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可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

系统级仿真中高功率IGBT模块芯片级电热应力计算方法

Chip-Level Electrothermal Stress Calculation Method of High-Power IGBT Modules in System-Level Simulation

Jianpeng Wang · Wenjie Chen · Yuwei Wu · Jin Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年9月

针对IGBT模块在实际应用中因电热应力过大导致的失效问题,本文提出了一种人工神经网络辅助的系统级仿真方法。该方法有效解决了IGBT模块在多时间尺度耦合下的电热动态特性计算难题,实现了对芯片级应力的精确、高效评估,为电力电子系统的可靠性设计提供了新思路。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。在组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的研发中,IGBT模块是核心热源与失效点。通过引入该芯片级电热应力计算方法,研发团队可在系统级仿真阶段更精准地预测极端工况下的器件寿命,优化散热设计与驱动控制策略。这...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

功率MOSFET和IGBT晶体管的热阻抗测量仪

Thermal Impedance Meter for Power mosfet and IGBT Transistors

Vitaliy Ivanovich Smirnov · Viacheslav Andreevich Sergeev · Andrey Anatolievich Gavrikov · Anton Mihailovich Shorin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月

本文介绍了一种用于功率MOSFET和IGBT热阻抗测量的调制方法及装置。通过谐波变化的功率对被测器件进行加热,利用脉冲宽度呈谐波变化的加热电流序列,实现了对器件热阻抗的精确测量,并给出了实验验证结果。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线至关重要。功率模块(IGBT/SiC)是光伏逆变器和储能变流器(PCS)中热失效的高发区。通过引入该热阻抗测量方法,研发团队可更精准地评估PowerTitan储能系统及组串式逆变器中功率模块的结温特性,优化散热设计与寿命预测模型。建议将此测试方法集成至iSolarClou...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

考虑温度依赖性的场截止型IGBT解析瞬态模型

Analytical Transient Model of Field-Stop IGBT Accounting for Temperature Dependence

Peng Xue · Pooya Davari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月

场截止(FS)IGBT已成为中高功率应用的主流器件。本文提出了一种考虑温度依赖性的FS IGBT解析瞬态模型,旨在实现对器件开关行为的快速且精确的仿真,为功率电子系统的设计与优化提供理论支撑。

解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。作为光伏逆变器和储能系统(如PowerTitan、ST系列PCS)的供应商,IGBT是核心功率开关器件。该解析模型能够提升研发阶段对逆变器开关损耗和热特性的仿真精度,特别是在高温工况下,有助于优化散热设计和驱动电路参数。这不仅能缩短产品开发周期,还能提升组串式逆变...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

高压大容量应用中IGBT驱动技术综述

Overview of IGBT Driving Technology for High Voltage and High Capacity Applications

Xianjin Huang · Pengze Zhu · Jiaqi Pan · Yang Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月

本文综述了高压大容量应用(如海上风电、直流输电等)中IGBT驱动电路的研究现状。驱动电路作为功率转换设备的核心,对提升开关性能、系统可靠性及效率至关重要。文章对比了不同驱动拓扑的优缺点,并探讨了未来在高压环境下驱动技术的发展趋势。

解读: IGBT驱动技术是阳光电源核心产品(如集中式/组串式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器)性能优化的基石。随着公司产品向更高电压等级(如1500V/2000V系统)和更大功率密度演进,驱动电路的抗干扰能力、开关损耗控制及短路保护机制直接决定了产品的可靠性与效率。建议研发团队关注文中...

可靠性与测试 IGBT 可靠性分析 功率模块 ★ 3.0

针对直流母线串联IGBT的小电容BLDC驱动系统电容退化控制策略

Control Strategy Against Capacitance Degradation for BLDC Drives With Small DC-Link Capacitor in Series With IGBT

Lihong Yu · Hang Gao · Yan Chen · Xinmin Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月

针对采用小直流母线薄膜电容及串联IGBT的无刷直流电机(BLDC)驱动系统,电容退化会严重影响系统性能与可靠性。本文提出了一种专门的控制策略,通过主动调节电压相位等手段,有效缓解电容退化带来的负面影响,提升系统运行的稳定性与寿命。

