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IGBT及其互连结构温度分布下Vce-Tj关系的校准与测量
Calibration and Measurement of Vce-Tj Correlation With Temperature Distribution of IGBT and Interconnections
Guanyu Lu · Ke Ma · Yuli Feng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
对功率半导体器件绝缘栅双极型晶体管进行在线结温（$T_j$）估计对于可靠性评估和提升至关重要。通常情况下，可以利用预先校准的结温与负载电流下的导通态集电极 - 发射极电压（$V_{ce}$）之间的相关性来在线计算$T_j$。然而，校准过程中器件内部的不均匀温度分布与运行过程中的情况不同。器件内部的不均匀热分布和芯片的自热效应会导致使用预先校准的$T_j$ - $V_{ce}$相关性进行估计时出现显著误差，因为互连线上的电压降会有所不同。本文提出了一种在器件脉冲宽度调制运行下校准$T_j$ - $...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项IGBT结温在线监测技术具有重要的战略价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的整体性能和寿命。当前阳光电源的逆变器产品在高温、高湿等严苛环境下运行时，IGBT的热管理是制约系统可靠性的关键因素之一。 该论文提出的创新校准方法解决了...
双频分层模块化多层电池均衡器架构
Dual Frequency Hierarchical Modular Multilayer Battery Balancer Architecture
Ming Liu · Yenan Chen · Youssef Elasser · Minjie Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
本文提出了一种双频分层模块化多层电池均衡器（MMB）架构，具备电化学阻抗谱（EIS）测试及电池自加热功能。该架构包含两层均衡电路：单元级均衡器工作在MHz级以实现小型化，组串级均衡器工作在数百kHz以实现高效率。
解读: 该技术对阳光电源的储能业务（如PowerTitan、PowerStack）具有重要参考价值。其集成的EIS功能可实现电池健康状态（SOH）的在线精准监测，提升BMS的智能化水平；自加热功能则能显著改善储能系统在极寒环境下的充放电性能，增强产品在严苛工况下的竞争力。建议研发团队关注该架构中MHz级高频...
大功率无线充电系统的磁性设计考量
Magnetic Design Considerations for High-Power Wireless Charging Systems
Patrick A. J. Lawton · Feiyang J. Lin · Grant A. Covic · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种预测并防止电动汽车（EV）无线充电感应电能传输（IPT）系统中铁氧体结构热失效的方法。通过改进铁氧体布局，文章展示了一种适用于50kW大功率无线充电的启发式磁性设计方案，有效降低了系统运行过程中的温升，提升了高功率密度下的热稳定性。
解读: 该研究聚焦于大功率无线充电系统的磁性热管理，这对阳光电源充电桩业务具有重要参考价值。随着电动汽车快充需求增长，大功率无线充电技术是未来的潜在技术储备。文中提出的铁氧体布局优化与热失效预防策略，可直接应用于阳光电源充电桩模块的散热设计与磁性元件选型，有助于提升产品在高功率密度下的可靠性与寿命。建议研发...
具有三态能量转换的可编程矩阵阵列热电系统
Programmable Matrix-Array Thermoelectric System With Tri-State Energy Conversion
Ning Wang · Hong-Tao Huang · Lei Zhang · Shu-Xi Xu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
本文提出了一种矩阵排列的热电可编程控制系统。该系统通过灵活重构矩阵中每个热电模块的功能，克服了传统热电系统单向能量流和功能固定的局限性。通过构建制冷/制热/能量回收的三态可重构拓扑，实现了分布式能量管理与热控制。
解读: 该技术涉及热电转换与分布式能量管理，与阳光电源现有的光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）的核心功率变换逻辑存在差异。虽然目前热电转换在公司主流业务中应用较少，但其“三态可重构拓扑”和“分布式控制”理念对未来储能系统内部的电池热管理（BTMS）及功率模块的集成化设计具有...
