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集成均温板的IGBT功率模块直接相变冷却技术在汽车应用中的研究
Direct Phase-Change Cooling of Vapor Chamber Integrated With IGBT Power Electronic Module for Automotive Application
Yiyi Chen · Bo Li · Xuehui Wang · Xin Wang 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月
在电动汽车领域，IGBT功率模块因功率密度提升面临严峻的散热挑战。本文提出一种集成均温板（Vapor Chamber）的直接相变冷却技术，旨在解决高热流密度下的散热瓶颈，提升功率电子模块的热可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的电动汽车充电桩及储能变流器（PCS）业务具有重要参考价值。随着PowerTitan等储能系统和充电桩向高功率密度演进，传统水冷或风冷方案可能触及散热极限。集成均温板的相变冷却技术能显著降低IGBT结温，提升模块在极端工况下的可靠性与寿命。建议研发团队关注该技术在紧凑型高压充电模块中...
并联芯片与并联半桥对多芯片功率模块瞬态电流分布的影响
Influence of Paralleling Dies and Paralleling Half-Bridges on Transient Current Distribution in Multichip Power Modules
Helong Li · Wei Zhou · Xiongfei Wang · Stig Munk-Nielsen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年8月
本文研究了多芯片半桥功率模块中的瞬态电流分布问题，对比了并联芯片与并联半桥两种不同换流机制的连接方式。研究揭示了在并联芯片结构下，高低侧器件因换流回路差异会产生相似的瞬态电流不平衡，为功率模块的并联设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统、风电变流器）中功率模块的选型与设计。在追求高功率密度和高效率的过程中，多芯片并联是提升模块电流能力的关键技术。文章揭示的瞬态电流不平衡机制，对于优化模块内部布局、减小寄生参数及提升功率器件的可靠性至关重要。建议研发团队在...
碳化硅MOSFET的并联连接——挑战、机制与解决方案
Parallel Connection of Silicon Carbide MOSFETs—Challenges, Mechanism, and Solutions
Helong Li · Shuang Zhao · Xiongfei Wang · Lijian Ding 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
为提升功率变换系统的额定电流，功率半导体器件常采用并联技术。然而，电路参数失配或制造工艺差异会导致并联器件电流不平衡，进而引发加速老化及可靠性问题。本文重点探讨了碳化硅（SiC）MOSFET因其极快的开关速度而在并联应用中面临的特殊挑战、电流不平衡机制及相应的工程解决方案。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS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。并联技术是实现大功率模块化设计的核心，但SiC的高开关速度对PCB布局及驱动电路提出了严苛要求。该研究对于优化阳光电源大功率逆变器和PCS的功率模块设计、降低并联均流风险、提升长期运...
并联SiC MOSFET在第三象限运行下的浪涌电流分布
Surge Current Distribution in Paralleled SiC MOSFETs Under Third-Quadrant Operation
Man Zhang · Helong Li · Zhiqing Yang · Shuang Zhao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月
本文研究了并联SiC MOSFET在第一和第三象限运行时的浪涌电流承受能力。针对第三象限运行模式下浪涌电流分布缺乏深入研究的问题，文章建立了一个SiC MOSFET源漏电阻模型，分析了并联器件间的电流不平衡机制，为提升功率模块的鲁棒性提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的SiC应用至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式光伏逆变器向高功率密度、高效率演进，SiC MOSFET被广泛采用。第三象限运行常出现在逆变器死区时间或双向DC-DC变换器中，浪涌电流分布不均直接影响功率模块的可靠性与寿命。建议研发团队利用该模型优化并联驱动电路设计...
器件与电路不匹配对碳化硅MOSFET并联的影响
Influences of Device and Circuit Mismatches on Paralleling Silicon Carbide MOSFETs
Helong Li · Stig Munk-Nielsen · Xiongfei Wang · Ramkrishan Maheshwari 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
本文研究了器件参数与电路布局不匹配对碳化硅（SiC）MOSFET并联运行的影响。通过从分立器件到多芯片功率模块的理论分析与实验验证，揭示了不匹配因素对电流分配及动态特性的影响，为高功率密度电力电子系统的设计提供了参考。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有极高价值。在PowerTitan储能系统及大功率组串式/集中式光伏逆变器中，SiC MOSFET的并联应用是提升功率密度与转换效率的关键。文章深入分析的器件与电路不匹配问题，直接关系到模块内部电流均衡与热应力分布，对优化逆变器及PCS的功率模块设计、提升系统长期运行的...