解读: 该文献探讨了薄膜电容退化对功率变换系统可靠性的影响及补偿控制策略。虽然阳光电源的核心业务集中在光伏逆变器和储能PCS,而非BLDC驱动,但该研究中关于“小直流母线电容”及“功率器件串联”的可靠性分析方法,对阳光电源的组串式逆变器及PowerStack储能系统具有参考价值。在追求高功率密度设计时,电容...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

IGBT裸芯片开关机械波的直接捕获

Direct Capture of Switching Mechanical Wave on IGBT Bare Dies

Libing Bai · Jiahao Wang · Cong Chen · Quan Zhou 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月

开关机械波(SMW)效应在IGBT器件状态监测中具有广阔应用前景。目前研究多依赖间接声发射检测技术,存在局限性。本文提出一种直接捕获IGBT裸芯片开关机械波的方法,旨在更精准地实现器件的健康状态评估与故障诊断。

解读: 该研究直接针对IGBT裸芯片的机械波特性,对于提升阳光电源核心产品(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器)的功率模块可靠性至关重要。通过深入理解器件在开关过程中的物理应力与机械特性,研发团队可优化功率模块的封装工艺与热管理设计,并开发基于SMW的在线健康监测算法,集成至iSol...

电动汽车驱动 IGBT 功率模块 三电平 ★ 4.0

用于电动汽车应用的三电平NPC中IGBT功率模块非侵入式状态监测

预故障

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...

可靠性与测试 IGBT 多电平 故障诊断 ★ 4.0

混合模块化多电平变换器中IGBT开路故障的双视角分析:统一特性与诊断

A Dual-Perspective Analysis of IGBT Open-Circuit Faults in Hybrid Modular Multilevel Converters: Unified Characteristics and Diagnoses

Hong Wu · Yue Wang · Yi Liu · Yufei Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月

混合模块化多电平变换器(HMMC)结合了全桥与半桥子模块,具备成本效益高的直流故障穿越能力。然而,IGBT开路故障诊断是实现故障隔离与重构的前提,对提升HMMC系统的可靠性至关重要。

解读: 该研究针对混合模块化多电平变换器(HMMC)的IGBT故障诊断,对阳光电源的高压大功率应用场景具有重要参考价值。阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)正向更高电压等级和多电平拓扑演进,以提升效率和功率密度。文中提出的双视角故障诊断方法,可优化系统在复杂工况下的故障识别速度...

功率器件技术 IGBT 多电平 可靠性分析 ★ 4.0

模块化多电平变换器子模块IGBT通态电压计算方案

An ON-State Voltage Calculation Scheme of MMC Submodule IGBT

Shiying Chen · Shengchang Ji · Liang Pan · Chenshuo Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月

模块化多电平变换器(MMC)中子模块IGBT的退化可通过通态电压监测。本文提出了一种在额定电流和正常结温下计算IGBT通态电压的方案,基于MMC桥臂的基尔霍夫电压定律(KVL)建立了通态电阻方程,为功率器件的健康状态评估提供了理论基础。

解读: 该研究聚焦于高压大功率电力电子变换器(MMC)中核心功率器件IGBT的健康状态监测,对阳光电源的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。随着阳光电源产品向更高电压等级和更大功率密度发展,基于通态电压的在线监测技术可有效提升系统的可靠性与运维效率,通过iSolar...

功率器件技术 IGBT 功率模块 多电平 ★ 4.0

驱动电源中具有软开关和功率恢复功能的IGBT串联技术

IGBT Series Connection With Soft Switching and Power Recovery in Driver Power Supply

A. F. Guerrero-Guerrero · A. J. Ustariz-Farfan · H. E. Tacca · E. A. Cano-Plata · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年12月

针对高压应用中IGBT串联技术面临的挑战,本文提出了一种新型驱动电源方案。该方案通过引入软开关技术和功率恢复机制,有效解决了串联IGBT在开关过程中的电压不平衡问题,提升了高压功率变换系统的可靠性与效率,为超高压电力电子变换器设计提供了新思路。

解读: 该技术对阳光电源的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。在面对更高电压等级(如1500V及以上)的直流侧应用时,IGBT串联技术可有效降低对单管耐压等级的依赖,提升系统功率密度。通过软开关和功率恢复驱动设计,能显著降低开关损耗并提升电磁兼容性(EMC)表现。建...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于外壳温度作为参考节点的功率模块集总热耦合模型

