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一种基于新型高线性度TSEP的压接式IGBT在线结温监测方法
An Online Junction Temperature Monitoring Method for Press-pack IGBT Based on a Novel TSEP With a Good Linearity
Ziyang Zhang · Lin Liang · Liuyu Tu · Zhiyuan Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
针对压接式IGBT（PP IGBT）封装复杂导致结温（Tj）在线监测困难的问题，本文提出了一种基于虚拟阈值电压（Vv,th）的新型温度敏感电参数（TSEP）监测方法。该方法具有良好的线性度，能够有效提升高压大功率应用场景下器件的可靠性与运行寿命。
解读: 该技术对阳光电源的高压大功率产品线（如集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。这些产品广泛采用高压压接式IGBT模块，结温监测是实现器件健康状态管理（PHM）和寿命预测的核心。引入该高线性度TSEP监测方法，可优化逆变器在极端工况下的功率降额策略，提升系统可靠性，并...
基于热平衡的IGBT功率模块安全工作区及其退化评估方法
Thermal Balance-Based Evaluation Method for Safe Operating Areas and Its Degradation of IGBT Power Module
Tongyao Han · Yifei Luo · Binli Liu · Hao Yuan 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
针对IGBT功率模块在短时过载时的热应力和电热特性强非线性,数据手册二维安全工作区(SOA)无法满足可靠性评估需求。提出基于热平衡原理的SOA定量评估方法,建立包含电压、电流和结温的三维SOA防止IGBT热失效。所提SOA表明IGBT可在超额定电流两倍以上安全运行,结温可超448.15K(175°C)而不发生热失效。建立器件热不稳定性表征准则和半导体物理-热传导理论集成的净热流分析模型,考虑长期运行中电热特性退化对SOA的影响。仿真和实验验证了SOA及其退化有效预测短时过载下IGBT可靠性。
解读: 该IGBT三维安全工作区评估技术对阳光电源IGBT功率模块应用有重要可靠性保障价值。热平衡SOA方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的IGBT选型和过载保护设计,提高短时过载能力。电热耦合退化模型对PowerTitan大型储能系统的长期可靠性预测和维护策略制定有指导意义。该技术对阳光电源功率模...
基于时域反射信号特征参数辨识的IGBT故障诊断方法研究
Research on IGBT Fault Diagnosis Method Based on Characteristic Parameters Identification of Time-Domain Reflection Signal
Shu Cheng · Chang Liu · Weiyu Yuan · Chaoqun Xiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
IGBT故障会导致系统损坏。本文利用时域反射（TDR）技术，通过识别特征阻抗参数来诊断IGBT故障。该方法能有效检测器件内部阻抗变化，为电力电子系统的在线监测与故障预警提供了一种非侵入式解决方案，有助于提升系统运行的可靠性。
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。该研究提出的TDR故障诊断技术，对于提升PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器的全生命周期可靠性具有重要意义。通过在iSolarCloud平台集成此类在线监测算法，可实现对功率模块早期退化或潜在...
硅IGBT+碳化硅MOSFET混合开关的实用设计考量：寄生互连影响、成本及电流比优化
Practical Design Considerations for a Si IGBT + SiC MOSFET Hybrid Switch: Parasitic Interconnect Influences, Cost, and Current Ratio Optimization
Amol Deshpande · Fang Luo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于大电流高功率变换器的混合开关（HyS），由大电流Si IGBT与小电流SiC MOSFET并联组成。文章系统分析了寄生参数对开关性能的影响，并推导了SiC/Si电流比的优化边界，旨在平衡成本与效率。
解读: 该技术对阳光电源的集中式光伏逆变器和PowerTitan系列大功率储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。在追求高功率密度的同时，全SiC方案成本压力较大，而混合开关方案能在保证高效率（利用SiC的开关特性）和低成本（利用Si IGBT的通态特性）之间取得平衡。建议研发团队重点关注寄生电感对混合开关...
IGBT建模中栅漏重叠氧化层电容数据手册驱动提取方法的比较与优化
Comparison and Optimization of Datasheet-Driven Extraction of Gate-Drain Overlap Oxide Capacitance in IGBT Modeling
Yuwei Wu · Laili Wang · Jianpeng Wang · Zenan Shi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
提取栅漏重叠氧化层电容（Coxd）是IGBT紧凑建模的关键步骤。本文对比了两种通用的数据手册驱动提取方法：基于反向电容电压特性的C-V法和基于栅极电荷特性的Q-V法，旨在揭示其内在机理并进行优化，以提升IGBT模型在电力电子仿真中的准确性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能PCS）中功率模块的精确建模。IGBT作为逆变器和PCS的核心功率开关，其开关损耗和电磁干扰（EMI）特性高度依赖于Coxd等寄生参数。通过优化数据手册驱动的参数提取方法，研发团队能显著提升仿真模型在宽电压、大电流...
