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一种模块化多电平变换器的模型辅助测试方案
A Model Assisted Testing Scheme for Modular Multilevel Converter
Yuan Tang · Li Ran · Olayiwola Alatise · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年1月
模块化多电平变换器（MMC）广泛应用于高压直流输电及柔性交流输电系统。制造商与运营商需深入了解子模块的应力条件。本文提出一种模型辅助测试方案，旨在通过仿真与实验结合，准确评估MMC子模块在复杂工况下的运行可靠性与应力分布。
解读: MMC技术是高压大功率电力电子设备的核心，与阳光电源的集中式逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）的技术架构高度相关。随着储能系统向更高电压等级和更大容量发展，MMC拓扑在电网侧储能及高压并网应用中具有重要潜力。本文提出的模型辅助测试方案，有助于优化阳光电源在大型储能PCS中的功率模块设...
非均匀电热特性对并联SiC功率器件在无钳位和钳位电感开关下的影响
The Effect of Electrothermal Nonuniformities on Parallel Connected SiC Power Devices Under Unclamped and Clamped Inductive Switching
Ji Hu · Olayiwola Alatise · Jose Angel Ortiz Gonzalez · Roozbeh Bonyadi 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年6月
并联功率器件间的电热特性不均匀会导致功率损耗分配不均，降低系统整体可靠性。此外，不均匀的退化速率会加剧电热差异，从而加速失效过程。本文通过仿真与实验，定量及定性地研究了这一现象，为提升功率模块的长期运行稳定性提供了理论依据。
解读: 随着阳光电源PowerTitan液冷储能系统及组串式逆变器向高功率密度、高效率方向发展，SiC器件的并联应用已成为提升系统效率的关键。本文研究的电热非均匀性问题直接影响大功率模块的均流特性与寿命。建议研发团队在设计高压大电流PCS模块时，重点关注并联SiC器件的动态热分布，利用多物理场仿真优化驱动电...
一种基于温度梯度的IGBT模块潜在缺陷识别方法
A Temperature Gradient-Based Potential Defects Identification Method for IGBT Module
Bing Gao · Fan Yang · Minyou Chen · Li Ran 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年3月
本文提出了一种基于温度梯度的设备状态评估方法，并以IGBT模块为例进行了研究。研究表明，IGBT模块热阻的增加和功率损耗的增大，会导致温度梯度发生变化，从而可用于识别潜在的性能退化与缺陷。
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。该方法通过监测温度梯度实现IGBT潜在缺陷的早期识别，对于提升PowerTitan、PowerStack等储能系统及组串式逆变器在严苛环境下的运行可靠性具有重要意义。建议研发团队将其集成至iSolarCloud智能运维平台...
低结温波动
ΔTj）应力循环对IGBT功率模块芯片连接层寿命建模的影响
Wei Lai · Minyou Chen · Li Ran · Olayiwola Alatise 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年9月
本文研究了功率模块老化过程中，低幅值结温波动（ΔTj）对芯片连接层寿命的影响。研究发现，这些频繁发生的微小应力循环对累积损伤有显著贡献，对于提升电力电子变换器的可靠性监测与寿命预测模型精度具有重要意义。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品（光伏逆变器、储能PCS、风电变流器）中功率模块的可靠性设计。阳光电源的组串式逆变器和PowerTitan储能系统在复杂工况下常面临频繁的负载波动，导致结温微小循环。传统的寿命模型往往忽略低幅值应力，而本研究提出的修正模型能更精准地评估芯片连接层（Die-Attach）...
