知识点：直流电容器

在汽车电子领域，大量用到电容器这类元器件，其中PCBA上电路有用到小型的薄膜电容，电解电容等；在电机控制器中用到大型的DC-Link薄膜电容器。本文重点介绍一下薄膜电容器，然后以图文并茂的形式呈现一下电容器的来龙去脉用。

一 薄膜电容器

我国是全球最大的薄膜电容制造国，约占全球总产值的60%以上。2020年我国薄膜电容行业市场规模102亿元。随着薄膜电容器在新能源汽车、光伏领域的应用增长，未来三年有望产生200亿元以上的增量市场规模，我国薄膜电容市场有望进入高速增长期。

根据电流类型来区别，可以分为直流薄膜电容和交流薄膜电容两种类型。

直流薄膜电容器的特点是电容量大，耐压低，有极性，具备自愈特性，高可靠性、并且具备温度稳定性好以及使用寿命较长等优势。典型应用包括电机驱动器、UPS、太阳能逆变器、电子镇流器、用于汽车的小型电机、家用电器以及各种类电源等。

薄膜电容器作为电机逆变器中的DC-Link电容（图示C3），起到两个重要作用： 1）平滑母线电压；2）降低线路电感。

交流薄膜电容器具有电容量小，耐压高等特点，是常规工业交流电源应用以及异步电机启动和运转中不可或缺的元件。交流电容器广泛适用于交流输出滤波器，尤其是不间断电源(UPS) 和光伏逆变器等输出滤波器。

薄膜电容器在光伏逆变器中的作用主要是吸收DC-Link端的高脉冲电流，使逆变器端的电压波动稳定可控，对光伏设备的稳定性和性能发挥起到重要保障。

薄膜电容器作为光伏逆变器中的DC-Link电容：

资料来源：《薄膜电容替代电解电容在DC-Link电容中的运用分析》

薄膜电容器产业链

薄膜电容器产业链上游主要包括基膜与金属箔，其中基膜是核心原材料，不同材料的基膜对应不同性能的电容器。

下游应用场景较为分散，薄膜电容器可以用在直流、交流、电力电子等多个设备场合中，主要包括家电、光伏、风电、新能源汽车等。

基膜：薄膜电容器最主要的原材料

薄膜电容器产业链上游主要包括基膜，金属箔，导线以及外包装树脂等材料，如下结构示意图所示：

其中基膜即电工级电子薄膜，作为薄膜电容器的电介质是最为重要的上游原料，决定薄膜电容器的性能。

根据电介质材料不同，薄膜电容器的性能也有所不同。其中，基膜分为聚丙烯膜、聚苯乙烯膜、聚乙酯膜、聚碳酸酯膜。

从全球基膜市场格局来看，目前高端薄膜电容的原材料日系厂商占有较明显的领先优势，日本东丽，三菱株式会社和美国杜邦是全球优质的基膜供应;国内有嘉德利等基膜供应商。

可靠性要求大幅提升

在电容器的应用中，可能因为瞬时高电压而被击穿失效，特别在功率级别的电路中，电 容器烧毁可能引起较大的危险。对于新能源相关应用而言，电容器失效带来的危险和损 失远高于传统应用，因此也要求薄膜电容器具有高可靠性。针对这样的需求，拥有“自愈”能力的金属化薄膜电容器成为首选，“自愈”原理如下图所示：

金属化薄膜电容器在塑料介质表面蒸镀一层金属膜替代金属箔作为电极，一方面，电极厚度大大降低，有利于卷绕后电容器小型化；另一方面，电容器被击穿时，击穿部位的 金属层可在电弧的作用下熔化蒸发而重新形成绝缘区，使电容器剩余部分继续正常工作。

从金属化薄膜电容器高可靠的原理不难看出，关键工艺在于镀膜。镀膜工艺从原理上并不复杂，但镀膜机价格昂贵，且镀膜过程中有大量 Know-How，需要长时间的生产经验积累。

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