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。...

Chao Zhang · Bochao Du · Ke Qiao · Shumei Cui · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

热网络模型是实现功率半导体器件在线结温估计的非侵入式方法。传统参数提取依赖有限元模型或材料几何参数，但器件老化会导致参数漂移，影响估计精度。本文提出一种原位参数辨识方法，通过实时更新热网络参数，提升了老化状态下结温监测的准确性。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高价值。功率模块是上述产品的核心热源，在线结温监测直接关系到产品的可靠性设计与寿命预测。通过原位参数辨识，阳光电源可在iSolarCloud平台上实现更精准的器件健康状态（SOH）评估，优化...

Yanyong Yang · Pinjia Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月

IGBT结温监测对变流器的健康管理至关重要。传统方法多为器件级，在多开关变流器中实施复杂度高且成本昂贵。本文提出一种基于母线电压振荡的变流器级结温估算方法，通过分析开关过程中的电压振荡特征，实现对变流器内部IGBT结温的有效监测，降低了系统复杂度与硬件成本。

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储能变流器）具有极高的应用价值。目前阳光电源产品追求高功率密度与长寿命，该方法无需额外传感器即可实现变流器级结温监测，能有效优化iSolarCloud平台的健康状态评估（SOH）算法。建议研发团队将其集...

Ze Wang · Wei Qiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年9月

本文提出了一种用于IGBT模块结温在线估计的频域热模型。该模型将IGBT模块的热行为表征为线性时不变（LTI）系统，通过对瞬态热阻抗的时间导数进行快速傅里叶变换（FFT），获取系统的频率响应，从而实现对结温的精确估计。

解读: 结温是影响IGBT寿命和可靠性的核心指标。该频域估计方法无需复杂的物理传感器，通过算法即可实现实时监测，对于阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）以及风电变流器具有极高应用价值。该技术可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现功率模块...

Yanyong Yang · Yang Wu · Xiaofeng Ding · Pinjia Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月

碳化硅（SiC）功率器件在工业应用中前景广阔，结温监测对提升系统可靠性至关重要。针对现有SiC MOSFET结温估计方法存在分辨率低、测量困难及安装复杂等问题，本文提出了一种基于直流母线电压下冲的新型结温估计方法，旨在实现高精度、易于集成的在线结温监测。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高的应用价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan系列储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，结温的精确在线监测成为保障系统长期可靠性的关键。该方法无需复杂传感器，易于集成至iSolarCloud智能运维平台，可实现器件健康状态的实...

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...

Zhigang Zhao · Peng Wang · Tianyuan Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

结温估计对提升SiC MOSFET在实际应用中的可靠性至关重要。热敏电参数（TSEP）常被用于结温监测，但栅极退化会改变TSEP与温度的相关性，从而降低估计精度。本文提出了一种基于残余电阻的在线结温估计方法，该方法能够有效消除栅极退化对结温监测的影响，提高功率器件在长期运行中的可靠性。

解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC功率模块，器件的长期可靠性成为核心竞争力。该研究提出的栅极退化无关结温估计方法，能够解决SiC器件在复杂工况下因老化导致的测温漂移问题。建议将该算法集成至iSolarCloud智能运维平台或逆变器底层控制逻辑中，实...

Meng Luo · Kun Tan · Xi Tang · Cungang Hu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

结温精确估计对SiC MOSFET的可靠性与安全运行至关重要。本文提出了一种基于温度敏感电参数（TSEPs）的负载无关结温估计方法，利用组合TSEP建模技术，实现了非侵入式、快速响应的在线热监测，有效提升了功率器件在复杂工况下的可靠性评估精度。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务至关重要。随着公司在光伏逆变器（如组串式SG系列）和储能系统（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，结温的精确监测直接决定了系统的可靠性与寿命。该负载无关的TSEP估计方法可集成至iSolarCloud平台或逆变器控制固件中，实现对功率模块...

Abhinav Arya · Abhishek Chanekar · Pratik Deshmukh · Amit Verma 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月

IGBT结温（Tj）的精确估计对电力电子变换器的可靠运行至关重要。本文利用高集电极电流下的导通压降（Vce）作为温度敏感电参数（TSEP），提出了一种基于I-V特性拐点更新的实时结温估计方法，旨在解决器件老化及工况变化对温度监测精度的影响。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在组串式和集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器以及风电变流器中，IGBT作为核心功率器件，其结温直接决定了系统的寿命与过载能力。通过引入基于拐点的实时结温监测算法，iSolarCloud智能运维平台可实现更精准的器件健康状态（...