一种降低自热效应的高压饱和区SiC MOSFET增强表征方法
An Enhanced Characterization Method of SiC MOSFETs in the High-Voltage Saturation Region With Reduced Self-Heating
Enyao Xiang · Chengmin Li · Dongsheng Yang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
SiC MOSFET的精确建模、短路预测及保护依赖于高漏源电压下饱和特性的准确测量。传统曲线追踪仪受功率限制、寄生参数及器件导通时间影响，难以实现高di/dt测量。本文提出一种增强型表征方法，有效降低了器件自热效应，提升了高压饱和区特性的测量精度。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心功率器件的应用开发。随着公司组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向更高功率密度和更高电压等级演进，SiC MOSFET已成为关键功率开关器件。该表征方法能显著提升器件在短路工况下的建模精度，有助于优化阳光电源逆变器及PCS产品的短路保护策略，提...
基于椰壳气化、固体氧化物燃料电池与余热回收的分布式多联产系统4E性能评估：电能、供热、淡水及绿色氢气生产与碳减排
4E performance evaluation of a decentralized multigeneration system based on coconut shells gasification, SOFC, and waste heat recovery: Power, heating, fresh water and green hydrogen production with CO2 mitigation
Ali Bahadar · Muhammad Usman Bin Ahmed · Ahmed Bilal · Mohammed Zwawi 等5人 · Energy Conversion and Management · 2025年12月 · Vol.345
摘要 本研究开发并评估了一种基于生物质的多联产系统，该系统将椰壳原料气化与固体氧化物燃料电池（SOFC）、燃气轮机、超临界布雷顿循环、HDH海水淡化以及用于氢气生产的碱性电解槽进行集成，实现协同运行。在设计工况下，该系统将低热值生物质转化为约492.5 kW的净电功率和226 kW的有效热能，基于生物质的净发电效率达到45.0%（基于合成气为57.5%），整体净能效为67.6%。㶲分析表明，系统回收了502.5 kW的有效㶲，整体净㶲效率为43.1%（基于合成气为62.5%），总㶲损为369 k...
解读: 该生物质多联供系统的SOFC燃料电池与余热梯级利用技术对阳光电源氢能业务具有重要参考价值。系统67.6%的综合能效和43.1%的火用效率展示了多能互补优势,可借鉴于ST储能系统与制氢装置的耦合设计。其氢气成本降至0.5981美元/kg的经济性分析,为阳光电源氢储能解决方案的商业模式提供依据。建议将废...
系统空调涡旋压缩机逆变器的动态油加热算法
Dynamic Oil Heating Algorithm for System Aircon Scroll Compressor Inverters
Anton Dianov · Xiaodong Sun · Nikolay Tarlavin · Jiawei Xiang · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在竞争激烈的空调市场中，通过控制算法替代物理电路以降低成本是重要趋势。本文提出了一种针对空调涡旋压缩机逆变器的动态油加热算法，旨在通过优化控制策略实现润滑油预热功能，从而减少硬件冗余，提升系统成本竞争力并改善运行舒适度。
解读: 该文章探讨了通过先进控制算法替代硬件电路以降低系统成本的思路，这对阳光电源的研发具有参考价值。虽然该研究聚焦于空调压缩机，但其“软硬件解耦”和“通过算法实现功能替代”的理念，可应用于阳光电源的户用光伏逆变器或充电桩产品中。例如，在户用逆变器中，利用功率模块的损耗特性进行低温环境下的自加热控制，或在i...
阈值前电压：一种无需自加热的低元件计数温度敏感电参数
Prethreshold Voltage as a Low-Component Count Temperature Sensitive Electrical Parameter Without Self-Heating
Richard Mandeya · Cuili Chen · Volker Pickert · R. T. Naayagi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文提出了一种新型温度敏感电参数（TSEP）——阈值前电压，用于测量IGBT结温。相比传统TSEP，该方法无需电流传感器，降低了硬件复杂度和数据处理成本，且在测量过程中避免了自加热效应，为功率器件的实时结温监测提供了低成本、高精度的解决方案。
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储能变流器）具有极高的应用价值。IGBT作为上述产品的核心功率开关器件，其结温监测直接关系到系统的可靠性与寿命。该方法无需额外传感器，能有效降低硬件成本，且避免了自加热干扰，非常适合集成到iSolarC...
