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基于峰值栅极电流的IGBT结温测量
IGBT Junction Temperature Measurement via Peak Gate Current
Nick Baker · Stig Munk-Nielsen · Francesco Iannuzzo · Marco Liserre · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文提出了一种用于MOS门控功率半导体器件结温测量的电气方法。该方法通过检测IGBT或MOSFET在导通期间外部栅极电阻上的峰值电压来实现。该电压与峰值栅极电流成正比，并因栅极驱动回路中与温度相关的参数波动而随温度变化。
解读: 结温监测是提升阳光电源逆变器及储能PCS可靠性的核心技术。该方法无需额外传感器，通过监测栅极驱动回路即可实现实时结温感知，极大地降低了硬件成本。对于PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器，该技术可精准评估功率模块在极端工况下的热应力，从而优化热管理策略，延长IGBT使用寿命。建议研发团队将...
一种功率半导体器件的新型集总电荷建模方法
A New Lumped-Charge Modeling Method for Power Semiconductor Devices
Yaoqiang Duan · Francesco Iannuzzo · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年4月
本文提出了一种功率半导体器件的新型集总电荷模型。针对传统集总电荷模型因线性建模方法导致的精度局限性，文章深入分析了其制约因素，并在此基础上提出了一种改进的建模方法，旨在提升功率器件在复杂工况下的仿真精度与性能预测能力。
解读: 功率半导体器件（如IGBT、SiC MOSFET）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组件。该建模方法能显著提升器件在开关过程中的瞬态仿真精度，有助于优化逆变器及PCS的损耗计算与热设计。在PowerTitan等大型储能系统及组串式逆变器的研发中，应用该模型可更精准地评估器件...
共源共栅GaN HEMT的自持关断振荡：发生机理、不稳定性分析及振荡抑制
Self-Sustained Turn-OFF Oscillation of Cascode GaN HEMTs: Occurrence Mechanism, Instability Analysis, and Oscillation Suppression
Peng Xue · Francesco Iannuzzo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文全面研究了共源共栅（Cascode）GaN HEMT在关断过程中产生的自持振荡现象。文章分析了振荡波形，指出振荡的发生受测试电路寄生参数影响，并深入探讨了其发生机理、不稳定性条件及相应的抑制策略，为高频功率变换器的可靠设计提供了理论依据。
解读: GaN器件在高频、高效率功率变换中具有显著优势，是阳光电源下一代户用光伏逆变器及小型化储能PCS产品提升功率密度的关键技术路径。本文针对Cascode GaN器件关断振荡的分析，对优化驱动电路设计、抑制EMI噪声及提升系统可靠性具有直接指导意义。建议研发团队在开发高频GaN逆变器时，重点参考文中关于...
SiC MOSFET热瞬态测量性能指标研究
Figures-of-Merit Study for Thermal Transient Measurement of SiC MOSFETs
Yi Zhang · Yichi Zhang · Voon Hon Wong · Sven Kalker 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年9月
本文探讨了利用温度敏感电参数（TSEP）进行热瞬态测量（TTM）的方法。针对TTM测量值是否能准确反映功率半导体器件真实温度或热结构的问题，研究了其性能指标，旨在提升SiC MOSFET热特性分析的准确性与可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中大规模应用SiC MOSFET以提升功率密度和效率，器件的热管理至关重要。本文研究的TTM方法及TSEP技术，可直接指导研发团队对SiC功率模块进行更精确的热结构表征与寿命评估。建议将该研究成果应用于iSolarCloud智能...
短路条件下串联IGBT的电压平衡
Voltage Balancing of Series IGBTs in Short-Circuit Conditions
Mostafa Zarghani · Saeed Peyghami · Francesco Iannuzzo · Frede Blaabjerg 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种串联IGBT电压平衡方案，在短路条件下表现优异。通过引入优化的钳位型缓冲电路及有源驱动器，在短路期间平衡各IGBT电流，从而显著降低缓冲电容需求，提升了高压功率变换系统的可靠性。
解读: 该技术对于阳光电源的高压大功率产品线具有重要应用价值。在集中式光伏逆变器及PowerTitan系列大型储能PCS中，为了满足高直流母线电压需求，常采用IGBT串联技术。该方案提出的有源驱动与优化缓冲电路，能有效解决短路工况下的电压不平衡问题，不仅能提升系统在高压下的可靠性，还能通过减小缓冲电容体积，...
