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一种基于物理的改进型Cauer型IGBT模块热等效电路
A Physics-Based Improved Cauer-Type Thermal Equivalent Circuit for IGBT Modules
Ze Wang · Wei Qiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年10月
本文提出了一种基于IGBT模块物理结构的改进型Cauer型热等效电路（TEC）。传统方法将模块各层简化为均匀温度的集总参数，导致瞬态热行为分析精度不足。该研究通过物理建模优化了热阻抗网络，能更准确地预测IGBT模块的瞬态热响应。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线（组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统）的功率模块设计。IGBT作为电力电子变换器的核心器件，其热管理直接决定了系统的功率密度与可靠性。通过采用更精确的物理热模型，研发团队可在设计阶段更精准地评估IGBT在极端工况下的结温波动，从...
用于快速非侵入式量热法软开关损耗表征的热阻抗校准
Thermal Impedance Calibration for Rapid and Noninvasive Calorimetric Soft-Switching Loss Characterization
Julian Weimer · Ruben Schnitzler · Dominik Koch · Ingmar Kallfass · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月
随着功率电子应用对效率和功率密度要求的提升，精确的半导体损耗模型至关重要。本文提出了一种用于软开关损耗表征的量热法，通过热阻抗校准实现快速且非侵入式的测量，解决了传统硬开关双脉冲测试在软开关场景下的局限性，为功率器件的高效建模提供了新方法。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能系统）具有极高价值。通过非侵入式量热法精确表征软开关损耗，可显著提升SiC/IGBT功率模块在虚拟原型设计阶段的损耗模型精度，从而优化逆变器和PCS的散热设计与效率。建议研发团队将其应用于高功率密度产品的热管理优化中，...
功率半导体器件的频域热建模与表征
Frequency-Domain Thermal Modeling and Characterization of Power Semiconductor Devices
Ke Ma · Ning He · Marco Liserre · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年10月
功率电子器件的热行为直接影响变换器系统的可靠性与成本。传统的集总参数热阻容模型在预测器件温度时存在局限性，特别是在考虑导热硅脂及复杂热路径时。本文提出了一种频域热建模方法，旨在更精确地表征功率器件的热特性，为提升电力电子系统的热设计水平提供理论支持。
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）核心竞争力的关键。该研究提出的频域热建模方法，能更精准地捕捉功率模块在复杂工况下的瞬态热响应，有助于优化逆变器及PCS的散热结构设计。对于高功率密度产品，该方法可有效提升对导热界面材料及多层封装结...
功率模块与散热器间界面热阻的不确定性分析
Uncertainty Analysis of the Interface Thermal Resistance Between Power Module and Heatsink
Ziheng Wang · Yi Zhang · Huai Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月
本文研究了功率模块与散热器之间热界面材料（TIM）在热循环测试及不同芯片间热阻的变化规律。通过搭建模拟实际功率运行状态的实验平台，分析了热阻的不确定性，旨在提升功率模块在复杂工况下的热管理水平与可靠性评估精度。
解读: 热管理是阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统核心功率模块设计的关键。该研究揭示了TIM热阻的不确定性，直接影响功率器件的结温预测精度。对于阳光电源而言，深入理解界面热阻的演变规律，有助于优化逆变器和PCS的散热结构设计，提升在高功率密度运行下的长期可靠性。建议将该...
利用激光位移传感器评估功率模块原位热机械应力-应变
Evaluation of in situ Thermomechanical Stress–Strain in Power Modules Using Laser Displacement Sensors
Asger Bjorn Jorgensen · Stig Munk-Nielsen · Christian Uhrenfeldt · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年8月
随着宽禁带功率模块向高功率密度和高开关速度发展，其机械鲁棒性与可靠性成为关键挑战。本文提出利用激光位移传感器对功率模块进行原位热机械应力-应变评估，旨在解决新型功率模块结构缺乏长期实验数据的问题，为提升电力电子系统的可靠性提供实验支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率器件应用。随着公司在PowerTitan储能系统及组串式逆变器中大规模应用SiC等宽禁带半导体，高功率密度带来的热机械应力问题日益突出。该原位测试方法可优化功率模块的封装设计与热管理，提升产品在极端工况下的寿命。建议研发团队引入此类高精度位移传感技术，建立更精准的功...
新型垂直分流电阻器：功率模块中的集成与优化
Novel Vertical Shunt Resistor: Integration and Optimization in Power Modules
Sihoon Choi · Thiyu Warnakulasooriya · Jiyoon Choi · Yu Yonezawa 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
本文提出了一种新型垂直分流电阻器及其在功率模块中的封装方法。与传统的横向分流器相比，该设计显著降低了等效串联电感和热阻。通过采用镍铬合金材料，该电阻器具备更高的最高工作温度和功率额定值，且集成过程不会增加模块复杂性。
解读: 该技术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）具有重要意义。电流检测是功率变换器的关键环节，该垂直分流电阻器通过降低寄生电感和热阻，能显著提升高功率密度模块的电流采样精度与热稳定性。建议研发团队在下一代SiC/IGBT功率模块设计中评估该方...
