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脉冲持续时间对功率循环测试中双线性损伤累积规则及功率器件寿命预测的影响
Influence of Pulse Duration on the Double Linear Damage Accumulation Rule With Power Cycling Test for the Lifetime Prediction in Power Devices
Chao Zhang · Bochao Du · Ke Qiao · Shumei Cui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
本文提出了一种基于热阻增长率作为特征量的功率模块焊料层老化寿命模型。研究重点在于功率循环测试中脉冲持续时间对模块寿命的影响，通过提取焊料层热阻的增加来评估器件的可靠性，为功率变换器的寿命预测提供了理论支持。
解读: 功率模块（如IGBT/SiC模块）的可靠性是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器等核心产品的基石。该研究关注脉冲持续时间对焊料层老化的影响，对于优化逆变器在复杂工况下的寿命模型具有重要意义。建议研发团队将此双线性损伤累积规则引入iSolarCloud智能运维平台，通过实时监...
车载SiC功率模块针翅散热器增强热均匀性的区域多目标优化
Regionalized Multiobjective Optimization of Pin-Fin Heatsink for Enhanced Thermal Uniformity in Automotive SiC Power Modules
Chunyang Man · Yimin Zhou · Lingqi Tan · Kai Ma 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
碳化硅（SiC）功率模块凭借高压耐受、高温运行及高开关频率等优势，正逐步取代传统硅基器件。本文针对车载SiC功率模块，研究了针翅散热器的区域多目标优化方法，旨在提升模块的热均匀性，从而优化散热性能并提高系统可靠性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的SiC功率模块应用及热设计能力。在电动汽车驱动及高性能光伏/储能逆变器中，SiC器件的高功率密度对散热提出了严苛要求。本文提出的针翅散热器区域优化方法，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器功率模块及PowerTitan等储能变流器（PCS）的散热系统设计。通过优化热均匀性，不仅...
面向正常与短时过流工况的功率模块双模热管理
Dual-Mode Thermal Management of a Power Module for Normal and Short-Term Overcurrent Operation
Jinpeng Cheng · Liyu Yao · Hao Feng · Xu Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
在功率模块中集成相变材料（PCM）可缓解短时过流引起的温度激增，但会阻碍正常运行时的散热。本文针对半桥SiC MOSFET功率模块的三维回路封装设计，提出了一种双模热管理方法，通过将PCM置于热传导路径之外，有效平衡了正常散热与过流保护需求。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着SiC器件在高性能逆变器中的普及，功率密度不断提升，短时过流能力成为系统可靠性的关键瓶颈。该双模热管理方案通过优化封装热路径，可在不牺牲正常工况散热效率的前提下，显著提升系统应对电网故障或瞬时过载的能力。建议研发团队在...
高功率模块中超快芯片温度传感的电磁噪声抑制
Electromagnetic Noise Mitigation for Ultrafast on-Die Temperature Sensing in High-Power Modules
Chengcheng Yao · Pengzhi Yang · Huanyu Chen · Mingzhi Leng 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
实时结温测量对提升功率变换器的设计、性能及可靠性至关重要。利用芯片内置二极管传感器进行结温测量是一种极具前景的方案。然而，为滤除开关瞬态噪声，通常需使用强低通滤波器，这限制了传感器的带宽。本文旨在通过优化噪声抑制技术，在保证高带宽的同时实现高精度的实时温度监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如PowerTitan储能系统、组串式及集中式光伏逆变器）具有极高的应用价值。随着功率模块向高功率密度和宽禁带半导体（SiC/GaN）方向发展，开关频率的提升带来了严峻的电磁干扰挑战。该研究提出的超快结温传感技术，能够更精准地捕捉瞬态热特性，有助于优化阳光电源产品的热管...
基于任务剖面的SiC MOSFET功率模块寿命预测：一种多步条件映射仿真策略
Mission-Profile-Based Lifetime Prediction for a SiC mosfet Power Module Using a Multi-Step Condition-Mapping Simulation Strategy
Lorenzo Ceccarelli · Ramchandra M. Kotecha · Amir Sajjad Bahman · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对下一代电力转换器设计需求，本文提出了一种针对光伏逆变器中1.2kV SiC功率模块的快速任务剖面寿命预测仿真策略。该方法通过多步条件映射结构，有效提升了复杂工况下功率模块的可靠性分析效率，为SiC器件在光伏逆变器中的长期运行提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源组串式及集中式光伏逆变器向高功率密度、高效率SiC方案转型的技术需求。SiC器件的可靠性是实现逆变器长寿命设计的关键瓶颈，该多步条件映射仿真策略能显著缩短产品研发周期的可靠性验证环节。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台或离线仿真工具链中，通过结合实际电站...
