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功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 4.0

IGBT器件PETT振荡频率的修正公式

The Modified Formula for PETT Oscillation Frequency in IGBT Devices

Jiayu Fan · Xiang Cui · Yue He · Zhibin Zhao 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年5月

等离子体提取渡越时间(PETT)振荡会引发电磁干扰,影响器件运行稳定性。本文针对现有PETT振荡频率计算公式存在的发散问题,提出了一种修正公式,能够更准确地估算振荡频率,从而为抑制该振荡提供理论支撑。

解读: 该研究对阳光电源的核心产品线(如组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器)具有重要意义。这些产品广泛使用高功率IGBT模块,PETT振荡引起的电磁干扰(EMI)是导致系统电磁兼容性(EMC)不达标及器件失效的潜在因素。通过应用该修正公式,研发团队可在设计阶段更精确地预测并...

功率器件技术 IGBT 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

不均匀温度分布对压接式IGBT电极翘曲的影响

Influence of the Uneven Temperature Distribution on the Electrode Warpage of PP IGBTs

Yiming Zhang · Erping Deng · Jiaqi Guo · Zhibin Zhao 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年4月

本文研究了压接式IGBT(PP IGBT)内部压力与结温分布不均匀的问题。通过分析热机械耦合效应,探讨了垂直和水平温度梯度对电极翘曲的诱导机制,旨在揭示电极翘曲的根本原因,为功率模块的结构优化提供理论支撑。

解读: 压接式IGBT(PP IGBT)是阳光电源大型集中式光伏逆变器及高压储能系统(如PowerTitan系列)中功率模块的核心组件。该研究揭示了电极翘曲的机理,对于提升高功率密度模块的散热设计与长期可靠性至关重要。建议研发团队在模块封装设计阶段引入该热机械耦合模型,优化压力分布,以降低极端工况下的失效风...

拓扑与电路 PFC整流 功率模块 ★ 2.0

一种用于无线电能传输的单级三模可重构调节整流器

A Single-Stage Three-Mode Reconfigurable Regulating Rectifier for Wireless Power Transfer

Shurui Liu · Tianqi Lu · Zhong Tang · Zhiyuan Chen 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年7月

本文提出了一种用于无线电能传输的宽工作范围可重构调节整流器。该三模整流器无需全局环路控制即可实现宽电压调节,有效减小了芯片面积。相比现有技术,该方案具备更多工作模式和更高的电压增益,能够实现更低输入功率下的高效调节。

解读: 该文献探讨的无线电能传输(WPT)及高集成度可重构整流技术,目前主要应用于消费电子或小型化设备。对于阳光电源而言,虽然其核心业务集中在光伏、储能及大功率充电桩领域,但该技术中关于“无需全局环路控制实现宽范围调节”的思路,对公司电动汽车充电桩产品线中提升功率密度、优化控制架构具有一定的参考价值。建议关...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

栅极回路电感不匹配对并联SiC MOSFET阈值电压离散性演变及电流分配的影响

Influence of Mismatched Gate Loop Inductance on Threshold Dispersity Evolution and Current Sharing of Parallel SiC MOSFETs

Lei Tang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Yihan Huang 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月

在大功率应用中,SiC MOSFET并联技术至关重要。然而,栅极电路的不对称性会导致栅极电感不匹配,进而引发电流不平衡。本文深入研究了阈值电压离散性的演变规律及其对并联器件电流分配的影响,为提升高功率密度电力电子系统的可靠性提供了理论支撑。

解读: 该研究直接关系到阳光电源大功率组串式逆变器(如SG系列)及大型储能系统(如PowerTitan系列)的核心功率模块设计。随着SiC器件在光储产品中的广泛应用,并联均流与长期可靠性是提升系统功率密度和效率的关键。该文献关于栅极回路电感对阈值电压漂移及电流不平衡影响的分析,对优化阳光电源功率模块的PCB...

