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高压压接式IGBT在直流断路应用下的物理瞬态电热模型
A Physics-Based Transient Electrothermal Model of High-Voltage Press-Pack IGBTs Under HVdc Interruption
Yifei Luo · Fei Xiao · Binli Liu · Yongle Huang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年6月
针对高压直流（HVdc）应用中压接式IGBT建模需求，本文提出了一种基于开关瞬态机制的物理电热瞬态模型。该模型充分考虑了高压IGBT（HVIGBT）较宽的基区宽度，通过物理建模方法实现了对器件在直流中断过程中的电热特性精确仿真。
解读: 该研究对于阳光电源在高压直流输电及大型储能系统（如PowerTitan系列）中的功率器件选型与可靠性设计具有重要参考价值。压接式IGBT是高压大功率变流器的核心，该电热耦合模型能有效提升对器件在极端工况（如直流故障中断）下热应力的预测精度，有助于优化变流器热管理系统设计，提升系统在复杂电网环境下的运...
一种用于SiC-MOSFET模块快速瞬态测量的集成数字信号反馈传感器
An Integrated Digital Signal Feedback Sensor for Fast Transient Measurements of SiC-MOSFET Modules
Zenan Shi · Fei Xiao · Yifei Luo · Laili Wang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年3月
本文提出了一种用于碳化硅（SiC）MOSFET模块的数字信号反馈传感器设计方法，旨在应用于未来的有源栅极驱动器。该方法实现了高带宽、高集成密度和低延迟的瞬态测量，并针对现有研究的不足提出了创新解决方案，为提升功率模块的驱动性能与保护机制提供了技术支撑。
解读: 该技术对阳光电源的核心业务具有极高价值。随着公司组串式逆变器及PowerTitan系列储能PCS向更高功率密度和更高开关频率演进，SiC器件的应用已成为提升效率的关键。该集成传感器技术可显著优化有源栅极驱动电路，提升对SiC模块瞬态过程的实时监测能力，从而在实现更精准的过流/过压保护的同时，进一步压...
短时续流下p-i-n二极管反向恢复电压模型
A Voltage Model of p-i-n Diodes at Reverse Recovery Under Short-Time Freewheeling
Yifei Luo · Fei Xiao · Bo Wang · Binli Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年1月
现代电力变换器的高频化和大容量化导致二极管在反向恢复过程中产生高电压尖峰。本文针对短时续流工况下p-i-n二极管的反向恢复特性进行研究，建立了一种电压模型，旨在分析高开关速度下产生的电压峰值，为功率器件的选型与驱动保护提供理论支撑。
解读: 该研究直接关联阳光电源核心产品（如组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan储能变流器）中功率模块的可靠性设计。随着公司产品向更高功率密度和更高开关频率演进，二极管反向恢复产生的电压尖峰是导致功率器件失效和电磁干扰的主要原因。通过该模型，研发团队可更精准地优化驱动电路参数，抑制电压尖峰，从而提升...
基于迭代循环的焊料层裂纹与铝线脱落导致IGBT热电特性退化评估
Evaluation of the Degradation in Electrothermal Characteristics of IGBTs During Thermal Cycling Cocaused by Solder Cracking and Al-Wires Lifting-Off Based on Iterative Looping
Yongle Huang · Yifei Luo · Fei Xiao · Binli Liu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年2月
本文研究了封装疲劳（芯片焊料层裂纹和铝线脱落）对IGBT热电特性的动态退化影响。通过迭代循环方法，分析了长期服役条件下IGBT的可靠性与热电耦合退化机制，为提升电力电子器件在复杂工况下的安全运行提供了理论依据。
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。该研究揭示的焊料层与键合线失效机制，直接关系到产品在极端温度循环下的寿命预测。建议研发团队将此迭代循环评估方法引入功率模块的可靠性测试标准中，通过优化封装工艺和热管理设计，提升...
一种基于变参数功率循环的IGBT高精度低成本疲劳寿命评估方法
A High Accuracy and Low-Cost Fatigue Life Evaluation Method for IGBTs Based on Variable-Parameter Power Cycling
Yongle Huang · Xin Tang · Yifei Luo · Fei Xiao 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
IGBT模块的疲劳寿命对于电力电子设备的长期可靠运行至关重要。目前，获取功率器件疲劳寿命模型通常依赖于耗时且昂贵的功率循环测试。本文提出了一种更低成本、更高效率的IGBT疲劳寿命评估方法，通过变参数功率循环技术，有效缩短了测试周期并提高了评估精度。
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。该研究提出的变参数功率循环方法，能显著降低研发阶段的可靠性验证成本，并缩短测试周期。建议研发团队将其应用于iSolarCloud运维平台的数据积累中，通过实测数据校准仿真模型，...
60Co伽马射线总电离剂量辐照下SiC MOSFET的退化机理分析与建模
Degradation Mechanism Analysis and Modeling of SiC MOSFETs Under 60Co Gamma Ray Total Ionizing Dose Irradiation
Runding Luo · Yuhan Duan · Tao Luo · Yifei Chang 等6人 · IEEE Transactions on Electron Devices · 2025年5月
研究了碳化硅（SiC）垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（VDMOSFET）和沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在 $^{60}$Co $\gamma$ 射线辐照环境下的退化机制。探究了不同总电离剂量（TID）辐照后，处于不同工作状态的 SiC MOSFET 电学特性的退化情况。通过辐照后的退火实验研究了辐照过程中产生的缺陷。揭示了 TID 导致 SiC MOSFET 退化的原因，并提出了阈值电压（$V_{\text {th}}$）漂移的预测模型，且通过 TCAD 仿真进行了验...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于SiC MOSFET在总电离剂量辐射环境下的退化机理研究具有重要的战略参考价值。SiC功率器件已成为我司光伏逆变器、储能变流器等核心产品的关键元件，其可靠性直接影响系统的长期性能表现。 该研究揭示了γ射线辐射导致SiC MOSFET阈值电压漂移、导通电阻增大等退化...
基于热平衡的IGBT功率模块安全工作区及其退化评估方法
Thermal Balance-Based Evaluation Method for Safe Operating Areas and Its Degradation of IGBT Power Module
Tongyao Han · Yifei Luo · Binli Liu · Hao Yuan 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年4月
针对IGBT功率模块在短时过载时的热应力和电热特性强非线性,数据手册二维安全工作区(SOA)无法满足可靠性评估需求。提出基于热平衡原理的SOA定量评估方法,建立包含电压、电流和结温的三维SOA防止IGBT热失效。所提SOA表明IGBT可在超额定电流两倍以上安全运行,结温可超448.15K(175°C)而不发生热失效。建立器件热不稳定性表征准则和半导体物理-热传导理论集成的净热流分析模型,考虑长期运行中电热特性退化对SOA的影响。仿真和实验验证了SOA及其退化有效预测短时过载下IGBT可靠性。
解读: 该IGBT三维安全工作区评估技术对阳光电源IGBT功率模块应用有重要可靠性保障价值。热平衡SOA方法可应用于ST储能变流器和SG光伏逆变器的IGBT选型和过载保护设计,提高短时过载能力。电热耦合退化模型对PowerTitan大型储能系统的长期可靠性预测和维护策略制定有指导意义。该技术对阳光电源功率模...