近年来，随着电力电子技术应用的发展需要，促使电力电子器件快速发展；反之，一代新器件或一项新技术一旦克服了老器件的某些缺点，就会推动包括变频器在内的电力电子应用装置出现革命性的变化。

国内高压变频器主流拓扑是采用罗宾康的单元串联多电平型结构，单元串联多重化技术高压变频器，是利用移相主变压器降压，再通过多个低压单相变频器串联和控制器结构组成。各功率单元由一个曲折多绕组的移相主变压器降压供电，以异步电机为例，6KV系列有15个功率单元，每5个单元串联构成一相；10KV系列有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串联而成星型接法给电机供电。通过对每个单元的PWM波形进行重组多重化。

上图为6KV变频器的主电路拓扑图，每组由5个额定电压为690V的功率单元串联，因此相电压为690Vx5=3450V，所对应的线电压为6000V。每个功率单元由输入隔离变频器的15个二次绕组分别供电，15个二次绕组分成5组，每组之间存在一个120°的相位差。

高压变频器设备直流侧电容应用技术

DC-Link电容是电压源型高压变频器中非常重要的滤波储能器件，因而功率单元直流环节参数设计直接影响到整台高压变频器的性能，从一个侧面可以看出，电容器的选型将对变频器的寿命起到决定性作用。

DC_LINK电容，目前主要有金属化薄膜电容和铝电解电容两种：

金属化薄膜电容是采用金属化薄膜材料卷绕而成的一种新型直流电容，其中有机高分子材料为绝缘介质，高分材料上的金属镀层为电极；

而铝电解电容为铝箔卷绕而成的一种直流电容，其中阳极箔的铝氧化层为绝缘介质，未氧化的阳极箔为正极，阴极箔和浸渍在电解纸上的电解液为负极。

两种类型的电容的设计工艺、材料、到电原理都有很大的差异，主要表现在：薄膜电容通电流能力强、单体耐压高、寿命长；电解电容通流能力小、单体耐压低、寿命短。上述特性带来了两者在使用时存在很大的差异，往往电解电容容量要选取的大一些，满足高纹波通流的要求。

虽然高压变频器中使用的DC-Link大部分还是电解电容，但是，目前不少高压变频项目招标中，终端使用用户明确要求投标人提供直流支撑电容器的寿命证明及性能介绍，甚至有的用户明确要求必须选用金属薄膜电容器作为支撑电容。那么，金属薄膜电容器相对传统铝电解电容究竟有哪些突出优势呢？

首先，铝电解电容器额定电压较低（通常≤450V），要获得更高的耐压等级，通常需要串联使用，在串联过程中必须考虑均压问题。薄膜电容器单体电压最高可达20kV，在中高压变频应用中无需考虑串联问题，当然均压等连接问题以及相应的成本、人力就无需考虑。

其次，金属薄膜电容器耐纹波电流能力可以达到同等容量铝电解电容器额定纹波电流的十倍到几十倍，铝电解电容器为了达到更高的耐电流能力，通常采用更大的容量来满足要求，而更大容量是对成本和安装空间的一种不必要的浪费。

再者，薄膜电容的ESR通常很低，一般在1mΩ以下，寄生电感也非常低，仅为几十个nH。这些都是铝电解电容所无法比拟的。极低的ESR使开关管上的电压应力大大减小，有利于开关管工作的可靠性和稳定性。

薄膜电容的取法：

通用经验为“1A 输出电流对应15～30uF电容量”的原则。

电解电容的取法：

国内外著名变频器生产厂家基本遵守“

1A输出电流对应50～80uF电容量”的原则。

作为直流支撑电容时，两者综合对比如下：

随着薄膜电容的用量增大，薄膜材料成本的下降，在高压变频器应用的成本核算中，当前，薄膜电容价格与电解电容基本相当，成本未来有希望低于电解电容，这将是薄膜电容在技术优势的基础上，摆脱价格劣势，加速替换电解电容应用。国内主流高压变频器厂家：利德华福、合康变频、智光等厂家已经开始薄膜电容替换电解电容的工作，并有小批量高压变频器投放市场运行。

台湾昱电实业（UTX）作为薄膜电容知名品牌，不仅在安规电容占得高端市场近三分之一市场份额，电力电子领域及新能源市场，UXT薄膜电容持续发力，先进的自主镀膜工艺，国内生产基地的优势，已经成为薄膜电容品牌的主力军，分别在机车牵引、直流输电、矿用变频器、电动汽车、电能质量、工业电源等领域占据较高市场份额。未来，高压变频器市场将成为UXT新的增长点，借助代理商北京富凌联合电子在高压变频器行业多年的耕耘，将推动高压变频器薄膜电容替换电解电容进程。