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基于自激短路电流的IGBT状态监测驱动电路
IGBT Condition Monitoring Drive Circuit Based on Self-Excited Short-Circuit Current
Xianjin Huang · Guangang Gao · Jiahan Hao · Li Zhu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种基于自激短路电流的IGBT状态监测驱动电路。通过检测IGBT老化过程中键合线损伤导致的阻抗变化，进而识别短路电流特征，实现对IGBT模块老化状态的有效监测，为功率器件的健康管理提供技术支撑。
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。该技术通过驱动电路实现器件在线健康监测，无需额外传感器，极大地提升了系统可靠性。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对逆变器及储能PCS功率模块的失效...
基于栅极电压监测与分析的IGBT间接过流检测技术
Indirect IGBT Over-Current Detection Technique Via Gate Voltage Monitoring and Analysis
Xinchang Li · Dawei Xu · Hongyue Zhu · Xinhong Cheng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年4月
本文提出了一种基于栅极电压波形分析的IGBT过流检测新方法。通过分析IGBT开通瞬态模式检测硬开关故障（HSF），并监测导通状态下的栅极电压以识别负载下的故障（FUL）。该方法通过提取关断期间的米勒平台电压，实现了对IGBT故障的有效监测。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其可靠性直接决定了产品的寿命与安全性。传统的过流检测通常依赖电流传感器，响应速度受限且成本较高。该技术通过栅极电压实现间接检测，能够显著提...
一种不受键合线老化影响的IGBT结温估计新方法
A Novel Junction Temperature Estimation Method Independent of Bond Wire Degradation for IGBT
Yanyong Yang · Xiaofeng Ding · Pinjia Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
IGBT结温对电力电子设备的可靠性评估与健康管理至关重要。现有结温监测方法易受键合线老化影响，导致精度下降。本文提出了一种新型IGBT结温估计方法，该方法通过消除键合线退化带来的干扰，实现了更准确的结温监测，提升了功率模块在全生命周期内的运行可靠性。
解读: 结温是影响阳光电源光伏逆变器（如SG系列组串式逆变器）和储能系统（如PowerTitan系列PCS）核心功率模块寿命的关键因素。目前行业普遍面临功率器件在长期运行中因热循环导致的键合线失效问题。该研究提出的抗老化干扰结温估计方法，可直接集成于iSolarCloud智能运维平台或嵌入式控制算法中，实现...
使用反向导通IGBT与传统IGBT模块的MMC热性能及年度损耗比较
Thermal Performances and Annual Damages Comparison of MMC Using Reverse Conducting IGBT and Conventional IGBT Module
Binyu Wang · Laili Wang · Wei Mu · Mengjie Qin 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年9月
模块化多电平变换器（MMC）中的IGBT模块存在功率损耗分布不均和温度波动问题，导致部分芯片成为热点，严重影响模块寿命。本文旨在研究低成本的改进措施，通过对比反向导通IGBT与传统IGBT模块的热性能及年度损耗，评估其对提升变换器可靠性的影响。
解读: 该研究关注IGBT模块的热性能与可靠性，对阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）具有重要参考价值。MMC拓扑常用于高压大功率场景，通过采用反向导通IGBT（RC-IGBT）或优化热设计，可有效降低热点温度波动，提升系统在极端工况下的使用寿命。建议研发团队在下一代高功率密度...
考虑等离子体效应的IGBT II型短路行为研究
Study on the IGBT Short Circuit Type II Behavior Considering the Plasma Effect
Xing Liu · Madhu-Lakshman Mysore · Josef Lutz · Thomas Basler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月
本文深入研究了考虑等离子体效应的IGBT II型短路（SC II）行为。通过对1.2kV IGBT进行实测与器件仿真，分析了导通模式下器件内部残留等离子体对SC II失效过程的关键影响，为提升功率器件在极端工况下的鲁棒性提供了理论依据。
解读: IGBT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功率器件。SC II短路失效是导致逆变器在电网故障或误操作下损坏的主要原因之一。本文关于等离子体效应的研究，有助于研发团队在设计PowerTitan、PowerStack等大功率储能系统及组串式逆变器时，更精确地优化驱动保护电路（D...
