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客座社论：电力电子快报专刊：高功率密度与高频无源元件的制造与设计
Guest Editorial: Special Section on Power Electronics Letters: Fabrication and Design of High-Power Density and High-Frequency Passive Components
Maeve Duffy · Teng Long · Ziwei Ouyang · Zhichao Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
本文为IEEE电力电子汇刊专刊社论，重点探讨了高功率密度与高频电力电子系统中无源元件（如电感、电容、变压器）的先进制造工艺与设计方法。文章强调了在追求系统小型化与高效化过程中，无源元件在热管理、电磁兼容及材料特性方面的关键挑战与创新解决方案。
解读: 高功率密度与高频化是阳光电源产品迭代的核心趋势。在组串式逆变器和PowerTitan系列储能变流器中，无源元件（电感、变压器）的体积与损耗直接决定了整机功率密度。该研究涉及的先进制造与设计方法，有助于优化磁性元件设计，降低高频开关下的寄生参数影响，提升整机效率。建议研发团队关注文中提及的新型磁性材料...
电力电子鲁棒设计与可靠性特刊
Special Issue on Robust Design and Reliability of Power Electronics
Frede Blaabjerg · Michael M. Pecht · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本期IEEE电力电子汇刊特刊聚焦于电力电子系统的鲁棒性设计与可靠性评估，探讨了提升功率变换器在复杂工况下长期运行稳定性的关键技术与方法。
解读: 可靠性是阳光电源的核心竞争力。该特刊探讨的鲁棒设计与可靠性方法直接支撑公司产品线的全生命周期管理：在光伏逆变器（组串式/集中式）领域，可优化功率模块的热管理与寿命预测，降低故障率；在储能系统（PowerTitan/PowerStack）中，针对高频充放电工况，该研究有助于提升PCS的长期运行可靠性。...
功率半导体器件可靠性中热模型应用综述
Review on the Thermal Models Applications in the Reliability of Power Semiconductor Device
Jun Zhang · Huixian Shen · Haiyan Sun · Zhihuan Wang · IET Power Electronics · 2025年6月 · Vol.18
本文从热参数的角度，综述了功率半导体器件的健康状态监测、结温估计、寿命预测及热管理技术。通过建立精确的热模型，可有效反映器件内部的热行为，进而提升其运行可靠性。文中分析了不同热模型的适用性及其在实时监测与寿命评估中的应用，强调了热-寿命关联模型在预测器件退化过程中的关键作用，为功率电子系统的可靠性优化提供了理论支持。
解读: 该热模型综述对阳光电源功率器件可靠性提升具有重要价值。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，IGBT/SiC模块的结温估计与寿命预测是核心技术难点。文中的热-寿命关联模型可直接应用于PowerTitan储能系统的实时健康监测，通过精确热模型实现功率循环与温度循环下的退化预测，优化三电平拓扑的散热设计。...
封装相变材料功率模块的瞬态热特性表征与过载能力评估
Transient Thermal Characterization and Assessment of Power Module With Encapsulated Phase Change Material Toward Overload Capability
作者未知 · IEEE Transactions on Power Electronics · 日期未知
为缓解过载工况下的瞬态热冲击，本文提出利用相变材料（PCM）作为热管理方案，通过增强热容量确保功率模块处于安全工作区。尽管PCM具有潜力，但其在功率模块中的集成仍面临成本高昂、工艺复杂等挑战。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如PowerTitan储能系统、组串式逆变器及风电变流器）具有重要意义。在电力电子设备追求高功率密度和频繁过载运行的趋势下，传统散热方案往往受限于稳态设计，导致瞬态过载能力不足。引入相变材料（PCM）技术可显著提升模块在短时过载下的热缓冲能力，从而减小散热器体积，提升系...
高温电力电子变换器综述
Review of High-Temperature Power Electronics Converters
Yudi Xiao · Zhe Zhang · Martijn Sebastiaan Duraij · Tiberiu-Gabriel Zsurzsan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月
本文综述了高温环境下电力电子变换器的性能退化问题，包括效率下降、抗噪能力减弱及系统可靠性降低。分析了在深地钻探、航空航天及汽车等严苛环境下，高温对变换器设计与运行的挑战及应对策略。
解读: 高温运行能力是提升阳光电源产品功率密度与可靠性的关键。对于PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器，在极端环境下的热管理直接影响器件寿命。文章提到的高温性能退化分析，对公司优化功率模块封装、散热设计及SiC/GaN等宽禁带半导体在高温场景下的应用具有重要指导意义。建议研发团队结合多物理场耦合...
