DC-link电容器是电力电子系统（如光伏逆变器）的核心储能滤波元件，主要用于稳定直流母线电压、抑制纹波、缓冲能量冲击，为逆变单元提供瞬时电流，是保障功率转换平稳高效的“能量缓冲器”，也是光伏系统中不可或缺的关键元件。
薄膜电容器，来源KEMET
太阳能电池板作为光伏逆变器的直流侧电源，需要通过直流母线与逆变单元链接，这种供电方式称为DC-link。
DC-link电容是光伏逆变器直流侧电路的核心组成部分，主要作用是吸收逆变单元向直流侧索取的高幅值脉动电流，确保直流电压波动控制在允许范围内。
其选型直接影响逆变器的核心性能（如电压稳定性、动态响应）、体积、重量及生产成本；同时，随着金属薄膜电容技术进步、成本降低，其在大功率电力电子设备中优势显著，合理的选型计算能充分发挥其性能，避免因参数不匹配导致电容寿命缩短、系统故障等问题，为实际应用提供科学参考。
选型核心围绕金属薄膜电容的额定电压、电容容量、纹波电流三大关键参数，并结合理论公式与实际工况分析。
1. 额定电压选型：
金膜电容本身具备1.2~1.5倍长时间过压能力，且光伏逆变器直流侧电压受时间、环境、气候影响，不会长时间运行于最大电压。因此，DC-link电容额定电压只需等于或略大于直流侧最高电压值，无需额外留取裕量。
2. 电容容量计算：
电容以开关器件的载波频率充放电，开关导通时与光伏组件共同为逆变单元供能，关断时由光伏组件充电储能。
基于能量平衡推导，C=P0/（4ηfsU△u）
其中P0 为直流母线传输最大功率，η 为逆变器效率，fs 为载波频率，U 为MPPT范围的最小直流输入电压，△u 为母线纹波电压。
实际考量需综合系统响应速度、温度、使用寿命等因素，留取适当裕量。
3. 纹波电流计算：
流经DC-link电容的交流电流，其热损耗是影响电容寿命的关键因素，受环境温度、电容表面温度、散热面积、ESR、交流频率等参数影响。
单级式三相光伏逆变器的拓扑结构图，其中Cd为DClink电容
基于单级三相全桥拓扑，纹波电流由三相正弦基波电流与高频谐波电流叠加产生，矢量表达式为iCd = id - iE
其中iE 为光伏组件直流输出电流， id 为逆变单元输入电流
最大RMS值公式：当相移角φpl=0、调制比m≈0.613时，ICdmax≈0.65Ip
（Ip为输出电流相关参数）
工况影响：
调制比m较小时，阻性负载下纹波电流大于感性/容性负载；m增大时纹波电流先升后降（阻性负载）或持续上升（感性/容性负载）；大负载下，高频谐波影响可忽略，仅需考虑理想正弦波输出电流产生的纹波。
（左）DClink电容纹波电流与基波相移角间的函数关系图，（右）LC滤波回路谐波对
DC-link电容纹波电流的影响
以一台500kW无变压器隔离三相光伏逆变器为实例，结合参数计算与仿真验证：
基础参数：DC侧MPPT范围450~820V，最大直流电压900V，效率98.7%，开关频率3kHz，母线纹波系数3%，交流侧额定输出电流1176A。
1. 计算结果：
电容容值：由公式计算得Cd =6949μF
最大纹波电流：由公式计算得ICdmax =765A
2. 实际选型：选用500μF、额定直流电压1kV的进口金属薄膜电容（满足电压要求），其75℃时额定纹波电流为50A，需16个并联；考虑降额设计留取1.5倍裕量，最终选用24只，总额定纹波电流有效值达1.2kA。
3. 仿真验证：
纹波电压：约5V，满足纹波系数要求；
纹波电流：稳态下有效值约550A，最大值约1.2kA，符合系统设计要求。
随着光伏技术向大功率、高效率、长寿命方向发展，DC-link 电容的薄膜化趋势日益明显，对选型计算的精准度要求也更高。
只有通过系统的理论分析、公式计算和仿真验证，确定额定电压、容量、纹波电流等关键参数，才能让 DC-link 电容充分发挥作用，确保光伏逆变器稳定、高效、长久运行，为太阳能发电的可靠性提供核心支撑。
来源：《光伏逆变器DC-link电容选型计算》，蔡晓燕，许敬涛，刘继茂等.
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