Renkuan Liu · Hui Li · Xiaorong Luo · Ran Yao 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月

本文针对压接式IGBT（PP-IGBT）模块提出了一种电-热-机械（ETM）多物理场瞬态有限元模型，并设计了一种针对性优化封装（TOP）以提升其短路耐受能力（SCWC）。通过对3.3kV/50A PP-IGBT的建模与耦合关系分析，验证了该优化方案在极端工况下的可靠性提升效果。

解读: 压接式IGBT（PP-IGBT）因其高可靠性和失效短路特性，是阳光电源大功率集中式光伏逆变器及PowerTitan系列大型储能PCS的核心功率器件。本文提出的ETM多物理场耦合建模方法，能够精准评估高压大功率器件在短路故障下的热机械应力，对提升阳光电源核心产品的极端工况可靠性具有重要指导意义。建议研...

Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

本文提出了一种简单可靠的SiC MOSFET短路保护（SCP）方法，通过同时监测栅源电压（Vgs）和漏源电压（Vds）实现。当Vgs和Vds同时超过预设阈值时触发保护，能有效应对硬开关故障等短路工况。

解读: 随着阳光电源在光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）中大规模应用SiC功率器件以提升功率密度和效率，SiC的短路耐受能力成为系统可靠性的关键瓶颈。该方法通过双参数监测，能更精准地识别短路故障，避免误触发，对于提升组串式逆变器及PCS模块在极端工况下的鲁棒性具有重要参考价...

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）...

Ameer Janabi · Luke Shillaber · Wucheng Ying · Wei Mu 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月

本文提出了一种用于分立芯片的新型电力电子封装方案——标准单元。该方案由阶梯蚀刻活性金属钎焊（AMB）基板和柔性印刷电路板（flex-PCB）组成。该标准单元具有高导热性、完全电气绝缘和低杂散电感等优势，有效提升了SiC MOSFET器件的整体性能。

解读: 该技术对阳光电源的核心产品线具有显著的赋能作用。SiC MOSFET是提升组串式光伏逆变器功率密度和效率的关键，而封装技术直接决定了器件在高频开关下的散热能力与杂散电感表现。采用AMB基板和柔性PCB的嵌入式封装方案，可显著降低寄生参数，减少开关损耗，这对阳光电源的PowerTitan储能系统及新一...

Wei Lai · Miaomiao Shangguan · Jing Shi · Hui Li 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月

电力机车牵引变流器的可靠性高度依赖于IGBT模块。传统基于里程的定期更换维护方式成本高且存在浪费。本文旨在研究考虑不同服役里程因素下，IGBT模块的剩余可靠性评估方法，以实现更精准的寿命预测与维护策略优化。

解读: 该研究关注IGBT模块的剩余寿命评估，对阳光电源的核心业务具有重要参考价值。在光伏逆变器（组串式/集中式）和储能变流器（PowerTitan/PowerStack）中，IGBT是核心功率器件，其可靠性直接决定产品全生命周期运维成本。通过引入基于服役状态的寿命评估模型，可优化iSolarCloud平台...

Shiquan Fan · Ran Wei · Liuming Zhao · Xu Yang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年9月

本文提出了一种芯片级超低静态电流电源管理系统，旨在为无电池无线传感器提供自供电方案。该系统通过全桥整流器将压电换能器采集的机械振动能量转换为直流电，并结合MPPT技术实现能量的高效收集与管理。

解读: 该研究聚焦于微瓦级能量收集与超低功耗电源管理，与阳光电源目前主营的GW级光伏逆变器、MW级储能系统（PowerTitan/PowerStack）及风电变流器等大功率电力电子设备在功率等级和应用场景上存在显著差异。然而，其超低静态电流设计理念及微型化MPPT控制技术，可为阳光电源iSolarCloud...

Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年8月

在两级式固态变压器单元中，电网功率以两倍工频脉动，导致二倍频电流（SHC）流经系统。SHC进入DC-DC级会增加半导体和磁性元件的损耗，从而降低效率和寿命。本文研究了直流母线设计如何影响SHC分布，并提出了优化方案以平衡效率、寿命与直流母线电容需求。

解读: 该研究对于阳光电源的储能变流器（PCS）及光储一体化系统具有重要参考价值。在单相或弱电网场景下，直流母线电容的二倍频纹波抑制是提升系统可靠性和寿命的关键。该多维设计方法可优化PowerTitan及ST系列PCS的功率模块设计，通过更精准的母线电容选型与布局，在减小体积的同时降低功率器件热应力，提升系...