一种场截止型IGBT开通过程中温度相关的dVCE/dt和dIC/dt模型
A Temperature-Dependent dVCE/dt and dIC/dt Model for Field-Stop IGBT at Turn-on Transient
Peng Xue · Pooya Davari · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文提出了一种场截止（FS）型IGBT开通过程中dVCE/dt和dIC/dt的完整解析模型。通过数值仿真，识别了影响FS IGBT开通行为的关键杂散参数及内部物理机制。基于对开通行为的深入理解，该模型为功率器件的开关特性分析提供了理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品线（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）中功率模块的选型与驱动设计。在组串式和集中式逆变器中，IGBT开通时的dV/dt和dI/dt直接影响EMI性能、开关损耗及电压应力。通过该温度相关模型，研发团队可更精准地优化驱动电路参数，提升PowerTitan等大功率储能系统的...
基于时域反射信号特征解耦的IGBT芯片键合线脱落故障检测方法研究
Research on IGBT Chip Bond Wire Lift-Off Fault Detection Method Based on Decoupling of Time Domain Reflective Signal Feature
Shu Cheng · Chang Liu · Weiyu Yuan · Chaoqun Xiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文基于反射测量原理，构建了用于IGBT器件级检测的扩频时域反射（SSTDR）测试方案与平台。针对采样混叠现象，提出了一种基于信号传输模型的预处理算法，实现了对IGBT键合线脱落故障的有效检测与特征解耦，为功率器件的健康管理提供了技术支撑。
解读: IGBT作为阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心功率器件，其可靠性直接决定了整机寿命。键合线脱落是IGBT常见的失效模式，该研究提出的SSTDR检测技术可应用于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台或生产测试环节。通过在组串式逆变器或PowerTitan储能变流器中集成此类在线监测...
一种三相SPWM逆变器IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断方法
A Novel Simultaneous Diagnosis Method for IGBT Open-Circuit Faults and Current Sensor Faults of Three-Phase SPWM Inverter
Falong Lu · Qiang Guo · Zhifeng Dou · Yafei Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文提出了一种针对三相SPWM逆变器中IGBT开路故障与电流传感器故障的同步诊断新方法。该方法结合Park变换与快速傅里叶变换（FFT），能够有效提取故障特征，实现对多种IGBT及传感器故障的同步识别与定位，提升了逆变器系统的运行可靠性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器PCS）的运行可靠性。在光伏与储能电站中，逆变器故障诊断是保障系统高可用性的关键。该方法通过Park变换与FFT实现故障同步诊断，无需额外硬件成本，极具工程应用价值。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过在...
基于直流母线串联IGBT无刷直流电机系统电容电压稀疏性的薄膜电容寿命在线监测
Online Film Capacitor Life Monitoring Based on Capacitor Voltage Sparsity of DC-Link Series IGBT BLDCM Systems
Xinmin Li · Hang Gao · Zhongquan Qian · Wei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
薄膜电容是直流母线驱动系统的关键组件，其退化直接影响系统稳定性。研究发现，电容退化后，其电压仅在每个整流周期的极短时间内低于阈值。本文提出一种基于电压稀疏性的在线监测方法，通过捕捉这一关键时间窗口内的特征信息，实现对薄膜电容健康状态的实时评估，有效提升了驱动系统的可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）具有重要参考价值。薄膜电容是逆变器直流母线的核心储能元件，其寿命直接决定了产品的全生命周期可靠性。通过引入基于电压稀疏性的在线监测算法，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集成更精准的电容健康状态（SOH）预警功能，实现从“...
利用栅极电荷持续时间监测多芯片IGBT模块键合线疲劳
Monitoring Bond Wires Fatigue of Multichip IGBT Module Using Time Duration of the Gate Charge
Kaihong Wang · Luowei Zhou · Pengju Sun · Xiong Du · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月
本文提出了一种利用栅极电荷持续时间监测多芯片IGBT模块键合线疲劳的新方法。该方法在模块关断状态下进行，基于键合线疲劳导致的芯片分支失效会改变栅极电荷特性的原理，为多芯片IGBT模块的在线状态监测提供了一种低成本且有效的解决方案，有助于提升电力电子系统的可靠性与运维水平。
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）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其键合线疲劳是导致模块失效的主要原因之一。通过引入栅极电荷监测技术，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集成更精准...