矩阵变换器中超结反向阻断IGBT的特性与性能评估
Characterization and Performance Evaluation of the Superjunction RB-IGBT in Matrix Converter
Kun Zhou · Linhua Huang · Xiaorong Luo · Zhaoji Li 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年4月
本文首次研究了采用新型超结（SJ）反向阻断（RB）IGBT作为开关元件的三相交流-交流矩阵变换器（MC）的性能。该SJ RB-IGBT通过引入短路集电极沟槽和n2层，实现了超过1200V的双向阻断能力，并表现出优异的双极导通特性。
解读: 该研究涉及的超结反向阻断IGBT（SJ RB-IGBT）在双向功率变换领域具有显著优势。对于阳光电源而言，该技术可深度赋能风电变流器及工业驱动产品线，通过简化矩阵变换器拓扑结构，提升功率密度并降低导通损耗。建议研发团队关注其在双向AC-AC变换中的应用潜力，特别是在风电变流器中替代传统背靠背IGBT...
利用短路电流识别监测IGBT模块键合线疲劳状态
Condition Monitoring IGBT Module Bond Wires Fatigue Using Short-Circuit Current Identification
Pengju Sun · Can Gong · Xiong Du · Yingzhou Peng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年5月
本文提出了一种通过识别IGBT模块短路电流来监测键合线老化状态的方法。通过及时监测IGBT的老化程度并更换缺陷模块，可有效提升功率变换器的可靠性，减少因器件失效带来的经济损失。
解读: 该研究对于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）具有极高的应用价值。IGBT作为功率变换的核心器件，其键合线失效是导致逆变器和PCS故障的主要原因之一。通过短路电流特征实现非侵入式的在线状态监测，能够显著提升iSolarCloud智能运维平台...
栅极-发射极预阈值电压作为高压多芯片IGBT功率模块芯片故障监测的健康敏感参数
Gate–Emitter Pre-threshold Voltage as a Health-Sensitive Parameter for IGBT Chip Failure Monitoring in High-Voltage Multichip IGBT Power Modules
Richard Mandeya · Cuili Chen · Volker Pickert · R. T. Naayagi 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年9月
本文提出了一种名为栅极-发射极预阈值电压（VGE(pre-th)）的新型健康敏感参数，用于监测多芯片IGBT功率模块中的芯片故障。该方法通过在栅极驱动电路中测量VGE瞬态过程中的固定时刻电压来实现。研究通过理论分析和实验验证了该方法在检测IGBT芯片失效方面的有效性。
解读: 该研究对于阳光电源的核心产品线（如组串式/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。这些产品广泛使用高压多芯片IGBT模块，其可靠性直接影响系统寿命。通过在驱动电路中集成VGE(pre-th)监测功能，阳光电源可实现对IGBT芯片早期退化或...
基于特性识别的IGBT器件健康状态评估方法
An IGBT Device Health Status Assessment Method Based on Characteristics Identification
Zeyu Duan · Ran Yao · Wei Lai · Hui Li 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年1月
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是电力电子设备的关键部件，IGBT 器件的健康状况对于确保电力系统的可靠性和稳定性至关重要。本文提出一种基于特征识别的 IGBT 器件健康状态评估方法。首先，建立 IGBT 器件的有限元模型，分析功率循环条件下键合线和焊料层的性能。其次，对焊料层失效和键合线失效情况下的 IGBT 器件进行仿真，并分析不同老化程度下 IGBT 器件的特征参数。最后，采用基于自适应网络的模糊推理系统（ANFIS）算法建立 IGBT 器件健康状态评估模型，并利用功率循环测试数据验证健康状...
解读: 该IGBT健康状态评估技术对阳光电源核心产品线具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，IGBT作为功率开关核心器件，其健康状态直接影响系统可靠性和寿命。该特性识别方法可集成至iSolarCloud智能运维平台，通过实时监测IGBT开关过程电学特征参数，实现预测性维...
