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基于膝点电压的IGBT器件在线结温估计
Online Junction Temperature Estimation for IGBT Devices Through Knee Voltage
Xing Wei · Bo Yao · Yichi Zhang · Yingzhou Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了IGBT在低电流水平（数十至百毫安）下的导通饱和电压，即“膝点电压”，并探讨了其在在线结温评估中的应用。该方法克服了传统离线测试的局限，为电力电子器件的实时热状态监测提供了一种实用的实现方案。
解读: 结温是影响IGBT寿命和可靠性的核心指标。阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统均大量使用高功率IGBT模块，该在线结温估计技术可直接集成于iSolarCloud智能运维平台或逆变器/PCS的控制固件中。通过实时监测器件热应力，可实现更精准的寿命预测（RUL）和主...
一种基于二极管电流自适应的低损耗IGBT开通概念
An IGBT Turn-ON Concept Offering Low Losses Under Motor Drive dv/dt Constraints Based on Diode Current Adaption
Erik Velander · Lennart Kruse · Thomas Wiik · Anders Wiberg 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种适用于硅基IGBT与PIN二极管组合的低损耗开通方案。该方案专为100kW至1MW功率等级的两电平电机驱动器设计，在满足电机绕组dv/dt限制的前提下，优化了IGBT开通损耗及二极管反向恢复特性，有效平衡了开关损耗与电磁兼容性。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器及大功率储能变流器（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。在兆瓦级功率变换器中，IGBT开通损耗与dv/dt限制之间的矛盾是提升效率与保护绝缘系统的关键。通过二极管电流自适应控制，可在不增加复杂硬件成本的前提下，优化开关过程，提升整机效率。建议研发团队关注该...
考虑功率循环与热循环的IGBT功率模块多目标设计优化
Multiobjective Design Optimization of IGBT Power Modules Considering Power Cycling and Thermal Cycling
Bing Ji · Xueguan Song · Edward Sciberras · Wenping Cao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
IGBT功率模块在电力转换应用中至关重要，其可靠性是核心关注点。本文针对通用型模块设计不足的问题，提出了一种基于多目标优化技术的设计方法，旨在通过优化设计提升IGBT模块在复杂工况下的可靠性与性能表现。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan、ST系列储能变流器（PCS）的核心功率器件。该研究提出的多目标优化方法，能够有效平衡功率模块的散热性能与寿命，对提升阳光电源产品在极端环境下的可靠性具有重要指导意义。建议研发团队将此多物理场耦合优化策略应用于下一代高功率密度逆变器...
基于电磁辐射特征的IGBT变流器健康评估与监测方法研究
Application of EMR Signature in Health Assessment and Monitoring of IGBT-Based Converters
Rajashree Biswas · Aurobinda Routray · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年2月
本文提出了一种基于电磁辐射（EMR）特征的非侵入式变流器健康评估方法。由于功率循环和热应力，变流器核心器件IGBT易发生内部退化，导致关断时间延长等问题。该方法通过监测EMR信号，能够有效实现对IGBT退化状态的实时评估与监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）具有极高的应用价值。目前公司产品广泛采用IGBT模块，在极端工况下，器件的老化与失效是影响系统可靠性的关键因素。传统的离线测试成本高且难以覆盖全生命周期，而基于EMR的非侵入式监测方案无需改动硬件电路，可集成至iSolarCloud智...
SiC IGBT综述：模型、制造、特性与应用
A Review of SiC IGBT: Models, Fabrications, Characteristics, and Applications
Lubin Han · Lin Liang · Yong Kang · Yufeng Qiu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年2月
随着宽禁带半导体材料与工艺的成熟，SiC IGBT作为功率器件的顶尖技术已成功实现制造。本文全面回顾了过去30年SiC IGBT的发展历程，重点分析了其模型构建、结构设计及性能演进，探讨了该技术在电力电子领域的应用潜力与挑战。
解读: SiC IGBT作为下一代高压、高频功率器件的核心，对阳光电源的产品竞争力至关重要。在光伏逆变器领域，SiC IGBT有助于进一步提升组串式及集中式逆变器的功率密度与转换效率，减小散热器体积。在储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及风电变流器中，该技术能显著降低开关损耗，提升系统...