浪涌条件下键合线FRD芯片的温度评估与失效分析
Temperature Evaluation and Failure Analysis of Wire-Bonded FRD Chips in Surge Conditions
Feilin Zheng · Xiang Cui · Xuebao Li · Zhibin Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
在浪涌条件下，带键合线的功率二极管芯片失效与自热引起的温升密切相关。然而，现有方法难以准确评估浪涌工况下的芯片温度分布。本文提出了一种基于电热耦合的实验-仿真迭代建模方法，用于精确分析浪涌下的热特性及失效机理。
解读: 该研究对于提升阳光电源核心功率模块的可靠性至关重要。在光伏逆变器和储能变流器（如PowerTitan系列）中，功率器件在电网故障或浪涌冲击下的鲁棒性是系统安全运行的关键。该文提出的电热迭代建模方法，可直接应用于阳光电源功率模块的选型与设计阶段，优化键合线布局与散热设计，从而提升产品在极端工况下的抗浪...
基于数值模拟与机器学习建模优化住宅用质子交换膜燃料电池微型热电联产系统中的氢气储存
Optimization of hydrogen gas storage in PEM fuel cell mCHP system for residential applications using numerical and machine learning modeling
Taoufiq Kaoutar · Hasna Louahli · Pierre Schaetze · Energy Conversion and Management · 2025年10月 · Vol.341
摘要 本研究探讨了基于氢能源系统的集成与优化，重点在于将金属氢化物（MH）储氢与质子交换膜燃料电池微型热电联产（PEMFC MCHP）系统相结合，应用于住宅领域。该MH储氢系统与热泵耦合运行，充放电压力为10 bar。采用COMSOL 6.1版本软件，利用固体与流体传热模块及Brinkman方程模块建立模型，并通过实验数据进行验证，同时应用机器学习方法（前馈神经网络）对MH动态过程进行预测性建模。研究发现，较小的500 NL储氢罐具有较高的质量比热需求，但氢气动力学性能更优，可在一小时内达到约7...
解读: 该氢储能-燃料电池mCHP系统研究对阳光电源储能及户用产品线具有重要参考价值。金属氢化物储能的热管理优化思路可借鉴至ST系列储能变流器的温控策略;研究中采用的机器学习预测建模方法与iSolarCloud平台的预测性维护技术高度契合,可用于优化户用光伏-储能系统的充放电策略;燃料电池mCHP的冷热电联...
全桥串联谐振逆变器中非对称频率调制功率控制
Power Control of Asymmetrical Frequency Modulation in a Full-Bridge Series Resonant Inverter
Jingang Hu · Chuang Bi · Kelin Jia · Yong Xiang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
本文针对感应加热设备传统脉冲频率调制（PFM）和脉冲密度调制在功率控制、效率及负载适应性方面的不足，提出了一种用于全桥串联谐振逆变器的非对称频率调制（AFM）控制方案，并对其进行了详细分析。
解读: 该研究提出的非对称频率调制（AFM）技术主要针对谐振变换器，虽然其应用背景为感应加热，但其核心的谐振控制策略对阳光电源的电力电子变换技术具有参考价值。在阳光电源的产品线中，该技术可延伸应用于高频DC-DC变换器或特定功率模块的优化设计。通过引入AFM，有望在宽负载范围内提升变换效率并改善软开关特性，...
用于永磁同步电机转子温度估计的梯度提升决策树
Gradient Boosting Decision Tree for Rotor Temperature Estimation in Permanent Magnet Synchronous Motors
Hao Jing · Zifeng Chen · Xinghao Wang · Xueqing Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
随着永磁同步电机功率密度的提升，电机发热问题日益严重，精确的转子温度监测对于防止永磁体退磁至关重要。传统热模型依赖复杂的电机设计与热力学参数，获取难度大。本文提出利用梯度提升决策树（GBDT）算法，在无需深入热力学建模的情况下，实现对转子温度的精确估计。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域，与阳光电源的风电变流器及电动汽车充电桩业务具有一定关联。在风电变流器中，电机侧的温度监测对于提升系统可靠性至关重要；在电动汽车充电桩的功率模块散热管理或未来潜在的电机驱动业务中，基于机器学习的温度估计可替代昂贵的传感器，降低硬件成本并提高系统鲁棒性。建议研发团队关注...