节能散热器设计：自然对流与强制对流冷却的对比
Energy Efficient Heat Sink Design: Natural Versus Forced Convection Cooling
Daniel Christen · Milos Stojadinovic · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
在高效变换器系统中，冷却系统（风扇）的功耗对系统总效率及功率密度影响显著。本文研究了自然对流散热器的潜力，并从体积和功耗角度将其与强制对流散热器进行了对比分析，探讨了相关的理论概念。
解读: 散热设计直接决定了阳光电源组串式逆变器（如SG系列）和储能系统（如PowerTitan/PowerStack）的功率密度与长期可靠性。随着产品向高功率密度演进，风扇功耗成为提升系统效率的瓶颈。本文提出的自然对流与强制对流对比分析，对优化逆变器及PCS的散热结构设计具有重要指导意义。建议研发团队在设计...
低EMI和热平衡的150kW T型牵引逆变器电热系统设计与评估
Electrothermal System Design and Evaluation of Low EMI and Thermally Balanced 150 kW T-Type Traction Inverter
Reece Whitt · Zhao Yuan · Asif Imran Emon · Fang Luo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文针对牵引、推进及发电应用中的电力电子器件，探讨了先进热管理系统与电磁干扰（EMI）滤波组件的设计。针对传统间接冷却方式在处理开关热点及热失衡方面的局限性，提出了一种优化设计方案，旨在提升系统散热能力并改善热分布均匀性。
解读: 该研究关注的T型三电平拓扑及高性能热管理技术，与阳光电源的电动汽车充电桩及风电变流器业务高度契合。在充电桩功率模块设计中，通过优化热路径和EMI抑制，可显著提升功率密度和可靠性。建议研发团队借鉴文中提出的热平衡设计方法，优化大功率充电模块的散热结构，以应对高频开关带来的热挑战。此外，该研究对提升阳光...
用于变速工业应用的集成感应电机驱动器
Integrated Induction Motor Drive for Variable Speed Industrial Applications
Milad Bahrami-Fard · Tianyu Chen · Ethan Alejandro Winchell · Babak Fahimi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
电机与功率变换器的集成并利用宽禁带器件是电机驱动系统的新兴趋势，旨在降低复杂性、提升紧凑度并节约成本。然而，这种集成面临空间受限、高温及电机漏磁干扰等挑战。本文探讨了相关技术难点与解决方案。
解读: 该文献探讨的电机驱动集成技术与阳光电源现有的光伏逆变器及储能PCS产品线存在一定差异，但其核心技术——宽禁带半导体（SiC/GaN）的应用、高功率密度设计以及多物理场（热、磁）耦合仿真，对阳光电源提升PowerTitan等储能系统及组串式逆变器的功率密度具有参考价值。在空间受限环境下处理高热流密度和...
植入式机械心脏支持系统的高效经皮能量传输
High-Efficiency Transcutaneous Energy Transfer for Implantable Mechanical Heart Support Systems
Oliver Knecht · Roman Bosshard · Johann W. Kolar · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年11月
感应式电能传输技术是为植入式机械循环支持系统供电的理想方案，可消除经皮导线带来的严重感染风险。然而，目前尚无成熟的商用经皮能量传输（TET）系统。本文重点研究了该系统在长期使用中的组织发热等关键挑战。
解读: 该文献研究的是微功率、高生物兼容性的植入式无线电能传输技术，与阳光电源的核心业务（光伏、储能、风电、充电桩）在功率等级、应用场景及技术路径上存在显著差异。阳光电源目前专注于兆瓦级及千瓦级的高压大功率电力电子变换，而该技术侧重于极小功率的电磁耦合与生物热效应控制。建议关注该文献中关于“高效率电能传输”...
风冷功率半导体模块散热器自动化优化
Automated Heatsink Optimization for Air-Cooled Power Semiconductor Modules
Tong Wu · Zhiqiang Wang · Burak Ozpineci · Madhu Chinthavali 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年6月
散热器设计对功率半导体模块的功率密度和可靠性至关重要。本文提出了一种基于遗传算法与有限元分析的风冷散热器自动化设计与优化方法。该方法通过遗传算法在每次迭代中生成具有复杂截面几何形状的候选散热器群体，并结合有限元分析进行性能评估。
解读: 散热设计是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统提升功率密度的核心瓶颈。该自动化优化方法能显著缩短研发周期，通过遗传算法探索复杂几何结构，有助于在有限空间内实现更优的散热效率。建议研发团队将其引入逆变器功率模块及储能PCS的散热设计流程，以提升产品在极端环境下的热可...