基于开通延迟的共源共栅GaN器件在线结温提取
Online Junction Temperature Extraction for Cascode GaN Devices Based on Turn-On Delay
Zhebie Lu · Francesco Iannuzzo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
本文提出了一种创新的共源共栅（Cascode）氮化镓（GaN）器件在线结温监测方法，首次将开通延迟作为温度敏感电参数（TSEP）。文章详细分析了开通过程，推导了开通延迟的表达式，并明确了影响因素，为高频功率变换器的热管理提供了新思路。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及高功率密度充电桩领域对高频化、小型化的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的基于开通延迟的在线结温监测技术，能够有效提升功率模块的可靠性评估精度，降低冗余设计成本。建议在阳光电源的户用逆变器及小型化充电桩研发中，探索将此算法集成至iSolarCloud智能运维平台...
基于关断延迟的共源共栅GaN器件结温在线提取方法
In-Operation Junction Temperature Extraction for Cascode GaN Devices Based on Turn-Off Delay
Zhebie Lu · Francesco Iannuzzo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
本文首次提出了一种基于关断延迟提取共源共栅（Cascode）氮化镓（GaN）器件结温的方法，并给出了电路实现方案。该方法在低栅极电阻下表现出良好的适用性，有效避免了自激振荡和额外损耗，为功率器件的实时热管理提供了新思路。
解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用前景广阔。该研究提出的结温在线提取技术，能够精准监测器件运行状态，对于优化逆变器热设计、提升系统可靠性及实现更激进的功率密度设计具有重要参考价值。建议研发团队关注该方法在PowerStack等高频化产品中的应用潜力...
基于壳温矩阵的IGBT模块多重热退化智能监测
Intelligent Condition Monitoring of Multiple Thermal Degradation of IGBT Modules Based on Case Temperature Matrix
Cao Zhan · Yizheng Tang · Lingyu Zhu · Weicheng Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种监测IGBT模块热退化的智能方法。底板焊料和热界面材料（TIM）的热退化会导致壳温分布变化，从而反映退化类型与程度。通过布置传感器阵列获取壳温矩阵，结合智能算法实现对IGBT模块健康状态的精准评估与故障诊断。
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作为电力电子变换器的核心功率器件，其热可靠性直接决定了产品的全生命周期寿命。通过引入壳温矩阵监测技术，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集成更精准的功...
提高IGBT短路可靠性：如何抑制振荡
Improving the Short-Circuit Reliability in IGBTs: How to Mitigate Oscillations
Paula Diaz Reigosa · Francesco Iannuzzo · Munaf Rahimo · Chiara Corvasce 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
本文通过电路与器件分析，研究了限制绝缘栅双极型晶体管（IGBT）鲁棒性的振荡机制。文章采用时域分析方法，对比了沟槽栅和平面栅两种IGBT单元结构，揭示了振荡周期内的二维效应，旨在为提升功率器件在短路工况下的可靠性提供理论支撑。
解读: IGBT作为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）的核心功率开关器件，其短路可靠性直接决定了产品的整机寿命与安全性。该研究揭示的振荡抑制机制，对于优化逆变器驱动电路设计、提升功率模块在极端电网故障或短路工况下的鲁棒性具有重要参考价值。建议研...
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...
基于电致发光效应的SiC MOSFET结温与电流同步提取方法
Online Junction Temperature and Current Simultaneous Extraction for SiC MOSFETs With Electroluminescence Effect
Haoze Luo · Junjie Mao · Chengmin Li · Francesco Iannuzzo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年1月
本文提出了一种基于SiC MOSFET体二极管电致发光机理的结温与电流同步提取方法。通过观测发射光谱中的两个特征峰，证明了可以同时测量结温和漏极电流。该方法通过解耦两者关系，为功率器件的在线监测提供了新思路。
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。随着公司组串式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度、高效率方向演进，SiC MOSFET的应用日益广泛。该方法无需额外传感器，即可实现器件结温与电流的实时精准监测，能够显著提升逆变器与PCS系统的可靠性评估精度，优...