太阳能热泵与集热器及基于相变材料的热能储存系统在供热应用中的集成进展与挑战
Progress and challenges in the integration of solar heat pumps with thermal collectors and PCM-based thermal energy storage systems for heating applications
Sajid Abbas · Atazaz Hassan · Jinzhi Zhoua · Emmanuel Bisengiman 等7人 · Solar Energy · 2025年11月 · Vol.301
摘要 实现碳中和与全球碳达峰目标最流行且最具前景的方法之一是太阳能辅助热泵系统（SAHP），该系统具有二氧化碳（CO₂）排放量低和能源效率高的优点。通过将高效热泵（HP）与太阳能集热器（STC）以及具有高蓄热密度的相变材料（PCM）相结合，可显著提升其性能。因此，将热泵系统与热集热器及基于相变材料的热能储存（TES）系统耦合的技术引起了广泛关注。本研究对SAHP系统结合太阳能热集热器（STCs）和相变材料（PCM）系统在设计、发展与应用方面的最新进展进行了全面且及时的综述。本文还聚焦于PCM封装...
解读: 该太阳能热泵与相变储能集成技术对阳光电源储能系统具有重要启示。文中PCM热储能与太阳能协同的思路可应用于ST系列PCS的热管理优化,通过相变材料提升PowerTitan储能系统的温控效率和低温性能。智能控制技术的融合与iSolarCloud平台的预测性维护能力高度契合,可开发针对冷热电三联供场景的G...
基于超快非线性模型降阶法的功率器件电路级电热仿真
Circuit-Based Electrothermal Simulation of Power Devices by an Ultrafast Nonlinear MOR Approach
Lorenzo Codecasa · Vincenzo dAlessandro · Alessandro Magnani · Andrea Irace · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年8月
本文提出了一种高效的电路级方法，用于功率器件及系统的非线性动态电热仿真。该策略通过一种新型模型降阶（MOR）方法，从有限元模型中提取非线性紧凑热网络，其计算时间比传统方法缩短了几个数量级，有效解决了功率器件在剧烈自热效应下的仿真难题。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如PowerTitan储能系统、组串式及集中式逆变器）具有极高的应用价值。在功率密度不断提升的趋势下，IGBT/SiC模块的电热耦合效应是影响系统可靠性的关键。该超快非线性MOR方法可集成至研发流程中，实现对功率模块在极端工况下的实时热应力评估，显著缩短研发周期。建议将...
基于结构函数的变流器功率模块预测系统
Prognostic System for Power Modules in Converter Systems Using Structure Function
Attahir Murtala Aliyu · Alberto Castellazzi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出了一种用于驱动系统中功率模块的在轨健康监测方法。通过矢量控制加热与结构函数分析，在设备空闲期间测量冷却曲线并推导结构函数，从而实现对功率模块退化状态的监测与维护，为电力电子系统的可靠性评估提供了有效工具。
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储能系统）具有极高的应用价值。功率模块（IGBT/SiC）是逆变器与PCS中最易老化的核心部件，引入结构函数进行在线健康监测，可实现从“事后维修”向“预测性维护”的转型，显著提升iSolarCloud智能运维平台的故障预警...
感应加热与无线电能传输双功能装置的实用设计方法
Practical Design Methodology of IH and IPT Dual-Functional Apparatus
Mina Kim · Hwa-Pyeong Park · Jee-Hoon Jung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
本文提出了一种将感应加热（IH）与无线电能传输（IPT）功能集成的方法。通过复用IH装置的功率级作为IPT的原边，利用串联谐振实现能量传输。文章详细介绍了该双功能装置的实用设计流程，为实现家用电器多功能化提供了理论与工程指导。
解读: 该研究探讨了功率级复用与谐振变换技术，虽然主要针对家用感应加热领域，但其核心的“多功能功率级集成”理念对阳光电源具有参考价值。在户用光伏及充电桩产品线中，通过拓扑复用减少元器件数量、提升功率密度是未来的重要趋势。建议研发团队关注此类谐振变换器的控制策略，以探索在未来智能家居生态中，将光伏逆变器、储能...
