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功率半导体模块芯片背面金属化与焊料合金界面相互作用研究
Study on the interface interaction between the chip backside metallization and solder alloys of power semiconductor modules
Shilin Zhao · Erxian Yao · Chunbiao Wang · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年9月 · Vol.36.0
功率半导体模块是电力转换系统的核心器件,其芯片-焊料界面是可能导致模块失效的薄弱环节之一,需进行深入研究。本文研究了芯片背面金属化层(BSM)、焊料合金种类及焊接条件对回流焊过程中界面反应的影响,并通过高温存储(HTS)和高温高湿反偏(HTRB)等加速老化试验进一步评估了界面结合性能。结果表明,当Al–Ti–Ni–Ag结构的芯片背面金属化层与Sn基焊料发生反应时,使用SAC305焊料生成了(Cu, Ni)6Sn5金属间化合物(IMC),而使用SnSb5焊料则可能形成(Cu, Ni)6(Sn, S...
解读: 该芯片背金属化与焊料界面研究对阳光电源ST系列储能变流器及SG系列光伏逆变器的功率半导体模块可靠性提升具有重要价值。研究揭示Al-Ti-Ni-Ag背金属化层中Ni层厚度需优化以确保IMC层连续性,避免分层失效。建议在SiC/GaN功率器件封装中采用较厚Ni层设计,优化回流焊接工艺参数,并在Power...
一种基于耦合电感的非隔离型双输入单输出高升压DC/DC变换器
A Novel Non-Isolated Dual-Input Single-Output High Step-Up DC/DC Converter With Coupled Inductors
Chao Li · Hongzhu Li · Lihong Cheng · Xuanjin Sun 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年9月
本文提出了一种用于分布式电源的非隔离型双输入单输出高升压DC/DC变换器(NI-DISO-CI)。通过引入耦合电感和无源钳位电路,该拓扑在无需极端占空比的情况下实现了高电压增益,并有效回收了漏感能量,提升了系统效率。
解读: 该拓扑的高升压特性及双输入架构对阳光电源的业务具有显著参考价值。在光伏领域,该技术可优化组串式逆变器(如SG系列)的前级DC/DC升压电路,提升低辐照度下的转换效率;在储能领域,其双输入特性可应用于光储一体化系统,实现光伏与电池的灵活耦合,减少多级变换带来的损耗。建议研发团队关注该拓扑在提升功率密度...
基于实时电压状态观测器的电动汽车超级电容自适应能量估计
Adaptive Energy Estimation for Supercapacitor Based on a Real-Time Voltage State Observer in Electric Vehicle Applications
Bin Wang · Chaohui Wang · Zhiyu Wang · Hong Xue 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
超级电容在充放电效率、响应速度和耐用性方面具有显著优势。传统基于恒定电容的能量状态(SoE)估计方法精度不足。本文提出了一种基于实时电压状态观测器的自适应能量估计方法,通过实时修正电容参数,提高了超级电容在电动汽车应用中能量状态评估的准确性。
解读: 该研究提出的自适应能量估计方法对阳光电源的储能业务具有重要参考价值。虽然目前PowerTitan和PowerStack主要采用锂电池,但超级电容在混合储能系统(HESS)及高频功率补偿场景中具有潜力。该实时观测技术可优化BMS算法,提升系统在瞬态功率冲击下的能量管理精度。此外,该技术可迁移至阳光电源...
一种带电流跟踪误差补偿的三相三线制有源电力滤波器改进无差拍控制
An Improved Deadbeat Control for a Three-Phase Three-Line Active Power Filter With Current-Tracking Error Compensation
Weidong Jiang · Xingxing Ding · Youyuan Ni · Jinping Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年3月
有源电力滤波器(APF)在补偿非线性负载电流谐波方面发挥重要作用。本文采用具有高性能和快速动态响应的无差拍控制(DBC)作为APF的电流控制器。通过引入一种改进的无差拍控制(Imp_DBC),有效抑制了电流采样误差带来的不利影响,并增强了系统的抗干扰能力。
解读: 该技术对阳光电源的并网逆变器及储能变流器(PCS)产品线具有重要参考价值。无差拍控制(DBC)以其快速动态响应著称,但在实际应用中易受采样噪声和参数扰动影响。本文提出的误差补偿机制可直接优化阳光电源组串式逆变器及PowerTitan系列PCS在复杂电网环境下的谐波抑制能力与电流跟踪精度。建议研发团队...
