現代工業(yè)領(lǐng)域的電力電子對元器件的選擇有了更高的要求,無(wú)論是電氣特性方面還是環(huán)境的操作條件的要求。電容器也不例外，產(chǎn)品的可靠性越來(lái)越成為關(guān)鍵。在電力電子應用中，薄膜電容器比其他電容器更具有優(yōu)勢。
薄膜電容以其優(yōu)越的電性能在高壓高頻大功率電力電子設備中得以廣泛應用，特別在 DC-LINK 這個(gè)應用場(chǎng)合，薄膜電容與電解電容相比較具有高紋波電流承受能力、耐高壓、低 ESR 和 ESL、長(cháng)壽命、 (干式防爆)、無(wú)極性和高頻特性好等優(yōu)越的電氣性能，在高壓大功率電力電子設備中DC-LINK應用薄膜電容替代電解電容是一種趨勢。
薄膜電容的優(yōu)勢
? 1.承受高有效電流的能力，最高可達1Arms/μF。
? 2.抗浪涌能力強，能承受2UnV 的浪涌電壓
? 3.承受高峰值的電流能力，dv/dt高達100V/μs, ESL電感量小，充放電速度快。
? 4.耐壓高，能承受1.5倍于額定電壓的過(guò)壓。
? 5.無(wú)極性，能長(cháng)期承受反向脈沖電壓。
? 6.介質(zhì)損耗小 ，ESR小，產(chǎn)品內部溫升低，溫度特性好。
? 7.體積小，長(cháng)壽命，沒(méi)有酸污染。
? 8.可長(cháng)時(shí)間存儲。
? 9. 替代電解并非等額容量替代，而是功能上的替代，根據不同的要求確定容量。
薄膜電容的發(fā)展趨勢 （針對DC-LINK）
從1980年開(kāi)始，使用金屬化膜以及膜上金屬分割技術(shù)的DC濾波電容得到了長(cháng)足的發(fā)展。在過(guò)去多年的發(fā)展中， 電容的體積和重量減小了3到4倍?，F在薄膜生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)出了更薄的膜，同時(shí)改進(jìn)了金屬化的分割技術(shù)極大的幫助了這種電容的發(fā)展。用干式設計，使膜電容能夠比電解電容更加經(jīng)濟地覆蓋600VDC到1200VDC之間的電壓范圍。
1、干式替代油浸式
油浸式電容因為將油浸漬到薄膜里面（1200V以上的電容更加），當電容發(fā)生漏液或者油發(fā)生老化時(shí)因油直接接觸到薄膜及金屬鍍層電極，會(huì )對電容的性能產(chǎn)生影響，大大縮短了電容的壽命，而干式電容可以解決以上問(wèn)題，而且減化了生產(chǎn)工藝，保證了產(chǎn)品的一致性。
2、電氣防爆替代壓力防爆
油浸式電容一般采用壓力式防爆或采用內部串聯(lián)熔絲的方式進(jìn)行防爆，而現在國外干式薄膜電容一般采用更為先進(jìn)的電氣式防爆， 即采用網(wǎng)狀安全膜，而電氣式防爆比壓力式防爆和內部串聯(lián)熔絲防爆可靠性更高、防爆效果更好。
薄膜電容的關(guān)鍵材料
介質(zhì)—塑料薄膜（如:聚丙烯(PP),聚酯(PET),聚碳酸酯(PC),聚苯硫醚,(PPS) ），塑料薄膜的性能直接影響到薄膜電容的壽命和電氣性能，國內做 PP 薄膜最好的廠(chǎng)家和國外的高品質(zhì)的 PP 薄膜（如德國的史泰拿、創(chuàng )斯普、法國的波洛萊和日本東麗等）差距還相當大，特別是影響電容壽命、耐壓和高溫特性的 PP 薄膜結晶度，國內廠(chǎng)家只能做到 60~65%結晶度，而國外的能達 75~80%的結晶度，并逐步在提高，這樣如果用相同的厚度的薄膜、相同的工藝做的產(chǎn)品，國外的高品質(zhì)膜會(huì )比國內最好的膜做的產(chǎn)品壽命長(cháng) 50%、耐壓高 30%以上。
薄膜電容的常用結構及分類(lèi)
A. 內部結構分類(lèi)
1 雙面金屬化膜,內部串聯(lián)結構
2 單面金屬化膜,內部串聯(lián)結構
3 單面金屬化膜,內部不串
4 單面金屬化膜,網(wǎng)狀安全結構
B.按外形結構分類(lèi)
1 外包膠紙,軸向引出:引線(xiàn),片,螺孔
2 標準塑料外殼封裝,線(xiàn)/片引出
3 標準金屬外殼,螺孔/螺桿引出
4 定制，異型外殼
C.按目標用途分類(lèi)
Snubber(吸收)(PSD,PSC,PSM)
DC-link(直流濾波,直流鏈支撐)(PDP,PDF,PDE,PDB)
AC-filter(交流濾波,LC,)(PAF,PAR)
Resonant(諧振) (PSC,PGH)