基于二维电荷分布的IGBT建模与分析
Modeling and Analysis of IGBT Based on Two-Dimensional Charge Distribution
Qi Li · Xianwen Cui · Yonghe Chen · Jian Ye 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种基于二维电荷分布的增强型IGBT模块物理SPICE模型。该模型精确描述了IGBT在静态导通和瞬态条件下的横向电荷分布，准确表征了IGBT内部的PNP和PIN组件特性，提升了对器件动态行为的仿真精度。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该二维电荷分布模型能更精准地模拟IGBT在复杂工况下的开关损耗与瞬态特性，有助于提升阳光电源逆变器产品的效率优化设计。同时，该模型对器件内部物理过程的深度解析，可辅助研发团队在产品设计阶段进行更精确...
高速缓冲层IGBT电感开关特性建模
Modeling Inductive Switching Characteristics of High-Speed Buffer Layer IGBT
Peng Xue · Guicui Fu · Dong Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文提出了一种基于物理的高速缓冲层IGBT紧凑模型。该模型利用MATLAB/Simulink中基于一维傅里叶变换的双极性扩散方程（ADE）求解器，通过对高速缓冲层IGBT电感开关行为的深入理解，实现了全注入水平下的ADE方程求解。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该研究提出的物理紧凑模型能更精确地模拟器件在高速开关过程中的动态特性，有助于优化逆变器及PCS的驱动电路设计，降低开关损耗并提升系统效率。同时，该模型对提升功率模块的热设计精度和...
模块化多电平变换器多IGBT开路故障诊断策略
A Diagnosis Strategy for Multiple IGBT Open-Circuit Faults of Modular Multilevel Converters
Xingxing Chen · Jinjun Liu · Zhifeng Deng · Shuguang Song 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
模块化多电平变换器（MMC）中多个IGBT同时发生开路故障会严重影响系统可靠性。现有文献缺乏针对同一桥臂内多重故障的有效诊断算法。本文提出了一种处理该工况的诊断策略，通过故障检测与定位技术，提升了MMC系统的运行安全性。
解读: 阳光电源在大型地面光伏电站及储能系统中广泛应用多电平拓扑技术，以提升功率密度和电能质量。该文献提出的多重IGBT故障诊断策略，对于提升阳光电源大型集中式逆变器及高压储能系统（如PowerTitan系列）的运行可靠性具有重要参考价值。在复杂工况下，快速准确的故障诊断能有效防止故障蔓延，降低停机风险。建...
一种用于IGBT触发脉冲间歇性故障诊断的多目标预测器方法
A Multiobjective Predictor Approach for IGBT Trigger Pulse Intermittent Fault Diagnosis
Bin Gou · Yilong Wang · Jiangle Yu · Wei Xiong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文针对IGBT模块与控制器间的异常问题，研究了触发脉冲间歇性故障（IF）的诊断方法。文章以单相脉冲整流器为研究对象，构建了一种数据驱动的多目标预测器，旨在提升电力电子系统运行的稳定性与可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其驱动脉冲的可靠性直接影响系统寿命。通过引入多目标预测器进行间歇性故障诊断，可显著提升iSolarCloud智能运维平台的预警能力，实现从“事后维修”向“预测性维护”的转型。建议研发...
高压IGBT器件中PETT振荡的电磁干扰特性及影响因素研究
Electromagnetic Disturbance Characteristics and Influence Factors of PETT Oscillation in High-Voltage IGBT Devices
Jiayu Fan · Zhibin Zhao · Jinqiang Zhang · Cheng Peng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年4月
本文研究了绝缘栅双极型晶体管（IGBT）关断过程中产生的等离子体抽取渡越时间（PETT）振荡。该振荡频率可达数百MHz，不仅会引发严重的电磁干扰（EMI）问题，还可能导致器件电磁发射超过IEC相关标准限值。作为IGBT内部主要的电磁骚扰源，PETT振荡的机理与影响因素对电力电子系统的电磁兼容性设计至关重要。
解读: PETT振荡是高压IGBT在快速开关过程中常见的寄生现象，直接影响阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack等大功率储能变流器（PCS）的电磁兼容性（EMC）表现。随着产品功率密度提升和开关频率优化，该研究有助于研发团队在功率模块选型与驱动电路设计阶段，通过优化栅极驱动参数或布...