基于虚拟电流约束的表贴式永磁同步电机弱磁运行分段轨迹控制策略
Virtual Current Constraint Based Segmented Trajectory Control Strategy for Flux-Weakening Operation of SPMSM Drives
Hongzhe Wang · Chun Gan · Kai Ni · Zhiyue Yu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)驱动系统,提出了一种基于虚拟电流约束的分段轨迹控制策略,旨在提升弱磁运行过程中的瞬态性能。传统方案在升速过程中将工作点固定在电流约束圆上,而该策略通过优化轨迹,有效改善了电机在高速弱磁区的动态响应与控制稳定性。
解读: 该研究聚焦于永磁同步电机(SPMSM)的高速弱磁控制,这对阳光电源的电动汽车充电桩及相关电机驱动系统具有参考价值。虽然阳光电源的核心业务侧重于光伏与储能的电力电子变换,但其充电桩产品线涉及高效功率转换与电机控制技术。该分段轨迹控制策略可优化充电桩内部功率模块的控制算法,提升电机驱动效率与动态响应能力...
非起动型永磁同步电机从逆变器到电网驱动的同步切换
Synchronous Switching of Non-Line-Start Permanent Magnet Synchronous Machines From Inverter to Grid Drives
Ronggang Ni · Dianguo Xu · Gaolin Wang · Guoqiang Zhang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年5月
本文针对非起动型永磁同步电机(NLSPMSM)在电网驱动下无法稳定运行的问题,提出了一种有效的控制策略,实现了从逆变器驱动到电网驱动的软启动与同步切换。文章推导并分析了切换过程中的机电模型,旨在拓展该类电机的应用领域。
解读: 该研究主要聚焦于电机驱动控制领域,与阳光电源目前核心的光伏逆变器、储能PCS及充电桩业务关联度较低。阳光电源的业务核心在于电力电子变换与并网控制,而非电机直接驱动。但在风电变流器产品线中,若涉及永磁同步发电机的并网切换控制,该研究中关于“逆变器到电网同步切换”的控制策略与机电模型分析具有一定的参考价...
用于PMSM无传感器控制且对电压误差具有高鲁棒性的方波电压注入算法
Square-Wave Voltage Injection Algorithm for PMSM Position Sensorless Control With High Robustness to Voltage Errors
Ronggang Ni · Dianguo Xu · Frede Blaabjerg · Kaiyuan Lu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年7月
高频电压注入法在估计转子位置时,常受逆变器非线性、电机电阻及旋转电压降等引起的电压误差干扰。本文提出一种改进的高频方波电压注入算法,无需额外补偿即可实现对电压误差的鲁棒性,并有效降低了位置估计误差的波动。
解读: 该算法主要针对永磁同步电机(PMSM)的无传感器控制,对提升电机驱动系统的控制精度和鲁棒性具有参考价值。在阳光电源的产品线中,该技术可应用于风电变流器(风机变桨或偏航电机控制)以及电动汽车充电桩内部的辅助电机驱动系统。通过优化高频注入算法,可减少对物理传感器的依赖,降低系统成本并提升在复杂工况下的运...
无线电能传输悬浮装置优化:一种Fe-NCS网格结构方法
Optimizing Levitation Devices for Wireless Power Transfer: An Fe-NCS Grid Structure Approach
Fengxian Wang · Qingxin Yang · Xian Zhang · Zhaoyang Yuan 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
本文提出了一种用于无线电能传输系统耦合空间内微位移装置的驱动方案。该方案采用铁基纳米晶合金(Fe-NCS)与铝组合而成的悬浮装置。通过分析悬浮装置的动力学模型以理解电磁力,并对网格型Fe-NCS结构进行优化设计。
解读: 该研究聚焦于无线电能传输(WPT)中的电磁悬浮与驱动技术,属于电力电子前沿探索领域。对于阳光电源而言,目前核心业务(如光伏逆变器、储能系统、充电桩)主要基于有线电力传输。该技术在现阶段产品线中应用有限,但其涉及的Fe-NCS材料特性分析、电磁力建模及有限元仿真方法,可为公司在未来高频磁性元件设计、充...
