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gEOL：一种基于梯度的功率半导体模块寿命终止判据
gEOL: A Gradient-Based End-of-Life Criterion for Power Semiconductor Modules
Yichi Zhang · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于功率循环测试中功率半导体模块的基于梯度的寿命终止（EOL）判据。相比于传统的基于绝对值变化的判据（如IGBT通态饱和压降百分比变化），该方法显著提高了测试样本失效周期判定的一致性。
解读: 功率半导体模块（如IGBT）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组件。该研究提出的基于梯度的EOL判据，能更精准地评估功率模块在极端工况下的老化状态，有助于提升公司产品在全生命周期内的可靠性预测精度。建议研发团队将此算法集成至iSolarCloud智能...
功率循环测试中热耦合对寿命的影响
Influence of Thermal Coupling on Lifetime Under Power Cycling Test
Yushan Zhao · Erping Deng · Maoyang Pan · Yiming Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月
本文研究了功率循环测试（PCT）中功率模块内部热耦合对寿命的影响。针对电动汽车应用中的全桥功率模块，高功率密度导致的热耦合会引发显著的横向温差。研究表明，在相同的最高结温和温差条件下，热耦合效应对模块的寿命评估具有重要影响。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如光伏逆变器、储能PCS及电动汽车充电桩）具有极高的参考价值。随着公司产品向高功率密度方向演进，功率模块内部的热耦合效应已成为制约系统可靠性的关键因素。建议研发团队在设计阶段引入多物理场耦合仿真，优化模块布局与散热路径，以应对高功率密度带来的热应力挑战。此外，该研究提出...
功率电子器件功率循环测试下的湿热力耦合仿真方法
Thermo-Hygroscopic-Mechanical Coupling Simulation Method for Power Electronics Under Power Cycling Test
Yanhao Wang · Erping Deng · Tianhua Wu · Yiming Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文针对电力电子器件在湿热环境下的可靠性问题，提出了一种结合温度、湿度与机械应力的多物理场耦合仿真方法。该方法旨在解决现有研究在功率循环测试中对湿度影响评估的缺失，深入分析湿度对键合线应力、应变及热阻的影响，为高可靠性功率模块的设计提供理论支撑。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高价值。逆变器与PCS中的功率模块常运行于户外复杂气候环境，湿度引起的键合线失效是导致设备早期故障的关键因素。通过引入湿热力耦合仿真，研发团队可在设计阶段精确评估功率模块在极端环境下的寿命...
基于功率循环测试的线性累积损伤理论实验研究
Experimental Investigation of Linear Cumulative Damage Theory With Power Cycling Test
Guang Zeng · Christian Herold · Torsten Methfessel · Marc Schafer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文通过单工况及组合工况下的功率循环测试，研究了线性累积损伤理论在功率半导体器件寿命预测中的适用性。通过监测负载电流下正向压降增加5%这一寿命终点标准，验证了该理论的有效性。
解读: 功率半导体（如IGBT、SiC模块）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组件。该研究探讨的线性累积损伤理论及功率循环测试方法，直接关系到产品在复杂工况下的寿命评估准确性。对于PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器，通过该理论优化寿命预测模型，可显著...
基于数据驱动机器学习框架的功率循环测试下IGBT模块失效模式分类
Failure Mode Classification of IGBT Modules Under Power Cycling Tests Based on Data-Driven Machine Learning Framework
Xin Yang · Yue Zhang · Xinlong Wu · Guoyou Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
在功率循环测试（PCT）中预先识别IGBT模块的失效模式至关重要，这不仅有助于精确应用失效物理寿命预测方法，还能优化IGBT设计。然而，针对不同IGBT模块建立准确且通用的离线失效模式分类方法仍具挑战。本文提出了一种基于数据驱动机器学习的框架，旨在实现高效、准确的失效模式分类。
解读: IGBT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功率器件。该研究提出的数据驱动失效分类方法，能显著提升公司对核心功率器件在极端工况下的可靠性评估能力。建议将此机器学习框架集成至iSolarCloud智能运维平台或研发测试环节，通过...
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...
