Chengdong Yuan · S%c3%b6nke Maeter · Youssef Maniar · Simon Kuttler 等6人 · Journal of Electronic Packaging · 2025年1月 · Vol.147

在微电子器件的开发周期中，通过物理实验进行全面的可靠性评估成本高且耗时，尤其是在高温工作和功率热循环耐久性评估方面。为降低制造成本并加速产品开发进程，常采用有限元法（FEM）等计算机模型进行虚拟可靠性测试。针对完整的印刷电路板级可靠性分析，传统全阶有限元模型计算开销大，难以支持多工况或大规模仿真。本文采用降阶建模技术，显著减少计算资源消耗，同时保持足够精度，实现对封装与印制板间机械与热应力耦合效应的高效可靠性评估，提升设计迭代效率。

解读: 该降阶建模技术对阳光电源功率电子产品的可靠性设计具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC/IGBT功率模块承受高温工作和频繁功率循环，封装-PCB界面的热机械应力是关键失效模式。传统全阶有限元仿真计算成本高，难以支持多工况优化。该技术可显著加速PowerTitan等大型储能系...

David Sehloff · Jonghwan Kwon · Mahdi Mehrtash · Todd Levin 等5人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年10月

近年来，系统规划者已认识到利用储能解决方案来减少对传统输电投资的需求，并且这一做法得到了联邦政策的支持。本研究表明，需要进行详细的可靠性评估，以便对储能和传统输电投资的可靠性效益进行定量比较。首先，求解一个考虑候选输电线路和储能技术的混合整数线性规划扩展规划模型，以确定成本最低的投资决策。接下来，在考虑与天气相关的强迫停运的概率可靠性评估中，对由此产生的系统配置下的运行情况进行模拟。将这项研究成果应用于输电规划方案（TPPs）时，可通过考量储能对系统可靠性的价值，进一步使储能与传统输电资产在评估...

解读: 该研究对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统的输电侧应用具有重要指导价值。研究量化了储能在缓解输电阻塞、延缓基础设施升级方面的可靠性贡献，可直接应用于阳光电源输电侧储能解决方案的技术优化。通过建模方法可增强iSolarCloud平台的可靠性评估功能，为电网规划客户提供储能替代...

Xinyue Zhang · Jiacheng Sun · Zhongzheng Zhou · Zhen Kang 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年9月

随着光伏（PV）系统部署数量的不断增加，LCL 型并网逆变器因其卓越的谐波衰减能力而变得十分普遍。然而，传统的可靠性评估往往忽略了由控制回路不稳定或参数漂移引起的谐振电流的影响，而这种谐振电流会显著加速关键组件的老化。本文提出了一个全面的 LCL 型光伏逆变器可靠性评估框架，该框架能更好地反映实际运行条件。开发了一个电热模型，该模型考虑了与温度相关的功率损耗、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）热耦合以及电容器老化。采用蒙特卡罗模拟和威布尔分布来推导逆变器在年度任务剖面下的使用寿命。实验验证证实，谐振...

解读: 该研究对阳光电源SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的可靠性设计具有重要价值。LCL滤波器谐振电流导致的IGBT热应力问题直接关联功率模块寿命，研究提出的电热耦合模型与雨流计数疲劳分析方法可应用于：1）SG系列逆变器功率模块热设计优化，通过主动阻尼控制抑制谐振电流，降低结温波动；2）ST储能变流器在频...

B. Kermani · R. Shariatinasab · M. Khorshidi · Jinliang He · IEEE Transactions on Power Delivery · 2024年12月

由于光伏系统通常安装在露天环境中，易受雷击影响，产生的过电压可能导致逆变器和太阳能电池板等敏感设备损坏。本文提出一种分析光伏系统中雷电相关过电压并计算设备故障率的方法，通过精确建模各类设备进行雷电瞬态风险评估。采用EMTP软件对实际光伏电站进行仿真，计算雷击引起的过电压。结果表明，光伏系统频率相关建模及逆变器散热器建模对过电压估计具有显著影响。此外，本文还提出了计算逆变器和太阳能组件故障率的方法，有助于更准确评估系统可靠性，并经济地制定防雷保护方案。

解读: 该雷电瞬态风险分析方法对阳光电源SG系列光伏逆变器和PowerTitan储能系统的可靠性设计具有重要价值。研究提出的频率相关建模和逆变器散热器建模技术，可直接应用于阳光电源1500V高压系统的防雷设计优化，精确评估SiC/GaN功率器件在雷击瞬态下的承受能力。基于故障率计算方法，可改进iSolarC...

Peng Sun · Xiaofei Pan · Zheng Zeng · Yukai Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

受半导体技术尤其是碳化硅技术进步的推动，人们已开发出众多封装设计以满足各种应用需求。在这些功率模块投放市场之前，必须对其可靠性进行全面评估。机械特性表征是评估功率模块可靠性的一项重要手段，因为它与功率模块故障直接相关。通常在亚微米尺度上的机械分布及其差异给测量带来了巨大挑战。因此，在不损害功率模块功能和完整性的前提下，实现对机械信息的准确采样仍是机械特性表征领域不懈追求的目标。本文全面综述了功率模块机械特性表征的现有先进方法，包括直接测量法和非接触测量法。分析了变形机制以及相关的测量挑战。对各种...

