Seung-Min Lee · Woo-Jin Lee · Eugene N. Cho · Jinsoo Bae 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月

浸没冷却利用惰性介电液体为数据中心散热，可有效提升能效和热设计功率。然而，长期运行下冷却液与服务器组件间的热应力交互影响尚不明确。本研究针对碳氢类浸没冷却液，采用高温加速老化实验，评估冷却液及其对浸没材料的稳定性。光谱与热分析表明，高温下冷却液氧化显著加剧，流变特性退化程度与氧化水平密切相关。结果为评估浸没冷却系统长期可靠性提供了依据，有助于支撑高算力需求下数据中心的可持续稳定运行。

解读: 该浸没冷却可靠性研究对阳光电源大功率产品散热设计具有重要参考价值。PowerTitan储能系统和大功率SG逆变器中，功率模块、母排等高热流密度部件面临严峻散热挑战，浸没冷却可突破传统风冷/液冷限制，提升功率密度。研究揭示的冷却液氧化机理和PCB材料兼容性评估方法，可指导阳光电源开发适用于SiC功率模...

Gregory Almeida · Sebastien Serpaud · Victor Dos Santos · Bernardo Cougo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

本文提出了一种基于测量的方法，专注于提取碳化硅（SiC）功率模块换流功率回路中的 RL 元件寄生参数。该方法可视为一个封闭/半封闭盒模型，它针对被测功率模块外部可用的给定数量端口（N）进行一组散射参数（S 参数）测量。所提出的方法使我们能够在数小时内构建一个模型，该模型旨在尽可能贴近功率模块的物理特性进行行为表征。测量的不确定性和误差通过基于最小二乘法的优化回归算法进行处理，该算法采用高斯 - 牛顿 - 拉夫逊方法。为了验证目的，本文给出了使用不同样品的碳化硅功率模块的实验结果。

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于N端口测量的SiC功率模块寄生参数提取方法具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品的核心竞争力很大程度上取决于功率模块的性能优化，而精确的寄生参数模型正是实现这一目标的关键基础。 该方法的核心价值在于通过S参数测量快速建立功率...

Ti Chen · Takeshi Tokuyama · Yohan Ko · Hiroyuki Tatsumi 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月

本研究介绍了一种全油冷轮毂驱动系统的开发与评估。设计了一种新型油冷却液——流体B，该冷却液具有高闪点、低粘度的特点，并且即使经过大量老化测试，仍具备出色的绝缘性能。研究探索了分子结构对流体性能的影响，揭示了使用窄馏分基础油和长主链分子结构的优势。此外，本研究还利用汉森溶解度参数加深了对不同油类溶胀行为的理解。最后，提出并评估了一种六合一直接油冷汽车功率模块，与传统水冷功率模块相比，其热阻显著降低，达到了26.3平方毫米·开尔文/瓦。研究结果表明，通过仔细研究材料兼容性并进行适当的热管理，直接油冷...

解读: 该双面直喷油冷技术对阳光电源新能源汽车产品线具有重要应用价值。研究中的高绝缘油冷介质和双面散热结构可直接应用于车载OBC充电机和电机驱动控制器的功率模块热管理，有效降低SiC/IGBT器件结温波动，提升功率密度。该方案对PowerTitan储能系统的液冷PCS模块设计也有借鉴意义，特别是在高温、高负...

Yang Li · Shiyue Deng · Yuxuan Wu · Mustafeez-ul-Hassan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年9月

提出一种高功率高压宽禁带WBG功率模块封装协同设计框架，可泛化以反映器件技术、封装配置和电压等级的多样化设计需求。除常见的热、电、机械多学科协同优化外，所提框架特别强调中高压MV/HV设计考虑，引入封装与装配工艺开发工具包PA-PDK概念，并在功率模块封装开发过程中集成可靠性设计DfR。通过3.3kV/200A线键合低电感碳化硅SiC半桥模块案例研究验证协同设计框架有效性，为此类协同设计框架实施提供参考。

解读: 该WBG功率模块协同设计框架研究对阳光电源SiC功率模块开发有全面指导价值。中高压设计考虑、PA-PDK概念和DfR集成的系统化方法与阳光电源在1500V及以上光伏系统和中压储能系统中应用SiC器件的技术路线高度契合。3.3kV/200A低电感SiC半桥模块案例为阳光ST系列储能变流器和SG系列光伏...