针对温度应力的功率器件模块可靠性评估功率循环测试方法
Power Cycling Test Methods for Reliability Assessment of Power Device Modules in Respect to Temperature Stress
Ui-Min Choi · Frede Blaabjerg · Soren Jorgensen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
功率循环测试是评估功率器件模块在温度应力下可靠性性能的关键手段，对于预测电力变换器中组件的寿命至关重要。本文综述了具有代表性的功率循环测试电路、失效指标测量电路以及针对不同功率循环策略的测量方法。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）中功率模块的寿命管理。功率器件是变换器的核心，通过优化功率循环测试方法，公司能更精准地评估IGBT/SiC模块在复杂工况下的可靠性，从而提升iSolarCloud智能运维平台中关于设备寿命预...
面向直流固态功率控制器
DC-SSPC）应用的改进型加速功率循环测试下SiC MOSFET退化特征的实时提取
Bin Yu · Li Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
SiC MOSFET是直流固态功率控制器（DC-SSPC）的核心组件。通过实时在线监测SiC MOSFET的退化状态，可显著提升DC-SSPC的可靠性。目前，利用热敏电参数（TSEPs）间接监测退化存在测量误差，本文提出了一种改进的加速功率循环测试方法，旨在实现SiC MOSFET退化特征的实时提取，为电力电子系统的健康管理提供技术支撑。
解读: 该研究聚焦于SiC MOSFET的在线退化监测与可靠性评估，对阳光电源的功率器件应用具有重要参考价值。在阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan储能变流器及电动汽车充电桩产品中，SiC器件已成为提升效率与功率密度的关键。通过引入该文提出的改进型功率循环测试与退化特征提取技术，可优化iSolarC...
基于纳米银浆无压烧结的多芯片半桥IGBT模块可靠性评估
Reliability Evaluation of Multichip Phase-Leg IGBT Modules Using Pressureless Sintering of Nanosilver Paste by Power Cycling Tests
Shancan Fu · Yunhui Mei · Xin Li · Changsheng Ma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
纳米银浆作为一种无铅芯片连接材料，在高温电力电子封装中展现出巨大潜力。本文通过功率循环测试，评估了采用无压烧结工艺的1200V/150A多芯片IGBT模块的可靠性，旨在解决传统焊料在高温应用下的失效挑战。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要意义。随着功率密度提升，IGBT模块的结温管理与封装可靠性成为瓶颈。纳米银烧结技术能显著提升模块的导热性能与耐高温能力，有助于延长产品在严苛环境下的寿命。建议研发团队关注该技术在高温、高功率密度场景下的长...
功率器件电热特性表征中延迟时间引起的结温偏差修正
Correction of Delay-Time-Induced Maximum Junction Temperature Offset During Electrothermal Characterization of IGBT Devices
Erping Deng · Ludger Borucki · Josef Lutz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
在功率循环测试（PCT）中，利用Vce(T)法测量结温对寿命评估至关重要。然而，负载电流关断与测试脉冲施加之间的延迟时间（tmd）会导致最大结温偏差（ΔTjm）。本文指出JEDEC建议的平方根时间法存在局限性，并针对IGBT器件的电热特性表征提出了更精确的结温修正方法，以提升功率器件寿命预测的准确性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的可靠性评估。逆变器与PCS在极端工况下的寿命预测依赖于准确的结温监测，而延迟时间导致的测量偏差会直接影响寿命模型的置信度。建议研发团队在PCT测试平台中引入该修正算法，优化功率...
不同功率循环导通模式下商用SiC MOSFET老化前兆与失效机理的对比研究
Comparative Investigation on Aging Precursor and Failure Mechanism of Commercial SiC MOSFETs Under Different Power Cycling Conduction Modes
Mei Wang · Yuan Chen · Zhiyuan He · Zhaohui Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
功率循环测试（PCT）是评估SiC MOSFET长期可靠性的关键方法。本文探讨了在多种失效机理竞争环境下，单一老化前兆失效的问题，并深入分析了不同导通模式对封装可靠性的影响，旨在优化SiC器件在电力电子系统中的寿命预测与可靠性评估。
解读: SiC器件是阳光电源组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升效率与功率密度的核心。该研究关于SiC MOSFET在复杂功率循环下的老化机理分析，对阳光电源提升产品在极端工况下的可靠性至关重要。建议研发团队利用该研究成果优化功率模块的封装设计与热管理策略，并将其转化为iSol...