基于隧道磁阻
TMR）且具备预测能力的SiC MOSFET模块短路与过流故障检测
Yuxin Feng · Shuai Shao · Jiakun Du · Qian Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文提出了一种基于隧道磁阻（TMR）传感器的SiC MOSFET模块短路与过流故障检测方案。通过将TMR传感器集成至SiC模块内部进行非侵入式电流测量，并将测量值与阈值对比，实现故障快速检测。该方法具备预测能力，可提升功率模块运行的安全性与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要应用价值。随着公司产品向高功率密度、高开关频率的SiC方案演进，传统的去饱和检测法在响应速度和精度上存在瓶颈。TMR传感器提供的非侵入式、高带宽电流监测方案，能显著提升SiC功率模块在极端工况下的故障...
基于相场模型与有限元分析的功率模块键合线电-热-机械退化及裂纹扩展研究
Investigation of Electro-Thermo-Mechanical Degradation and Crack Propagation of Wire Bonds in Power Modules Using Integrated Phase Field Modeling and Finite Element Analysis
Han Jiang · Shuibao Liang · Yaohua Xu · Saranarayanan Ramachandran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文提出了一种结合相场模型与有限元分析的新方法，用于研究功率模块中键合线的电-热-机械行为、界面退化及裂纹扩展过程。该研究旨在解决功率模块封装中常见的界面疲劳与裂纹形成问题，对提升电力电子器件的可靠性具有重要意义。
解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心组件。键合线失效是功率器件在复杂工况下的主要失效模式之一。该研究提出的多物理场耦合仿真方法，可直接应用于阳光电源功率模块的选型评估与寿命预测，有助于优化模块封装设计，提升产品在极端环境下的可靠性。建议研发团队引...
用于增强电流平衡和降低寄生电感的SiC功率模块对称与交错端子布局
Symmetric and Staggered Terminal Layouts for Enhanced Current Balance and Reduced Parasitic Inductance in SiC Power Modules
Ying Wang · Xi Jiang · Song Yuan · Runze Ouyang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
本文提出了一种用于4并联碳化硅（SiC）MOSFET半桥功率模块的全对称布局方案。该方案使模块内各功率回路在x轴、y轴及中心点均保持物理与电气对称，确保了各回路电感的一致性，从而实现了模块内部电流的均衡分配。
解读: 该技术对阳光电源的SiC组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着公司产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的并联均流与寄生电感抑制是提升效率和可靠性的关键。该对称布局设计可直接应用于公司大功率SiC模块的封装优化，有助于降低开关损耗与电...
烧结银-铝互连对芯片连接功率循环可靠性的影响
The Impact of Sintered Ag-Al Interconnects on the Power Cycling Reliability of Die Attachments
Fupeng Huo · Chuantong Chen · Zheng Zhang · Sangmin Lee 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文研究了在200°C结温下，碳化硅(SiC)/烧结银(Ag)/直接键合铝(DBA)结构的功率模块在功率循环过程中的退化行为。为缓解该退化，研究开发了一种掺杂微米级铝颗粒的烧结银复合浆料(烧结AgAl)，专门用于DBA基板，显著提升了模块的可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块，高温可靠性成为核心竞争力。该研究提出的Ag-Al烧结技术能有效解决SiC芯片与DBA基板在高温循环下的热机械应力失效问题。建议研发团队关注该复合浆料在高温功率模块封装中的应用，以提升产品在极端工...
基于立体数字图像相关法的功率模块原位全场变形表征及有限元模型校准
In Situ Full-Field Deformation Characterization of Power Module and FEA Model Calibration Based on Stereo Digital Image Methodology
Peng Sun · Yuxi Liang · Liang Wang · Yulei Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
随着电动汽车的发展，功率模块的可靠性至关重要。传统的功率循环测试耗时且繁琐。本文提出利用立体数字图像相关法（Stereo-DIC）对功率模块进行原位全场变形表征，并以此校准有限元分析（FEA）模型，旨在更高效、准确地评估功率模块在实际应用中的可靠性。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务具有极高价值。功率模块是光伏逆变器、储能变流器（PCS）及电动汽车充电桩的核心组件，其热机械可靠性直接决定了产品的寿命。通过Stereo-DIC技术校准FEA模型，可显著提升阳光电源在研发阶段对功率模块热疲劳、封装应力及失效机理的仿真精度，从而优化产品设计，减少冗长的功率循...