无变压器三电平光伏逆变器低电压穿越
LVRT)工况下的中点电压分析与控制
Zhangping Shao · Xing Zhang · Fusheng Wang · Renxian Cao 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
LMZVM调制策略在三电平光伏逆变器正常运行时能有效抑制漏电流并维持中点电压平衡。然而,在低电压穿越(LVRT)工况下,中点电压波动显著增大。本文针对该问题进行了深入研究,提出了相应的控制策略以优化LVRT期间的中点电压稳定性。
解读: 该研究直接针对阳光电源核心产品线——组串式及集中式三电平光伏逆变器。在电网故障(如LVRT)期间,中点电压波动直接影响功率器件的应力及输出电能质量。LMZVM策略的优化对于提升阳光电源逆变器在复杂电网环境下的可靠性至关重要。建议研发团队将该控制算法集成至iSolarCloud智能运维平台下的逆变器固...
一种用于混合逆变器供电的开口绕组永磁同步电机驱动的计算高效级联预测控制
Computationally Efficient Cascaded Predictive Control for Hybrid-Inverter Fed Open-Winding PMSM Drive With Fast Partial Preselection
Chong Zhang · Chun Gan · Kai Ni · Zhiyue Yu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于混合逆变器供电的开口绕组永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统的计算高效级联模型预测控制(CMPC)策略。该方法通过快速部分预选机制,显著降低了计算负担并消除了权重因子调节的复杂性。混合逆变器由主逆变器和补偿逆变器组成,有效提升了驱动系统的性能。
解读: 该文献提出的级联模型预测控制(CMPC)及快速预选算法,在降低计算资源消耗的同时提升了控制精度,对阳光电源的电机驱动类产品具有参考价值。虽然阳光电源核心业务集中在光伏和储能,但该控制架构可借鉴于风电变流器或大功率储能PCS的并网控制算法优化,特别是在需要多级逆变器协同控制的场景下,能有效降低DSP/...
基于灵活零矢量重分配的三相逆变器协同电流纹波抑制策略
Co-operative Current Ripple Reduction Strategy for Three-Phase Inverter With Flexible Zero Vector Redistribution
Haotian Ren · Chun Gan · Kai Ni · Chong Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
针对传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)中零矢量分配固定导致控制自由度浪费的问题,本文提出了一种新型协同电流纹波抑制策略。通过灵活重分配零矢量,在不影响总电压矢量合成的前提下,有效降低了三相逆变器的电流纹波,提升了输出电流质量。
解读: 该研究直接优化了三相逆变器的核心调制算法,对于阳光电源的组串式逆变器(SG系列)和集中式逆变器产品线具有极高的应用价值。通过引入灵活的零矢量重分配策略,可以在不增加硬件成本的前提下,有效降低输出电流纹波,减小滤波电感体积,从而提升逆变器功率密度并降低损耗。建议研发团队在iSolarCloud智能运维...
功率模块封装中镍基无压银烧结技术
Pressureless Silver Sintering on Nickel for Power Module Packaging
Meiyu Wang · Yunhui Mei · Xin Li · Rolando Burgos 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年8月
低温银烧结技术广泛应用于功率电子封装,但现有研究多基于镀银或镀金基板。本文针对低成本的镍金属化DBC基板,研究了无压空气环境下银烧结芯片的连接工艺,旨在降低功率模块封装成本并提升可靠性。
解读: 该技术直接关联阳光电源的核心功率模块封装工艺。随着组串式逆变器和PowerTitan储能系统向高功率密度发展,功率器件的散热与可靠性至关重要。镍基无压银烧结技术不仅能显著降低DBC基板的材料成本,还能提升模块在极端工况下的热循环寿命。建议研发团队评估该工艺在IGBT/SiC模块中的应用潜力,特别是针...
