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可靠性与测试 功率模块 可靠性分析 故障诊断 ★ 5.0

功率半导体封装键合线脱落与焊料疲劳的在役诊断

In-Service Diagnostics for Wire-Bond Lift-off and Solder Fatigue of Power Semiconductor Packages

Mohd. Amir Eleffendi · C. Mark Johnson · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月

键合线脱落和焊料疲劳是影响功率半导体封装寿命的主要退化机制。尽管设计阶段常基于任务剖面和失效物理模型进行寿命预测,但模型校准误差和制造公差等因素导致预测存在较大不确定性。本文探讨了针对上述失效模式的在役诊断技术,旨在提升功率器件的可靠性评估精度。

解读: 功率半导体是阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心组件。该研究提出的在役诊断技术对于提升PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器的长期运行可靠性至关重要。通过实时监测键合线与焊料状态,可实现从‘被动维护’向‘预测性维护’的转型,显著降低iSolarCloud平台的...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

IGBT模块电-热-机械退化动态建模方法

Dynamic Modeling Method of Electro-Thermo-Mechanical Degradation in IGBT Modules

Kristian Bonderup Pedersen · Kjeld Pedersen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年2月

本文提出了一种研究IGBT模块电-热-机械疲劳的退化模型。以主动功率循环测试中键合线脱落失效为例,分析了由热膨胀系数不匹配引起的热应力导致的失效机理,为功率器件的寿命预测提供了理论基础。

解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该研究提出的电-热-机械多物理场耦合建模方法,能够精准评估器件在复杂工况下的寿命损耗。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台,通过实时监测运行数据,实现对核心...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

蠕变效应对IGBT功率模块键合线裂纹扩展速率的影响

Creep Effect on the Crack Growth Rate of Wire Bonds in IGBT Power Modules

Merouane Ouhab · Nicolas Degrenne · Yusaku Ito · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月

本文对IGBT功率模块中重型铝键合线在不同加热时间(1-32秒)功率循环测试下的蠕变现象进行了物理建模研究。失效分析证实,键合线脱落是导致模块失效的根本原因。研究提出了一种高效的裂纹扩展模型,用于预测功率模块在复杂热机械应力下的寿命。

解读: 功率模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的核心组件。键合线失效是导致高功率密度电力电子设备现场故障的主要原因之一。该研究提出的蠕变与裂纹扩展模型,可直接应用于阳光电源研发阶段的寿命预测与可靠性评估,优化功率循环测试方案。建议研发团队...

功率器件技术 IGBT 可靠性分析 功率模块 ★ 5.0

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...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

多芯片IGBT功率模块键合线故障的定位与检测

Localization and Detection of Bond Wire Faults in Multichip IGBT Power Modules

Cuili Chen · Volker Pickert · Maher Al-Greer · Chunjiang Jia 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月

多芯片IGBT功率模块在功率循环中会发生退化,键合线脱落是主要失效模式之一。本文提出了一种通过分析集电极-发射极及集电极-开尔文发射极之间的通态电压来诊断键合线脱落的技术,该方法能有效识别早期故障。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线(光伏逆变器、储能PCS、风电变流器)具有极高的应用价值。作为全球领先的逆变器供应商,阳光电源的功率模块长期处于高频、大电流工况下,键合线失效是影响系统寿命的关键瓶颈。该诊断方法可集成至iSolarCloud智能运维平台,实现对组串式逆变器及PowerTitan储能系统核...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

高功率磁体电源IGBT功率堆完整性评估方法

IGBT Power Stack Integrity Assessment Method for High-Power Magnet Supplies

Panagiotis Asimakopoulos · Konstantinos Papastergiou · Torbjorn Thiringer · Massimo Bongiorno 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月

本文提出了一种在工厂验收测试及停机维护期间,评估IGBT功率堆完整性的方法。核心挑战在于检测影响功率堆热路径的常见装配问题,并有效区分键合线脱落与焊层剥离等老化效应。

解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率器件应用,对提升组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan、PowerStack等储能变流器(PCS)的可靠性至关重要。文中提到的热路径检测与老化诊断技术,可优化阳光电源在生产制造环节的质检流程,并为iSolarCloud智能运维平台提供更精准的故障预警模型。建议...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于开关电容的实时栅源漏电流检测与间接键合线脱落监测栅极驱动器

Switched-Capacitor-Based Gate Driver With Real-Time Gate–Source Leakage Current Detection and Indirect Bond Wire Liftoff Monitoring

Ho-Tin Tang · Henry Shu-Hung Chung · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年2月

本文提出了一种SiC MOSFET栅极驱动器,通过生成自适应负压曲线,有效抑制桥式电路中的串扰引起的误导通。该驱动器具备实时栅源漏电流测量功能,并能间接监测功率模块键合线脱落故障,显著提升了宽禁带半导体器件在电力电子系统中的可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统中,SiC MOSFET已成为提升功率密度和效率的关键器件。该驱动器提出的自适应负压技术可有效解决高频开关下的串扰问题,提升系统抗干扰能力。此外,其集成的键合线脱落监测功能,为iSolarCloud智能运维...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