一种用于单向功率流模块化多电平变换器的非对称功率模块设计
An Asymmetrical Power Module Design for Modular Multilevel Converter With Unidirectional Power Flow
Hua Mao · Huaping Jiang · Li Ran · Jiayu Hu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
模块化多电平变换器（MMC）在电网级电力电子设备中应用广泛。由于桥臂电流中直流分量的存在，MMC子模块（SM）表现出不平衡的电流负载特性，导致部分半导体器件应力过大，影响整体可靠性。本文提出一种非对称功率模块设计，旨在平衡结温并提升SM的可靠性。
解读: 该研究针对MMC拓扑中子模块电流不平衡导致的可靠性问题，提出了非对称功率模块设计方案。对于阳光电源而言，该技术对大型地面电站及高压直流输电（HVDC）场景下的集中式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。通过优化子模块内部的功率器件布局与选型，可以有效降低热应力，提升高压大功率变换器的使用寿命和运行...
采用低介电常数材料的功率模块封装改进以降低共模噪声并提高可靠性
Improved Packaging of Power Module With Low-Permittivity Material for Low Common-Mode Noise and High Reliability
Sihoon Choi · Jiyoon Choi · Thiyu Warnakulasooriya · Jong-Won Shin 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文提出了一种新型功率模块封装结构，通过使用低介电常数（low-ε）环氧树脂替代部分直接覆铜（DBC）基板底部的铜层。实验结果表明，该方案使共模（CM）电容降低了52.5%，稳态运行下的共模噪声降低了4-5 dBμV，在提升电磁兼容性（EMC）的同时兼顾了可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的工程价值。在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，高频开关带来的共模噪声一直是EMI设计的难点。通过优化DBC基板封装降低CM电容，可有效简化滤波器设计，减小系统体积，提升功率密度。此外，该方案在提升EMC性能的同时保持了可靠性，非常契合阳光电...
一种基于NSGA-II优化的流形微通道散热器，用于提升SiC功率模块的散热性能与热均匀性
An NSGA-II Optimized Manifold Microchannel Heat Sink With Better Heat Dissipation and Superior Thermal Uniformity for SiC Power Modules
Chunyang Man · Zhiqiang Wang · Yu Liao · Xiaojie Shi 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
碳化硅（SiC）功率模块凭借优异性能成为可再生能源与电动汽车的首选。然而，高热流密度与热分布不均限制了其性能提升。本文提出一种基于NSGA-II算法优化的流形微通道散热器，旨在解决SiC模块的散热瓶颈，显著提升散热效率与热均匀性。
解读: 该研究直接针对SiC功率模块的核心散热痛点，对阳光电源的组串式逆变器（如SG系列）及PowerTitan/PowerStack储能变流器具有重要参考价值。随着阳光电源产品功率密度的不断提升，SiC器件的应用日益广泛，高热流密度带来的热管理挑战愈发严峻。本文提出的流形微通道散热优化设计，可有效降低Si...
高dV/dt方波电压和高温下功率模块封装绝缘的老化与寿命研究
Aging and Lifetime of Power Module Packaging Insulation Due to Partial Discharge Under High dV/dt Square Wave Voltage and High Temperature
Yi Ding · Yalin Wang · Meng Chen · Lu Fan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年7月
宽禁带半导体应用对功率模块在高温及高dV/dt方波电压下的封装可靠性提出了挑战。封装材料中的局部放电（PD）是导致绝缘老化与失效的主要原因。本文研究了温度及方波参数对局部放电及绝缘寿命的影响，为高功率密度电力电子设备的可靠性设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心竞争力。随着SiC等宽禁带半导体在PowerTitan储能系统及组串式逆变器中的广泛应用，高dV/dt带来的绝缘失效风险显著增加。本文揭示的局部放电机制对优化封装设计、提升产品在极端工况下的长寿命运行至关重要。建议研发团队将此研究成果应用于模块选型及封装可靠性评估标准中，...
基于实验研究的50kW三相AC/DC快充电源模块实用设计指南
Experimental Investigation-Based Practical Design Guideline of 50 kW Three-Phase AC/DC Converter for Fast Charger Power Module
Ju-A Lee · Dongmyoung Joo · Chae-Lyn Kim · Dong Hyeon Sim 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
随着电动汽车快充需求增长，高功率密度电源模块成为降低系统体积与成本的关键。本文针对50kW三相AC/DC变换器，通过实验研究提出了实用的设计指南，旨在优化模块化充电系统的性能与功率密度，为高功率充电模块的开发提供技术参考。
解读: 该研究直接服务于阳光电源电动汽车充电桩业务。随着充电桩向高功率、模块化方向演进，50kW级高功率密度模块是提升市场竞争力的核心。文中关于AC/DC变换器的设计指南，可直接应用于阳光电源新一代液冷或风冷充电模块的拓扑优化与热管理设计。通过提升单模块功率密度，不仅能降低整桩体积，还能有效降低BOM成本。...
