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基于混合子模块拓扑的模块化多电平变换器可靠性分析与冗余配置
Reliability Analysis and Redundancy Configuration of MMC With Hybrid Submodule Topologies
Jianzhong Xu · Penghao Zhao · Chengyong Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年4月
模块化多电平变换器（MMC）是高压直流输电系统的核心技术。本文研究了具有直流故障穿越能力的混合子模块拓扑，旨在平衡直流故障处理能力与系统损耗，通过可靠性分析优化冗余配置，提升高压电力电子系统的运行稳定性。
解读: 该研究聚焦于高压直流输电（HVdc）领域的MMC拓扑优化，虽然阳光电源目前核心业务侧重于光伏逆变器、储能系统及中低压电网侧产品，但随着公司在大型地面电站及电网侧储能系统的深入布局，MMC技术在超大规模储能变流器及高压并网接口的应用潜力日益显现。混合子模块拓扑的可靠性分析方法可为公司研发下一代高压大功...
基于可靠性和成本函数视角的减少器件数量的不对称多电平逆变器定量分析——综述
Quantitative Analysis of Asymmetric Multilevel Inverters With Reduced Device Count From Reliability and Cost Function Perspective—A Review
Daki Krishnachaitanya · Chitra A. · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月
本文对近年来减少开关器件数量的多电平逆变器（MLI）拓扑进行了定量综述。多电平逆变器在中功率应用中是传统逆变器的有力替代方案，本文旨在评估这些拓扑在效率、可靠性及成本方面的综合表现，为高效利用可再生能源提供技术参考。
解读: 多电平拓扑是阳光电源组串式及集中式光伏逆变器提升效率与功率密度的核心技术路径。该综述中关于“减少器件数量”的分析，对阳光电源优化逆变器硬件成本、提升系统可靠性具有重要参考价值。特别是在PowerTitan等储能变流器（PCS）领域，采用先进的多电平拓扑可有效降低输出谐波，减少滤波器体积。建议研发团队...
电压调节模块中电容器在连续负载瞬变下的可靠性分析
Reliability Analysis of Capacitors in Voltage Regulator Modules With Consecutive Load Transients
Zhaoyang Zhao · Dao Zhou · Pooya Davari · Junlong Fang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
电容器是电压调节模块（VRM）的关键储能与稳压元件。本文研究了连续负载瞬变工况对电容器带来的电热应力，指出相比稳态运行，连续瞬变会显著影响电容器的可靠性。文章旨在量化此类应力并评估其对器件寿命的影响。
解读: 电容器作为光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能变流器（PCS）中直流母线的核心储能元件，其可靠性直接决定了整机的寿命。阳光电源的产品在电网侧及用户侧应用中，常面临频繁的功率波动和负载瞬变。本文提出的连续负载瞬变下的电热应力分析方法，可优化逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统的母...
IGBT模块的分数阶热网络建模与参数提取
On Fractional-Order Thermal Network Modeling and Parameter Extraction of IGBT Modules
Zhikui Yang · Xi Chen · Binxin Zhu · Lei Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
准确可靠的热模型对于评估IGBT模块的热应力及分析其可靠性至关重要。本文首次引入分数阶热电容（FOTC）作为IGBT模块热分析的新建模元素，并提出了一种分数阶热网络建模方法及参数提取策略，旨在提升功率器件热行为预测的精度。
解读: IGBT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）的核心功率器件。该研究提出的分数阶热网络模型相比传统整数阶模型，能更精确地描述功率器件在复杂工况下的瞬态热响应。在阳光电源的产品研发中，该技术可应用于高功率密度逆变器及储能系统的热设计优化...
一种包含热耦合与热边界条件的大功率IGBT模块集总热模型
A Lumped Thermal Model Including Thermal Coupling and Thermal Boundary Conditions for High-Power IGBT Modules
Amir Sajjad Bahman · Ke Ma · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
大功率IGBT模块的热动力学特性对电力电子系统的可靠性分析与热设计至关重要。传统的一维RC集总热模型在预测复杂热分布方面存在局限。本文提出了一种改进的集总热模型，通过引入热耦合效应与边界条件，更准确地模拟了IGBT模块内部的温度分布与动态热行为。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。在大功率组串式逆变器（如SG系列）及大型储能系统（如PowerTitan）中，IGBT模块是核心发热源。该模型能显著提升热设计精度，有助于优化散热器选型与功率密度，从而提升产品在极端工况下的可靠性。建议研发团队将其应用于iSolarCloud的数字孪生模型...
基于任务剖面的直流/直流变换器系统级可靠性分析
Mission Profile Based System-Level Reliability Analysis of DC/DC Converters for a Backup Power Application
Dao Zhou · Huai Wang · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月
本文探讨了电力电子变换器设计阶段的可靠性分析方法。针对现有方法依赖恒定失效率模型及忽略长期运行工况（任务剖面）的局限性，提出了一种基于任务剖面的系统级可靠性评估框架，旨在满足全生命周期的性能指标要求。
解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式逆变器至关重要。储能PCS作为核心功率变换单元，其在复杂电网环境下的长期可靠性直接影响系统寿命。通过引入任务剖面（Mission Profile）分析，研发团队可更精准地评估IGBT/SiC模块在不同温度、负载波动下...