模块化多电平变换器模型辅助测试方案的改进测试能力
Improved Testing Capability of the Model-Assisted Testing Scheme for a Modular Multilevel Converter
Yuan Tang · Li Ran · Olayiwola Alatise · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2016年11月
针对高功率应用中模块化多电平变换器（MMC）子模块数量庞大、全系统测试成本高昂的问题，本文提出了一种新型模型辅助测试方案。该方案允许在不构建完整MMC系统的情况下，对单个子模块进行高效、低成本的性能与可靠性测试。
解读: 该研究对于阳光电源在大功率电力电子变换器（如大型储能PCS及高压光伏并网设备）的研发具有重要参考价值。随着公司PowerTitan等大型储能系统及集中式逆变器向更高电压等级和模块化方向发展，子模块的测试效率直接影响研发周期与成本。该模型辅助测试方案可优化公司实验室的测试流程，降低对全系统硬件平台的依...
SiC功率MOSFET温度敏感电参数研究
An Investigation of Temperature-Sensitive Electrical Parameters for SiC Power MOSFETs
Jose Ortiz Gonzalez · Olayiwola Alatise · Ji Hu · Li Ran 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文研究了SiC MOSFET的动态温度敏感电参数（TSEP）。研究表明，在特定工况下，开通期间的漏极电流变化率（dID/dt）与栅极电流平台（IGP）的耦合可作为有效的TSEP。由于负温度系数效应，这两个参数均随结温升高而增加。
解读: SiC器件是阳光电源提升光伏逆变器和储能PCS功率密度的核心技术。该研究提出的基于dID/dt和IGP的结温监测方法，可直接应用于阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统。通过在iSolarCloud平台集成此类在线结温监测算法，可实现对功率模块的实时健康状态（SO...
功率模块单相及蒸发两相流微通道冷却用于临时过流运行
Single-Phase and Evaporating Two-Phase Flow Microchannel Cooling of Power Modules for Temporary Overcurrent Operation
Nikolaos Iosifidis · Haiyong Wan · Xu Zhang · Ali Saeibehrouzi 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
蒸发两相流常因流动不稳定性被冷却应用所规避。然而，在电力电子设备需应对临时过流工况时，液体蒸发的巨大潜热提供了极佳的冷却潜力。本研究利用水蒸发技术增强功率模块的冷却性能，以提升其在极端负载下的热管理能力。
解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS具有重要参考价值。在光伏及储能应用中，设备常需应对短时过载工况，传统风冷或单相液冷在极端热流密度下存在瓶颈。引入微通道蒸发两相冷却技术，可显著提升功率模块的功率密度，减小散热器体积，从而优化整机结构设计。建议研发团队关注该技术在应对极...
通过两个相反方向的散热监测功率模块焊料退化
Monitoring Power Module Solder Degradation From Heat Dissipation in Two Opposite Directions
Zedong Hu · Borong Hu · Li Ran · Peter J. Tavner 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月
焊料退化是功率半导体模块的主要失效机制。本文提出了一种监测方法，通过检测模块在向上（经硅胶）和向下（经焊料层至散热器）两个相反方向散热的相对变化，来评估焊料层的退化程度。该方法基于模块外部封装的测量数据，为功率模块的健康状态监测提供了有效手段。
解读: 功率模块的可靠性是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器等核心产品的生命线。该研究提出的基于外部热阻变化的焊料退化监测方法，无需侵入式传感器，非常适合集成至iSolarCloud智能运维平台。通过在逆变器和PCS产品中部署此类在线健康监测算法，可实现对IGBT/SiC模块失效...
基于热流的多芯片功率模块状态监测：一种两阶段神经网络方法
Heat-Flux-Based Condition Monitoring of Multichip Power Modules Using a Two-Stage Neural Network
Borong Hu · Zedong Hu · Li Ran · Chong Ng 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年7月
针对多芯片功率模块中芯片并联导致的电流不均及焊料层退化问题，本文提出一种基于热流的状态监测方法。通过两阶段神经网络，实现对多芯片模块内部焊料层退化程度的早期检测，克服了仅依靠温度监测在电流分配分析上的局限性，提升了功率模块的可靠性评估精度。
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。功率模块是上述产品的核心组件，其焊料层老化直接影响设备寿命。通过引入基于热流的机器学习监测算法，阳光电源可提升iSolarCloud智能运维平台的预测性维护能力，在故障发...
