【導讀】在電力電子學中，直流母線是指連接電力轉換系統的輸入、輸出端的部分（見下圖 1）。直流母線的主要功能是在輸入功率高于輸出功率時儲存能量，并在輸出功率需求超過輸入功率時釋放能量。直流母線應包含一個電容器作為輔助濾波器，起到緩沖作用，將電壓紋波降至最低，并平滑和穩定電力系統中整流器、逆變器和其他轉換器等不同組件之間的電力流動。
在電力電子學中，直流母線是指連接電力轉換系統的輸入、輸出端的部分（見下圖 1）。直流母線的主要功能是在輸入功率高于輸出功率時儲存能量，并在輸出功率需求超過輸入功率時釋放能量。直流母線應包含一個電容器作為輔助濾波器，起到緩沖作用，將電壓紋波降至最低，并平滑和穩定電力系統中整流器、逆變器和其他轉換器等不同組件之間的電力流動。
圖 1. 直流母線在電力轉換系統中的位置示意圖。
資料來源: https://my.avnet.com/abacus/resources/article/selecting-dc-link-capacito...
用于直流母線的電容器
要使電力電子系統高效運行，必須在直流母線上使用大型電容器。這些電容器通常是鋁電解電容器和薄膜電容器，因為它們具有高電容值，適用于儲能。這類電容器的主要功能如下：
? 平滑紋波: 在電源轉換過程中，直流電壓輸出會出現波動和紋波。直流母線上的大容量電容器有助于消除這些電壓波紋，確保向負載提供更為恒久穩定的電壓。
? 儲能: 直流母線上的大型電容器可充當儲能器，在負載需求較低時儲存剩余能量，并在負載需要額外電力時釋放能量。這種能量緩沖能力可提高電力電子系統的整體效率和性能。
? 浪涌抑制: 在電路開、關或外部干擾期間，電力電子系統可能會遇到電壓浪涌或瞬態電壓。直流母線上的大型電容器可吸收、抑制這些電壓浪涌，保護敏感元件免受損壞。
然而，僅僅依靠這些大型電容器可能不足以滿足電力電子系統的所有要求。
為了提高直流母線支撐電容型濾波器的性能和可靠性，必須在設計中加入陶瓷電容器。陶瓷電容器具有獨特的特性，可以很好地彌補鋁電解電容和薄膜電容的不足之處，如：
? 快速響應時間: 與電解電容和薄膜電容相比，陶瓷電容的響應時間要快得多。這意味著陶瓷電容器可以有效處理其他電容器可能難以充分處理的高頻噪聲和瞬態電壓。
? 低等效串聯電阻 (ESR) 和等效串聯電感 (ESL): 陶瓷電容器的 ESR 和 ESL 遠低于電解電容器。這能降低功率損耗，提高濾波能力。
? 體積小巧: 陶瓷電容器體積小巧，但電容值卻很高。將這些電容器集成到支撐電容型濾波器的直流母線中可有效利用空間，并有助于減少電力電子系統的整體尺寸和重量。
圖 2. 在電動汽車車載充電器中使用陶瓷電容器以穩定直流母線的示例。
樓氏電容（KPD）可助您挑選適用于直流母線支撐型濾波器的陶瓷電容器
樓氏電容（KPD）工程師擁有多年為普通型及復雜性電力電子系統提供適用解決方案的經驗，我們了解到陶瓷電容器通常會被直觀地添加到最終設計中，以支撐直流母線——這一點很重要，因為經驗不足的工程師可能會使用參考設計，而參考設計并不總是包括這些額外的直流母線濾波器，因此他們可能不會想到在設計中加入陶瓷電容——對此我們可以提供幫助！
（本文轉載自：Knowles樓氏電容）
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