一种具备零序电压调节能力且能减少开关动作的开绕组FMDRM驱动改进电压矢量调制策略
Modified Voltage Vector Modulation Strategy for Open-Winding FMDRM Drives With Switching Action Reduction Capable of ZSV Regulation
Zhiyue Yu · Chun Gan · Kai Ni · Shuanghong Wang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年4月
得益于直流偏置正弦电流励磁,磁通调制双凸极电机(FMDRM)驱动系统具备零序电压(ZSV)调节能力,从而实现直流偏置电流控制。本文针对共直流母线的开绕组变换器,提出了一种改进的电压矢量调制策略,通过重新分配零矢量作用时间,在实现ZSV调节的同时有效降低了开关动作频率。
解读: 该文献探讨的开绕组电机驱动及零序电压(ZSV)调节技术,主要应用于高性能电机驱动领域。虽然阳光电源目前的核心业务聚焦于光伏逆变器、储能PCS及风电变流器,但其提出的“减少开关动作频率”的调制优化思路,对于提升阳光电源大功率组串式逆变器或风电变流器中功率模块的效率、降低开关损耗具有参考价值。此外,该技...
锂离子电池电化学阻抗谱的荷电状态相关多项式等效电路建模
State of Charge-Dependent Polynomial Equivalent Circuit Modeling for Electrochemical Impedance Spectroscopy of Lithium-Ion Batteries
Qian-Kun Wang · Yi-Jun He · Jia-Ni Shen · Xiao-Song Hu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年10月
本文探讨了利用电化学阻抗谱(EIS)分析锂离子电池反应动力学及传输机制,并将其作为一种非破坏性工具用于荷电状态(SOC)估计。研究重点在于量化SOC对等效电路模型(ECM)参数的影响,通过多项式建模提升电池状态监测的精度与可靠性。
解读: 该研究对于阳光电源的储能业务(PowerTitan、PowerStack及ST系列PCS)具有极高价值。精确的SOC估计是BMS核心算法的基础,直接影响储能系统的充放电策略、容量保持率及安全性。通过引入SOC相关的多项式等效电路模型,阳光电源可进一步优化iSolarCloud平台的电池健康状态(SO...
化学镀镍
磷)表面处理工艺下烧结银芯片连接的键合与失效机制研究
Meiyu Wang · Haobo Zhang · Weibo Hu · Yunhui Mei 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月
低温银烧结技术在功率模块芯片连接中应用日益广泛。现有研究多基于银或金表面处理,而化学镀镍(磷)作为一种高性价比工艺,其在烧结银连接中的可靠性机制尚不明确。本文深入探讨了Ni(P)表面处理对烧结银键合质量及失效模式的影响。
解读: 该研究对阳光电源的功率模块封装技术具有重要指导意义。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向高功率密度、高可靠性方向演进,功率器件的封装寿命是系统长效运行的关键。Ni(P)表面处理相比金/银工艺具有显著的成本优势,若能通过该研究掌握其烧结银连接的失效机理,将有助于阳光电源在保证高可靠性的...
一种用于高压加速器应用的变结构无振荡开关策略串联谐振灯丝电源
A Series Resonant Filament Power Supply with Variable Structure and Oscillation-Free Switching Strategy for High-Voltage Accelerator Application
Yu Chen · Ni Zhang · Kai Wang · Jun Yang 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年11月
针对高压加速器灯丝供电需求,本文提出一种优化的电力电子电源方案。该方案将电源原边与灯丝远距离隔离以简化装配,并采用变结构串联谐振拓扑及无振荡开关策略,实现了高效稳定的高压输出。
解读: 该文献研究的串联谐振拓扑及无振荡开关策略,主要应用于高压加速器等特殊工业电源领域。虽然与阳光电源核心的光伏逆变器和储能PCS业务存在差异,但其高压隔离与谐振变换技术在电力电子拓扑优化方面具有参考价值。对于阳光电源的研发团队,该文提出的变结构控制策略可为高压直流变换器(如储能系统中的隔离型DC-DC模...
兼容五桥双逆变器驱动开绕组永磁同步电机的容错相电流重构方案
Compatible Phase Current Reconstruction Scheme for Fault-Tolerant Five-Leg Dual-Inverter Fed Open-Winding Permanent Magnet Synchronous Motor
Chong Zhang · Chun Gan · Kai Ni · Shuanghong Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月
本文提出了一种针对五桥双逆变器(FL-DI)驱动开绕组永磁同步电机(OW-PMSM)的相电流重构策略。利用功率桥臂冗余,该驱动系统具备优异的容错能力。当发生开路故障时,系统可自动切换至故障后两相运行模式,该策略有效解决了故障下的电流重构难题。
解读: 该研究聚焦于多电平/多桥臂拓扑的容错控制与电流重构,虽然主要针对电机驱动领域,但其核心的“故障诊断与容错控制”逻辑对阳光电源的逆变器及储能变流器(PCS)产品具有参考价值。在PowerTitan等大型储能系统或高功率组串式逆变器中,通过冗余拓扑提升系统可靠性是未来趋势。建议研发团队关注该文中的电流重...
