DC-Link 电容器是许多应用功率转换的重要阶段，包括三相脉宽调制 （PWM） 逆变器、光伏和风力逆变器、工业电机驱动器、汽车车载充电器和逆变器（图 1）、医疗设备电源等。要求苛刻的应用具有成本、恶劣的环境和严格的可靠性限制。虽然电路设计可以使用不同的方法，但电源转换设计的长期核心包括直流母线电容器。DC-Link 电容器可以提高系统能量密度，并解决开关电源转换固有的快速开关带来的纹波带来的物理挑战。但是什么类型的电容器可以很好地用作直流母线，为什么？
汽车行业包括混合动力和电动动力总成中功率转换的一个典型例子。电池电动汽车包括用于存储驱动系统能量的可充电电池组、电驱动电机和包括逆变器的功率控制器。它们都在从 48 VDC 到高达 800 VDC 的高电压下工作。由于限制电流的物理限制，高电压与高性能相关。工作直流电压越高，相同功率输出所需的电流越低（P=VI）。众所周知，汽车行业要求组件能够在极高的温度、持续振动下以及组件受到恶劣环境条件的影响下以极高的可靠性运行。三级牵引逆变器将电池电力转换为驱动电机，而DC-Link电容器是该设计的关键。
与玩具车不同，电动汽车不直接依靠存储在电池组中的能量运行;需要转换， 考虑一个系统框图，包括图3中混合动力/电动汽车（HEV/EV）的3级逆变器，其中：
- I级是从电池组输出直流电压的输入级
- 第 II 阶段使用 DC-Link 电容器开始转换，该电容器滤除并平滑居住在 DC 母线轨中的 DC 电压
- III级通过高频开关启动转换（输出很像电源轨的整流器），并在负载产生瞬时需求时向负载提供反相功率
为什么直流母线电容器至关重要
直流母线电容器必须平衡由第一级和第三级活动注入的电源轨上的波动瞬时功率（见图 3）。DC-Link电容器稳定了Stage III的高频电源开关电路产生的“纹波”。纹波电流/电压（在给定频率和温度下指定）是电容器可以承受而不会发生故障的均方根 （RMS） 交流和直流/电压的总量。DC-Link电容器（位于II级）必须稳定并平滑电源轨上的电压和电流（即去耦开关引起的尖峰）。您可以使
此外，电容器的ESR通常是纹波电流额定值（即电容器在不过热的情况下可以处理的纹波电流）的限制因素。为了实现所需的低ESR和高耗散下的长寿命，薄膜电容器的物理尺寸使得电容器通常已经达到或超过电压纹波或保持计算。
最后，在任何大功率设计中，都必须考虑是否提供冷却，如果是，哪种类型？环境温度曲线对于确保全面注意选择最佳直流母线电容器非常重要。
适用于要求苛刻的逆变器设计的电容器
有几种类型的电容器可供选择。但是，并非所有产品都适用于高压逆变器。具有必要电压、温度读数和可靠性的合适多层陶瓷电容器是有限的。电解电容器是直流母线应用的可行选择。然而，并非所有电解电容器都能满足整个要求。过去，传统的薄膜电容器仅限于较低的工作温度。然而，薄膜电容器技术的发展速度已经快于电解技术。最近薄膜电容器可以提供更好的设计响应。金属化薄膜电容器比提供类似功能的电解电容器小。虽然可以通过使用大型电解电容器来实现电压稳定性，但大型组件会降低汽车逆变器的功率密度。部件尺寸和重量会影响汽车的整体性能和价值。
薄膜电容器的使用寿命也比电解电容器长，主要是因为它们是由基板材料上的金属气相沉积层构成的。由于超薄金属层之间存储了大量能量，内部短路可以自然地自我纠正，因为小故障会在几微秒内蒸发，而不会对性能产生明显变化。薄膜电容器也适用于高压脉冲应用和相应的安全问题，因为它们可以承受快速过压和瞬态。薄膜电容器不极化，可以具有更长的使用寿命（通过降额甚至更多），几乎无限的保质期，增加的电流容量，在更宽的温度范围内提供稳定的操作，并提供比电解电容器更好的机械稳定性。其他好处包括薄膜电容器的安装方式有多种选择。而且，对HEV/EV特别重要的是，坚固耐用的薄膜电容器可在超过500 VDC的电压总线电平下使用。
适用于HEV/EV的薄膜电容器的一个很好的例子是KEMET 的 C4AQ薄膜电容器，符合AEC-Q200标准，适用于汽车应用，在直流链路架构中具有多项显著优势。如上所述，KEMET 的 C4AQ 电容器具有薄膜电容器的所有优越优势。或者，KEMET 的 C4AE 功率薄膜电容器类似于 C4AQ 系列电容器，但不是汽车级电容器。适用于非汽车直流母线应用的其他电容器包括陶瓷KC-链接和C44U和C4DE可以薄膜电容器。
监控对于大功率逆变器设计的成功运行至关重要。基梅特的C/CT系列的大电流传感器可在火线上实现实时电流测量。热传感器通常与安全要求集成在一起。KEMET 的快速响应羟基苯甲酸热传感器防尘、防爆、防腐蚀，工作温度范围高达 120°C。