基于数据驱动机器学习框架的功率循环测试下IGBT模块失效模式分类
Failure Mode Classification of IGBT Modules Under Power Cycling Tests Based on Data-Driven Machine Learning Framework
Xin Yang · Yue Zhang · Xinlong Wu · Guoyou Liu · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
在功率循环测试（PCT）中预先识别IGBT模块的失效模式至关重要，这不仅有助于精确应用失效物理寿命预测方法，还能优化IGBT设计。然而，针对不同IGBT模块建立准确且通用的离线失效模式分类方法仍具挑战。本文提出了一种基于数据驱动机器学习的框架，旨在实现高效、准确的失效模式分类。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/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。该研究提出的数据驱动失效分类方法，能显著提升公司对核心功率器件在极端工况下的可靠性评估能力。建议将此机器学习框架集成至iSolarCloud智能运维平台或研发测试环节，通过...
基于热衰减系数的多芯片IGBT模块非均匀热疲劳状态监测
Condition Monitoring the Inhomogeneous Thermal Fatigue of Multichip IGBT Module Based on the Thermal Attenuation Coefficient
Jun Zhang · Huixian Shen · Xiong Du · Rui Chen · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
多芯片IGBT模块广泛应用于高功率变流器中，但常面临非均匀热疲劳问题，影响整体可靠性。本文提出利用散热器多点温度监测IGBT模块内并联芯片的健康状态，通过热衰减系数实现对非均匀热疲劳的有效监控。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的可靠性设计。在大功率应用场景下，IGBT模块的非均匀热疲劳是导致产品早期失效的关键因素。通过引入热衰减系数监测技术，阳光电源可在iSolarCloud智能运维平台中集成更精准...
用于电磁暂态仿真中功率半导体损耗评估的IGBT-二极管开关单元电气暂态模型
An Electrical Transient Model of IGBT-Diode Switching Cell for Power Semiconductor Loss Estimation in Electromagnetic Transient Simulation
Yanming Xu · Carl Ngai Man Ho · Avishek Ghosh · Dharshana Muthumuni · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年3月
本文开发了一种耦合温度相关IGBT模型与功率损耗模型的电气暂态模型（ETM）。该模型考虑了IGBT的非线性行为及二极管的反向恢复特性，能够精确模拟暂态开关波形，从而实现对功率半导体损耗的准确评估。
解读: 该模型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）具有重要应用价值。在电力电子系统设计阶段，利用该高精度损耗评估模型，可优化逆变器及PCS的散热设计与效率指标，特别是在高频化趋势下，能有效提升系统热管理水平。建议研发团队将其集成至iSola...
一种具有温度补偿集电极电流检测功能的智能IGBT栅极驱动IC
A Smart IGBT Gate Driver IC With Temperature Compensated Collector Current Sensing
Jingxuan Chen · Wei Jia Zhang · Andrew Shorten · Jingshu Yu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
传统的IGBT电流检测与保护技术通常依赖分流电阻等分立传感器，且需接入高压侧，集成难度大。本文提出了一种集成集电极电流检测电路与片上CPU的智能IGBT栅极驱动IC，实现了电流的精确感知与温度补偿，有效提升了功率模块的集成度与保护性能。
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。通过将电流检测与保护逻辑集成至驱动IC，可显著缩小功率模块体积，提升系统功率密度。同时，片上CPU提供的实时电流监测与温度补偿功能，能有效增强逆变器在极端工况下...
基于非对偶关系的电力电子高压大功率IGBT器件瞬态分析模型
Transient Analytical Model of High-Voltage and High-Power IGBT Device Based on Nondual Relationship for the Switching Process
Bin Hao · Yixuan Yang · Xinling Tang · Zhibin Zhao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文针对高压大功率IGBT器件关断电流的精确仿真，提出了一种基于开关过程非对偶关系的瞬态分析模型（TAM）。结合IGBT芯片结构特征，分析了载流子存储效应，并推导了关断过程中di/dt的解析表达式，为提升功率器件开关过程的建模精度提供了理论支撑。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。高压大功率IGBT是公司组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan及PowerStack储能系统中的核心器件。通过该瞬态分析模型，研发团队可更精确地评估IGBT在极端工况下的开关损耗与应力，优化驱动电路设计，从而提升逆变器与PCS的转换效率及热稳定性。...
