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可靠性与测试 可靠性分析 功率模块 多物理场耦合 ★ 4.0

外部直流磁场对多层陶瓷电容器高频阻抗特性的影响

Effects of External DC B-Fields on High-Frequency Impedance Characteristics of Multilayer Ceramic Capacitors

作者 Rongrong Zhang · Chaoqiang Jiang · Shuo Wang · Teng Long · Atif Iqbal · Jian Qiu · Cheng Wang · Kefu Liu · Hui Zhao
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2026年3月
技术分类 可靠性与测试
技术标签 可靠性分析 功率模块 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 多层陶瓷电容器 MLCC 直流磁场 高频阻抗 电力电子 磁场效应 介电材料
语言:

中文摘要

多层陶瓷电容器(MLCC)广泛应用于电力电子领域。由于顺电和铁电材料通常被视为非磁性介质,其磁场效应在设计中常被忽略。本文揭示了一个重要且此前未被记录的现象:外部直流磁场会导致MLCC的高频阻抗发生显著变化,这对于高功率密度电力电子变换器的设计具有重要参考价值。

English Abstract

Multilayer ceramic capacitors (MLCCs) are widely used in power electronics. Because paraelectric and ferroelectric material are nonmagnetic dielectrics, B-field effects are typically ignored in datasheets and design consideration. This letter reveals a significant, previously undocumented phenomenon: B-fields cause substantial high-frequency impedance variation in MLCCs, with observed changes exce...
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SunView 深度解读

MLCC是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及电动汽车充电桩中DC-Link支撑电容和滤波电路的关键元件。随着功率密度的提升,磁性元件(如电感、变压器)与电容的布局趋于紧凑,漏磁场对MLCC阻抗特性的影响可能导致滤波性能偏移或谐振点漂移。建议在研发阶段引入多物理场耦合仿真,评估高功率密度产品内部磁场对电容性能的干扰,并在可靠性测试中增加磁场环境下的阻抗稳定性考核,以优化电路设计并提升系统长期运行的可靠性。