基于问卷的电力电子多物理场有限元仿真软件探讨
Questionnaire-Based Discussion of Finite Element Multiphysics Simulation Software in Power Electronics
Xueguan Song · Volker Pickert · Bing Ji · R. T. Naayagi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文通过问卷调查分析了电力电子领域用户对多物理场有限元仿真软件（MPSS）的需求及未来期望。研究涵盖了工业界与学术界用户反馈，旨在探讨当前MPSS的功能现状及在电力电子应用中的改进方向。
解读: 多物理场仿真（热、电、磁、力耦合）是提升阳光电源产品可靠性的核心技术。在PowerTitan储能系统及组串式逆变器研发中，精确的有限元仿真能有效优化功率模块的散热设计与电磁兼容性，缩短研发周期并降低故障率。建议研发团队关注仿真软件在复杂工况下的精度验证，特别是针对高功率密度产品在极端环境下的热应力分...
电力变换器应用中组件间热相互作用分析
An Analysis of the Thermal Interaction Between Components in Power Converter Applications
Mohammad Shahjalal · Md Rishad Ahmed · Hua Lu · Chris Bailey 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年9月
准确预测半导体器件温度对电力电子变换器设计至关重要。传统RC热模型在特定边界条件下具有一定预测能力，但难以满足可靠性分析的高精度要求。本文旨在通过分析组件间的热相互作用，提升热模型的准确性，为电力电子系统的可靠性设计提供理论支撑。
解读: 热设计是阳光电源光伏逆变器（如组串式SG系列）及储能系统（如PowerTitan液冷系统）的核心竞争力。该研究提出的组件间热耦合分析方法，能有效优化功率模块的布局与散热设计，提升高功率密度产品在极端环境下的可靠性。建议研发团队将此分析方法集成至iSolarCloud智能运维平台的数字孪生模型中，通过...
基于动态模态分解的IGBT模块降阶温度场预测方法
Dynamic Mode Decomposition Based Reduced-Order Temperature Field Prediction Method for IGBT Module
Jiahao Geng · Fujin Deng · Kai Hou · Qiang Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
针对高功率IGBT模块的温度场分布分析，本文提出了一种基于动态模态分解（DMD）的降阶温度场预测方法。该方法利用有限元仿真获取的快照数据，在保证高精度的前提下，显著降低了计算复杂度，为电力电子系统的热设计与可靠性评估提供了高效的分析手段。
解读: 热管理是阳光电源组串式/集中式逆变器及PowerTitan储能系统核心竞争力的关键。该研究提出的DMD降阶模型能显著提升热仿真效率，缩短产品研发周期。在实际应用中，该技术可集成至iSolarCloud平台或嵌入式控制系统中，实现对IGBT模块结温的实时高精度预测，从而优化功率器件的过温保护策略，提升...
一种新型无耦合电感非隔离DC-DC变换器的设计与可靠性分析
Design and Reliability Analysis of a New Non-Isolated DC–DC Converter Without Coupled Inductors
R. Rajesh · Natarajan Prabaharan · Carlo Cecati · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
本文提出了一种新型无耦合电感非隔离DC-DC变换器，旨在低占空比下实现高电压增益，同时降低开关管电压应力并提升可靠性。文章通过连续导通模式（CCM）和断续导通模式（DCM）下的稳态数学方程对该变换器的工作原理进行了深入分析。
解读: 该拓扑通过优化无耦合电感结构实现了高增益与低电压应力，这对阳光电源的组串式光伏逆变器（如SG系列）及户用储能系统（如SH系列）具有重要参考价值。在光伏侧，高增益特性可提升MPPT电压范围，增强对弱光环境的适应性；在储能侧，降低开关管电压应力有助于选用更具性价比的功率器件，提升系统整体效率与可靠性。建...
集成器件物理与电路动态的PDAE建模电力电子设备混合并行协同仿真框架
Hybrid-Parallel Collaborative Simulation Framework Integrating Device Physics With Circuit Dynamics for PDAE-Modeled Power Electronic Equipment
Qingyuan Shi · Chijie Zhuang · Jiapeng Liu · Bo Lin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年6月
针对电力电子设备（如功率变换器）的高性能优化，本文提出了一种混合并行协同仿真框架。该框架将功率半导体器件的物理特性与电路动态相结合，解决了在实验设计（DoE）、安全工作区定义及器件故障分析中，多尺度仿真计算量大、精度不足的难题，为电力电子系统的设计与可靠性评估提供了高效的仿真手段。
解读: 该仿真框架对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统的研发中，功率模块（IGBT/SiC）的可靠性是核心竞争力。该方法能够实现器件物理层与系统电路层的协同仿真，有助于更精准地评估高功率密度变换器在极端工况下的热应力与电应力，从而优化安...