Masoud Farhadi · Rahman Sajadi · Bhanu Teja Vankayalapati · Bilal Akin · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文提出了一种SiC MOSFET在线结温（Tj）测量新方法。通过捕捉共源极杂散电感中的电压尖峰，获取SiC MOSFET的开关瞬态信息，进而提取与温度相关的特征参数，并实现了对器件老化效应的补偿，提高了结温估计的准确性。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有极高价值。随着公司在组串式光伏逆变器和PowerTitan/PowerStack储能系统中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，精准的在线结温监测是实现器件健康管理和寿命预测的关键。该方法无需额外传感器，通过提取开关瞬态即可实现结温感知，有助于优化逆变器...

Weisheng Guo · Mingyao Ma · Hai Wang · Shuying Yang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年6月

本文提出了一种新型IGBT模块结温估算方法，旨在适应多变的运行工况并提升计算效率。通过叠加定理和奇偶模分析，将输入功率损耗分解为偶模和奇模损耗，并构建了考虑上下桥臂热耦合的等效热模型，实现了对结温的精确且高效预测。

解读: 该技术对阳光电源的组串式及集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）至关重要。IGBT是上述产品的核心功率器件，其结温的精准估算直接关系到系统的热设计优化、寿命预测及过温保护策略。通过该方法，研发团队可在iSolarCloud平台中集成更精准的实时热状态监测，提...

Merouane Ouhab · Zoubir Khatir · Ali Ibrahim · Jean-Pierre Ousten 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年6月

本文提出了一种用于多芯片功率模块的新型分析电热模型。该模型旨在电机驱动器的在役条件下，结合热循环计数算法，用于剩余使用寿命（RUL）的计算。通过简单的平均功率解析表达式，该模型能够快速计算芯片温度，为功率器件的健康管理提供支持。

解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如光伏逆变器、储能PCS及风电变流器）具有极高的应用价值。功率模块是上述产品的核心部件，其结温直接决定了器件的寿命与可靠性。通过引入该实时结温估计模型，阳光电源可在iSolarCloud平台或变流器嵌入式软件中集成更精准的健康状态监测（SOH）功能，实现从“被动维护”...

Meng Luo · Kun Tan · Xi Tang · Cungang Hu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

高精度的结温估计对于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）的可靠性和安全运行至关重要。利用对温度敏感的电参数（TSEPs）的方法在监测中被广泛采用，具有非侵入性和热响应快的优点。本文提出了一种与负载无关的结温模型，该模型结合了三个TSEPs，即漏极电压峰值（$V_{DS,pk}$）、漏极电流峰值（$I_{D,pk}$）和导通延迟时间（$t_{d,on}$）。与其他依赖单个或较少TSEPs的方法相比，该模型消除了负载电压和电流的影响，从而提高了估计精度和抗干扰能力...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于多参数融合的SiC MOSFET结温估算技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源产品中大量采用SiC功率器件以实现更高的功率密度和转换效率，而精确的结温监测是保障系统可靠性和延长器件寿命的关键技术。 该论文提出的多温敏参数（TSE...

Guanyu Lu · Ke Ma · Yuli Feng · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月

对功率半导体器件绝缘栅双极型晶体管进行在线结温（$T_j$）估计对于可靠性评估和提升至关重要。通常情况下，可以利用预先校准的结温与负载电流下的导通态集电极 - 发射极电压（$V_{ce}$）之间的相关性来在线计算$T_j$。然而，校准过程中器件内部的不均匀温度分布与运行过程中的情况不同。器件内部的不均匀热分布和芯片的自热效应会导致使用预先校准的$T_j$ - $V_{ce}$相关性进行估计时出现显著误差，因为互连线上的电压降会有所不同。本文提出了一种在器件脉冲宽度调制运行下校准$T_j$ - $...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项IGBT结温在线监测技术具有重要的战略价值。IGBT作为光伏逆变器和储能变流器的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的整体性能和寿命。当前阳光电源的逆变器产品在高温、高湿等严苛环境下运行时，IGBT的热管理是制约系统可靠性的关键因素之一。 该论文提出的创新校准方法解决了...

Yizheng Tang · Cao Zhan · Lingyu Zhu · Weicheng Wang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年9月

碳化硅（SiC）功率模块在高温下性能优于传统硅器件，其热特性受材料温度依赖性显著影响。基于电热耦合的结温估算因迭代中频繁更新温度相关参数而效率低下。本文提出一种高效的多芯片SiC功率模块结温估算方法，构建了包含温度相关参数的非线性状态空间方程的三维集总热模型（LTM）。利用有限元仿真获得的动态热响应曲线，结合自适应粒子群优化（APSO）算法精确辨识非线性热参数。采用梯形规则-二阶后向微分（TR-BDF2）法分两阶段求解，兼顾稳定性与计算效率，计算速度较传统龙格-库塔法提升1948倍，误差控制在约...

解读: 该SiC功率模块高效结温估算技术对阳光电源多条产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC器件已广泛应用于提升功率密度和效率，精准的结温估算可优化热管理设计，提升系统可靠性。TR-BDF2算法相比传统方法计算速度提升近2000倍，可集成至iSolarCloud智能运维平...