在高压IGBT特性测试中避免开关损耗低估的脉宽设置研究
Proper Pulsewidth Setting to Avoid Underestimated Switching Loss in HV-IGBT Characterization
Kun Tan · Lee Coulbeck · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月
本文探讨了双脉冲测试中脉冲宽度设置对高压IGBT模块开关特性测试的影响。研究指出，不当的脉宽设置会导致开关损耗评估偏低，进而影响功率变换器的设计，特别是热管理系统的准确性。文章分析了首个导通脉宽对测试结果的影响机制。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如集中式/组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中高压IGBT模块的选型与设计。准确的开关损耗评估是优化逆变器效率及热设计（散热器选型、结温预测）的关键。建议研发团队在进行功率模块性能评估及可靠性验证时，严格遵循文中关于双脉冲测试脉...
宽禁带功率半导体封装顶部互连技术综述
Review of Topside Interconnections for Wide Bandgap Power Semiconductor Packaging
Lisheng Wang · Wenbo Wang · Raymond J. E. Hueting · Gert Rietveld 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
宽禁带（WBG）半导体凭借优异的材料特性，在高温、高频和高效率应用中表现卓越。然而，传统的铝线键合互连技术限制了其性能发挥，主要受限于寄生参数等问题。本文综述了针对WBG器件的先进顶部互连技术，旨在提升功率模块的整体性能与可靠性。
解读: 该技术直接影响阳光电源核心产品线的竞争力。随着公司在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中加速导入SiC器件，传统的铝线键合已成为提升功率密度和开关频率的瓶颈。采用先进的顶部互连技术（如铜夹片、烧结技术等）可显著降低寄生电感，减小开关损耗，并提升模块在高温环境下的可靠性。建议研发团...
具有结温约束和松弛特性的三电平优化脉冲模式
Three-Level Optimized Pulse Patterns With Bounded Junction Temperature and Relaxed Properties
Isavella Koukoula · Petros Karamanakos · Tobias Geyer · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
本文提出了一种三电平优化脉冲模式（OPP）计算方法，旨在确保半导体器件的安全运行，从而充分发挥变换器的性能。该方法将半导体器件的结温直接纳入OPP优化问题的约束条件中，并探讨了OPP的对称性特性。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，特别是大功率组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）。通过在PWM控制层面直接引入结温约束，可以在不牺牲功率密度的情况下，显著提升三电平拓扑在极端工况下的可靠性，延长器件寿命。建议研发团队将此算法集成至iSolarCloud智...
基于电致发光的碳化硅功率MOSFET结温测量方法
Electroluminescence-Based Junction Temperature Measurement Approach for SiC Power MOSFETs
Jonathan Winkler · Jan Homoth · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）MOSFET在线结温测量的新型电气隔离传感方法。该方法利用SiC器件在工作过程中发光光谱随温度变化的特性，实现了对功率半导体器件运行状态的实时监测，为电力电子应用中的高效热管理提供了新思路。
解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC功率模块以提升功率密度和转换效率，结温的精确监测对提升系统可靠性至关重要。该电致发光测量技术提供了一种非侵入式的在线监测手段，有助于优化逆变器及PCS的散热设计与热保护策略。建议研发团队关注该技术在功率模块...
面向高功率密度汽车电力电子设备的单相介电流体热管理
Single-Phase Dielectric Fluid Thermal Management for Power-Dense Automotive Power Electronics
Gilberto Moreno · Sreekant Narumanchi · Jeff Tomerlin · Joshua Major · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年10月
本文提出了一种用于汽车电力电子设备的介电流体冷却方案。该方案通过去除金属化陶瓷基板的低热阻封装技术，结合槽式射流冲击翅片表面的高效对流冷却策略，显著提升了散热性能。研究通过建模优化了冷却系统设计，以实现热性能最大化。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及车载电力电子业务具有重要参考价值。随着充电桩向高功率密度、液冷化方向发展，文中提到的介电流体冷却及无基板封装技术，可有效解决高功率密度下的散热瓶颈。建议研发团队关注该冷却方案在充电桩功率模块中的应用潜力，以提升设备体积功率密度，并优化系统热管理效率，从而增强阳光电源...