双面冷却模块中热阻固有含义的理解
Understanding Inherent Implication of Thermal Resistance in Double-Side Cooling Module
Lubin Han · Lin Liang · Ziyang Zhang · Yong Kang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
随着高功率密度和快速开关需求增长，双面冷却（DSC）封装在碳化硅（SiC）MOSFET中应用日益广泛。本文针对DSC模块非对称双热流路径带来的热阻定义模糊问题，深入探讨了其测量与建模方法，为高功率密度功率模块的热管理设计提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品线，特别是组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统。随着SiC器件在这些产品中的大规模应用，双面冷却技术是实现更高功率密度和更优散热的关键。通过深入理解DSC模块的热阻特性，研发团队可优化功率模块的封装设计与热仿真模型，从而提升逆变器和...
包含利兹线的电感和变压器绕组热建模
Thermal Modeling of Inductor and Transformer Windings Including Litz Wire
Phyo Aung Kyaw · Mylene Delhommais · Jizheng Qiu · Charles R. Sullivan 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年1月
本文提出了一种针对电感和变压器绕组（含利兹线）的热阻近似解析模型。该模型仅需材料热属性和几何尺寸参数，即可实现磁性元件电学与热学性能的协同优化，从而助力高功率密度电力变换器的设计。
解读: 磁性元件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan及PowerStack储能变流器中的核心损耗源。该解析模型能够显著提升研发阶段磁性元件热设计的精度与效率，减少对耗时有限元仿真（FEA）的依赖。在追求高功率密度的产品迭代中，该方法有助于优化绕组结构，降低温升，从而提升逆变器和PCS在高温环境下的输...
基于热流谱分析的功率模块频域热建模
Frequency-Domain Thermal Modeling of Power Modules Based on Heat Flow Spectrum Analysis
Mengqi Xu · Ke Ma · Quan Zhong · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文提出了一种基于热流谱分析的功率模块频域热建模方法。现有研究多局限于热阻抗的频域响应，仅能描述半导体温度行为。本文方法扩展了建模范围，不仅能分析半导体温度，还能更全面地描述功率模块内部的多时间尺度热动态特性。
解读: 该研究对于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）至关重要。功率模块是上述产品的核心组件，其热可靠性直接影响整机寿命与功率密度。通过引入频域热流谱分析，研发团队能更精确地模拟极端工况下的热应力，优化散热设计，特别是在高功率密度储能PCS和大型光伏逆变器中，该方...
利用嵌入多孔翅片的U型微热管阵列增强IGBT模块的散热性能
Enhanced Cooling Performance of IGBT Modules Using U-Shaped Micro Heat Pipe Arrays Embedded in Porous Fins
Bowen Ding · Xiaolin Hu · Wu Liao · Sheng Huang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
IGBT模块是电力电子系统的核心，过热会加速其老化并缩短寿命。传统直翅片散热器存在热阻高、散热性能差及功率密度低等问题。本文提出一种嵌入多孔翅片的U型微热管阵列散热方案，旨在有效降低IGBT模块热阻，提升散热效率，从而提高电力电子系统的可靠性与功率密度。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS至关重要。随着产品功率密度的不断提升，IGBT模块的散热瓶颈日益凸显。该研究提出的U型微热管阵列方案，能显著降低高功率密度模块的热阻，直接提升逆变器和PCS在高温环境下的满载运行能力，延长核心功率器件的使用寿命。建议研发团队评估该散热...
一种基于温度梯度的IGBT模块潜在缺陷识别方法
A Temperature Gradient-Based Potential Defects Identification Method for IGBT Module
Bing Gao · Fan Yang · Minyou Chen · Li Ran 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种基于温度梯度的设备状态评估方法，并以IGBT模块为例进行了研究。研究表明，IGBT模块热阻的增加和功率损耗的增大，会导致温度梯度发生变化，从而可用于识别潜在的性能退化与缺陷。
解读: IGBT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功率器件。该方法通过监测温度梯度实现IGBT潜在缺陷的早期识别，对于提升PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器在严苛环境下的运行可靠性具有重要意义。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台...
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...
实心导线或利兹线绕组热阻的通用分析模型
General Analytical Model for the Thermal Resistance of Windings Made of Solid or Litz Wire
Michael Jaritz · Andre Hillers · Juergen Biela · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年1月
本文提出了一种用于建模实心导线或利兹线绕组热阻的分析方法，并通过实验进行了验证。此外，针对利兹线绕组提出了一种考虑绞合节距的扩展数值方法。该模型能够描述任意导线排列方式下的热阻，为电力电子磁性元件的热设计提供了理论支撑。
解读: 磁性元件（电感、变压器）是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心损耗与发热部件。该研究提出的通用热阻分析模型，能够精确预测不同绕组结构下的温升，对于优化PowerTitan/PowerStack储能变流器及组串式逆变器中高功率密度磁性元件的设计至关重要。通过该模型，研发团队可在设计阶段快速...
