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应用工况下硅基IGBT器件的高周疲劳测试
High Cycle Fatigue Testing of Silicon IGBT Devices Under Application-Close Conditions
Christian Schwabe · Nick Thönelt · Josef Lutz · Thomas Basler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年11月
为缩短功率循环测试时间，通常采用高温度波动来加速老化。本文探讨了在弹性与塑性变形过渡区进行测试的方法，并指出高周疲劳测试需要更先进的设备支持，旨在通过更接近实际应用工况的测试手段，准确评估功率器件的寿命模型。
解读: IGBT是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器的核心功率器件。该研究提出的高周疲劳测试方法，能够更精准地模拟逆变器在实际电网波动及频繁启停工况下的器件寿命，有助于优化产品设计阶段的功率模块选型与热管理策略。建议研发团队将此测试方法引入iSolarCloud运维...
基于功率循环测试的线性累积损伤理论实验研究
Experimental Investigation of Linear Cumulative Damage Theory With Power Cycling Test
Guang Zeng · Christian Herold · Torsten Methfessel · Marc Schafer 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年5月
本文通过单工况及组合工况下的功率循环测试，研究了线性累积损伤理论在功率半导体器件寿命预测中的适用性。通过监测负载电流下正向压降增加5%这一寿命终点标准，验证了该理论的有效性。
解读: 功率半导体（如IGBT、SiC模块）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。该研究探讨的线性累积损伤理论及功率循环测试方法，直接关系到产品在复杂工况下的寿命评估准确性。对于PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器，通过该理论优化寿命预测模型，可显著...
利用p-n结正向电压与栅极阈值电压确定器件温度的差异
Difference in Device Temperature Determination Using p-n-Junction Forward Voltage and Gate Threshold Voltage
Guang Zeng · Haiyang Cao · Weinan Chen · Josef Lutz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年3月
芯片温度是功率器件寿命评估的关键。本文对比了p-n结正向电压与栅极阈值电压作为温度敏感电参数（TSEP）在全封装器件温度测量中的准确性与差异，旨在提升功率模块在实际运行中的热监测精度与可靠性评估水平。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心产品线，如组串式/集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统。功率模块（IGBT/SiC）的结温监测是提升系统可靠性与寿命预测的关键。通过对比不同TSEP的测量精度，阳光电源可优化逆变器与PCS的在线热管理策略，实现更精准的过温保护与寿命预警，从而...
温度对瞬态双界面法测量结壳热阻准确性的影响
Temperature Influence on the Accuracy of the Transient Dual Interface Method for the Junction-to-Case Thermal Resistance Measurement
Erping Deng · Weinan Chen · Patrick Heimler · Josef Lutz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
瞬态双界面法（TDIM）是JEDEC 51-14标准中用于测量电力电子器件结壳热阻的核心方法。本文指出，现有方法未充分考虑结温对测量结果的影响，导致在不同接触条件下分离点提前，从而低估了实际热阻值。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能系统）中功率模块的可靠性评估。功率器件是逆变器和PCS系统的核心，其结壳热阻（Rthjc）的精确测量是热设计与寿命预测的基础。若热阻测量存在偏差，将导致散热设计余量不足或过剩，影响产品功率密度与可...
功率器件电热特性表征中延迟时间引起的结温偏差修正
Correction of Delay-Time-Induced Maximum Junction Temperature Offset During Electrothermal Characterization of IGBT Devices
Erping Deng · Ludger Borucki · Josef Lutz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年3月
在功率循环测试（PCT）中，利用Vce(T)法测量结温对寿命评估至关重要。然而，负载电流关断与测试脉冲施加之间的延迟时间（tmd）会导致最大结温偏差（ΔTjm）。本文指出JEDEC建议的平方根时间法存在局限性，并针对IGBT器件的电热特性表征提出了更精确的结温修正方法，以提升功率器件寿命预测的准确性。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的可靠性评估。逆变器与PCS在极端工况下的寿命预测依赖于准确的结温监测，而延迟时间导致的测量偏差会直接影响寿命模型的置信度。建议研发团队在PCT测试平台中引入该修正算法，优化功率...
开关损耗大小对SiC MOSFET开关模式功率循环测试寿命的影响
Influence of Switching Loss Magnitude on Lifetime During a Switch-Mode Power Cycling Test of SiC MOSFETs
James Abuogo · Jörg Franke · Josef Lutz · Thomas Basler · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月
为使功率循环测试更贴近实际应用，本文研究了开关损耗对离散型SiC MOSFET功率循环寿命的影响。通过在不同开关损耗量级下进行四种开关模式功率循环测试，分析了开关损耗对器件失效机理及寿命的影响，为宽禁带器件的可靠性评估提供了重要参考。
解读: 随着阳光电源组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统向高功率密度和高效率演进，SiC MOSFET已成为核心功率器件。本文提出的开关模式功率循环测试方法，比传统测试更真实地模拟了逆变器在实际工况下的热应力，对优化阳光电源产品的功率模块设计、提升系统在复杂电网环境下的长期可靠性...
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...
栅极驱动器和共源电感对IGBT模块短路行为及保护的影响
The Influence of the Gate Driver and Common-Source Inductance on the Short-Circuit Behavior of IGBT Modules and Protection
Xing Liu · Jens Kowalsky · Clemens Herrmann · Christian Baumler 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
本文深入研究了栅极驱动单元对IGBT模块短路（SC）II型和III型行为的影响。研究发现，功率模块辅助引脚测得的电压并非IGBT芯片接触点的真实栅极电压。这种差异对短路保护策略的设计至关重要，揭示了栅极驱动设计与寄生电感在极端工况下的相互作用机制。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan储能系统）至关重要。IGBT是上述产品的功率核心，短路保护的可靠性直接决定了系统的安全性与寿命。研究指出的辅助引脚与芯片真实电压的偏差，提示我们在开发高功率密度逆变器时，需优化驱动电路布局以减小共源电感，并改进短路检测算法。建...
功率循环测试下IGBT模块芯片连接层的疲劳裂纹网络
Fatigue Crack Networks in Die-Attach Layers of IGBT Modules Under a Power Cycling Test
Shenyi Liu · Vesa Vuorinen · Xing Liu · Olli Fredrikson 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
芯片连接层是影响IGBT模块可靠性的薄弱环节。本文针对IGBT模块焊料层中心区域发现的一种新型失效机制——疲劳裂纹网络（FCN），通过快速功率循环测试（PCT）研究了其形成机理。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心功率器件。该研究揭示的芯片连接层疲劳裂纹网络（FCN）失效机制，对于提升阳光电源核心产品的长期可靠性至关重要。建议研发团队在进行功率模块选型评估及寿命预测模型构建时，重点考虑该新型失效机理，优化散热设计与封装工艺，...