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PCB过孔与焊盘的热建模及设计优化
Thermal Modeling and Design Optimization of PCB Vias and Pads
Yanfeng Shen · Huai Wang · Frede Blaabjerg · Hui Zhao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文探讨了安装在PCB上的微型功率半导体器件的散热问题，重点分析了PCB过孔、铜焊盘及散热器的冷却作用。针对目前半导体厂商及研究人员在PCB热设计建议中存在的不一致与非最优问题，本文提出了优化设计方案，旨在为电力电子工程师提供更准确的热设计指导。
解读: 该研究直接关系到阳光电源全线产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统、充电桩等）的核心功率密度提升与可靠性设计。随着功率模块集成度提高，PCB热管理成为限制功率密度的瓶颈。通过优化PCB过孔与焊盘的热设计，可有效降低功率器件（如SiC/IGBT模块）的结温，从而提升产品在极端工况下的寿命与...
面向SPICE的IGBT非线性紧凑热模型
Nonlinear Compact Thermal Model of the IGBT Dedicated to SPICE
Krzysztof Górecki · Paweł Górecki · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年12月
本文探讨了利用非线性紧凑热模型对IGBT热特性进行建模的问题。该模型采用电网络形式，充分考虑了晶体管内部温度对散热效率的影响，并提出了相应的模型构建与参数估计方法。
解读: 该研究对于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，其热管理直接决定了设备的功率密度与可靠性。通过在SPICE仿真中引入非线性热模型，研发团队能更精确地预测IGBT在极端工况下的结温波动...
面向中频应用的核心材料特性表征与分析
Application-Oriented Characterization and Analysis of Core Materials Under Medium-Frequency Condition
Ming Yang · Qingxin Yang · Yongjian Li · Zhiwei Lin 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文针对中频应用场景，深入研究了锰锌铁氧体和铁基纳米晶合金等典型磁芯材料。中频运行导致的高损耗和散热困难会改变材料的电磁特性。文章通过应用导向的表征方法，分析了温度与频率对材料性能的影响，为电力电子磁性元件的设计与优化提供了理论支撑。
解读: 磁性元件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）及风电变流器中的核心损耗源。随着功率密度提升，中频化趋势明显，该研究关于磁芯材料在高温下的电磁特性分析，直接指导了公司磁性元件的选型与热设计。建议研发团队利用该研究成果优化PCS磁性元件的损耗模型，结合多物...
中频变压器空心铜绕组交流损耗的全解析模型
The Full-Analytical Model of AC Loss for Hollow Copper Winding in Medium Frequency Transformer
Xuan Guo · Zedong Zheng · Chi Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
中频变压器中使用的空心铜绕组不仅能降低损耗，还能通过内部通冷却液提高散热效率。本文针对该绕组的高频交流损耗进行了建模，通过将结构复杂的矩形空心铜绕组分解为三个并联的实心铜导体，实现了损耗的精确计算。
解读: 该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器中的中频变压器设计具有重要参考价值。随着功率密度提升，变压器热管理成为瓶颈，空心铜绕组结合液冷技术是实现高功率密度设计的关键路径。该解析模型能辅助研发团队在设计阶段快速评估损耗，优化变压器结构，提升系统整体效...
一种用于中压模块化功率变换的高效率80kW分体式平面变压器
A High-Efficiency 80-kW Split Planar Transformer for Medium-Voltage Modular Power Conversion
Sizhao Lu · Deyun Kong · Shuang Xu · Linglin Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
本文提出了一种基于低成本PC40铁氧体磁芯的中频分体式平面变压器（MFSPT），适用于中压模块化功率变换。通过采用分体式平面结构，在实现高电气绝缘性能的同时，兼顾了高效率、高功率密度及优异的散热性能。文中通过有限元分析验证了该设计的有效性。
解读: 该技术对阳光电源的PowerTitan及ST系列储能变流器（PCS）具有重要参考价值。随着储能系统向高压化、模块化发展，变压器作为隔离与功率变换的核心磁性元件，其功率密度与散热性能直接决定了整机的体积与效率。该分体式平面变压器设计方案有助于优化阳光电源大功率储能产品的磁集成设计，提升系统在极端工况下...