Lumped Thermal Coupling Model of Multichip Power Module Enabling Case Temperature as Reference Node

Mengqi Xu · Ke Ma · Xu Cai · Gongzheng Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月

多芯片IGBT模块的热行为评估至关重要。本文提出了一种以模块外壳温度为参考节点的热阻抗矩阵模型,旨在简化多芯片功率模块内部热耦合效应的分析,提高热行为预测的准确性与工程应用便捷性。

解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率器件应用。在组串式逆变器(如SG系列)和储能变流器(如PowerTitan/PowerStack)中,IGBT模块的结温管理是提升系统功率密度和可靠性的关键。通过采用以壳温为参考的热耦合模型,研发团队能更精确地评估多芯片并联下的热分布,从而优化散热器设计与过温保护策...

可靠性与测试 IGBT 储能变流器PCS 可靠性分析 ★ 5.0

基于非线性最小二乘法的IGBT集射极饱和电压监测的VSC变换器反馈控制数据优化

VSC Converter Feedback Control Data Optimization Based IGBT Collector Emitter Saturation Voltage Monitoring Through Nonlinear Least Squares Method

Yanjun Tian · Shaopeng Song · Xiaoqi Xu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月

IGBT是电力转换系统(PCS)的核心器件,其老化会导致损耗增加、温度升高甚至引发安全风险。本文提出一种基于非线性最小二乘法的Vce监测方法,通过优化反馈控制数据,实现对IGBT老化状态的精准评估,从而提升PCS的运行可靠性与安全性。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如PowerTitan、PowerStack储能系统及组串式/集中式光伏逆变器)具有极高的应用价值。IGBT作为PCS的核心功率器件,其健康状态直接决定了设备的寿命与运维成本。通过引入非线性最小二乘法进行Vce在线监测,阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于四探针法的IGBT模块老化评估

Degradation Assessment in IGBT Modules Using Four-Point Probing Approach

Kristian Bonderup Pedersen · Peter Kjaer Kristensen · Vladimir Popok · Kjeld Pedersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月

本文提出利用四探针法测量IGBT模块内部各组件的电气参数,通过对比老化器件与新器件的参数差异,评估模块的整体退化程度及各组件的磨损状态。该方法有助于预防早期失效,提升功率器件的可靠性管理水平。

解读: IGBT是阳光电源光伏逆变器、储能变流器(PCS)及风电变流器中的核心功率器件。随着PowerTitan等大型储能系统和组串式逆变器向高功率密度发展,IGBT的热应力和电应力显著增加。该四探针检测技术为阳光电源的iSolarCloud智能运维平台提供了底层数据支撑,有助于在设备全生命周期内实现更精准...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

IGBT模块非对称布局对电机驱动逆变器可靠性的影响

Effect of Asymmetric Layout of IGBT Modules on Reliability of Motor Drive Inverters

Ui-Min Choi · Ionut Vernica · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月

功率逆变器是电机驱动系统的主要故障源,而功率器件又是逆变器失效的核心原因。IGBT模块内部常集成多个功率器件,其非对称的内部布局可能导致电流与热应力分布不均,进而影响模块的长期可靠性。本文研究了这种布局差异对器件性能及寿命的影响。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品(光伏逆变器、储能PCS及风电变流器)的功率模块选型与设计。在组串式逆变器和PowerTitan等高功率密度产品中,IGBT模块的内部布局对热分布和寿命至关重要。非对称布局带来的热应力不均是导致功率模块早期失效的潜在隐患。建议研发团队在进行功率模块选型及散热设计时,引...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于壳温的IGBT模块热参数监测

Thermal Parameter Monitoring of IGBT Module Using Case Temperature

Jun Zhang · Xiong Du · Yu Wu · Quanming Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月

本文提出了一种利用IGBT模块壳温监测其热参数的方法。该方法在IGBT关断期间(即壳温冷却阶段)工作,通过建立Cauer型热RC参数与壳温冷却曲线时间常数之间的关系,实现对模块热特性的实时监测。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统)具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件,其热状态直接决定了系统的可靠性与寿命。通过壳温监测实现热参数在线评估,可优化阳光电源iSolarCloud平台的故障预警机制,实现从“事后维...