集成温度传感器的压接式IGBT最高芯片温度直接监测
Maximum Chip Temperature Direct Monitoring for Press-Pack IGBT Integrating Temperature Sensors
Ziyang Zhang · Lin Liang · Li Wang · Zhiyuan Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
压接式IGBT（PP IGBT）的结温在线监测对于高压电力转换系统的健康管理至关重要。传统方法会破坏封装组件，且难以获取PP IGBT的最高温度。本文提出了一种集成温度传感器的直接监测方法，能够有效获取PP IGBT的最高芯片温度，提升了高压功率器件的运行可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的高压集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。PP IGBT常用于高压大功率场景，其热管理直接影响系统的可靠性与寿命。通过集成传感器实现最高结温的直接监测，可优化阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的健康状态（SOH）评估算法，实现更精...
考虑时变体电阻和反向恢复电导的精确振荡动态Si IGBT模型
Dynamic Si IGBT Model With Accurate Ringing Considering Time-Varying Bulk Resistance and Reverse Recovery Conductance
Yi Yu · Xuejun Pei · Peng Zhou · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
作为电力电子系统电磁干扰（EMI）建模的核心，高精度开关器件模型对预测EMI源至关重要。针对现有Si IGBT行为模型在表征开关振荡效应方面精度不足的问题，本文提出了一种动态Si IGBT模型，通过考虑时变体电阻和反向恢复电导，显著提升了对开关过程振荡特性的预测精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器）的EMI优化设计。在兆瓦级储能系统及高功率密度逆变器开发中，开关振荡是导致EMI超标和器件应力过大的关键因素。该高精度模型能有效指导硬件电路的PCB布局与驱动参数优化，减少现场调试中的电磁兼容整改成本。建...
一种基于温度梯度的IGBT模块潜在缺陷识别方法
A Temperature Gradient-Based Potential Defects Identification Method for IGBT Module
Bing Gao · Fan Yang · Minyou Chen · Li Ran 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种基于温度梯度的设备状态评估方法，并以IGBT模块为例进行了研究。研究表明，IGBT模块热阻的增加和功率损耗的增大，会导致温度梯度发生变化，从而可用于识别潜在的性能退化与缺陷。
解读: IGBT是阳光电源光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心功率器件。该方法通过监测温度梯度实现IGBT潜在缺陷的早期识别，对于提升PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器在严苛环境下的运行可靠性具有重要意义。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台...
基于动态模态分解的IGBT模块降阶温度场预测方法
Dynamic Mode Decomposition Based Reduced-Order Temperature Field Prediction Method for IGBT Module
Jiahao Geng · Fujin Deng · Kai Hou · Qiang Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对高功率IGBT模块的温度场分布分析，本文提出了一种基于动态模态分解（DMD）的降阶温度场预测方法。该方法利用有限元仿真获取的快照数据，在保证高精度的前提下，显著降低了计算复杂度，为电力电子系统的热设计与可靠性评估提供了高效的分析手段。
解读: 热管理是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统核心竞争力的关键。该研究提出的DMD降阶模型能显著提升热仿真效率，缩短产品研发周期。在实际应用中，该技术可集成至iSolarCloud平台或嵌入式控制系统中，实现对IGBT模块结温的实时高精度预测，从而优化功率器件的过温保护策略，提升...
基于红外热像仪验证通过峰值栅极电流测量IGBT结温的方法
IR Camera Validation of IGBT Junction Temperature Measurement via Peak Gate Current
Nick Baker · Laurent Dupont · Stig Munk-Nielsen · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文利用红外热成像技术评估了通过峰值栅极电流（IGPeak）测量IGBT结温的准确性。研究对象涵盖了栅极焊盘位于中心及边缘的单芯片、并联芯片以及存在键合线脱落故障的芯片，并将结果与传统方法进行了对比。
解读: 结温监测是提升阳光电源光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）可靠性的核心技术。该研究提出的IGPeak测温法无需额外传感器，具有低成本、高精度的潜力，非常适合集成在iSolarCloud智能运维平台中，用于实时监测功率模块的健康状态。针对文中提到的键合线脱落等失效模式，该方法...