功率变换器三层叠层母排的热拓扑优化
Thermal Topology Optimization of a Three-Layer Laminated Busbar for Power Converters
Oriol Puigdellivol · Damien Meresse · Yvonnick Le Menach · Souad Harmand 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年6月
本文提出了一种针对功率变换器叠层母排的拓扑优化方法，旨在满足温度限制的前提下最小化铜材使用量。叠层母排因其对换流回路杂散电感的贡献而备受关注，但散热性能研究对于控制热点、提升功率密度及可靠性同样至关重要。
解读: 叠层母排是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack等储能系统功率模块中的核心组件。随着功率密度的不断提升，母排的杂散电感控制与散热设计成为平衡效率与可靠性的关键。该研究提出的热拓扑优化方法，可直接应用于阳光电源大功率变换器的结构设计，在保证散热性能的同时降低铜材成本，优化产品...
利用厚CVD生长石墨烯纳米材料进行大功率开关晶体管的热管理
Thermal Management of High-Power Switching Transistors Using Thick CVD-Grown Graphene Nanomaterial
Vishank Talesara · Paul. D. Garman · James L. Lee · Wu Lu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
石墨烯在热管理领域具有巨大潜力。功率电子设备中的发热问题会导致性能衰减甚至失效。针对单层或少层石墨烯热容极小的问题，本文提出了一种新型化学气相沉积（CVD）生长的厚石墨烯纳米材料，旨在有效提升大功率开关器件的散热性能，从而提高功率模块的可靠性与功率密度。
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。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进，功率模块（如SiC/IGBT模块）的散热瓶颈日益突出。引入厚CVD石墨烯作为新型热界面材料或散热增强层，可有效降低结温，提升器件在高温环境下的输出能力，并延长产品寿命。建议研发团队关...
通过改善有源边缘散热优化压接式IGBT的短路能力
Short-Circuit Capability Optimization of Press-Pack IGBT by Improving Active Edge Heat Dissipation
Yue Yu · Hui Li · Ran Yao · Francesco Iannuzzo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
压接式IGBT（PP-IGBT）广泛应用于VSC-HVDC换流器。针对压接封装引起的瞬态过应力导致的器件失效问题，本文提出了一种优化短路能力的方法，通过改善有源边缘的散热性能，提升PP-IGBT的短路鲁棒性与可靠性。
解读: 该研究针对压接式IGBT的散热与短路鲁棒性优化，对阳光电源的高压大功率产品线具有重要参考价值。特别是在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，高功率密度模块的散热设计是提升系统可靠性的核心。通过优化有源边缘散热，可有效降低器件在极端工况下的热应力，延长设备寿命。建议研发团队关...
一种获取PCB电路稳态温度场的3D有限差分法
A 3-D Finite Difference Method for Obtaining the Steady-State Temperature Field of a PCB Circuit
Guochun Wan · Kaifeng Zhang · Kang Fu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
板载驱动模块工作产生的热量会导致产品故障率上升。本文针对驱动模块的热分析，提出了一种3D有限差分法，旨在解决传统商业软件（如ANSYS ICEPAK或FLOTHEM）在处理复杂PCB热仿真时计算资源消耗大、建模复杂的问题，通过考虑LED及周边功率元器件的耦合影响，实现更高效的稳态温度场预测。
解读: 热设计是阳光电源光伏逆变器（如组串式、集中式）及储能系统（如PowerTitan、PowerStack）核心可靠性指标的关键。该文提出的3D有限差分法相比传统有限元法（FEM）具有更高的计算效率，非常适合在产品研发早期阶段对高功率密度PCB进行快速热迭代。在阳光电源的研发流程中，该方法可用于优化逆变...