面向新一代并网光伏逆变器的可靠性导向设计工具
Reliability Oriented Design Tool For the New Generation of Grid Connected PV-Inverters
Nicolae-Cristian Sintamarean · Frede Blaabjerg · Huai Wang · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文介绍了一种用于新一代并网光伏逆变器的可靠性导向设计工具。该工具集成了真实任务剖面（RFMP）模型、光伏组件模型、逆变器模型、电热耦合模型以及功率半导体器件的寿命模型，旨在实现逆变器全生命周期的精确可靠性评估与优化设计。
解读: 该研究对于阳光电源的组串式和集中式光伏逆变器产品线具有极高的应用价值。通过引入RFMP模型和电热耦合仿真，研发团队可以在产品设计阶段更精准地预测功率模块（如IGBT/SiC）在不同气候条件下的寿命，从而优化散热设计与控制策略。这不仅能显著降低逆变器在复杂环境下的故障率，提升iSolarCloud平台...
功率循环老化对1.2kV SiC MOSFET短路鲁棒性的影响
Implications of Ageing Through Power Cycling on the Short-Circuit Robustness of 1.2-kV SiC mosfets
Paula Diaz Reigosa · Haoze Luo · Francesco Iannuzzo · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年11月
本文通过加速功率循环测试与短路测试相结合的方法，研究了1.2kV碳化硅（SiC）功率MOSFET模块的可靠性。重点分析了在不同程度的老化退化条件下，SiC MOSFET短路耐受能力的演变规律，为宽禁带半导体器件在电力电子系统中的长期可靠性评估提供了重要参考。
解读: 该研究对阳光电源的核心业务至关重要。随着公司在组串式光伏逆变器（如SG系列）和大型储能系统（如PowerTitan）中大规模应用SiC器件以提升功率密度和转换效率，器件在复杂工况下的可靠性是产品生命周期的关键。研究揭示的功率循环与短路鲁棒性之间的关联，可直接指导研发团队在逆变器及PCS设计中优化驱动...
考虑温度波动的IGBT键合线成本效益预测方法
Cost-Effective Prognostics of IGBT Bond Wires With Consideration of Temperature Swing
Keting Hu · Zhigang Liu · He Du · Lorenzo Ceccarelli 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年7月
本文提出了一种针对IGBT键合线失效的成本效益预测方法。基于断裂力学理论建立了键合线剥离的状态方程，并充分考虑了温度波动的非均匀分布。该模型能够有效预测键合线裂纹扩展过程，为电力电子器件的寿命管理提供低成本的评估手段。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器以及风电变流器的核心功率器件。键合线失效是功率模块最常见的失效模式之一。该研究提出的基于断裂力学和温度波动的预测模型，可直接应用于iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测运行数据实现对核心功率模块...
通过改善有源边缘散热优化压接式IGBT的短路能力
Short-Circuit Capability Optimization of Press-Pack IGBT by Improving Active Edge Heat Dissipation
Yue Yu · Hui Li · Ran Yao · Francesco Iannuzzo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年5月
压接式IGBT（PP-IGBT）广泛应用于VSC-HVDC换流器。针对压接封装引起的瞬态过应力导致的器件失效问题，本文提出了一种优化短路能力的方法，通过改善有源边缘的散热性能，提升PP-IGBT的短路鲁棒性与可靠性。
解读: 该研究针对压接式IGBT的散热与短路鲁棒性优化，对阳光电源的高压大功率产品线具有重要参考价值。特别是在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，高功率密度模块的散热设计是提升系统可靠性的核心。通过优化有源边缘散热，可有效降低器件在极端工况下的热应力，延长设备寿命。建议研发团队关...
一种低杂散电感与热应力平衡的紧凑型夹层压接式SiC功率模块
Compact Sandwiched Press-Pack SiC Power Module With Low Stray Inductance and Balanced Thermal Stress
Yao Chang · Haoze Luo · Francesco Iannuzzo · Amir Sajjad Bahman 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文提出了一种具有低杂散电感和平衡热阻的紧凑型碳化硅（SiC）功率模块。为充分发挥SiC器件在高频、高功率密度应用中的优势，将层叠母排与双面散热器直接封装为模块的一部分。该设计有效平衡了芯片上的机械与热应力，提升了模块的可靠性与电气性能。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统向更高功率密度演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该模块采用的层叠母排集成与双面散热技术，能显著降低杂散电感，抑制高频开关下的电压尖峰，从而提升逆变器和PCS的整体效率与可靠性。建议研发团队关注该压...