通过在漂移区考虑3C-SiC夹层对4H-SiC功率MOSFET双极性退化建模
Modeling of Bipolar Degradations in 4H-SiC Power MOSFET Devices by a 3C-SiC Inclusive Layer Consideration in the Drift Region
Amel Lachichi · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年3月
4H-SiC功率器件的可靠性不仅取决于封装，还受材料缺陷影响。双极性退化是制约高功率MOSFET发展的关键缺陷，主要由六方SiC晶体内的肖克利堆垛层错（SFs）引起。本文通过引入3C-SiC夹层模型，深入分析了该缺陷对器件性能的影响。
解读: SiC器件是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩提升功率密度和效率的核心。双极性退化直接影响SiC MOSFET的长期运行寿命与可靠性。该研究提出的建模方法有助于研发团队在器件选型与模块设计阶段，更精准地评估SiC芯片在复杂工况下的退化风险。建议将此模型应用于高压SiC...
碳化硅肖特基二极管开关损耗随dI/dt和温度变化的解析建模
Analytical Modeling of Switching Energy of Silicon Carbide Schottky Diodes as Functions of dI DS/dt and Temperature
Saeed Jahdi · Olayiwola Alatise · Li Ran · Philip Mawby · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年6月
碳化硅（SiC）肖特基二极管在电压源变换器中作为续流二极管时，常因二极管电容、寄生电阻和电路杂散电感产生的RLC谐振而出现振荡。本文开发了一种计算SiC二极管开关损耗的解析模型，该模型将开关损耗表示为开关速率（dI/dt）和温度的函数，为优化电力电子变换器的设计提供了理论依据。
解读: 该研究直接服务于阳光电源的核心功率器件选型与驱动设计。随着公司在组串式光伏逆变器（如SG系列）和储能变流器（如PowerTitan系列）中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率，精准的开关损耗模型对于优化散热设计及提升整机效率至关重要。该模型有助于研发团队在设计阶段更准确地评估SiC二极管在不同工...
窄结温波动对IGBT模块芯片连接焊料层影响的实验研究
Experimental Investigation on the Effects of Narrow Junction Temperature Cycles on Die-Attach Solder Layer in an IGBT Module
Wei Lai · Minyou Chen · Li Ran · Shengyou Xu 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年2月
本文研究了功率模块在小幅度结温波动（ΔTj）下的老化效应。通过对未老化和已老化模块进行功率循环测试，揭示了其失效机理，旨在为后续模块可靠性特征捕捉及寿命模型推导提供实验依据。
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。该研究聚焦于小幅度结温波动下的焊料层失效机理，对提升阳光电源产品在复杂电网环境下的长寿命设计至关重要。建议研发团队将此实验结论融入iSolarCloud的寿命预测模型中，优...
SiC和CoolMOS功率MOSFET中双极型闩锁效应的紧凑型电热可靠性建模与实验表征
Compact Electrothermal Reliability Modeling and Experimental Characterization of Bipolar Latchup in SiC and CoolMOS Power MOSFETs
Roozbeh Bonyadi · Olayiwola Alatise · Saeed Jahdi · Ji Hu 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年12月
本文提出并验证了一种用于寄生BJT闩锁效应的紧凑型动态全耦合电热模型。该模型有助于提升商用功率器件的可靠性。BJT闩锁可由体二极管反向恢复硬换流（高dV/dt）或非钳位电感开关（UIS）下的雪崩导通触发。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线（如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）至关重要。随着公司产品向高功率密度和高开关频率演进，SiC器件的应用日益广泛，其在高dV/dt工况下的闩锁风险是影响系统可靠性的关键瓶颈。该电热耦合模型可集成至研发流程中，用于优化逆变器及PCS的驱动电路设计与保...