通过两个相反方向的散热监测功率模块焊料退化
Monitoring Power Module Solder Degradation From Heat Dissipation in Two Opposite Directions
Zedong Hu · Borong Hu · Li Ran · Peter J. Tavner 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
焊料退化是功率半导体模块的主要失效机制。本文提出了一种监测方法，通过检测模块在向上（经硅胶）和向下（经焊料层至散热器）两个相反方向散热的相对变化，来评估焊料层的退化程度。该方法基于模块外部封装的测量数据，为功率模块的健康状态监测提供了有效手段。
解读: 功率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生命线。该研究提出的基于外部热阻变化的焊料退化监测方法，无需侵入式传感器，非常适合集成至iSolarCloud智能运维平台。通过在逆变器和PCS产品中部署此类在线健康监测算法，可实现对IGBT/SiC模块失效...
低压与高压改造LED灯驱动器的热管理策略
Thermal Management Strategies for Low- and High-Voltage Retrofit LED Lamp Drivers
Xavier Perpina · Miquel Vellvehi · Robert J. Werkhoven · Jiri Jakovenko 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文通过仿真与实验手段研究了高流明LED灯驱动器的热管理策略。针对低压大电流（18V-620mA）和高压小电流（110V-85mA）两种场景，利用红外热成像、热电偶及多尺度仿真方法对驱动器的热性能进行了深入评估。
解读: 该文章聚焦于电力电子产品的热管理与可靠性仿真，虽然其应用场景为LED驱动，但其采用的“多尺度仿真”与“红外热成像验证”方法论对阳光电源的核心业务具有参考价值。在组串式逆变器和PowerStack储能系统等高功率密度产品中，热设计是决定寿命的关键。建议研发团队借鉴文中多物理场耦合仿真的思路，优化功率模...
用于驱动X波段磁控管的40 kV 100 A高压脉冲功率调制器紧凑型设计
Compact Design of 40 kV 100 A High-Voltage Pulsed-Power Modulator for Driving X-Band Magnetrons
Hyun-Bin Jo · Jae-Beom Ahn · Woo-Cheol Jeong · Joo-Young Lee 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年6月
本文介绍了一种用于医用直线加速器的高压脉冲功率调制器设计。该调制器采用基于半导体开关的模块化单元结构，通过简单高效的充放电电路设计实现了散热结构的最小化。此外，文章还提出了一种多级均衡充电策略。
解读: 该文献探讨的高压脉冲调制技术与阳光电源现有的光伏逆变器及储能PCS产品在应用场景上存在差异，但其核心技术点——“模块化单元结构”与“高效散热设计”对阳光电源的产品研发具有参考价值。特别是PowerTitan等大型储能系统，在追求更高功率密度和模块化集成时，可借鉴该文在紧凑型电路布局及均衡控制方面的设...
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...
基于液态金属热界面材料的压接式IGBT器件热接触电阻优化
Thermal Contact Resistance Optimization of Press-Pack IGBT Device Based on Liquid Metal Thermal Interface Material
Xiao Wang · Hui Li · Ran Yao · Wei Lai 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
在压接式IGBT（PP-IGBT）器件中，热接触电阻通常占总热阻的50%以上，严重影响散热并导致结温升高。本文提出了一种通过填充液态金属热界面材料来优化PP-IGBT热接触电阻的方法，旨在降低器件热阻，提升散热性能。
解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大功率储能系统（如PowerTitan系列）至关重要。PP-IGBT作为高压大功率应用的核心器件，其散热性能直接决定了系统的功率密度和长期运行可靠性。通过引入液态金属优化热接触电阻，可有效降低器件结温，从而提升逆变器在极端工况下的输出能力，或在同等散热条件下实现更紧凑...