Xu Zhang · Nikolaos Iosifidis · Yifei Wu · Haiyong Wan 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月

多电飞机系统中日益提高的功率密度在飞行周期内的过流与故障工况下对电力电子器件的热管理提出了严峻挑战。本文对比研究了液态金属相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）和热管三种热管理策略在过流条件下的响应时间尺度与热性能。结果表明，PCM响应时间为秒级，而TEC与热管可达毫秒级。三者相较传统模块均显著降低了热阻，降幅分别为35%、21%和45%。其中热管结构热阻最低，结温降低最显著，且在过流循环测试中有效减小了平均结温和结温波动，延长了器件寿命。

解读: 该过流热管理研究对阳光电源功率模块设计具有重要参考价值。热管方案热阻降低45%、毫秒级响应特性可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列大功率光伏逆变器的IGBT/SiC模块散热优化，有效应对电网故障穿越、短路保护等过流工况。相比传统风冷方案，热管技术可显著降低结温波动，延长功率器件寿命，提升Powe...

Zhaobo Zhang · Wenzhi Zhou · Xibo Yuan · Elaheh Arjmand 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本信函提出采用陶瓷散热片上芯片封装方式，以在封装层面降低共模（CM）噪声，同时改善碳化硅（SiC）功率模块的热性能。该封装方式将碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）直接连接到金属化氮化铝（AlN）陶瓷散热片上，减少了开关节点与地之间的共模电容耦合，从而降低了共模噪声。搭建了一个400至200V的直流 - 直流降压转换器，以验证该封装方式在抑制共模噪声方面的有效性。实验结果表明，共模电流有所降低，与传统无基板模块相比，陶瓷散热片上芯片功率模块在5至20MHz频谱范围内的共...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项芯片直接封装于陶瓷散热器的SiC功率模块技术具有重要的战略价值。该技术通过减少开关节点与地之间的共模电容耦合，在5-20 MHz频段实现了超过5 dB的共模噪声抑制，这对我们的光伏逆变器和储能变流器产品具有直接应用意义。 在光伏逆变器领域，随着SiC器件的广泛应用，高...

Ze Zhou · Jingxin Li · Jianlong Kang · Zhen Xin 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月

提出基于空心线圈的可集成三维磁场扫描方法,用于功率模块电磁兼容评估、可靠性设计和芯片选型。针对多场源强耦合环境下现有技术带宽、尺寸和成本的挑战,设计可集成三维磁场探头,通过捕获x/y/z轴磁场分布重构器件内部三维磁场图。开发多脉冲平台验证,实验样机带宽达30MHz,灵敏度约10V/T(0.2mm处0.01V/(A/m))。

解读: 该三维磁场扫描技术对阳光电源功率模块设计和测试具有重要应用价值。可用于ST储能变流器和SG光伏逆变器中SiC/IGBT功率模块的电磁特性评估,优化器件布局和EMC设计。高频高灵敏度磁场探头技术可集成到阳光电源功率模块封装中实现在线监测,提升产品可靠性。该方法对PowerTitan等大功率储能系统的多...

Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...

解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...

Lei Wang · Wenbo Wang · Keqiu Zeng · Ruomeng Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

提出多端口无线功率路由器的扩展相量分析方法和控制策略，能够处理多向双向功率流。该方法通过相量分析优化多端口系统功率传输路径，实现宽范围ZVS运行提高效率。仿真和实验结果验证所提方法在复杂功率路由场景中的有效性。

解读: 该多端口无线功率路由研究对阳光电源智能微电网有前瞻价值。多向双向功率流管理技术可应用于阳光储能系统和微电网解决方案，实现灵活能量调度。扩展相量分析方法为阳光iSolarCloud平台智能控制提供理论支持。...