Sheng Li · Qinhan Wang · Weihao Lu · Leke Wu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年3月

本文通过仿真分析与实验验证，深入揭示了共源共栅（Cascode）氮化镓器件在单脉冲短路事件下的失效机理。研究发现了一种独特的“恢复”失效现象，并明确了器件内部两个主要的烧毁区域：栅极指状结构包围的漏极拐角处及其他关键区域。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及小型化储能产品中对高功率密度要求的提升，GaN器件的应用潜力巨大。本文揭示的Cascode GaN短路失效机理及“恢复”现象，对于优化逆变器功率模块的驱动电路设计、短路保护策略及热管理方案具有重要参考价值。建议研发团队在后续高频化产品设计中，重点关注GaN器件在极端工况...

Dongsheng Wang · Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年7月

磁性线圈的热管理对大功率无线充电系统（WCS）的安全稳定运行至关重要。本文针对自然对流环境，提出了一种既准确又简洁的热黑箱模型。分析表明，线圈不同部位的损耗分布对最终温度影响较小，该模型为无线充电系统的热设计提供了简化的理论支撑。

解读: 该研究提出的热黑箱模型对于阳光电源电动汽车充电桩业务具有重要参考价值。随着大功率无线充电技术的发展，该模型可用于优化充电桩内部磁性元件的热设计，在保证高功率密度的同时提升系统可靠性。建议研发团队将此简化热模型集成至iSolarCloud智能运维平台的辅助设计工具中，以缩短充电模块的散热设计周期，并提...

Jinxiao Wei · Hao Feng · Li Ran · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年12月

混合直流链路电容在固态变压器（SST）等级联两级系统中起关键作用，需承受宽频谱纹波电流带来的老化应力。本文提出了一种将寿命延长设计与状态监测（CM）相结合的技术，通过优化设计减轻电容应力，并实现等效串联电阻（ESR）的实时监测，从而提升系统整体可靠性。

解读: 该研究对于阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及大功率光伏逆变器具有重要参考价值。储能变流器（PCS）在处理高频纹波电流时，直流侧电容是影响系统寿命的薄弱环节。本文提出的ESR监测与寿命延长设计方法，可直接应用于阳光电源PCS产品的可靠性设计与预防性维护，通过算法集成在...

Jinpeng Cheng · Liyu Yao · Hao Feng · Xu Zhang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 预计 2026年5月

在功率模块中集成相变材料（PCM）可缓解短时过流引起的温度激增，但会阻碍正常运行时的散热。本文针对半桥SiC MOSFET功率模块的三维回路封装设计，提出了一种双模热管理方法，通过将PCM置于热传导路径之外，有效平衡了正常散热与过流保护需求。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan储能系统具有重要参考价值。随着SiC器件在高性能逆变器中的普及，功率密度不断提升，短时过流能力成为系统可靠性的关键瓶颈。该双模热管理方案通过优化封装热路径，可在不牺牲正常工况散热效率的前提下，显著提升系统应对电网故障或瞬时过载的能力。建议研发团队在...

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...

Hua Mao · Huaping Jiang · Li Ran · Jiayu Hu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月

模块化多电平变换器（MMC）在电网级电力电子设备中应用广泛。由于桥臂电流中直流分量的存在，MMC子模块（SM）表现出不平衡的电流负载特性，导致部分半导体器件应力过大，影响整体可靠性。本文提出一种非对称功率模块设计，旨在平衡结温并提升SM的可靠性。

解读: 该研究针对MMC拓扑中子模块电流不平衡导致的可靠性问题，提出了非对称功率模块设计方案。对于阳光电源而言，该技术对大型地面电站及高压直流输电（HVDC）场景下的集中式逆变器及储能PCS产品具有重要参考价值。通过优化子模块内部的功率器件布局与选型，可以有效降低热应力，提升高压大功率变换器的使用寿命和运行...