解读: 功率模块作为光伏逆变器和储能变流器的核心部件，其可靠性直接影响系统的长期稳定运行和全生命周期成本。该论文聚焦功率模块机械特性表征技术，对阳光电源的产品开发和质量管控具有重要参考价值。 从业务视角看，随着碳化硅等第三代半导体在公司高功率密度逆变器产品中的广泛应用，功率模块封装面临更严峻的热机械应力挑...

Hui Hwang Goh · Hengfu Zhu · Wei Dai · Hui Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年5月

具有交错半桥子模块的模块化多电平变换器（ISM-MMC）因具备扩展电流能力与提升电能质量的优势，有望成为新型电力传输与分配装置。然而，其应用受成本、效率与可靠性等多重因素制约，当前尚缺乏对ISM-MMC经济性与可靠性的量化评估方法，且与传统MMC的拓扑选型及参数设计仍具挑战。本文提出一种融合成本、效率与可靠性的ISM-MMC综合设计方法，并建立参数优化模型，实现两类拓扑间的选型指导。通过合理配置器件额定值与交错模组数，可在性能与经济性间取得平衡。仿真表明，ISM-MMC适用于大电流场景，最优交错...

解读: 该ISM-MMC综合设计方法对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的成本-效率-可靠性量化评估模型可直接指导大电流储能场景下的拓扑选型，特别是在MW级储能系统中，通过2-3组交错模组配置可有效降低电流应力并提升电能质量。该方法与阳光电源现有SiC器件...

Sukanta Roy · Milad Behnamfar · Anjan Debnath · Arif Sarwat · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月

在商业应用中，DC/DC变换器的运行状态显著影响系统整体性能与长期可靠性。本文提出一种数据驱动的数字孪生方法，用于估计稳态下DC/DC降压变换器关键退化参数。首先，利用离线粒子群优化算法对电路级数字模型进行校准，并通过平均模型验证其稳态响应。随后，在模型中引入电感、电容及MOSFET的退化特性，生成大规模数据集，用于训练和验证随机森林机器学习模型。实验结果表明，该方法回归精度高，决定系数达0.99978，均方根误差低至4.2×10⁻⁶，并在中等功率硬件原型上验证了不同负载及MOSFET导通电阻退...

解读: 该数据驱动数字孪生技术对阳光电源ST系列储能变流器及SG光伏逆变器的DC/DC变换模块具有重要应用价值。通过随机森林模型非侵入式识别电感、电容及MOSFET导通电阻退化（R²=0.99978），可集成至iSolarCloud平台实现预测性维护，提前预警功率器件老化。该方法特别适用于工商业储能系统中B...

Sukanta Roy · Alexander Stevenson · Shahid Tufail · Hugo Riggs 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2024年12月

摘要：天气引发的时空劣化限制了户外光伏逆变器的使用寿命和可靠性，因此需要进行先进的数据分析。本研究采用自上而下、数据驱动的方法，利用多种机器学习（ML）算法来评估一座1.4兆瓦光伏电站中逆变器的可靠性，同时考虑了辐照度、湿度、温度、一天中的时间以及天气状况等因素。来自17台相同逆变器的大量警报数据集，包括警报类型、传播情况和发生频率，揭示了其与环境因素和逆变器输出功率之间的显著相关性，从而能够构建性能可靠性模型。对双阶段监督式机器学习模型的准确性进行了评估，其中人工神经网络（ANN）的“分类 -...

解读: 该机器学习驱动的可靠性评估技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及ST储能变流器产品线具有重要应用价值。研究提出的告警-环境变异性分析框架可直接集成至iSolarCloud智能运维平台，通过融合温湿度、辐照度等多源环境参数与现场告警数据，实现对户外逆变器的精准寿命预测与预测性维护。该方法可优化阳光电源现有...

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...

Jitendra Thapa · Joshua Olowolaju · Mohammed Benidris · Hanif Livani · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月

近年来，为减少对化石燃料的依赖、降低排放并推动可持续能源发展，电动汽车（EV）的普及以及光伏（PV）等可变能源资源的使用量均有所增加。然而，电动汽车和光伏的广泛应用给电力系统的可靠性带来了前所未有的挑战。挑战在于太阳能发电固有的间歇性，以及电网需求侧电动汽车充电负荷带来的不确定性。因此，从电力系统运行和规划的角度来看，在可靠性评估框架中考虑这些资源输出功率的不确定性是必不可少的。本文建立了一个考虑不同充电站位置、电动汽车类型和驾驶员行为的电动汽车负荷模型。此外，所提出的方法通过利用K近邻回归器进...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这篇论文所探讨的电力系统可靠性评估方法对我们在光储充一体化解决方案领域具有重要的战略参考价值。 论文核心聚焦于光伏发电间歇性和电动汽车充电负荷不确定性对电网可靠性的双重影响，这恰好切中了我们当前业务布局的关键痛点。其采用的K近邻回归进行光伏出力区间预测和蒙特卡洛仿真方法，...