薄膜电容的发展趋势 （针对DC-LINK）

薄膜电容以其优越的电性能在高压高频大功率电力电子设备中得以广泛应用，特别在 DC-LINK 这个应用场合，薄膜电容与电解电容相比较具有高纹波电流承受能力、耐高压、低 ESR 和 ESL、长寿命、 (干式防爆)、无极性和高频特性好等优越的电气性能，在高压大功率电力电子设备中DC-LINK应用薄膜电容替代电解电容是一种趋势。

• 1.承受高有效电流的能力，最高可达1Arms/μF。

• 3.承受高峰值的电流能力，dv/dt高达100V/μs, ESL电感量小，充放电速度快。

• 5.无极性，能长期承受反向脉冲电压。

• 7.体积小，长寿命，没有酸污染。

• 9. 替代电解并非等额容量替代，而是功能上的替代，根据不同的要求确定容量。

1、干式替代油浸式

2、电气防爆替代压力防爆

薄膜电容的关键材料

薄膜电容的常用结构及分类

1 双面金属化膜,内部串联结构

3 单面金属化膜,内部不串

B.按外形结构分类

2 标准塑料外壳封装,线/片引出

4 定制，异型外壳

Snubber(吸收)(PSD,PSC,PSM)

AC-filter(交流滤波,LC,)(PAF,PAR)

Switching(开关)(PWH)

1、电性能（从产品设计及结构上进行分析）

从上面的电解电容和薄膜电容的结构示意图可以看出：电解电容 属有感式卷绕，电流的流向路程远（等于电解铝箔的长度），造成电 解电容的 ESL 和 ESR 较大，所以在经受大的纹波电流时发热严重； 而薄膜电容采用的是无感式卷绕，电流的流向路程短（等于薄膜的宽 度），薄膜电容的 ESL 和 ESR 极小，所以能承受大的纹波电流而不发热。

电解电容的寿命一般只有 2000~3000 小时，而长寿命的也只 有 5000~6000 小时，而且容易发生漏液和存在保质期；而薄膜电 容寿命一般是 100000 小时以上，而且是干式和无保质期限；下面 是薄膜电容的寿命曲线图：

C1：直流链支撑（DC-Link）

C3 ： AC滤波电容，输出端高频纹波吸收

1.DC-LINK电容在电力电子设备中的功能主要是为后级逆变系统的功率器件开通瞬间提供有效值和幅值很高的脉动电流

高频纹波电压计算方法：E=1/2CU2-1/2C(U-△U)2

E 的一般理论计算方法（每 KW 所需平均能量）：

以 f=2KHz 为例，E=0.5J，假如直流母线电压 U=1000V 时，要求高频纹波电压△U 为 2%（即△U=20V），根据 E=1/2CU2-1/2C(U-△U)2 可以算出 C=25.25μ F,同时用IGBT整流的风电变流器，整流侧能提供50%以上的能量，

例如，2MW/690VAC的风电变流器，以每KW功率需DC-LINK电容的容量为17.5μF，那么2MW要的总DC-LINK电容的容量为35000μF。

IGBT保护电容主要是用来缓冲IBGT开关时产生的高脉冲电压和电流；

电压选择：跟据客户IGBT电压等级来选择，电容额定电压一般不低于IGBT电压等级。

三、C3:AC滤波电容：在变流器中的功能主要是滤除IGBT逆变器产生的高频纹波，使变流器并网时有一个符合要求的正弦波电压。

容量选择：根据客户要求；一般选择容量时，符合滤波电容和电感的谐振点在载波频率的1/4~1/5的条件时，滤波效果较好。

1.混合动力汽车变频器

3.风力发电变频器

5.高压变频器

高频开关电源、通用变频器、UPS/EPS、感应加热电源、逆变焊机、逆变电源、GTO钳位与吸收 ，有源电力滤波器，LC滤波 (单相,三相Y/△)