一种通过VGE作为退饱和前兆的直流断路器浪涌电流应用中更可靠、灵敏的过流检测方法
A More Reliable and Sensitive Overcurrent Detection Method in DC Breaker Surge Current Applications via VGE as a Desaturation Precursor
Jingfei Wang · Guishu Liang · Lei Qi · Xiangyu Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月
退饱和是威胁IGBT安全运行的主要因素。目前直流断路器多采用VCEsat监测退饱和，但该方法需器件进入高损耗区，易导致热击穿。本文提出利用栅极电压VGE作为退饱和前兆，实现更可靠、灵敏的过流检测，有效提升IGBT在浪涌电流工况下的安全性。
解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及光伏逆变器中的功率模块保护至关重要。储能变流器（PCS）在直流侧面临频繁的浪涌电流冲击，传统的VCEsat检测往往滞后，容易造成IGBT模块损坏。采用VGE作为前兆检测方法，能显著提升系统在短路或过流故障下的响应速度，降低功...
一种基于VCE测量的自适应消隐电路改进型IGBT短路保护方法
An Improved IGBT Short-Circuit Protection Method With Self-Adaptive Blanking Circuit Based on V CE Measurement
Min Chen · Dehong Xu · Xingyao Zhang · Nan Zhu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年7月
IGBT短路保护是提升电力电子系统可靠性的关键。传统的基于VCE测量的短路保护方法需通过消隐电路避免误触发。本文提出了一种自适应消隐电路改进方案，旨在优化短路检测的准确性与响应速度，从而增强功率变换器在极端工况下的可靠性。
解读: 该技术直接应用于阳光电源的核心产品线，包括组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器。IGBT作为上述产品的核心功率器件，其短路保护的可靠性直接决定了系统的故障率与使用寿命。传统的固定消隐时间方案在应对不同工况时存在误触发或保护滞后的风险，而该自适应消...
基于改进温度准则的IGBT健康状态监测自激短路法研究
Research of Self-Excited Short Circuit Method for Monitoring IGBT Health Status With Improved Temperature Criterion
Xianjin Huang · Pengze Zhu · Li Zhu · Guangang Gao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
针对IGBT模块在长期运行中键合线和母排易出现断路导致短路电流变化的问题，本文提出一种自激短路监测技术。通过控制栅极电压产生小电流短路，并结合改进的温度准则，实现对IGBT健康状态的有效评估与故障诊断。
解读: 该技术对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）具有极高的应用价值。逆变器与PCS中的IGBT模块是核心功率器件，其可靠性直接决定了系统的寿命。通过引入自激短路监测技术，阳光电源可在iSolarCloud平台中集成更精准的预测性维护功能，...
一种基于母线电压振荡的新型变流器级IGBT结温估算方法
A Novel Converter-Level IGBT Junction Temperature Estimation Method Based on the Bus Voltage Ringing
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...
一种基于频域的IGBT模块结温在线估计方法
An Online Frequency-Domain Junction Temperature Estimation Method for IGBT Modules
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...
一种基于物理的改进型Cauer型IGBT模块热等效电路
A Physics-Based Improved Cauer-Type Thermal Equivalent Circuit for IGBT Modules
Ze Wang · Wei Qiao · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年10月
本文提出了一种基于IGBT模块物理结构的改进型Cauer型热等效电路（TEC）。传统方法将模块各层简化为均匀温度的集总参数，导致瞬态热行为分析精度不足。该研究通过物理建模优化了热阻抗网络，能更准确地预测IGBT模块的瞬态热响应。
解读: 该研究直接服务于阳光电源核心产品线（组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统）的功率模块设计。IGBT作为电力电子变换器的核心器件，其热管理直接决定了系统的功率密度与可靠性。通过采用更精确的物理热模型，研发团队可在设计阶段更精准地评估IGBT在极端工况下的结温波动，从...
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