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碳化硅功率电子模块的瞬态热特性研究
On the Transient Thermal Characteristics of Silicon Carbide Power Electronics Modules
Gary Mandrusiak · Xu She · Alistair Martin Waddell · Sayan Acharya · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年11月
功率半导体器件的瞬态性能直接影响其额定功率、可靠性及使用寿命。本文研究了液冷碳化硅（SiC）功率器件在不同非稳态电负载下的瞬态热性能。文章首先利用红外热成像技术观测了器件不对称的热时间常数，并深入探讨了其热特性。
解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器及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，该研究具有极高的应用价值。SiC器件的瞬态热特性直接决定了系统在极端工况下的过载能力与寿命预测。建议研发团队利用文中提到的红外热成像及瞬态热分析方法，优化逆变器与PC...
基于红外热像仪验证通过峰值栅极电流测量IGBT结温的方法
IR Camera Validation of IGBT Junction Temperature Measurement via Peak Gate Current
Nick Baker · Laurent Dupont · Stig Munk-Nielsen · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年4月
本文利用红外热成像技术评估了通过峰值栅极电流（IGPeak）测量IGBT结温的准确性。研究对象涵盖了栅极焊盘位于中心及边缘的单芯片、并联芯片以及存在键合线脱落故障的芯片，并将结果与传统方法进行了对比。
解读: 结温监测是提升阳光电源光伏逆变器及储能系统（如PowerTitan、ST系列PCS）可靠性的核心技术。该研究提出的IGPeak测温法无需额外传感器，具有低成本、高精度的潜力，非常适合集成在iSolarCloud智能运维平台中，用于实时监测功率模块的健康状态。针对文中提到的键合线脱落等失效模式，该方法...
LED灯具驱动器集成优化的热分析
Thermal Analysis of LED Lamps for Optimal Driver Integration
Xavier Perpina · Robert J. Werkhoven · Miquel Vellvehi · Jiri Jakovenko 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年7月
本文研究了LED驱动器对LED灯具的热影响，提出了一套热特性表征与多尺度建模流程。通过红外热成像和热电偶监测关键位置，实验结果表明灯具各部件温度显著升高，为电子设备的热管理设计提供了参考。
解读: 该文章探讨的热特性表征与多尺度热仿真方法，对于阳光电源的功率电子产品（如组串式逆变器、PowerStack储能系统）具有一定的借鉴意义。虽然研究对象为LED驱动，但其提出的红外热成像与多点热电偶监测相结合的验证流程，可优化我司逆变器及PCS内部功率模块的散热设计与布局。建议将此类多尺度热建模仿真引入...
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...
基于步进控制红外热成像法的硅超结MOSFET与碳化硅MOSFET单脉冲雪崩失效研究
Single-Pulse Avalanche Failure Investigations of Si-SJ-mosfet and SiC-mosfet by Step-Control Infrared Thermography Method
Siyang Liu · Xin Tong · Jiaxing Wei · Weifeng Sun · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种步进控制红外热成像方法，用于深入研究Si超结（SJ）MOSFET和SiC MOSFET的单脉冲雪崩失效机理。该方法能够实时观测整个雪崩过程中损伤位置及其演变。研究表明，Si-SJ-MOSFET的雪崩损伤区域会从单元区向外扩展，揭示了不同功率器件在极端工况下的失效特征。
解读: 功率器件是阳光电源逆变器及储能PCS的核心。随着公司在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中大规模应用SiC器件以提升效率和功率密度，器件的可靠性至关重要。该研究提出的红外热成像失效分析方法，可直接应用于公司功率模块的可靠性验证与故障诊断流程，帮助研发团队优化器件选型与驱动保护电路设计，有效...
谐振负载下软硬开关IGBT的功率损耗与电流分布红外热成像研究
Power Losses and Current Distribution Studies by Infrared Thermal Imaging in Soft- and Hard-Switched IGBTs Under Resonant Load
Manuel Fernandez · Xavier Perpina · Miquel Vellvehi · Oriol Avino-Salvado 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年5月
本文提出了一种基于红外热成像和柔性半桥谐振逆变器的测试平台，用于在芯片级研究电力电子器件的功率损耗与电流分布。通过在稳态运行条件下获取器件表面温度，实现了对功率损耗的精确推导，为评估不同开关模式下的器件性能提供了有效手段。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）中功率模块的选型与热设计。通过红外热成像技术在芯片级进行损耗与电流分布分析，能够显著提升公司在复杂工况下对IGBT模块热应力的评估精度。建议研发团队引入该测试方法，优化高功率密度产品（如PowerTitan ...
