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可靠性与测试 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 4.0

考虑湿气侵入的铁路用6.5 kV IGBT模块焊料层退化功率循环测试

The Solder Layers Degradation of 6.5 kV IGBT Modules for Railway in Power Cycling Tests Considering Moisture Intrusion

Yuxing Yan · Luhong Xie · Erping Deng · Weijie Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月

针对铁路应用中6.5 kV IGBT模块面临的热机械应力与湿热环境耦合工况,本文开展了考虑湿气侵入的功率循环测试(PCT)。研究对比了常规PCT与考虑湿气影响的PCT下模块焊料层的退化机制,揭示了环境湿度对高压功率器件寿命评估的关键影响。

解读: 该研究对阳光电源的高压大功率产品线(如集中式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器)具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高电压等级(如1500V/2000V系统)及更严苛户外环境部署,功率模块的可靠性是核心竞争力。本文提出的考虑湿气侵入的功率循环测试方法,可优化公司在复杂环境下的器件选型...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 4.0

面向铁路应用的6.5 kV高压IGBT模块高温反偏

HTRB)测试方法研究

Yuxing Yan · Weijie Wang · Erping Deng · Zuoyi Wang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月

本文提出了一种针对铁路用6.5 kV高压IGBT模块的高温反偏(HTRB)及高压高温高湿反偏(HV-H3TRB)测试的温度稳定方法。针对传统气候箱难以满足多芯片并联高压模块温度稳定性的问题,该方法通过优化测试环境与热管理策略,提升了高压功率器件可靠性评估的准确性。

解读: 该研究关注高压IGBT模块的可靠性测试,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能系统(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(如1500V及以上)发展,核心功率器件的耐压与高温稳定性至关重要。文中提出的温度稳定测试方法可优化公司在功率模块选型、老化测试及寿命预测...

拓扑与电路 三电平 三相逆变器 功率模块 ★ 5.0

三电平F型逆变器

Three-Level F-Type Inverter

Charles Odeh · Arkadiusz Lewicki · Marcin Morawiec · Dmytro Kondratenko · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年10月

随着6.5kV、1200A等级IGBT模块的普及,无二极管变体拓扑(如三电平T型、NPC逆变器)在中压应用中展现出广阔前景,其优势在于元件数量少且导通损耗低。本文重点探讨了该电压等级下三电平F型逆变器的拓扑特性与应用潜力。

解读: 该研究探讨的三电平F型拓扑及高压IGBT应用,对阳光电源的集中式光伏逆变器及大型储能变流器(如PowerTitan系列)具有重要参考价值。随着光伏与储能系统向更高电压等级(1500V及以上)演进,优化拓扑以降低导通损耗、减少器件数量是提升系统效率和功率密度的关键。建议研发团队关注该拓扑在高压工况下的...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 3.0

超高压4H-SiC门极可关断晶闸管与绝缘栅双极型晶体管在高功率应用中的评估

Evaluation of Ultrahigh-Voltage 4H-SiC Gate Turn-OFF Thyristors and Insulated-Gate Bipolar Transistors for High-Power Applications

Daniel Johannesson · Muhammad Nawaz · Staffan Norrga · Hans-Peter Nee · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年4月

本文利用计算机辅助设计模型,评估了20-50 kV超高压4H-SiC P-i-N二极管、IGBT及GTO晶闸管的静态与动态性能。研究重点分析了在超高压应用场景下,这些宽禁带半导体器件的导通压降及开关特性,为高功率电力电子系统的设计提供了理论依据。

解读: 该研究探讨的20-50kV超高压SiC器件目前主要应用于超高压直流输电或特种工业电源领域,超出了阳光电源现有光伏逆变器(最高1500V)及储能系统(PowerTitan系列等)的电压等级需求。然而,随着宽禁带半导体技术的演进,SiC在高压领域的性能优势显著。建议研发团队持续关注超高压SiC器件的损耗...

拓扑与电路 多电平 功率模块 IGBT ★ 5.0

串并联模块化电力转换系统的电压/电流均流技术综述

A Review of Voltage/Current Sharing Techniques for Series–Parallel-Connected Modular Power Conversion Systems

Dajun Ma · Wu Chen · Xinbo Ruan · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年11月

随着高压应用场景增多,现有开关器件(如6.5kV IGBT)的耐压限制成为瓶颈。本文综述了解决该问题的多种方法,包括开关串联、多电平变换器等技术,旨在提升电力电子系统的电压/电流处理能力。

解读: 该技术对于阳光电源的集中式逆变器(如SG系列)及大型储能系统(如PowerTitan)至关重要。随着光伏系统向1500V甚至更高电压等级演进,以及储能系统对高压直流母线架构的需求,模块化串并联技术是提升系统功率密度和效率的核心。建议研发团队关注文中提到的均压均流控制策略,以优化大功率IGBT模块的串...

电动汽车驱动 ★ 4.0

低损耗MOS可控存储载流子二极管

Low-Loss MOS-Controllable Stored-Carrier Diode

Hiroshi Suzuki · Tomoyuki Miyoshi · Takashi Hirao · Yusuke Takada 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年4月

我们先前提出了一种金属氧化物半导体可控存储载流子二极管(MOSD),以突破传统 p - n 二极管在导通损耗和开关损耗之间的折衷问题。这种 MOSD 的结构是在阳极区域添加一个 n 沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),用于动态控制存储载流子密度。本研究的仿真结果表明,由于深 p⁻ 层完全覆盖 MOS 栅极,与 MOSFET 中的栅控体二极管相比,我们的 MOSD 的开关损耗能够充分降低。窄单元宽度和电子阻挡层(EBL)分别是我们 MOSD 的特性,它们也分别增强了开关损耗和正向电压...

解读: 从阳光电源的业务视角来看,这项MOS可控储载二极管(MOSD)技术对我们在光伏逆变器和储能变流器领域具有重要的战略价值。该技术通过在阳极区集成n沟道MOSFET来动态控制载流子密度,成功突破了传统p-n二极管导通损耗与开关损耗之间的固有矛盾,这正是我们高功率密度产品设计中长期面临的核心瓶颈。 从技...

电动汽车驱动 PWM控制 SiC器件 IGBT ★ 5.0

多电平逆变器在恶劣矿山环境中运行的IGBT模块可靠性分析

Reliability Analysis of IGBT Modules of Multilevel Inverters Operating in Hostile Mining Environments

Caio Eduardo Silva · Gabriela Lígia Reis · André Mendonça Alzamora · Hélder de Paula · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年2月

脉宽调制电压源逆变器(PWM-VSI)广泛应用于 adjustable speed drives(ASD)中以控制感应电机。在重工业应用中,ASD与电机之间的长电缆会引发高频问题。一种创新方案是将逆变桥和直流母线电容移至电机侧,利用长电缆作为直流输电线路以缓解该问题。然而,逆变器在恶劣环境下的可靠性面临新挑战。本文基于失效物理(PoF)与可靠性设计方法,针对IGBT模块开展可靠性分析,优化设计并降低成本。结果表明,采用两种PWM策略及400 A–6.5 kV IGBT的三电平有源中点钳位(3L-...

解读: 该IGBT模块可靠性分析技术对阳光电源多条产品线具有重要价值。针对恶劣环境的PoF可靠性设计方法可直接应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的功率模块优化,特别是沙漠、高原等极端工况下的PowerTitan储能系统。三电平ANPC拓扑与PWM策略优化可提升1500V光伏系统和大功率储能PCS的效率与寿...