Yayong Yang · Zhiqiang Wang · Yu Liao · Wubin Kong 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

本文提出一种基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化三维热仿真方法，以实现功率模块热设计的快速设计空间探索。利用PINNs能够快速逼近描述功率模块热行为的参数化偏微分方程解的能力，开发了用于碳化硅（SiC）三相半桥功率模块的热场仿真框架，以进行参数化仿真。经过一次无监督训练后，基于PINNs的模型可以快速预测不同输入参数组合下功率模块的热场分布结果。对比结果表明，在不同组合情况下，PINNs的预测结果与COMSOL数值模拟和实验测量结果大致相符。此外，在用于参数优化的大规模设计空间探索任务中，...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于物理信息神经网络（PINNs）的参数化热仿真技术具有重要的工程应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在功率模块热设计方面面临着日益严峻的挑战：一方面，碳化硅（SiC）等新型功率器件的广泛应用使得热管理复杂度显著提升；另一方面，市场对产品快速迭代和定...

作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

由于碳化硅（SiC）裸片性能优越，碳化硅功率模块是可再生能源和电动汽车领域的理想选择。然而，高热通量和热均匀性差等热管理问题已被视为碳化硅功率模块在实际应用中性能提升的主要制约因素。为应对这些挑战，本文提出了一种基于带精英策略的非支配排序遗传算法和有限元分析的歧管式微通道（MMC）散热器自动化优化方法。通过专用热测试平台，将优化后的歧管式微通道散热器应用于三相碳化硅功率模块进行热性能评估。实验结果表明，与传统针翅式散热器相比，优化后的歧管式微通道散热器使热均匀性提高了55.6%，碳化硅功率模块的...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于NSGA-II算法优化的歧管微通道散热技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们的产品正面临功率密度提升与热管理的双重挑战，而SiC功率模块的广泛应用使得这一矛盾更加突出。 该技术的核心价值体现在三个维度：首先，55.6%的热均匀性改善...

Ali Safaeinejad · Mohsen Rahimi · Dao Zhou · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年7月

大型风力机中持续的风湍流易引发功率波动，降低电力模块可靠性并加剧轻质结构部件的机械应力，给运行与维护带来挑战。本文分析了永磁同步风力机中功率波动的特性，提出一种无需附加储能装置、适用于额定风速上下工况的协调控制策略。该策略在低于额定风速时无需辅助控制即可抑制波动；高于额定风速时，通过机侧变流器虚拟调节转子惯性、网侧变流器引入阻尼分量，并结合变桨系统增强阻尼效果，且优化了反馈增益间的耦合影响。仿真结果表明，所提方法能有效抑制电气与机械振荡。

解读: 该协调控制策略对阳光电源风电变流器及储能系统具有重要应用价值。文章提出的虚拟惯性调节与阻尼控制方法可直接应用于ST系列储能变流器的功率平滑控制，通过机侧与网侧变流器协同抑制功率波动，无需额外储能装置即可降低功率模块热应力，提升IGBT/SiC器件可靠性。该技术与阳光电源现有的VSG虚拟同步机控制形成...

Linke Zhou · Mohamed Hefny · Samuel Hemming · Di Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年6月

在航空航天应用中，高性能冷却系统对确保电力逆变器在极端工况下的可靠性至关重要。本文提出了一种适用于1-MVA碳化硅三电平有源中点钳位逆变器的实用针翅液冷系统设计。通过有限元分析与计算流体动力学仿真，评估了系统的热-流体性能，在70°C冷却液温度下满足航空环境的散热需求。采用交错针翅结构提升换热效率，兼顾可制造性与成本。对比了串并联冷板配置的流体分布均匀性与经济性，并优化密封设计以防止泄漏。实验验证表明，该系统可有效管理超过7.2 kW的功率损耗，结温低于150°C，压降低，具备高鲁棒性与成本效益...