硅异质结光伏组件裂纹建模：一个真实世界的案例研究
Modeling Cracks in Silicon-Heterojunction Photovoltaic Modules: A Real-World Case Study
Marco Nicoletto · Davide Panizzon · Alessandro Caria · Nicola Trivellin 等6人 · IEEE Journal of Photovoltaics · 2025年7月
本研究通过分析裂纹在低电流和高电流条件下对硅异质结光伏（PV）组件的电学和热学行为的影响，探究了裂纹对硅异质结光伏组件的影响。研究针对遭受严重雹灾的光伏组件展开，此次雹灾产生的冰雹直径达16厘米，远超标准测试尺寸（IEC 61215）。研究采用电致发光（EL）和红外（IR）热成像技术，结合暗态和亮态电流 - 电压特性表征，对冰雹和人为造成的裂纹进行了检测。研究结果表明，这些裂纹属于潜在损伤，肉眼无法察觉，只能通过EL和IR检测发现。在开路电压附近，这些裂纹会导致局部温度升高；在短路条件下，则会使...
解读: 该硅异质结组件裂纹建模技术对阳光电源SG系列光伏逆变器和iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。研究揭示的裂纹导致电流传输效率下降和局部热点问题，可直接应用于逆变器MPPT算法优化，通过识别异常I-V曲线特征实现裂纹组件的早期诊断。裂纹引发的热-电耦合退化模型可集成到iSolarClou...
结合生产数据时间序列与红外热成像评估热特征对光伏输出随时间影响
Combining Production Data Timeseries and Infrared Thermography to Assess the Impact of Thermal Signatures on Photovoltaic Yield Over Time
Bjørn Lupton Aarseth · Magnus Moe Nygård · Gaute Otnes · Erik Stensrud Marstein · IEEE Journal of Photovoltaics · 2024年11月
具有热特征的光伏（PV）组件可通过红外热成像技术（IRT）进行检测，并且可以通过分析相应的发电量时间序列数据来估算这些组件造成的功率损失。在本研究中，我们结合这些方法分析了光伏组件降解模式对一座75兆瓦峰值（MWp）光伏电站整体发电的影响。我们发现，运行5年后，有0.2%的光伏组件出现热特征，且这些热特征导致电站发电量降低了0.06%。对于所研究的电站，我们计算得出，进行红外热成像扫描并随后更换受热特征影响的组件，其投资回收期超过10年。然而，与热特征相关的功率损失似乎会随时间呈非线性发展。这凸...
解读: 该研究将红外热成像与发电数据时间序列结合的故障诊断方法，对阳光电源iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。可直接集成到SG系列光伏逆变器的智能诊断系统中，通过MPPT算法监测的组串电流-电压曲线异常与热特征关联分析，实现热斑故障的早期预警。该时变影响量化模型可优化预测性维护策略，提升Po...
基于红外热成像图像和轻量级深度CNN的光伏组件故障诊断端到端原型
An End-to-End Prototype for Fault Diagnosis of Solar Photovoltaic Modules Using Infrared Thermographic Images and Lightweight Deep CNNs
A. Mellit · C. Moussaoui · S. Pastore · A. Massi Pavan · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年7月
随着太阳能在各领域的广泛应用，为确保太阳能光伏（PV）装置的安全性和效率，已开发出有效且可靠的故障检测与诊断技术。近年来，利用红外热成像（IRT）图像对光伏电站进行故障诊断受到了研究人员的广泛关注。基于IRT图像设计一个有效且经济实惠的端到端原型，以协助光伏电站的操作人员和维护团队进行故障诊断，这极为必要，也是光伏界关注的关键问题。在本研究中，首先，我们将基于轻量级深度卷积神经网络（DCNN）的模型与五种混合模型进行比较，利用采集到的IRT图像对光伏组件的缺陷严重程度进行分类。结果表明，DCNN...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于红外热成像和轻量级深度学习的光伏故障诊断技术具有显著的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源不仅提供硬件设备，更致力于构建全生命周期的智能运维解决方案，而该技术正好契合这一战略方向。 该研究的核心价值在于实现了从实验室到工业应用的关键跨越。通...