功率器件技术 SiC器件 功率模块 可靠性分析 ★ 5.0

阈值电压离散度演变对并联SiC MOSFET电流分配的影响

Impact of the Threshold Dispersity Evolution on the Current Sharing of Parallel SiC MOSFETs

Lei Tang · Huaping Jiang · Ruijin Liao · Yihan Huang 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月

SiC MOSFET并联是实现大容量功率变换的有效方案,但芯片参数离散度会导致电流不平衡。本文重点研究了动态阈值电压漂移现象,分析了阈值电压离散度演变对并联SiC MOSFET电流分配的影响,为提升大功率变换器的均流性能提供了理论支撑。

解读: 该研究直接关系到阳光电源大功率组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)的核心可靠性。在这些产品中,SiC MOSFET的并联应用是提升功率密度和效率的关键。阈值电压的动态漂移会导致并联芯片间电流失衡,长期运行可能引发局部过热及器件失效。建议研发团队在模块选型及驱动电路设计中,引入阈...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 5.0

碳化硅MOSFET动态阈值电压漂移的恢复性能研究

Recovery Performance of the Dynamic Threshold Voltage Drift of Silicon Carbide MOSFETs

Xiaohan Zhong · Chao Xu · Huaping Jiang · Ruijin Liao 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年6月

碳化硅(SiC) MOSFET的阈值电压不稳定性备受关注,但针对其恢复性能的研究尚显不足。本文通过实验与仿真手段,深入探讨了SiC MOSFET阈值电压恢复的性能表现及其物理机制。

解读: 随着阳光电源在组串式光伏逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器中大规模应用SiC器件以提升功率密度和效率,器件的长期可靠性至关重要。阈值电压漂移直接影响开关损耗和驱动稳定性。本研究揭示的恢复机制有助于优化驱动电路设计及栅极驱动参数,从而提升阳光电源产品在复杂工况下的长期运行可靠性。建议研发...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 5.0

交流栅极应力下碳化硅功率MOSFET的偏置温度不稳定性

Bias Temperature Instability of Silicon Carbide Power MOSFET Under AC Gate Stresses

Xiaohan Zhong · Huaping Jiang · Guanqun Qiu · Lei Tang 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年1月

随着碳化硅(SiC)功率MOSFET应用日益广泛,其可靠性问题备受关注,尤其是栅极阈值电压的长期稳定性。本文通过实验室实验,研究了在不同占空比、开通及关断栅极电压条件下,交流栅极应力对阈值电压不稳定性的影响。

解读: SiC器件是阳光电源提升组串式逆变器和PowerTitan储能系统功率密度的核心。该研究揭示了交流栅极应力对SiC MOSFET阈值电压的影响,对优化逆变器及PCS的驱动电路设计、提升长期运行可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在设计高频开关电路时,参考该研究的应力测试模型,针对性地优化驱动电压参数...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 可靠性分析 ★ 5.0

栅极开关引起的SiC MOSFET阈值电压漂移的物理机制解释

A Physical Explanation of Threshold Voltage Drift of SiC MOSFET Induced by Gate Switching

Huaping Jiang · Xiaowei Qi · Guanqun Qiu · Xiaohan Zhong 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年8月

碳化硅(SiC)MOSFET是下一代电力电子设备的核心。然而,阈值电压的不稳定性限制了其广泛应用。虽然已有关于静态和动态栅极应力下阈值电压漂移的报道,但其背后的物理机制仍需进一步揭示。

解读: SiC MOSFET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与转换效率的关键器件。阈值电压漂移直接影响器件的开关损耗、并联均流及长期可靠性。该研究揭示的动态栅极应力机制,对公司优化驱动电路设计、提升功率模块在复杂工况下的寿命预测能力具有重要指导意义。建议研发团...

拓扑与电路 三相逆变器 PWM控制 空间矢量调制SVPWM ★ 5.0

基于电压矢量优化重分配的三相两电平逆变器电流纹波抑制混合PWM策略

Voltage-Vector Optimal Redistribution-Based Hybrid PWM Strategy for Current Ripple Reduction in Three-Phase Two-Level Inverter

Qipeng Tang · Xiangze Wu · Qiming Zhong · Pan Luo 等8人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月

本文旨在降低三相两电平逆变器在宽运行范围内的电流纹波。基于电压矢量优化重分配思想,提出了一种混合脉宽调制(PWM)策略。与传统空间矢量PWM(SVPWM)方案中零电压矢量和有源电压矢量持续时间均分不同,该混合PWM策略通过优化矢量分配,有效提升了逆变器的输出电流质量。

解读: 该研究直接针对三相两电平逆变器的核心调制算法进行优化,对阳光电源的组串式逆变器(如SG系列)及集中式逆变器产品线具有极高的应用价值。通过优化电压矢量分配来降低电流纹波,不仅能提升逆变器在宽电压范围下的并网电能质量,还能有效降低输出滤波器的设计成本与体积,提升整机功率密度。建议研发团队在下一代逆变器控...