集成均温板的IGBT功率模块直接相变冷却技术在汽车应用中的研究
Direct Phase-Change Cooling of Vapor Chamber Integrated With IGBT Power Electronic Module for Automotive Application
Yiyi Chen · Bo Li · Xuehui Wang · Xin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
在电动汽车领域，IGBT功率模块因功率密度提升面临严峻的散热挑战。本文提出一种集成均温板（Vapor Chamber）的直接相变冷却技术，旨在解决高热流密度下的散热瓶颈，提升功率电子模块的热可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。随着PowerTitan等储能系统和充电桩向高功率密度演进，传统水冷或风冷方案可能触及散热极限。集成均温板的相变冷却技术能显著降低IGBT结温，提升模块在极端工况下的可靠性与寿命。建议研发团队关注该技术在紧凑型高压充电模块中...
一种适应运行工况的IGBT模块结温估算方法
A Thermal Estimation Method for IGBT Module Adaptable to Operating Conditions
Weisheng Guo · Mingyao Ma · Hai Wang · Shuying Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文提出了一种新型IGBT模块结温估算方法，旨在适应多变的运行工况并提升计算效率。通过叠加定理和奇偶模分析，将输入功率损耗分解为偶模和奇模损耗，并构建了考虑上下桥臂热耦合的等效热模型，实现了对结温的精确且高效预测。
解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）至关重要。IGBT是上述产品的核心功率器件，其结温的精准估算直接关系到系统的热设计优化、寿命预测及过温保护策略。通过该方法，研发团队可在iSolarCloud平台中集成更精准的实时热状态监测，提...
一种不受键合线故障影响的动态结温估算TSEP方法
IGBT Junction Temperature Estimation Using a Dynamic TSEP Independent of Wire Bonding Faults
Wuyu Zhang · Lei Qi · Kun Tan · Bing Ji 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
针对现有IGBT结温估算方法易受器件老化及工况影响的问题，本文提出一种新型动态温度敏感电参数（TSEP）。该方法通过解耦老化状态（特别是键合线故障）与结温变化，实现了在复杂工况下对IGBT结温的精确在线监测，为电力电子器件的可靠性评估提供了新方案。
解读: 结温监测是提升阳光电源核心产品可靠性的关键。该技术可深度集成于组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan）的功率模块中。通过引入不受键合线老化干扰的TSEP估算方法，阳光电源可实现更精准的功率器件寿命预测与健康管理（PHM），从而优化iSolarCloud平台的运维策略。建议研...
压力分布对压接式IGBT芯片动态雪崩的影响
Impacts of the Pressure Distribution on Dynamic Avalanche in Single Press-Pack IGBT Chip
Tianchen Li · Yaohua Wang · Yiming Zhang · Jiayu Fan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月
本文研究了压接式IGBT（PP IGBT）子模块中外部压力分布对芯片动态雪崩及关断能力的影响。研究首次发现压力分布是影响IGBT动态雪崩的关键因素，对于优化高压大功率器件的封装可靠性及提升关断性能具有重要意义。
解读: 压接式IGBT（PP IGBT）是阳光电源大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器（如PowerTitan系列）核心功率模块的关键封装形式。该研究揭示了压力分布对器件动态雪崩和关断能力的深层影响，直接关系到大功率变流器在复杂工况下的可靠性。建议研发团队在进行功率模块设计与热机械仿真时，引入压力分布的精细...
基于LSTM网络的IGBT结温时间序列特性表征方法
A Time Series Characterization of IGBT Junction Temperature Method Based on LSTM Network
Zheng-Wei Du · Yu Zhang · Yuankui Wang · Zhiyuan Chen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
准确的结温表征对IGBT模块的性能优化与可靠性设计至关重要。针对现有方法多关注特定时刻温度预测而非时间序列变化的问题，本文提出了一种基于长短期记忆（LSTM）网络的方法，通过捕捉结温的时间演变特征，实现了对IGBT结温的精确追踪与表征。
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。结温直接决定了器件的寿命与系统的可靠性。该研究利用LSTM网络实现结温的时间序列追踪，可深度集成于iSolarCloud智能运维平台，实现对组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统内部功率模块的实时...