通过降低导通电阻改善FDSOI nMOSFET的开关电流比特性
Ion/ Ioff Characteristic Improvement Induced by Ron Reduction for FDSOI nMOSFETs
Jiu-He Wang · Jingya Cao · Yu-Long Jiang · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年7月
本研究展示了一种综合方法,用于有效降低基于22纳米全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)技术的nMOSFET的导通电阻($R_{\text {on}}$)。通过减小第二侧墙厚度($t_{\text {Sp2}}$)、扩大镍硅化物接触窗口以及增加硅化物接触体积,导通电阻($R_{\text {on}}$)降低了6.4%。此外,将接触通孔的过刻蚀深度($d_{\text {OE}}$)最小化,增加了钨塞与镍硅化物之间的接触面积,从而使导通电阻($R_{\text {on}}$)降低了7.7%。为防止窄沟道器...
解读: 从阳光电源的业务视角来看,该论文提出的22nm FDSOI nMOSFET工艺优化技术具有重要的战略价值。通过降低导通电阻(Ron)实现的5%离子/离子比(Ion/Ioff)改善,直接关系到我司光伏逆变器和储能变流器中功率半导体器件的性能提升。 **业务价值分析:** 该技术通过优化间隔层厚度、硅...
跟网型与构网型变流器并存电力系统的混合频域建模与稳定性分析
Hybrid Frequency-domain Modeling and Stability Analysis for Power Systems with Grid-following and Grid-forming Converters
Ni Liu1Hong Wang1Weihua Zhou2Jie Song3Yiting Zhang1Eduardo Prieto-Araujo3Zhe Chen4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
随着可再生能源装机容量的增加,电网对并网变流器的控制要求日益多样化,系统稳定性分析复杂度上升。本文通过多种频域模型揭示其差异,阐明将自稳定变流器传递函数假设为无右半平面(RHP)极点的局限性。讨论了跟网型(GFL)与构网型(GFM)变流器频域建模的适用性,建议含理想源的GFM变流器应采用P/Q-θ/V导纳模型而非V-I阻抗模型,并通过两个案例验证其合理性。提出一种适用于多GFL与GFM变流器共存系统的混合频域建模框架及稳定性判据,该判据在应用奈奎斯特判据时无需检查非无源子系统的RHP极点数,简化...
解读: 该混合频域建模方法对阳光电源ST系列储能变流器与SG系列光伏逆变器的协同稳定性分析具有重要价值。文章提出的P/Q-θ/V导纳模型可直接应用于PowerTitan储能系统的构网型控制优化,解决传统V-I阻抗模型在含理想源GFM变流器建模中的局限性。所提混合频域稳定性判据无需检查RHP极点,可显著简化光...
基于样本图的多元短期光伏功率预测
Sample-Wise Graph-Based Multivariate Short-Term PV Power Forecasting
Xuguang Wang · Wangjie Liu · Junhong Ni · Mi Zhang · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年6月
可靠的短期光伏(PV)功率预测对电力系统电源的合理调度与运行成本的有效控制具有重要意义。然而,光伏功率数据的时间错位及回归精度不平衡问题严重影响预测可靠性。本文从预测模型样本的角度研究多元光伏功率预测。首先,通过时延向量参数化样本的错位程度;进而定义样本图以关联时延向量与光伏功率数据;随后通过最小化样本图的平滑性度量估计时延向量;最后提出基于样本图的样本加权策略,缓解回归精度不平衡问题。在真实数据集上的实验验证了所提方法的有效性,对比实验表明该方案显著提升了短期光伏功率预测性能。
解读: 该样本图多元预测技术对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及PowerTitan储能系统具有重要应用价值。通过时延向量参数化解决光伏功率数据时间错位问题,可显著提升SG系列逆变器集群的短期功率预测精度,优化MPPT算法的前瞻性控制。样本加权策略能改善回归精度不平衡,特别适用于ST储能变流器的充...
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