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功率半导体器件开关应力波产生机理的理论研究
Theoretical Study on the Generation of Switching Stress Waves in Power Semiconductor Devices
Xuefeng Geng · Yunze He · Qiying Li · Longhai Tang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年3月
本文探讨了功率半导体器件在开关过程中产生的应力波现象。传统的监测方法主要依赖电气、磁学及热学参数，而应力波检测提供了一种新型的器件状态监测手段。研究旨在通过理论分析揭示应力波的产生机理，为功率器件的实时健康状态评估与故障预警提供理论支撑。
解读: 该研究对应力波监测技术的探讨，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）具有极高的应用价值。目前阳光电源在iSolarCloud平台已实现数字化运维，引入应力波检测技术可作为现有电气参数监测的有效补充，实现对IGBT/SiC模块更早期的亚健康状态识别。建议研发...
面向宽调速范围IPMSM无传感器驱动的平滑切换混合位置估计策略
Hybrid Position Estimation Strategy With a Smooth Transition for IPMSM Sensorless Drives in the Wide Speed Range
Xuan Wu · Ting Wu · Shoudao Huang · Wenli Pan 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年7月
本文提出了一种针对内置式永磁同步电机（IPMSM）的全速域无传感器位置估计策略。该方法结合了基于转子凸极性的最小电压矢量注入（MVVI）法与基于反电动势（back EMF）的方法，实现了零/低速与中高速区间的平滑切换，有效提升了驱动系统的鲁棒性与控制精度。
解读: 该技术主要应用于电机驱动控制领域。虽然阳光电源的核心业务聚焦于光伏逆变器和储能PCS，但该算法在风电变流器（双馈或全功率变流器）以及未来可能涉及的工业电机驱动应用中具有参考价值。特别是针对风电变流器中永磁同步发电机的无传感器控制，该平滑切换策略能提升低风速下的启动性能与运行稳定性。建议研发团队关注其...
基于Paris定律与裂纹长度解析计算的IGBT键合线脱落寿命预测
Lifetime Prediction for Lift-off of Bond Wires in IGBTs Using Paris Law With Analytical Calculation of Crack Length
Xin Yang · Junjie Ye · Xinlong Wu · Ke Heng 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年10月
铝键合线脱落是IGBT模块的主要失效机理之一。其根本原因是裂纹扩展导致键合界面接触面积减小。本文提出了一种基于经典Paris定律的寿命预测方法，通过解析计算裂纹长度，能够有效量化该失效过程，为功率模块的可靠性评估提供了理论支撑。
解读: IGBT模块是阳光电源组串式/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。键合线脱落直接影响产品的长期运行可靠性。本文提出的基于Paris定律的寿命预测模型，可集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实现功率器件的健康状态（SOH）在线监测与剩余寿命（RUL）预...
键合线退化对分立式IGBT功率循环过程中释放的开关应力波影响的研究
Investigation of the Effect of Bonding Wires Degradation on Switching Stress Waves Released During Power Cycling in Discrete IGBT
Xuefeng Geng · Yunze He · Longhai Tang · Shan Chang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
有效的状态监测技术对确保绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的安全运行至关重要。现有方法多集中于电、热、磁参数的提取。近期研究表明，IGBT在开关瞬间可释放可被声发射（AE）传感器检测到的开关应力波（SSW）。然而，利用SSW监测IGBT健康状态仍具挑战性。本文构建了功率循环与SSW测试平台，研究分立式IGBT在功率循环中键合线退化对SSW的影响。结果表明，随着键合线退化，SSW的时域能量指标和频域重心频率均发生显著变化，揭示了基于AE的IGBT内部键合线状态监测的可行性。
解读: 该IGBT键合线退化声发射监测技术对阳光电源核心产品具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统中，IGBT功率模块是关键失效部件，传统电热参数监测难以实现早期故障预警。该研究提出的开关应力波（SSW）监测方法可集成至阳光电源iSolarCloud智能运维平台，通过AE传...