一种用于缓解SiC MOSFET多芯片功率模块电流不平衡的新型DBC布局
A Novel DBC Layout for Current Imbalance Mitigation in SiC MOSFET Multichip Power Modules
Helong Li · Stig Munk-Nielsen · Szymon Beczkowski · Xiongfei Wang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年12月
本文提出了一种新型直接覆铜（DBC）布局，旨在解决并联SiC MOSFET多芯片功率模块中的电流不平衡问题。通过优化布局，该设计显著降低了电路失配和电流耦合效应，从而有效提升了并联芯片间的电流分配均匀性，提高了模块的整体性能。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的高功率密度产品线。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan/PowerStack储能变流器中大规模应用SiC MOSFET，并联芯片的电流均流是提升模块可靠性与效率的关键。该新型DBC布局方案可直接应用于公司自研功率模块的封装设计中，通过优化寄生参数，降低芯片热应力，从...
多芯片功率模块中辅助源极连接的影响
Effects of Auxiliary-Source Connections in Multichip Power Module
Helong Li · Stig Munk-Nielsen · Xiongfei Wang · Szymon Beczkowski 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文研究了多芯片功率模块中辅助源极连接（Kelvin连接）的工作机制。研究揭示，辅助源极连接并不能完全解耦功率回路与门极驱动回路。文章分析了其对开关性能及电流分配的影响，为优化功率模块设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接关联阳光电源的核心产品线，如组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan储能系统中的功率模块设计。在高性能功率模块中，Kelvin连接是提升开关速度和效率的关键，但其带来的寄生参数耦合问题直接影响系统的电磁兼容性（EMC）和开关损耗。建议研发团队在设计高功率密度逆变器及PCS模块时，参考...
一种用于宽电压增益范围应用的可重构结构隔离型双向DC-DC变换器
A Structure-Reconfigurable Isolated Bidirectional DC–DC Converter for Wide Voltage Gain Range Applications
Xianbin Qi · Cheng Yuan · Mingzhu Fang · Helong Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文提出了一种结构可重构的隔离型双向DC-DC变换器。该变换器可通过配置四种不同电压增益的运行结构，以适应宽电压增益范围的应用需求。通过统一的移相调制策略，可实现不同结构下的双向功率调节，具有控制简单等优点。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及电动汽车充电桩业务具有极高的参考价值。储能系统在电池电压波动范围较大时，传统DAB变换器效率往往下降，该可重构拓扑能有效提升全电压范围内的转换效率，优化系统能量密度。建议研发团队评估该拓扑在模块化储能PCS中的应用潜力，以应...
基于单传感器逆算法的电解电容核心温度与功率损耗非侵入式估计
Noninvasive Estimation for Core Temperature and Power Loss in Electrolytic Capacitors Using a Single-Sensor Inverse Algorithm
Jinxiao Wei · Peng Chen · Yi Zhang · Peng Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文提出了一种非侵入式电解电容核心温度与功率损耗的同步估计方法。该方法仅需单个传感器，无需测量等效串联电阻（ESR）和电容值。通过反向数值算法（逆向有限元计算），实现了对电容内部状态的精确重构，为电力电子设备的寿命预测提供了新途径。
解读: 电解电容是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan系列储能变流器（PCS）中的关键薄弱环节，其热失效直接影响整机可靠性。该研究提出的单传感器逆算法，能够以低成本实现对电容内部温度的实时监测，无需复杂的传感器布置。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台，通过对逆变器和P...