压接式IGBT内部热接触电阻测量方法研究
Study on the Method to Measure Thermal Contact Resistance Within Press Pack IGBTs
Erping Deng · Zhibin Zhao · Peng Zhang · Xiaochuan Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年2月
准确测量压接式IGBT（PP IGBT）内部多层结构间的热接触电阻，对于优化其热阻及提升可靠性至关重要，因为在额定压紧力下，热接触电阻约占总热阻的50%。本文针对PP IGBT内部组件微小且难以直接测量的难题，提出了一种测量方法。
解读: 压接式IGBT（PP IGBT）是阳光电源集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中功率模块的核心组件。该研究揭示了热接触电阻在总热阻中的主导地位，对提升大功率电力电子设备的散热设计及寿命预测具有重要指导意义。建议研发团队将该测量方法应用于高功率密度模块的封装工艺优化中，通过精确...
基于壳温的IGBT模块热参数监测
Thermal Parameter Monitoring of IGBT Module Using Case Temperature
Jun Zhang · Xiong Du · Yu Wu · Quanming Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
本文提出了一种利用IGBT模块壳温监测其热参数的方法。该方法在IGBT关断期间（即壳温冷却阶段）工作，通过建立Cauer型热RC参数与壳温冷却曲线时间常数之间的关系，实现对模块热特性的实时监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其热状态直接决定了系统的可靠性与寿命。通过壳温监测实现热参数在线评估，可优化阳光电源iSolarCloud平台的故障预警机制，实现从“事后维...
基于直接金属化技术的无DBC功率模块近结水冷研究：分析与实验对比
Direct Metallization-Based DBC-Free Power Modules for Near-Junction Water Cooling: Analysis and Experimental Comparison
Liang Wang · Jiakun Gong · Teng Long · Frede Blaabjerg 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月
降低热阻对功率模块至关重要。传统模块中异质绝缘层导致了较高的热阻。本文提出了一种基于直接金属化技术的无DBC（直接覆铜板）功率模块概念，实现了近结水冷。实验表明，该技术可降低55%的热阻，显著提升了功率密度与散热性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有重大意义。通过消除DBC基板实现近结水冷，可大幅提升功率模块的电流密度，从而缩小逆变器和PCS的体积，降低散热系统成本。建议研发团队关注该工艺在碳化硅（SiC）模块封装中的应用，以进一步...
中压碳化硅功率模块的强制氟化液冷技术：同时解决电气与热挑战
Forced Fluorinated Liquid Cooling for Medium Voltage SiC Power Modules: Concurrently Addressing Electrical and Thermal Challenges
Liang Wang · Huayang Zheng · Yulei Wang · Jiakun Gong 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
针对中压碳化硅（SiC）功率模块，本文提出了一种强制氟化液冷方案。该技术利用氟化液（3M FC-40）直接冷却，在降低热阻的同时，通过优化绝缘设计解决了传统封装中散热与绝缘性能的矛盾，为高功率密度电力电子变换器提供了新的热管理思路。
解读: 该技术对阳光电源的下一代高压、高功率密度产品具有重要参考价值。随着PowerTitan等大型储能系统及集中式光伏逆变器向更高电压等级（如1500V/2000V）演进，功率模块的散热与绝缘瓶颈日益突出。强制氟化液冷技术可显著提升SiC模块的功率密度，减小系统体积。建议研发团队关注该技术在大型储能PCS...
一种用于高温高功率密度应用的高性能SiC功率模块三维封装结构
A High-Performance 3-D Packaging Structure of SiC Power Module for High-Temperature and High-Power-Density Applications
Baihan Liu · Yipeng Liu · Yiyang Yan · Jianwei Lv 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年12月
本研究旨在将垂直芯片堆叠（VCS）封装结构应用于高温环境，以突破现有高温封装在寄生电感和热阻方面的性能瓶颈。针对传统PCB型VCS封装在结温控制方面的局限性，本文提出了一种优化方案，旨在提升SiC功率模块在极端工况下的热管理能力与电气性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着光伏逆变器和储能PCS（如PowerTitan系列）向更高功率密度和更高效率演进，SiC器件的应用已成为主流。该三维封装技术能显著降低寄生电感，有助于提升高频开关下的效率并减小磁性元件体积，直接利好组串式逆变器和储能变流器的轻量化设计。同时，其优化的热管理...
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...
用于220-W/in³功率组件温度与噪声管理的DBC开关模块
DBC Switch Module for Management of Temperature and Noise in 220-W/in3 Power Assembly
Jong-Won Shin · Woochan Kim · Khai D. T. Ngo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年3月
本文提出了一种将半导体芯片集成在直接覆铜（DBC）基板上的开关模块，旨在实现高噪声鲁棒性与低热阻。通过导体间的负耦合及2.89-nH共源电感的紧凑布局，有效消除了420-A/μs电流变化率引起的自导通现象。该DBC基板提供了2.35-°C/W的结壳热阻，显著提升了功率组件的散热性能与电磁兼容性。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）具有极高的应用价值。随着功率密度不断提升，散热与电磁干扰（EMI）成为核心瓶颈。该模块通过优化DBC布局降低共源电感，能有效抑制高频开关下的电压尖峰与自导通，提升系统可靠性。建议研发团队在下一代高功率密度P...
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