通过嵌入式封装结构降低大功率LED芯片键合界面热阻
Reduction of Die-Bonding Interface Thermal Resistance for High-Power LEDs Through Embedding Packaging Structure
Xiang Lei · Huai Zheng · Xing Guo · Zefeng Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
热管理是大功率LED的关键问题。本研究提出了一种新型封装结构，通过将LED芯片嵌入引线框架基板的方形凹槽中，并利用氮化硼填充间隙，有效降低了芯片键合界面的热阻，为电子器件散热提供了新思路。
解读: 该文献提出的嵌入式封装与界面热阻优化技术，在功率电子领域具有通用参考价值。对于阳光电源而言，虽然研究对象是LED，但其核心的散热路径优化和界面热阻降低方法，可直接迁移至组串式逆变器（如SG系列）及储能变流器（PowerTitan/PowerStack）中功率模块（IGBT/SiC）的封装设计。建议研...
用于超过500 W/cm²散热功率电子器件的双相流微通道热管理系统
Microchannel Thermal Management System With Two-Phase Flow for Power Electronics Over 500 W/cm2 Heat Dissipation
Fengze Hou · Hengyun Zhang · Dezhu Huang · Jiajie Fan 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文提出了一种采用低全球变暖潜势制冷剂R1234yf的双相流微通道热管理系统（MTMS）。通过将热测试芯片嵌入基板并连接至铝制微通道散热器，实现了高效散热。研究表明该系统在超过500 W/cm²的高热流密度下表现出优异的冷却性能，为高功率密度电力电子器件的散热提供了有效解决方案。
解读: 随着阳光电源PowerTitan液冷储能系统及大功率组串式逆变器功率密度的持续提升，功率模块的散热瓶颈日益凸显。该技术提出的双相流微通道散热方案，能够有效应对500 W/cm²以上的高热流密度，对于提升IGBT/SiC功率模块的集成度及可靠性具有重要参考价值。建议研发团队关注该技术在下一代高功率密度...
高功率数据中心液对液行级冷却分配单元特性研究
Liquid to Liquid In-Row Coolant Distribution Unit Characterization for High Power Data Center
Pardeep Shahi · Ali Heydari · Himanshu Modi · Lochan Sai Reddy Chinthaparthy 等10人 · Journal of Electronic Packaging · 2025年12月 · Vol.147
随着高性能计算需求的增长，数据中心面临调控日益增长的信息技术设备热密度的挑战。传统风冷系统难以有效散出高功率服务器产生的热量，促使人们探索替代冷却技术。液冷，尤其是液对液冷却系统的应用，被认为是一种具有潜力的解决方案，可提升散热效率并降低能耗。本文针对液对液行级冷却分配单元进行特性分析，评估其在高功率数据中心环境中的热性能与运行效能，为优化数据中心冷却架构提供依据。
解读: 该液对液行级冷却技术对阳光电源大功率产品散热设计具有重要参考价值。PowerTitan大型储能系统中，ST系列储能变流器功率密度持续提升，SiC器件应用带来更高热流密度挑战，传统风冷方案效率受限。研究中的液冷分配单元特性分析方法可直接应用于储能集装箱热管理优化，通过液对液换热提升散热效率，降低PCS...
一种采用非线性电阻聚合物纳米复合材料薄基板的10kV双面冷却碳化硅二极管模块封装
Packaging of a 10-kV Double-Side Cooled Silicon Carbide Diode Module With Thin Substrates Coated by a Nonlinear Resistive Polymer-Nanoparticle Composite
Zichen Zhang · Shengchang Lu · Boyan Wang · Yuhao Zhang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
中压碳化硅（SiC）功率模块是电网侧电力转换系统的核心。本文针对模块封装中散热与绝缘的权衡问题，提出了一种新型封装方案。通过采用涂覆非线性电阻聚合物纳米复合材料的薄基板，在不牺牲绝缘性能的前提下，显著提升了10kV SiC模块的散热能力与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的中高压光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级（1500V及以上）演进，功率模块的绝缘与散热瓶颈日益凸显。该研究提出的双面冷却技术及新型复合材料封装方案，能够有效提升功率密度，降低模块温升，从而提升系统可靠性。建议研发...