基于关断轨迹调节的IGBT结温主动控制
Active Junction Temperature Control of IGBT Based on Adjusting the Turn-off Trajectory
Bo Wang · Luowei Zhou · Yi Zhang · Kaihong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
IGBT结温波动是导致其老化失效的关键因素，平抑结温波动是提升器件寿命的有效途径。本文探讨了通过调节IGBT关断轨迹来实现结温主动控制的新方法，旨在解决现有主动热管理技术在实际应用中的局限性，从而提升电力电子系统的长期可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）具有极高的应用价值。逆变器和PCS在极端环境及高负载运行下，IGBT结温波动是影响系统寿命的核心瓶颈。通过主动调节关断轨迹实现结温平抑，可显著提升功率模块在复杂工况下的可靠性，降低运维成本...
基于准静态与非准静态假设的高功率IGBT关断过程建模
Modeling Turn-off Process of High-Power IGBT Based on Both Quasi Static and Nonquasi Static Assumptions
Xin Liu · Litong Wang · Guishu Liang · Lei Qi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文研究了绝缘栅双极型晶体管（IGBT）关断过程中准中性基区载流子分布的计算方法。重点分析了准静态（QS）与非准静态（NQS）条件下载流子分布的差异，及其对高功率IGBT关断特性的影响，为优化器件开关性能提供了理论依据。
解读: IGBT是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器以及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心功率器件。该研究通过对比QS与NQS假设下的载流子分布，能够更精确地模拟高功率IGBT的关断损耗与动态特性。这对阳光电源优化逆变器及PCS的开关频率、提升整机效率以及改善高功率密度下的...
基于状态监测的IGBT开关性能优化自适应有源门极驱动器
Self-Adaptive Active Gate Driver for IGBT Switching Performance Optimization Based on Status Monitoring
Rui Wang · Lin Liang · Yu Chen · Yan Pan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
本文提出了一种自适应有源门极驱动器（SAGD），旨在优化IGBT的开关性能。相比传统驱动器，该方案在降低开关延迟的同时，有效抑制了电压和电流过冲，并解决了有源门极驱动（AGD）通常带来的开关损耗增加问题，实现了开关速度与损耗之间的平衡。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在组串式和集中式光伏逆变器以及PowerTitan等大功率储能变流器（PCS）中，IGBT是核心功率器件。通过采用自适应有源门极驱动技术，可以显著降低高频开关过程中的电压尖峰，从而提升系统可靠性并降低电磁干扰（EMI）。此外，该技术在优化开关损耗方面的突破，有...
基于不同服役里程的电力机车牵引系统IGBT器件剩余寿命评估研究
Research on Remaining Lifetime Evaluation for Traction System IGBT Devices of Electric Locomotives With Different Service Mileage
Wei Lai · Miaomiao Shangguan · Jing Shi · Hui Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
电力机车牵引变流器的可靠性高度依赖于IGBT模块。传统基于里程的定期更换维护方式成本高且存在浪费。本文旨在研究考虑不同服役里程因素下，IGBT模块的剩余可靠性评估方法，以实现更精准的寿命预测与维护策略优化。
解读: 该研究关注IGBT模块的剩余寿命评估，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在光伏逆变器（组串式/集中式）和储能变流器（PowerTitan/PowerStack）中，IGBT是核心功率器件，其可靠性直接决定产品全生命周期运维成本。通过引入基于服役状态的寿命评估模型，可优化iSolarCloud平台...
一种结合SCR和IGBT的有源Z源直流断路器
An Active Z-Source DC Circuit Breaker Combined With SCR and IGBT
Ji Shu · Shunliang Wang · Junpeng Ma · Tianqi Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
针对传统基于IGBT的直流断路器（DCCB）成本高昂的问题，本文提出了一种结合IGBT与SCR的有源Z源直流断路器（AZ-DCCB）。该拓扑利用SCR的低导通损耗特性与IGBT的主动关断能力，解决了SCR作为半控型器件无法主动关断的局限，为直流系统保护提供了更具成本效益的方案。
解读: 该技术对阳光电源的直流侧保护方案具有重要参考价值。在PowerTitan等大型储能系统及光伏直流汇流箱中，直流侧故障保护是核心安全环节。目前主流方案多依赖高成本IGBT，该AZ-DCCB拓扑通过SCR与IGBT的混合使用，有望在保证主动关断能力的同时显著降低系统BOM成本。建议研发团队评估该拓扑在兆...
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