解读: 该1-MVA三电平ANPC逆变器的针翅液冷方案对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。研究中的交错针翅结构设计和串并联冷板配置优化可提升SiC功率模块在高功率密度场景下的热管理能力，使结温控制在150°C以下，压降更低。该方案的有限元与CFD联合仿真方法可应用...

Cheng Zhao · Laili Wang · Junhui Yang · Shijie Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

在桥臂结构中，虚假栅源电压（串扰电压）可能导致一个开关在其互补开关开通期间误触发。现有研究多将开关视为单芯片，但在大电流SiC功率模块中，每个开关由多个并联SiC MOSFET（PSMs）构成，其串扰特性与单管存在差异。本文通过理论分析与实验研究发现，电源网络失配引起的不平衡电压会在PSMs的串扰电压中引入额外的差模振荡分量，该分量无法被有源密勒钳位（AMC）有效抑制。为此提出两种抑制方法：一是在驱动回路中集成小型共模电感（CM），二是在PSMs两端并联额外SiC肖特基二极管（SBD）。通过基准...

解读: 该研究针对SiC桥臂功率模块的串扰抑制技术，对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器的功率模块设计具有重要价值。文中提出的共模电感集成和SBD并联方案，可直接应用于PowerTitan大型储能系统中多芯片并联SiC模块的桥臂设计，有效抑制电源网络失配导致的差模振荡，降低误触发风险。该技术可提...

Ya Sun · Zhikang Yuan · Zhiwen Huang · Jun Hu 等5人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年6月

在功率模块中，“铜 - 陶瓷 - 硅胶”三相点处的局部放电对更高电压和功率密度的发展构成了重大挑战。本文采用一种可靠且可控的方法——喷射点胶，在电力电子模块中组装电场自适应控制结构，以优化电场分布。该结构由氧化锌/环氧树脂非线性导电复合材料构成，厚度控制在<inline-formula xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"> <tex-math notat...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文提出的电场自适应控制结构技术对我们在高压大功率产品领域的突破具有重要战略价值。 当前，阳光电源的光伏逆变器和储能变流器正朝着更高电压等级（1500V及以上）和更高功率密度方向发展。功率模块中"铜-陶瓷-硅凝胶"三相点的局部放电问题一直是制约产品电压等级提升和可靠性的...

Yan Li · Xibo Yuan · Yonglei Zhang · Kai Wang 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2024年9月

为确保并联功率模块之间的电流均衡分配，可采用有源栅极驱动器（AGD）动态调节电流。然而，在碳化硅（SiC）器件极快的开关速度（例如小于100纳秒）下，AGD要实现有效、灵活且精确的动态电流调节颇具挑战。因此，本文提出了一种用于并联碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）功率模块的AGD在线统一开通/关断延时及电流变化率调节方案。该方案的优势在于，它能对延时调节和电流变化率调节实现独立的闭环控制，即电流变化率的调节不会影响已调好的延时补偿。此外，所提出的基于仅含两个推挽驱动通...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对并联SiC功率模块的主动栅极驱动器（AGD）电流均衡技术具有重要的应用价值。在我们的大功率光伏逆变器和储能变流器产品中，多模块并联已成为提升系统容量和可靠性的核心架构，而SiC器件的广泛应用正在推动产品向更高功率密度和效率演进。 该技术的核心创新在于实现了延迟调节...

