中国储能网讯：直流链路电容器在功率转换器中扮演着中间缓冲器的角色，连接着输入源与输出负载，适应不同的瞬时功率、电压和频率。在电动汽车（EV）领域，它们不仅有效抵消逆变器、电机控制器及电池系统中电感的影响，还充当滤波器，为电动汽车子系统提供保护，抵御电压尖峰、浪涌及电磁干扰（EMI）的侵害。
图1：电力转换系统中直流链路电容器的常见用途（来源：可靠电力电子中心1）
1:[http://vbn.aau.dk/files/152271344/reliability_of_capacitors_for_dc_link_applications_an_overview.pdf]
请查看图2中的车载充电器（OBC），它承担着为牵引蓄电池充电的重要任务。在OBC内部，包含了以下组件：
⚫ AC/DC转换器利用整流和功率因数校正（PFC）技术，将电网中的交流电（AC）高效地转换为直流电（DC）。
⚫ 用于能量缓冲的中间直流链路电路。
⚫ 下一级的DC/DC转换器负责调节所产生的直流电压，确保为电池提供精准的直流电平。
图2：OBC交流/直流级简化方框图示
DC链路电容器Cbulk 被巧妙安置在整流器与DC/DC转换器之间。其卓越特性包括：
⚫ 高直流电压额定值：300V至500V
⚫ 超大电容：200µF至1500µF
⚫ 工作温度范围：-40°C至+250°C
⚫ 低等效串联电阻（ESR）：<1.5mΩ
⚫ 高均方根（RMS）电流容量
⚫ 具备高机械坚固性
为了满足大电容值的需求，通常需要采用多个电容器或电容器阵列。在此类应用中，楼氏电容事业部强烈推荐使用高性能StackiCap 1812-4040 250V-1.2kV 100nF-5.6µF X7R系列电容器2，此外，直流链路电容器还需具备处理两倍线路频率的能力，因此常见的电路布局是将多层陶瓷电容器（MLCC）与其他电容器技术并联，以达到这一要求。
在电动汽车子系统中，另一个应用直流链路电容器的重要部位是电机驱动电路中的逆变器（如图3所示）。逆变器负责将电池的直流电转换为三相交流电，以驱动牵引电机实现加速；同时，在制动过程中，它又能将交流电转换回直流电。此外，逆变器还具备检测电机速度和位置的功能，并控制绝缘栅双极晶体管（IGBT）功率级的运行。
图3：电机驱动电路中逆变器的简化框图
在该子系统中，直流链路或平滑电容器Cs被并联配置于电压逆变器的直流侧（电池端）与交流侧（负载端）之间。鉴于其规格与先前的OBC实例颇为相似，推荐使用具备高RMS电流容量的StackiCap X7R电容器。鉴于对高电容值的需求，小型MLCC电容器可与薄膜电容器及铝电解电容器组合使用，以便更靠近IGBT开关器件，从而优化高频衰减性能。
鉴于电动汽车应用中广泛采用转换器和逆变器，选择性能卓越的高压、高电容直流链路电容器对于确保整个系统的成功至关重要。