利用纳米增强相变材料集成功率模块的风力发电机组部件应力管理
Stress Management of Wind Turbine Components Using a Nano-Enhanced Phase Change Material Integrated Power Module
Xu Zhang · Haiyong Wan · Nikolaos Iosifidis · Borong Hu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年11月
海上风电机组受波动风况和恶劣海洋环境影响，面临严重的机械与热应力挑战。由于电力电子系统热惯性较低，且频繁的变桨动作加剧了应力波动，本文提出了一种集成纳米增强相变材料的功率模块封装方法，旨在提升风电变流器在极端工况下的热稳定性与可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的风电变流器业务具有重要参考价值。海上风电环境复杂，变流器功率模块的散热与热循环寿命是核心痛点。引入纳米增强相变材料（NEPCM）能显著提升模块的热惯性，平抑瞬态热冲击，从而延长IGBT等核心器件的寿命，降低运维成本。建议研发团队评估该封装技术在阳光电源大功率风电变流器中的应用可行性...
功率MOSFET体二极管开关性能与鲁棒性分析：技术评估
An Analysis of the Switching Performance and Robustness of Power MOSFETs Body Diodes: A Technology Evaluation
Saeed Jahdi · Olayiwola Alatise · Roozbeh Bonyadi · Petros Alexakis 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2015年5月
本文探讨了1.2kV SiC MOSFET、硅功率MOSFET及900V CoolMOS体二极管在不同温度下的开关损耗与电热鲁棒性权衡。研究发现，所有器件的动态雪崩击穿最大正向电流均随电源电压和温度升高而降低，其中CoolMOS表现出最高的闩锁电流。
解读: 该研究对阳光电源的核心产品线具有重要指导意义。随着公司在组串式逆变器和PowerTitan系列储能系统中大规模应用SiC MOSFET及高压CoolMOS，体二极管的动态雪崩鲁棒性直接影响系统在极端工况下的可靠性。建议研发团队在功率模块选型及驱动电路设计时，充分考虑温度对雪崩电流的影响，优化死区时间...
碳化硅功率DMOSFET的高温电学与热老化性能及应用考量
High-Temperature Electrical and Thermal Aging Performance and Application Considerations for SiC Power DMOSFETs
Dean P. Hamilton · Michael R. Jennings · Amador Perez-Tomas · Stephen A. O. Russell 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年10月
本文测量了三种商用SiC DMOSFET在高温下的电学特性与稳定性。实验发现，350°C时导通电阻增至室温的6-7倍；在300°C正向栅压应力下，阈值电压在数十分钟内几乎翻倍，但施加负向栅压后可快速恢复。研究揭示了高温环境下SiC器件的退化机理及恢复特性。
解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能系统功率密度的核心。该研究关于高温下导通电阻剧增及阈值电压漂移的发现，对公司高功率密度产品的热管理设计及栅极驱动电路保护策略具有重要指导意义。建议研发团队在设计中引入更宽的栅极驱动电压裕量，并针对高温工况优化驱动电路...
一种具有内置短路故障电流能力的并网逆变器功率模块
A Power Module for Grid Inverter With In-Built Short-Circuit Fault Current Capability
Weihua Shao · Ruizhu Wu · Li Ran · Huaping Jiang 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年10月
随着电网规范的演进，逆变器接口的可再生能源发电系统需承担更多电网支撑责任。在电网短路故障期间，逆变器需提供大电流以支持电压恢复，甚至超过其额定容量。本文提出了一种具备内置短路故障电流能力的功率模块，旨在提升逆变器在极端故障工况下的电网支撑能力与系统可靠性。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。在光伏逆变器（尤其是组串式和集中式）及储能变流器（PowerTitan/PowerStack）领域，随着全球电网对构网型（GFM）技术及故障穿越能力要求的提升，该功率模块设计能有效解决逆变器在短路故障下过流保护与电网支撑之间的矛盾。建议研发团队评估该模块在提升...