R. Manikandan · R. Raja Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月

功率半导体模块通常包含多个芯片，以满足电动汽车和工业应用对电流和电压额定值的要求。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块底板上的焊点疲劳是功率转换器中的一种重要失效模式。这些失效在涉及常规驾驶、再生制动和加速的电动汽车应用中尤为突出。本研究引入了一种新方法，通过关注外壳的温度差异来评估IGBT模块在底板焊点疲劳过程中的健康状况。本文提出了一种精确的电热模型，可有效确定IGBT模块的结温。所设计的电热模型通过考虑器件级和模块级热参数的影响，精确估算了结温。在ANSYS和PLECS环境中，为IGBT模块...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC拓扑中IGBT模块的非侵入式状态监测技术具有重要的应用价值。尽管该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心技术完全适用于我们的光伏逆变器和储能变流器产品线。 IGBT模块的底板焊层疲劳是功率变换器的主要失效模式，这一问题在光伏和储能系统中同样突出。光伏逆变器面...

Kai Cao · Zehou Li · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

随着电动汽车（EV）功率模块对热稳定性和功率密度需求的不断提升，传统封装技术面临诸多挑战，包括导热性能不足、高温可靠性有限以及环境兼容性欠佳等问题。本文系统综述了两种关键的高温电子封装技术——烧结与瞬态液相（TLP）键合技术的最新研究进展。重点探讨了银（Ag）、铜（Cu）和镍（Ni）基烧结材料在功率模块应用中的微观结构调控机制，分析了颗粒尺寸、形貌及溶剂选择对烧结致密度、电导率、热导率和机械强度的影响。本文还比较评述了压力烧结、无压烧结和激光辅助烧结等先进工艺，聚焦其在降低孔隙率、抑制氧化以及增...

解读: 该高温封装技术对阳光电源功率模块产品具有重要应用价值。银铜烧结和瞬态液相键合技术可显著提升SiC/GaN功率器件的热导率和高温可靠性,直接优化ST系列储能变流器、SG光伏逆变器及电动汽车驱动系统的功率密度与热管理性能。多模态颗粒设计和无压烧结工艺可降低封装成本,激光辅助烧结技术有助于三电平拓扑模块的...

Yizheng Tang · Cao Zhan · Lingyu Zhu · Weicheng Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

碳化硅（SiC）功率模块在高温下性能优于传统硅器件，其热特性受材料温度依赖性显著影响。基于电热耦合的结温估算因迭代中频繁更新温度相关参数而效率低下。本文提出一种高效的多芯片SiC功率模块结温估算方法，构建了包含温度相关参数的非线性状态空间方程的三维集总热模型（LTM）。利用有限元仿真获得的动态热响应曲线，结合自适应粒子群优化（APSO）算法精确辨识非线性热参数。采用梯形规则-二阶后向微分（TR-BDF2）法分两阶段求解，兼顾稳定性与计算效率，计算速度较传统龙格-库塔法提升1948倍，误差控制在约...

解读: 该SiC功率模块高效结温估算技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件已广泛应用于提升功率密度和效率，精准的结温估算可优化热管理设计，提升系统可靠性。TR-BDF2算法相比传统方法计算速度提升近2000倍，可集成至iSolarCloud智能运维平...

Xun Liu · Kun Ma · Yameng Sun · Yifan Song 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年4月

为提升碳化硅（SiC）功率模块的电气性能与可靠性，本文研究采用Cu-Clip替代传统Al引线的技术方案。针对Cu-Clip互连结构中并联SiC MOSFET因布局不对称引入的互感耦合效应，建立了精确的电磁耦合模型，提出一种动态电流均衡的解析分析方法，并进一步设计最优布局优化策略，有效抑制并联支路间的电流不均，提高模块整体性能与热稳定性。

解读: 该研究对阳光电源高功率密度产品的设计具有重要指导意义。Cu-Clip互连技术可显著提升SiC MOSFET模块的电流均衡性和散热性能,适用于ST系列储能变流器、SG系列光伏逆变器等大功率产品。特别是在PowerTitan等MW级储能系统中,优化后的SiC模块布局可有效降低开关损耗、提高功率密度,并通...