吸湿对IGBT模块功率循环能力的影响
Influence of Moisture Absorption on Power Cycling Capability of IGBT Modules
Qingtong He · Yuxing Yan · Erping Deng · Luhong Xie 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年1月
功率循环测试（PCT）是评估电力电子封装可靠性的关键手段。本文以EasyPACK封装的Si-IGBT模块为研究对象，探讨了湿热应力对器件可靠性的影响。研究发现，在温湿度耦合环境下，器件在约60小时后达到吸湿饱和状态，该研究揭示了环境湿度对功率模块寿命评估的重要影响。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）中功率模块的长期可靠性。在户外严苛环境下，逆变器和PCS内部的IGBT模块长期承受温湿度应力，吸湿效应可能加速封装老化及失效。建议研发团队在进行功率循环寿命预测时，将环境湿度作为关键变量纳入多物理场仿真模型，...
开关损耗大小对SiC MOSFET开关模式功率循环测试寿命的影响
Influence of Switching Loss Magnitude on Lifetime During a Switch-Mode Power Cycling Test of SiC MOSFETs
James Abuogo · Jörg Franke · Josef Lutz · Thomas Basler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
为使功率循环测试更贴近实际应用，本文研究了开关损耗对离散型SiC MOSFET功率循环寿命的影响。通过在不同开关损耗量级下进行四种开关模式功率循环测试，分析了开关损耗对器件失效机理及寿命的影响，为宽禁带器件的可靠性评估提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET已成为核心功率器件。本文提出的开关模式功率循环测试方法，比传统测试更真实地模拟了逆变器在实际工况下的热应力，对优化阳光电源产品的功率模块设计、提升系统在复杂电网环境下的长期可靠性...
集成电压、电流、温度和湿度应力的高级功率循环测试
Advanced Power Cycling Test Integrated With Voltage, Current, Temperature, and Humidity Stress
Yanhao Wang · Erping Deng · Lixin Wu · Haiyang Cao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文提出了一种集成高压、大电流、高温和高湿应力的高级功率循环测试（PCT）方法，旨在使加速老化测试更贴近电力电子器件的实际工况。该方法结合了高压高温高湿反偏测试与标准直流功率循环测试，实现了对功率器件老化过程的精确测量。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高的应用价值。功率模块（IGBT/SiC）是上述产品的核心，其在复杂环境下的可靠性直接决定了系统寿命。该测试方法通过引入湿度与多物理场应力，能更真实地模拟户外光伏电站及储能系统在严苛环境下的失效机理。建议研发部...
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...
针对顶层金属与键合线接触退化研究的直流模式恒定结温波动功率循环策略
Constant ΔTj Power Cycling Strategy in DC Mode for Top-Metal and Bond-Wire Contacts Degradation Investigations
Son-Ha Tran · Zoubir Khatir · Richard Lallemand · Ali Ibrahim 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
本文研究了功率循环测试（PCT）中结温波动（ΔTj）对功率器件退化机制的影响。为分离不同退化模式并精确控制热应力，提出了一种“恒定ΔTj”功率循环策略，有效降低了各影响因素间的交叉干扰，为功率器件的寿命评估提供了更精准的实验方法。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的寿命预测与可靠性设计。功率器件是这些产品的核心损耗源，通过采用恒定ΔTj功率循环策略，研发团队能更准确地量化键合线脱落及金属层疲劳等失效模式，从而优化逆变器在极端工况下的热管理设...