基于膝点电压的IGBT器件在线结温估计
Online Junction Temperature Estimation for IGBT Devices Through Knee Voltage
Xing Wei · Bo Yao · Yichi Zhang · Yingzhou Peng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
本文研究了IGBT在低电流水平（数十至百毫安）下的导通饱和电压，即“膝点电压”，并探讨了其在在线结温评估中的应用。该方法克服了传统离线测试的局限，为电力电子器件的实时热状态监测提供了一种实用的实现方案。
解读: 结温是影响IGBT寿命和可靠性的核心指标。阳光电源的组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统均大量使用高功率IGBT模块，该在线结温估计技术可直接集成于iSolarCloud智能运维平台或逆变器/PCS的控制固件中。通过实时监测器件热应力，可实现更精准的寿命预测（RUL）和主...
电力电子封装中无机非金属材料综述
Review of Inorganic Nonmetallic Materials in Power Electronics Packaging Application
Junwei Chen · Tiancheng Tian · Chao Gu · Huidan Zeng 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
本文综述了电力电子封装中无机非金属材料的应用。随着电力电子器件向高功率密度、高效率方向发展，封装结构与材料的创新成为核心。文章探讨了先进封装材料在提升散热性能、绝缘可靠性及机械稳定性方面的关键作用，对高性能功率模块的设计具有重要参考价值。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率模块封装技术。随着PowerTitan储能系统和组串式逆变器向更高功率密度演进，SiC等宽禁带半导体应用日益广泛，对封装材料的导热性与绝缘可靠性提出了严苛要求。无机非金属材料（如陶瓷基板、先进封装绝缘材料）的优化，将直接提升阳光电源产品的热管理效率与长期运行可靠性。建...
高功率密度功率模块的均匀高效嵌入式微流体冷却
Uniform and Efficient Embedded Microfluidic Cooling for High-Power-Density Power Modules
Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zhixin Chen · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
随着SiC功率模块功率密度的提升，传统封装在实现均匀高热通量散热方面面临挑战。本文开发了一种嵌入式微流体冷却SiC功率模块，通过集成微通道与纳米银烧结技术，实现了高效且均匀的散热，有效解决了高功率密度下的热管理瓶颈。
解读: 该技术对阳光电源的高功率密度产品线（如PowerTitan液冷储能系统及大功率组串式逆变器）具有重要参考价值。随着SiC器件在逆变器和PCS中的普及，散热已成为提升功率密度的核心瓶颈。嵌入式微流体冷却技术可显著降低结温波动，提升模块可靠性，助力阳光电源实现更紧凑的系统设计。建议研发团队关注该技术在下...
浸没式冷却SiC T型牵引逆变器——热性能评估
An Immersion Cooled SiC T-Type Traction Inverter–Thermal Performance Evaluation
Yiju Wang · Reza Ilka · James Camp · JiangBiao He · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月
本文针对SiC三相三电平T型牵引逆变器，对比评估了新型浸没式冷却技术与传统散热器及冷板冷却方法的性能。研究表明，浸没式冷却在提升功率密度、效率及可靠性方面具有显著优势，为电动汽车驱动系统的热管理提供了优化方案。
解读: 该研究对阳光电源的电动汽车充电桩及未来车载电力电子产品具有重要参考价值。T型三电平拓扑与SiC器件的结合是提升功率密度的关键路径，而浸没式冷却技术能有效解决高功率密度下的散热瓶颈。建议研发团队关注该冷却技术在充电桩功率模块中的应用潜力，以进一步缩小设备体积并提升转换效率。此外，文中涉及的热性能评估方...
一种通过集成局部温度传感与控制增强电源稳定性的方法
A Method for Enhancing Power Supply Stability Through Integrated Local Temperature Sensing and Control
Yajie Huang · Xueli Zhu · Donglai Zhang · Yangyang Hao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年6月
在航空航天电源系统中，将温度传感器及测量电路集成至局部控制单元面临空间受限与设计复杂等挑战。本文提出一种集成化方案，旨在解决严苛体积与重量约束下的设备布局难题，提升电源系统的热稳定性与整体可靠性。
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。在PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器中，功率器件（如IGBT/SiC模块）的结温监测是提升系统可靠性的核心。通过集成化温度传感与控制，可实现更紧凑的功率密度设计，优化散热布局，从而在有限空间内提升逆变器和PCS的功率输出能力。建议研发团队...
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