功率器件技术 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 ★ 5.0

碳化硅MOSFET第三象限特性研究

Investigation Into the Third Quadrant Characteristics of Silicon Carbide MOSFET

Lei Tang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Guanqun Qiu 等11人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年1月

由于碳化硅(SiC)MOSFET性能优越,其应用日益广泛。为提升功率密度,研究倾向于利用MOSFET的第三象限特性替代外并肖特基二极管进行死区续流。本文深入探讨了SiC MOSFET第三象限的导通特性、体二极管行为及其对系统效率和可靠性的影响。

解读: 该研究对阳光电源的高功率密度产品线至关重要。随着PowerTitan系列储能系统及组串式逆变器向更高功率密度演进,利用SiC MOSFET的第三象限特性替代外置二极管,可有效减小模块体积并降低损耗。建议研发团队在设计高频DC-DC及逆变电路时,重点评估该特性在不同死区时间下的导通损耗与可靠性,优化驱...

功率器件技术 SiC器件 IGBT 功率模块 ★ 4.0

栅极电阻对改善硅/碳化硅混合开关动态过流应力的影响

Impact of Gate Resistance on Improving the Dynamic Overcurrent Stress of the Si/SiC Hybrid Switch

Xiaofeng Jiang · Huaping Jiang · Xiaohan Zhong · Hua Mao 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年11月

硅/碳化硅(Si/SiC)混合开关(HyS)结合了高电流Si IGBT与低电流SiC MOSFET的优势,在轻载和重载下均能实现更低的导通损耗。然而,为避免器件损坏,必须解决HyS在重载条件下所面临的动态过流应力问题。本文研究了栅极电阻对缓解该过流应力的影响。

解读: 该技术对阳光电源的组串式逆变器及PowerTitan系列储能变流器(PCS)具有重要参考价值。随着功率密度要求的提升,Si/SiC混合开关技术可在保持成本优势的同时,有效降低系统损耗。通过优化栅极驱动电路(如动态调整栅极电阻),可以显著改善功率模块在重载工况下的动态过流应力,从而提升逆变器和PCS的...

拓扑与电路 DC-DC变换器 功率模块 ★ 2.0

一种由压电换能器辅助实现10mV冷启动且峰值效率达82.7%的热电能量采集系统

A Thermoelectric Energy Harvesting System Assisted by a Piezoelectric Transducer Achieving 10-mV Cold-Startup and 82.7% Peak Efficiency

Tianqi Lu · Ruizhi Wang · Zhong Tang · Yiwei Zou 等13人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月

本文提出了一种10mV启动电压的热电能量采集系统,利用压电发电机(PEG)作为冷启动辅助。该方案针对同时存在热能与动能的环境,通过PEG提供时钟信号实现系统启动。得益于PEG的高输出阻抗特性,该系统在极低电压下展现了优异的启动性能与转换效率。

解读: 该技术主要涉及微功率能量采集与超低电压启动电路,与阳光电源现有的兆瓦级光伏逆变器及大容量储能系统(如PowerTitan)在功率等级上差异巨大。然而,其“冷启动”与“低电压启动”的设计理念对阳光电源的iSolarCloud智能运维平台中的无线传感器节点、分布式监测终端或储能系统的BMS辅助电源设计具...

储能系统技术 ★ 5.0

通过弹性能量存储与回收提高介电弹性体发电机的能量转换效率

Enhancing the energy conversion efficiency of dielectric elastomer generators via elastic energy storage and recovery

Zhong Wang · Chao Tang · Yixin Wang · Liang Zhou 等9人 · Applied Energy · 2025年2月 · Vol.379

摘要 小型风能收集装置在驱动低功耗传感器、照明设备、机器人及其他电器方面具有广阔的应用前景。然而,传统的电磁发电机在小型化收集装置及低频条件下面临诸多挑战。介电弹性体发电机(DEGs)能够在小变形条件下实现能量收集,并具备微型化的潜力。受生物肌腱和肌肉中观察到的弹性能量存储与回收机制的启发,我们提出了一种提高DEG能量转换效率的方法。通过建立用于计算能量收集过程中能量流动的机电模型,我们系统地研究了DEG在不同工况下的能量收集原理以及弹性能量存储与回收在提升效率中的作用。在此理论基础上,我们设计...

解读: 该介电弹性体发电机的弹性储能与能量回收机制,为阳光电源储能系统提供创新启发。其小变形高效能量转换原理可应用于ST系列PCS的机械-电能耦合优化,特别是在低频振动能量捕获场景。弹性储能机制与PowerTitan储能系统的能量管理策略具有协同潜力,可探索用于分布式微能量采集单元,为iSolarCloud...