考虑湿气侵入的铁路用6.5 kV IGBT模块焊料层退化功率循环测试
The Solder Layers Degradation of 6.5 kV IGBT Modules for Railway in Power Cycling Tests Considering Moisture Intrusion
Yuxing Yan · Luhong Xie · Erping Deng · Weijie Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
针对铁路应用中6.5 kV IGBT模块面临的热机械应力与湿热环境耦合工况，本文开展了考虑湿气侵入的功率循环测试（PCT）。研究对比了常规PCT与考虑湿气影响的PCT下模块焊料层的退化机制，揭示了环境湿度对高压功率器件寿命评估的关键影响。
解读: 该研究对阳光电源的高压大功率产品线（如集中式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高电压等级（如1500V/2000V系统）及更严苛户外环境部署，功率模块的可靠性是核心竞争力。本文提出的考虑湿气侵入的功率循环测试方法，可优化公司在复杂环境下的器件选型...
功率循环测试下IGBT模块芯片连接层的疲劳裂纹网络
Fatigue Crack Networks in Die-Attach Layers of IGBT Modules Under a Power Cycling Test
Shenyi Liu · Vesa Vuorinen · Xing Liu · Olli Fredrikson 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
芯片连接层是影响IGBT模块可靠性的薄弱环节。本文针对IGBT模块焊料层中心区域发现的一种新型失效机制——疲劳裂纹网络（FCN），通过快速功率循环测试（PCT）研究了其形成机理。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心功率器件。该研究揭示的芯片连接层疲劳裂纹网络（FCN）失效机制，对于提升阳光电源核心产品的长期可靠性至关重要。建议研发团队在进行功率模块选型评估及寿命预测模型构建时，重点考虑该新型失效机理，优化散热设计与封装工艺，...
功率半导体器件寿命试验的统计分析与寿命预测
Statistical Analysis of Power Semiconductor Devices Lifetime Test and Lifetime Prediction
Xia Zhou · Zhicheng Xin · Zan Wu · Kuang Sheng · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
功率半导体器件是电力电子系统的核心部件，也是最脆弱的部分。本文收集了2010年以来硅（Si）和碳化硅（SiC）功率半导体器件的功率循环试验（PCT）数据，分析了不同封装技术、测试方法、产品类型及制造商等因素对器件寿命的影响。将功率半导体模块分为三类：采用铝线键合和焊料的常规模块、单一改进型（焊料或键合线改进）和双重改进型（焊料与键合线均改进）模块，并分别拟合其寿命模型。结果表明，所拟合的寿命预测公式具有较高精度，预测寿命与实验数据的平均比值为1.4–2.8倍。
解读: 该功率半导体寿命预测技术对阳光电源全产品线具有重要价值。针对ST储能变流器和SG光伏逆变器，可基于不同封装技术（常规/单一改进/双重改进）的寿命模型，优化SiC/Si IGBT模块选型，提升系统25年全生命周期可靠性。对电动汽车OBC和电机驱动产品，功率循环试验数据可指导SiC器件在高温高频工况下的...
不同Al/Cu缓冲层比例下SiC MOSFET功率模块在功率循环中退化特性的对比分析
Comparative Analysis of Degradation of SiC MOSFET Power Module With Different Proportions of Al/Cu Buffer Under Power Cycling
Yunhui Mei · Songmao Zhang · Yuan Chen · Longnv Li 等6人 · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年2月
由于碳化硅（SiC）芯片与键合线之间的热膨胀系数（CTE）不匹配，键合界面处会产生严重的热机械应力，导致键合线的可靠性显著降低。通过使用烧结银在芯片顶部连接铝/铜缓冲层，可以改善键合线与芯片之间的热膨胀系数不匹配问题，大大提高键合线的可靠性。缓冲层与银烧结技术的结合显著提高了功率模块的可靠性并增强了功率密度。此外，缓冲层增加了热容量，从而降低了半导体器件的工作温度。在本研究中，通过亚秒级功率循环测试（PCT）研究了不同比例的铝/铜应力缓冲层对采用铝键合线的单面模塑碳化硅功率模块可靠性的影响，并对...
解读: 从阳光电源业务视角来看，这项关于SiC MOSFET功率模块中Al/Cu缓冲层的研究具有重要的战略意义。SiC器件是我们光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率的核心技术，而键合线可靠性一直是制约产品寿命的关键瓶颈。 该研究通过在芯片顶部采用银烧结技术集成Al/Cu缓冲层，有效缓解了SiC芯片...