Wei Lai · Yunjie Wu · Anbin Liu · Zhiyong Yuan 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年8月

本文针对高压直流输电系统核心MMC拓扑中的压接式IGBT（PP IGBT）模块，开展了模拟实际MMC运行工况下的长期老化失效机理研究。通过实验分析，揭示了PP IGBT在复杂电热应力下的疲劳失效演化过程，对提升大功率电力电子设备的可靠性具有重要意义。

解读: 阳光电源在集中式光伏逆变器及大型储能系统（如PowerTitan系列）中，对高功率密度和高可靠性有着极高要求。虽然目前主流产品多采用模块化IGBT，但随着大功率电力电子技术向更高电压等级演进，压接式IGBT（PP IGBT）在极端工况下的失效机理研究对提升系统长寿命运行至关重要。该研究有助于优化阳光...

Xiao Wang · Hui Li · Ran Yao · Wei Lai 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月

在压接式IGBT（PP-IGBT）器件中，热接触电阻通常占总热阻的50%以上，严重影响散热并导致结温升高。本文提出了一种通过填充液态金属热界面材料来优化PP-IGBT热接触电阻的方法，旨在降低器件热阻，提升散热性能。

解读: 该技术对阳光电源的集中式逆变器及大功率储能系统（如PowerTitan系列）至关重要。PP-IGBT作为高压大功率应用的核心器件，其散热性能直接决定了系统的功率密度和长期运行可靠性。通过引入液态金属优化热接触电阻，可有效降低器件结温，从而提升逆变器在极端工况下的输出能力，或在同等散热条件下实现更紧凑...

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...

Guanqun Qiu · Li Ran · Hao Feng · Huaping Jiang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月

变压器直流偏置威胁双有源桥（DAB）变换器的安全运行。在强交流电流中检测毫安级直流分量极具挑战。本文提出一种基于交流磁通抵消的电流传感器，利用电流互感器（CT）提取交流分量，实现对直流偏置的高精度检测，提升变换器可靠性。

解读: 该技术对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及组串式光伏逆变器中的DAB拓扑具有极高应用价值。DAB是实现直流侧能量双向流动的核心，变压器直流偏置易导致磁饱和，引发过流保护误动作或器件损坏。该高精度检测方案可集成至iSolarCloud智能运维平台，实现对变压器运行状态...

Yanfeng Ma · Sheng Li · Mingfei Li · Weihao Lu 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年2月

本文提出了一种用于p-GaN功率高电子迁移率晶体管（HEMT）的单片集成双向栅极静电放电（ESD）保护方案。设计采用双栅HEMT作为放电管，在几乎不牺牲器件性能的前提下，将正向/反向传输线脉冲失效电流从0.156 A/0.08 A显著提升至1.36 A/5.26 A。

解读: 随着阳光电源在户用光伏逆变器及微型逆变器领域对高功率密度和高效率的追求，GaN器件的应用日益广泛。该研究提出的单片集成ESD保护方案有效解决了GaN器件栅极脆弱的痛点，显著提升了器件在复杂工况下的静电耐受能力和可靠性。建议研发团队关注该双栅结构在提升功率模块鲁棒性方面的潜力，特别是在高频化、小型化的...

Jiaming Xie · Jinxiao Wei · Hao Feng · Binbing Wu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年9月

本信函提出了一种简单可靠的短路保护（SCP）方法，称为 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ - SCP，用于碳化硅（SiC）金属 - 氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该方法通过同时监测 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 来实现。当 $v_{gs}$ 和 $v_{ds}$ 均超过各自的预设阈值时，保护功能启动，从而能够有效抵御硬开关故障（HSF）和负载下故障（FUL）。与现有方法相比，所提出的电路设计结构更简单，且不受封装类型的限制。搭建了一个测试平台来验证所提出的 $v_{g...

解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC MOSFET短路保护技术具有重要的应用价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，我们在大功率电力电子变换器中广泛采用SiC MOSFET器件，以实现更高的效率和功率密度。然而，SiC器件的短路耐受能力较传统IGBT更弱，通常仅为3-5微秒，这对保护电路的响...

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...