可靠性与测试 IGBT 可靠性分析 机器学习 ★ 5.0

IGBT结温预测精度:一种优化支持向量机的改进旗鱼算法

Accuracy of IGBT Junction Temperature Prediction: An Improved Sailfish Algorithm to Optimize Support Vector Machine

Lingling Li · Jiaqi Liu · Ming-Lang Tseng · Ming K. Lim · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月

本文针对IGBT结温预测精度问题,提出了一种基于改进旗鱼优化算法(ISFO)优化支持向量机(SVM)的预测模型。由于结温直接影响IGBT的可靠性与系统安全运行,该模型通过优化算法提升了预测精度,为电力电子系统的状态监测与寿命评估提供了有效手段。

解读: 结温预测是提升阳光电源逆变器及储能PCS可靠性的核心技术。IGBT作为核心功率器件,其热应力直接决定了产品的使用寿命。该研究提出的ISFO-SVM模型可集成至iSolarCloud智能运维平台或嵌入式控制系统中,实现对组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中功率模块的实时...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

多芯片并联IGBT模块电流均流优化与验证

Optimization and Validation of Current Sharing in IGBT Modules With Multichips in Parallel

Guiqin Chang · Cheng Peng · Yuanjian Liu · Erping Deng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

多芯片并联IGBT模块广泛应用于工业及汽车电力电子系统。电路拓扑不对称及芯片特性差异导致并联芯片间电流分配不均,产生过大的电应力,进而影响模块可靠性。本文研究了电流不平衡的成因,并提出了优化均流的策略与验证方法。

解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器)中功率模块的选型与设计。在大功率电力电子设备中,IGBT模块的并联均流是提升系统功率密度和可靠性的关键。通过优化均流技术,可有效降低芯片热应力,延长模块寿命,减少因局部过热导致的故障率...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

一种基于PCB RCCS的并联IGBT模块瞬态电流平衡有源门极驱动方法

An Active Gate Driver Method for Transient Current Balancing of Parallel IGBT Modules Based on PCB RCCS

Tao Tang · Wensheng Song · Jian Chen · Tingwen Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月

多并联IGBT模块可提升功率变换器载流能力,但因参数不一致及工况差异,易导致瞬态电流不平衡,引发“电-热”应力分布不均,威胁系统安全。本文提出一种基于PCB集成Rogowski线圈电流传感器(RCCS)的有源门极驱动方法,有效改善并联模块间的瞬态电流均衡性。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(如集中式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统)具有极高的应用价值。在大功率电力电子设备中,IGBT模块的并联是实现高功率密度的关键,但电流不平衡往往限制了器件的利用率并影响系统寿命。通过引入基于PCB RCCS的有源门极驱动技术,公司可以更精准...

功率器件技术 IGBT 功率模块 组串式逆变器 ★ 5.0

闭环 di/dt 和 dv/dt IGBT 栅极驱动器

Closed-Loop di/dt and dv/dt IGBT Gate Driver

Yanick Lobsiger · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月

本文提出了一种在感性负载硬开关条件下实现IGBT确定性开关行为的新概念。该技术是优化开关损耗与电磁干扰(EMI)的关键前提。文中首先回顾了现有的IGBT开关瞬态控制驱动技术,并针对其局限性提出了改进方案,旨在通过闭环控制实现对开关过程的精确调节。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)中,IGBT的开关损耗与EMI水平直接决定了整机的功率密度与电磁兼容性能。通过采用闭环di/dt和dv/dt驱动技术,可以有效抑制开关过程中的电压电流尖峰,在不牺牲开关速...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于Kharitonov定理的高功率IGBT开关主动电压控制鲁棒稳定性分析

Robust Stability Analysis of Active Voltage Control for High-power IGBT Switching by Kharitonov's Theorem

Xin Yang · Ye Yuan · Zhiqiang Long · Jorge Goncalves 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月

本文提出了一种主动电压控制(AVC)方法,通过经典反馈控制使IGBT集电极电压瞬态跟踪预定义轨迹。该方法在保证IGBT处于安全工作区(SOA)、抑制电磁干扰(EMI)、减轻电压/电流应力、优化功率损耗及实现器件均流方面具有显著优势。

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储能系统及风电变流器)具有重要意义。在高功率IGBT应用中,开关过程的电压尖峰和EMI是影响系统可靠性的关键因素。通过引入主动电压控制(AVC),可精确调节IGBT开关轨迹,在提升系统效率的同时,有效...

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