多芯片SiC MOSFET功率模块键合线脱落不均匀性的在线监测方法

An Online Monitoring Method of Bond Wire Lift-off Unevenness in Multichip SiC MOSFET Power Modules

Ziyang Zhang · Lin Liang · Haoyang Fei · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

监测键合线脱落的不均匀性是多芯片SiC MOSFET功率模块高可靠运行的基础。传统方法仅能监测模块整体的键合线脱落数量。本文提出了一种监测多芯片模块中键合线脱落分布的新方法,实现了对功率模块健康状态的精细化评估。

解读: 该技术对阳光电源的核心业务至关重要。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中大规模应用SiC MOSFET功率模块,提升模块的可靠性与寿命预测能力是关键竞争力。该在线监测方法可集成至iSolarCloud平台,通过实时感知功率模块的键合线老化状态,实现从‘事后维修’向‘预防性维护’...

可靠性与测试 可靠性分析 功率模块 多物理场耦合 ★ 5.0

考虑热耦合效应的键合线脱落与芯片焊接层老化失效机理研究

Failure Mechanism Investigations of Bond Wires Lifting-Off and Die-Attach Solder Aging Considering the Thermal Coupling Effects

Xinglai Ge · Ken Chen · Huimin Wang · Zhiliang Xu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月

功率模块的失效机理研究(FMI)对电力电子变换器的可靠性评估至关重要。然而,热耦合效应(TCEs)导致的复杂失效模式增加了机理分析的难度。本文针对键合线脱落和芯片焊接层老化开展了失效机理研究,重点探讨了热耦合效应对这些失效模式的影响。

解读: 功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的核心组件。该研究揭示的键合线与焊接层热耦合失效机理,对于提升阳光电源产品在极端环境下的长寿命设计至关重要。建议研发团队将此多物理场耦合模型集成至iSolarCloud智能运维平台的寿命预测算法...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于栅极电压预充电时间的多芯片IGBT模块芯片开路故障原位监测方法

In Situ Monitoring Method for Chip Open-Circuit Failure in Multichip IGBT Modules Based on the Precharge Time of Gate Voltage

Pengcheng Xu · Wensheng Song · Haoyang Tan · Jian Chen 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月

多芯片IGBT(mIGBT)模块是实现高功率密度的核心器件。针对发射极键合线脱落导致的芯片开路故障,本文提出了一种基于栅极电压预充电时间的原位监测方法。该方法无需额外传感器,能有效提升变流器在工业应用中的鲁棒性与可靠性。

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储能系统及风电变流器)具有极高的应用价值。大功率变流器广泛采用mIGBT模块,键合线失效是导致模块过早退役的主要原因之一。该监测方法无需增加硬件成本,仅通过栅极驱动电路的信号分析即可实现故障预警,非常适...

可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

基于时域反射信号特征解耦的IGBT芯片键合线脱落故障检测方法研究

Research on IGBT Chip Bond Wire Lift-Off Fault Detection Method Based on Decoupling of Time Domain Reflective Signal Feature

Shu Cheng · Chang Liu · Weiyu Yuan · Chaoqun Xiang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

本文基于反射测量原理,构建了用于IGBT器件级检测的扩频时域反射(SSTDR)测试方案与平台。针对采样混叠现象,提出了一种基于信号传输模型的预处理算法,实现了对IGBT键合线脱落故障的有效检测与特征解耦,为功率器件的健康管理提供了技术支撑。

解读: IGBT作为阳光电源光伏逆变器、储能PCS及风电变流器的核心功率器件,其可靠性直接决定了整机寿命。键合线脱落是IGBT常见的失效模式,该研究提出的SSTDR检测技术可应用于阳光电源的iSolarCloud智能运维平台或生产测试环节。通过在组串式逆变器或PowerTitan储能变流器中集成此类在线监测...

可靠性与测试 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

运行中SiC MOSFET键合线脱落事件的原位检测

In Situ Detection of Bond Wire Lift-Off Events in Operational SiC MOSFETs

Furkan Karakaya · Anuj Maheshwari · Arijit Banerjee · John S. Donnal 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月

键合线脱落是SiC MOSFET的主要失效机制之一。当键合线与源极间的焊接点断裂形成开路时,剩余键合线电流密度增加,产生热应力正反馈,导致器件快速失效。本文提出了一种在运行中检测该故障的方法,旨在通过早期预警提升功率模块的可靠性。

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)至关重要。随着SiC MOSFET在高性能功率模块中的广泛应用,键合线失效成为影响系统长期可靠性的关键瓶颈。该原位检测方法可集成至iSolarCloud智能运维平台,实现对逆变器及PCS内部功...