感应加热应用中串联谐振逆变器的降阶模型
Reduced-Order Models of Series Resonant Inverters in Induction Heating Applications
Alberto Dominguez · Luis Angel Barragan · Jose Ignacio Artigas · Aranzazu Otin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文针对感应加热应用中的串联谐振逆变器，探讨了如何通过降阶建模方法简化复杂的数学模型。高阶模型在控制器设计中往往过于复杂，而降阶模型能有效捕捉感兴趣频率范围内的主要动态特性，为变频运行及负载不确定性下的控制器设计提供更优的分析框架。
解读: 该文献探讨的谐振逆变器建模与降阶方法，对于阳光电源的组串式逆变器及储能变流器（PCS）中的高频DC-DC变换环节具有参考价值。虽然感应加热应用与光伏/储能领域不同，但其核心的谐振电路分析及控制器简化设计思路，可辅助优化PowerTitan等储能系统中的双向DC-DC变换器效率，提升在宽负载范围下的动...
蠕变效应对IGBT功率模块键合线裂纹扩展速率的影响
Creep Effect on the Crack Growth Rate of Wire Bonds in IGBT Power Modules
Merouane Ouhab · Nicolas Degrenne · Yusaku Ito · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文对IGBT功率模块中重型铝键合线在不同加热时间（1-32秒）功率循环测试下的蠕变现象进行了物理建模研究。失效分析证实，键合线脱落是导致模块失效的根本原因。研究提出了一种高效的裂纹扩展模型，用于预测功率模块在复杂热机械应力下的寿命。
解读: 功率模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心组件。键合线失效是导致高功率密度电力电子设备现场故障的主要原因之一。该研究提出的蠕变与裂纹扩展模型，可直接应用于阳光电源研发阶段的寿命预测与可靠性评估，优化功率循环测试方案。建议研发团队...
浪涌条件下键合线功率芯片的三维电热耦合温度评估建模
Three-Dimensional Electro-Thermal Coupling Temperature Evaluation Modeling of Wire-Bonded Power Chips Under Surge Conditions
Feilin Zheng · Binqi Liang · Xiang Cui · Xuebao Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文研究了浪涌条件下功率半导体芯片失效与自热引起的高温之间的关系，强调了获取浪涌期间结温以进行可靠性评估的重要性。针对现有实验方法难以直接获取瞬态结温的问题，提出了一种三维电热耦合建模方法，用于评估功率芯片在极端浪涌条件下的温度分布。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）中功率模块的可靠性设计。在电网故障或极端浪涌工况下，功率器件的瞬态热应力是导致失效的关键因素。通过引入该三维电热耦合建模方法，研发团队可更精准地评估IGBT/SiC模块在极端工况下的热耐受极限，优化散热结构设计，从...
功率循环下IGBT芯片连接焊料层蠕变-疲劳交互失效研究
Investigation on Creep-Fatigue Interaction Failure of Die-Attach Solder Layers in IGBTs Under Power Cycling
Shihan Zhao · Xin Yang · Xinlong Wu · Guoyou Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
本文研究了功率循环测试（PCT）中IGBT焊料层的蠕变-疲劳交互失效机制。研究指出，在长时间加热过程中，蠕变对焊料层退化起着关键作用。通过微观结构扫描与分析，揭示了焊料层在热机械应力下的损伤演化规律，为提升功率模块的寿命预测与可靠性设计提供了理论依据。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心部件。该研究深入探讨了IGBT焊料层的蠕变-疲劳失效机制，直接关系到产品在复杂工况下的长期可靠性。建议研发团队将此失效模型引入到功率模块的寿命评估体系中，优化模块封装工艺及散热设计，特别...
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