基于三维安全工作区的高功率IGBT模块短路失效模式研究与分类
Investigation and Classification of Short-Circuit Failure Modes Based on Three-Dimensional Safe Operating Area for High-Power IGBT Modules
Yuxiang Chen · Wuhua Li · Francesco Iannuzzo · Haoze Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文旨在对IGBT短路失效模式进行分类与探讨，以确立该领域的技术现状与趋势。文章首先引入了三维安全工作区（3-D SOA）的概念，系统性地分析了高功率IGBT模块在短路工况下的失效机理，为提升器件的短路耐受能力及可靠性设计提供了理论依据。
解读: IGBT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功率器件。该研究提出的三维安全工作区（3-D SOA）分析方法，对于优化逆变器在极端工况下的保护策略至关重要。建议研发团队将此失效分类模型应用于iSolarCloud平台的故障诊断算法中...
横向键合与垂直集成大功率二极管模块的共模噪声及热性能对比研究
Comparison Study of Common-Mode Noise and Thermal Performance for Lateral Wire-Bonded and Vertically Integrated High Power Diode Modules
Chengcheng Yao · Zhongjing Wang · Wenwei Li · He Li 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年12月
本文研究了旨在优化共模（CM）噪声和热性能的功率模块设计。以高频全桥二极管整流器为案例，通过简化的CM等效模型和参数化研究，识别了影响CM噪声产生与抑制的关键因素。研究表明，合理的寄生参数设计与对称性对提升模块性能至关重要。
解读: 该研究关注功率模块的寄生参数优化与热管理，对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能变流器（PCS）设计具有重要指导意义。随着功率密度提升，高频下的共模噪声抑制与散热设计是提升产品效率与电磁兼容性（EMC）的核心。建议研发团队在下一代SiC功率模块封装选型中，参考文中关于垂直集成结构的分析，...
多芯片SiC MOSFET功率模块中用于电流平衡的源极电感优化铜夹片键合方法
Cu Clip-Bonding Method With Optimized Source Inductance for Current Balancing in Multichip SiC MOSFET Power Module
Laili Wang · Tongyu Zhang · Fengtao Yang · Dingkun Ma 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
铜夹片键合（Cu clip-bonding）相比传统打线键合具有更低的电阻、电感及更高的可靠性。针对多芯片SiC MOSFET模块中存在的电流不均和热耦合挑战，本文提出了一种优化源极电感的新型铜夹片键合方法，有效提升了多芯片并联运行的性能与可靠性。
解读: 该技术直接关联阳光电源的核心功率器件封装工艺。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向高功率密度、高效率演进，SiC MOSFET的应用已成为主流。多芯片并联的电流均衡与热管理是提升模块可靠性的关键。建议研发团队关注该优化方法，将其应用于下一代高频、高功率密度逆变器及PCS功率模块设...
基于Paris定律与裂纹长度解析计算的IGBT键合线脱落寿命预测
Lifetime Prediction for Lift-off of Bond Wires in IGBTs Using Paris Law With Analytical Calculation of Crack Length
Xin Yang · Junjie Ye · Xinlong Wu · Ke Heng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
铝键合线脱落是IGBT模块的主要失效机理之一。其根本原因是裂纹扩展导致键合界面接触面积减小。本文提出了一种基于经典Paris定律的寿命预测方法，通过解析计算裂纹长度，能够有效量化该失效过程，为功率模块的可靠性评估提供了理论支撑。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/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。键合线脱落直接影响产品的长期运行可靠性。本文提出的基于Paris定律的寿命预测模型，可集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实现功率器件的健康状态（SOH）在线监测与剩余寿命（RUL）预...
采用烧结银中间层的双面冷却SiC MOSFET功率模块用于100-kW/L牵引逆变器
Double-Side Cooled SiC MOSFET Power Modules With Sintered-Silver Interposers for a 100-kW/L Traction Inverter
Chao Ding · Shengchang Lu · Zichen Zhang · Kun Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
为实现高功率密度和高效率，双面冷却功率模块在电驱动逆变器中应用广泛。然而，器件与双基板间的刚性互连带来了热机械可靠性挑战。本文提出使用多孔烧结银中间层来优化双面冷却模块的结构，以提升其热机械可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的功率模块设计具有重要参考价值。高功率密度和高可靠性是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan储能系统PCS的核心竞争力。双面冷却与烧结银技术能显著降低SiC模块的热阻，提升散热效率，从而缩小产品体积并延长使用寿命。建议研发团队关注该技术在车载充电桩及高功率密度光伏逆变器中的应用潜...
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