一种混合导通模式控制的无桥Boost PFC变换器及其基于任务剖面的可靠性分析
A Mixed Conduction Mode-Controlled Bridgeless Boost PFC Converter and Its Mission Profile-Based Reliability Analysis
Zhengge Chen · Jianping Xu · Pooya Davari · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
针对通信基站负载的任务剖面，本文提出了一种混合导通模式（MCM）控制的无桥Boost PFC变换器，旨在改善轻载条件下的功率因数并降低输入电流总谐波失真（THDi）。文章详细介绍了MCM控制原理与效率分析，并基于任务剖面进行了可靠性评估。
解读: 该技术对阳光电源的户用光伏逆变器及充电桩产品线具有重要参考价值。在户用场景中，逆变器常处于轻载状态，MCM控制策略能有效提升轻载效率并优化电能质量，符合当前对高效率、低THD的严苛要求。此外，基于任务剖面的可靠性分析方法，可直接应用于阳光电源iSolarCloud平台的数据挖掘，通过分析实际运行环境...
基于动态模态分解与深度学习的IGBT模块温度场预测混合模型方法
Hybrid Model Temperature Field Prediction Method Based on Dynamic Mode Decomposition and Deep Learning for IGBT Modules
Jiahao Geng · Fujin Deng · Qiang Yu · Yaqian Zhang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
大功率IGBT模块的温度场分布对于电力电子系统的可靠性分析与热设计至关重要，但难以快速获取。本文提出了一种基于动态模态分解（DMD）与深度学习的IGBT模块温度场预测混合模型，旨在实现对IGBT内部温度分布的快速、高精度预测。
解读: 该技术直接服务于阳光电源核心产品线（光伏逆变器、储能PCS及风电变流器）的可靠性提升。IGBT作为上述产品的核心功率器件，其热管理直接决定了设备在极端工况下的寿命与功率密度。通过引入DMD与深度学习的混合预测模型，研发团队可实现对IGBT结温的实时、高精度监测，从而优化散热设计，提升产品在高温、高负...
基于IGCT的MMC直通故障综合分析、设计与实验
Comprehensive Analysis, Design, and Experiment of Shoot-Through Faults in MMC Based on IGCT for VSC-HVDC
Wenpeng Zhou · Biao Zhao · Jiapeng Liu · Zhengyu Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月
本文针对基于集成门极换流晶闸管（IGCT）的模块化多电平换流器（MMC），对其直通故障进行了全面分析、设计与实验验证。IGCT因其高可靠性、低成本及低电压降特性，成为高压直流输电（VSC-HVDC）的理想选择。研究重点探讨了子模块的故障机理及保护策略。
解读: 该研究聚焦于高压大功率电力电子领域，虽然阳光电源目前的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统）主要采用IGBT或SiC器件，但随着公司在大型地面电站及高压直流输电领域业务的拓展，对IGCT等高压功率器件的应用研究具有前瞻性参考价值。文章中关于MMC直通故障的分析方法和保护设计逻辑，...
交流滤波用金属化薄膜电容器的加速老化测试与失效机理分析
Accelerated Degradation Testing and Failure Mechanism Analysis of Metallized Film Capacitors for AC Filtering
Bo Yao · Xing Wei · Yichi Zhang · Pedro Correia 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文针对风电及牵引系统等工业应用中关键的交流滤波薄膜电容器，填补了其在真实应力条件下老化与失效分析的研究空白。文章通过加速退化测试，深入探讨了金属化薄膜电容器在实际工况下的失效机理，为提升电力电子设备的长期运行可靠性提供了理论依据与数据支撑。
解读: 薄膜电容器是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、风电变流器以及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）中的核心无源器件，其寿命直接决定了整机的可靠性。本文提出的加速老化测试方法和失效机理分析，可直接应用于阳光电源的可靠性实验室，优化电容选型标准与降额设计。建议研发团队结合该研究，...
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...
多电平逆变器在恶劣矿山环境中运行的IGBT模块可靠性分析
Reliability Analysis of IGBT Modules of Multilevel Inverters Operating in Hostile Mining Environments
Caio Eduardo Silva · Gabriela Lígia Reis · André Mendonça Alzamora · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月
脉宽调制电压源逆变器（PWM-VSI）广泛应用于 adjustable speed drives（ASD）中以控制感应电机。在重工业应用中，ASD与电机之间的长电缆会引发高频问题。一种创新方案是将逆变桥和直流母线电容移至电机侧，利用长电缆作为直流输电线路以缓解该问题。然而，逆变器在恶劣环境下的可靠性面临新挑战。本文基于失效物理（PoF）与可靠性设计方法，针对IGBT模块开展可靠性分析，优化设计并降低成本。结果表明，采用两种PWM策略及400 A–6.5 kV IGBT的三电平有源中点钳位（3L-...
解读: 该IGBT模块可靠性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。针对恶劣环境的PoF可靠性设计方法可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率模块优化，特别是沙漠、高原等极端工况下的PowerTitan储能系统。三电平ANPC拓扑与PWM策略优化可提升1500V光伏系统和大功率储能PCS的效率与寿...