用于高压直流阀中压接式IGBT非侵入式电流分布监测的高抗干扰磁场探头
High Interference-Resistant Magnetic Field Probe for Non-Invasive Current Distribution Monitoring in Press Pack IGBTs of HVDC Valves
Yuanfang Lu · Hong Shen · Zhonghao Dongye · Ming Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
压接式IGBT（PP IGBT）的电流不平衡会影响器件寿命及高压直流（HVDC）阀的安全运行。外部磁场可反映内部电流分布以预警不平衡。然而，HVDC阀紧凑的结构与高频电磁环境带来了显著干扰。本文提出一种高抗干扰磁场探头，旨在实现对PP IGBT电流分布的非侵入式监测。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线（如集中式光伏逆变器、大型储能系统PowerTitan系列）具有重要参考价值。在大型功率模块中，电流不平衡是导致IGBT过热失效的主要原因。通过引入非侵入式磁场监测技术，阳光电源可提升iSolarCloud智能运维平台在功率器件层面的故障预警能力，实现从“事后维修”...
一种可嵌入IGBT模块的微型PCB电流测量新方法
A New Output Current Measurement Method With Tiny PCB Sensors Capable of Being Embedded in an IGBT Module
Kazunori Hasegawa · Satoru Takahara · Shoji Tabata · Masanori Tsukuda 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种利用微型PCB电流传感器测量输出电流的新方法，该方法可将传感器直接集成于IGBT模块内部。通过PCB传感器采集IGBT芯片的开关电流，并结合基于FPGA的数字电路进行处理，实现了对功率模块内部电流的高精度监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。通过将电流传感器嵌入IGBT模块，可实现更紧凑的功率密度设计，并实时监测芯片级电流，为逆变器及PCS的故障诊断、过流保护和寿命预测提供底层数据支持。建议研发团队关注该技术在下一代高功率密度模块中的集...
具有有源下拉功能的固态脉冲功率调制器栅极驱动电路
Gate Driving Circuit With Active Pull-Down Function for a Solid-State Pulsed Power Modulator
Chan-Hun Yu · Sung-Roc Jang · Hyoung-Suk Kim · Hong-Je Ryoo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年1月
本文提出了一种基于半导体器件的固态脉冲功率调制器（SSPPM）新型栅极驱动电路。该电路通过向旁路IGBT施加短栅极信号实现，即使用与负载并联的开关代替下拉电阻。IGBT_BPs在脉冲结束时导通，从而实现高效的关断控制。
解读: 该技术主要针对高频、高压脉冲功率应用，虽然与阳光电源核心的光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）在拓扑结构上存在差异，但其提出的有源下拉驱动技术对提升大功率IGBT模块的开关速度、降低开关损耗具有参考价值。在阳光电源的高压组串式逆变器或大功率储能变流器研发中，若需进一步优化功率器件的驱...
基频开关下级联H桥电机驱动器的再生控制
Control of Regenerative CHB Motor Drives at Fundamental Switching Frequency
Zhituo Ni · Ahmed H. Abuelnaga · Sarah Badawi · Shaoyi Yuan 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
针对煤矿等行业的高功率再生需求，文章提出将级联H桥（CHB）驱动器的二极管前端整流器替换为基于IGBT的有源前端（AFE）整流器。为解决IGBT引入的额外开关损耗问题，研究了在基频开关频率下的控制策略，以实现高效的能量回馈与系统性能优化。
解读: 该技术主要涉及多电平拓扑与高压大功率变换控制，与阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）在功率器件选型与多电平拓扑应用上有技术共性。虽然文章侧重于电机驱动，但其基频开关控制策略对于降低大型电力电子设备（如PCS）的开关损耗、提升整机效率具有参考价值。建议研发团队关注该拓...
接触界面表面粗糙度特性对压接式IGBT模块热接触电阻的影响
The Effect of the Surface Roughness Characteristics of the Contact Interface on the Thermal Contact Resistance of the PP-IGBT Module
Tong An · Zezheng Li · Yakun Zhang · Fei Qin 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年6月
本文通过实验测量和基于有限元仿真的因子设计分析，研究了压接式IGBT（PP-IGBT）模块在功率循环过程中，接触界面表面粗糙度特性与热接触电阻之间的相关性。研究采用了瞬态热测试技术进行验证。
解读: 压接式IGBT（PP-IGBT）是阳光电源大型集中式光伏逆变器及高压储能变流器（如PowerTitan系列）的核心功率器件。热接触电阻直接影响模块的散热性能与结温稳定性，是决定大功率电力电子设备可靠性与寿命的关键因素。本研究通过分析表面粗糙度对热阻的影响，为阳光电源在功率模块选型、散热器界面材料（T...
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