Switching(開(kāi)關(guān))(PWH)
對薄膜電容和電解電容對比分析
1、電性能（從產(chǎn)品設計及結構上進(jìn)行分析）
電解電容采用的是隱箔式有感卷繞結構，而薄膜電容采用的是金屬化薄膜無(wú)感卷繞結構，如下圖所示：
從上面的電解電容和薄膜電容的結構示意圖可以看出：電解電容 屬有感式卷繞，電流的流向路程遠（等于電解鋁箔的長(cháng)度），造成電 解電容的 ESL 和 ESR 較大，所以在經(jīng)受大的紋波電流時(shí)發(fā)熱嚴重； 而薄膜電容采用的是無(wú)感式卷繞，電流的流向路程短（等于薄膜的寬 度），薄膜電容的 ESL 和 ESR 極小，所以能承受大的紋波電流而不發(fā)熱。
2、壽命對比
電解電容的壽命一般只有 2000~3000 小時(shí)，而長(cháng)壽命的也只 有 5000~6000 小時(shí)，而且容易發(fā)生漏液和存在保質(zhì)期；而薄膜電 容壽命一般是 100000 小時(shí)以上，而且是干式和無(wú)保質(zhì)期限；下面 是薄膜電容的壽命曲線(xiàn)圖：
DC-LINK電容在電力電子設備中的功能和應用
薄膜電容在電力電子設備中的示意圖
C1：直流鏈支撐（DC-Link）
C2：逆變回路中 IGBT、IPM 模塊突波電壓吸收
C3 ： AC濾波電容，輸出端高頻紋波吸收
二、 C1：直流鏈支撐（DC-Link）
1.DC-LINK電容在電力電子設備中的功能主要是為后級逆變系統的功率器件開(kāi)通瞬間提供有效值和幅值很高的脈動(dòng)電流
2.功能替代的理論分析（容量選擇方法分析）
高頻紋波電壓計算方法：E=1/2CU2-1/2C(U-△U)2
其中:E 為每次 IGBT 導通時(shí)所需能量，U 為電容導通前的電壓， △U 為紋波電壓的峰峰值，C 為電容容量。
E 的一般理論計算方法（每 KW 所需平均能量）：
E=3600000/3600/f=1000/f（其中 f 為 PWM載波頻率 ）
以 f=2KHz 為例，E=0.5J，假如直流母線(xiàn)電壓 U=1000V 時(shí)，要求高頻紋波電壓△U 為 2%（即△U=20V），根據 E=1/2CU2-1/2C(U-△U)2 可以算出 C=25.25μ F,同時(shí)用IGBT整流的風(fēng)電變流器，整流側能提供50%以上的能量，
所以可以得出，每KW功率機器所需DC-LINK電容的容量為12.5μF以上即可滿(mǎn)足要求，實(shí)際應用時(shí)留點(diǎn)余量，所以我們推薦是15~25μF/KW。紋波電流在我們的計算中不作考慮，因為薄膜電容的紋波電流承受能力完全可以滿(mǎn)足要求。
例如，2MW/690VAC的風(fēng)電變流器，以每KW功率需DC-LINK電容的容量為17.5μF，那么2MW要的總DC-LINK電容的容量為35000μF。
二、C2：逆變回路中 IGBT、IPM 模塊突波電壓吸收
IGBT保護電容主要是用來(lái)緩沖IBGT開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高脈沖電壓和電流；
IGBT保護電容有如下特點(diǎn)：特高的Du/dt、大電流、高頻特性好、自愈性、極小的ESR、無(wú)感結構。
電壓選擇：跟據客戶(hù)IGBT電壓等級來(lái)選擇，電容額定電壓一般不低于IGBT電壓等級。
容量選擇：容量為：IGBT實(shí)際工作電流每100A使用容量大約1UF。
三、C3:AC濾波電容：在變流器中的功能主要是濾除IGBT逆變器產(chǎn)生的高頻紋波，使變流器并網(wǎng)時(shí)有一個(gè)符合要求的正弦波電壓。
電壓選擇：跟據客戶(hù)的變流器輸出電壓來(lái)選擇，電容額定電壓不低于客戶(hù)使用電壓。
容量選擇：根據客戶(hù)要求；一般選擇容量時(shí)，符合濾波電容和電感的諧振點(diǎn)在載波頻率的1/4~1/5的條件時(shí)，濾波效果較好。
主要目標行業(yè)
1.混合動(dòng)力汽車(chē)變頻器
2.靜止無(wú)功發(fā)生器
3.風(fēng)力發(fā)電變頻器
4.太陽(yáng)能發(fā)電逆變器
5.高壓變頻器
其他行業(yè)
高頻開(kāi)關(guān)電源、通用變頻器、UPS/EPS、感應加熱電源、逆變焊機、逆變電源、GTO鉗位與吸收 ，有源電力濾波器，LC濾波 (單相,三相Y/△)