基于任务剖面的SiC MOSFET功率模块寿命预测：一种多步条件映射仿真策略
Mission-Profile-Based Lifetime Prediction for a SiC mosfet Power Module Using a Multi-Step Condition-Mapping Simulation Strategy
Lorenzo Ceccarelli · Ramchandra M. Kotecha · Amir Sajjad Bahman · Francesco Iannuzzo 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
针对下一代电力转换器设计需求，本文提出了一种针对光伏逆变器中1.2kV SiC功率模块的快速任务剖面寿命预测仿真策略。该方法通过多步条件映射结构，有效提升了复杂工况下功率模块的可靠性分析效率，为SiC器件在光伏逆变器中的长期运行提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源组串式及集中式光伏逆变器向高功率密度、高效率SiC方案转型的技术需求。SiC器件的可靠性是实现逆变器长寿命设计的关键瓶颈，该多步条件映射仿真策略能显著缩短产品研发周期的可靠性验证环节。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台或离线仿真工具链中，通过结合实际电站...
基于三维安全工作区的高功率IGBT模块短路失效模式研究与分类
Investigation and Classification of Short-Circuit Failure Modes Based on Three-Dimensional Safe Operating Area for High-Power IGBT Modules
Yuxiang Chen · Wuhua Li · Francesco Iannuzzo · Haoze Luo 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文旨在对IGBT短路失效模式进行分类与探讨，以确立该领域的技术现状与趋势。文章首先引入了三维安全工作区（3-D SOA）的概念，系统性地分析了高功率IGBT模块在短路工况下的失效机理，为提升器件的短路耐受能力及可靠性设计提供了理论依据。
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。该研究提出的三维安全工作区（3-D SOA）分析方法，对于优化逆变器在极端工况下的保护策略至关重要。建议研发团队将此失效分类模型应用于iSolarCloud平台的故障诊断算法中...
针对大功率沟槽栅/场截止IGBT模块关断过程中最大dIc/dt的动态热敏电参数的分析与实验研究
Analytical and Experimental Investigation on A Dynamic Thermo-Sensitive Electrical Parameter With Maximum dI_{C}/dt During Turn-off for High Power Trench Gate/Field-Stop IGBT Modules
Yuxiang Chen · Haoze Luo · Wuhua Li · Xiangning He 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年8月
本文提出了一种利用IGBT关断过程中最大集电极电流下降率（dIc/dt）作为动态热敏电参数（DTSEP），以提取沟槽栅/场截止IGBT模块结温的方法。文中首先建立了IGBT关断瞬态集电极电流的理论模型，并分析了其行为特性。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心功率器件应用。作为全球领先的逆变器和储能系统供应商，阳光电源在大功率组串式逆变器（如SG系列）和大型储能系统（如PowerTitan）中广泛使用大功率IGBT模块。结温监测是提升系统可靠性、实现主动热管理及延长器件寿命的关键技术。该DTSEP方法无需额外传感器，通过监测关...
硅功率二极管上的液态浆料互连
Liquid Paste Interconnects on a Silicon Power Diode
Nick Baker · Francesco Iannuzzo · Szymon Bęczkowski · IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology · 2025年7月
目前最先进的功率半导体采用诸如引线键合、焊接和烧结等固态金属互连方式。热机械应力会使这些固态金属互连结构性能退化，是功率半导体失效的主要原因。本文展示了使用本质上能抵抗热机械应力的液态金属来封装硅功率二极管。制造过程在低于 80°C 的温度下进行。通过功率循环评估了热机械寿命，结果表明，与采用 SAC305 焊料和铝引线键合的二极管相比，其热机械寿命提高了 3.3 倍。此外，采用液态金属封装的二极管的热阻改善了 9%。液态金属的腐蚀和溢出被认为是失效模式。
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项液态金属互连技术在功率半导体封装领域具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能系统中，功率半导体器件（如IGBT、SiC MOSFET等）是核心部件，其可靠性直接影响系统的使用寿命和维护成本。 该技术的核心价值在于显著提升热机械应力耐受能力。研究表明，液态金属封装使功率循...
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