平面栅SiC MOSFET MOS沟道与体二极管耦合导通机制对第三象限浪涌电流能力的影响
Influence of Coupling Conduction Mechanism Between MOS-Channel and Body Diode on 3rd Quadrant Surge Current Capability of Planar-Gate SiC MOSFETs
Man Zhang · Helong Li · Qiang Chen · Haoran Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月
本文研究了平面栅SiC MOSFET中MOS沟道与体二极管之间的耦合导通机制，及其对第三象限浪涌电流能力的影响。研究发现，当MOS沟道开启时，MOS沟道与体二极管并非独立的电流路径，MOS沟道会抑制体二极管的导通能力，从而影响器件在浪涌工况下的可靠性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中SiC功率模块的选型与可靠性设计。在光储系统中，逆变器常处于双向功率流动状态，SiC MOSFET的第三象限导通特性对提升系统效率和应对电网浪涌冲击至关重要。建议研发团队在设计高功率密度模块...
一种具有改进桥臂利用率的单/三相兼容PFC整流器控制方案
A Control Scheme for a Combo 1-Ph/3-Ph PFC Rectifier With Improved Leg Utilizations
Helong Li · Ziheng Yuan · Zhiqing Yang · Peng Chen 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种用于电动汽车车载充电器的单/三相兼容PFC整流器控制方案。通过在单相模式下利用电容桥臂分担一半的回流电流，实现了桥臂利用率的提升与电流应力的平衡，从而优化了系统性能。
解读: 该研究提出的单/三相兼容PFC控制方案对于阳光电源的电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着全球充电基础设施对多制式兼容性要求的提高，该方案通过优化桥臂利用率和电流应力，有助于提升充电模块的功率密度并降低成本。建议研发团队关注该拓扑在模块化充电桩中的应用，通过改进控制算法提升系统在不同电网环境下的适...
基于交变电压控制的跟网型VSC在极弱电网中的增强运行
Enhanced Operation of Grid-Following VSCs With Alternating-Voltage Control in Ultraweak Grids
Wei Wu · Zhiqing Yang · Shan He · Helong Li 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
在弱电网中，交变电压控制（AVC）可提升带锁相环（PLL）的跟网型电压源换流器（VSC）的电压刚度和有功功率传输能力。然而，AVC会因无功电流加剧控制回路的d-q轴不对称耦合，引发不利交互，威胁系统稳定性。为此，本文首先提出一种基于系统额定参数的AVC参数整定方法，并系统分析AVC对d-q耦合、稳定域及电压动态的影响。进一步提出稳定性增强控制（SEC），用以补偿PLL与AVC引入的负耦合效应。所提方案实现了VSC在极弱电网下的额定功率稳定运行，实验验证了其有效性。
解读: 该AVC增强控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在弱电网并网场景具有重要应用价值。针对西北、澳洲等高阻抗电网（SCR<1.5），所提SEC稳定性增强控制可有效补偿PLL与AVC的负耦合效应，突破现有GFL控制在极弱电网下的功率传输瓶颈。建议将该参数整定方法集成至PowerTita...
利用宇称-时间对称性超灵敏监测变频供电电机线端线圈绝缘退化
Ultra-Sensitive Monitoring of Line-End Coil Insulation Degradation in Inverter-Fed Machine Using PT Symmetry
Hao Li · Helong Yang · Dawei Xiang · Jinyu Chen · IEEE Transactions on Industrial Electronics · 2025年1月
线端线圈绝缘是绕组绝缘中的薄弱环节，承受着较高的瞬态电压应力和更大的击穿风险，因此对其进行早期监测既具有重要意义又颇具挑战。为提高线端线圈绝缘早期监测的灵敏度，本文提出了一种基于宇称 - 时间（PT）对称的新方法，利用一个与系统高频共模（HFCM）开关振荡磁耦合的外部谐振器。该方法利用奇异点（EP）附近阻尼率分裂的效应，以更高的灵敏度检测线端线圈绝缘的早期劣化。首先，将逆变器供电电机系统中的 HFCM 开关振荡视为内部谐振器，并分析其模态特征。随后，设计一个外部谐振器使其工作在 PT 对称的奇异...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项基于PT对称性的线端绕组绝缘监测技术具有重要的战略应用价值。在光伏逆变器和储能变流器系统中，电机绕组绝缘失效是导致系统故障的主要原因之一，尤其是线端绕组承受的瞬态电压应力更大，传统监测方法灵敏度不足，难以实现早期预警。 该技术的核心创新在于利用逆变器固有的高频共模开关...