【導讀】在單相小功率光伏並網係統中，有隔離型和非隔離型兩種拓撲結構。隔離型有成本高
、體積大等諸多缺點，因此非隔離型成為目前主流的拓撲結構，本文主要介紹非隔離型的全橋以及HERIC兩種較為常用的拓撲結構。

在單相小功率光伏並網係統中，有隔離型和非隔離型兩種拓撲結構。隔離型有成本高
、體積大等諸多缺點
，因此非隔離型成為目前主流的拓撲結構，本文主要介紹非隔離型的全橋以及HERIC兩種較為常用的拓撲結構。

在zai非fei隔ge離li型xing光guang伏fu係xi統tong中zhong
，電dian網wang和he光guang伏fu陣zhen列lie之zhi間jian存cun在zai直zhi接jie的de電dian氣qi連lian接jie。由you於yu光guang伏fu陣zhen列lie和he接jie地di外wai殼ke之zhi間jian存cun在zai對dui地di雜za散san電dian容rong，當dang並bing網wang逆ni變bian器qi功gong率lv器qi件jian動dong作zuo時shi存cun在zai共gong模mo電dian壓ya，進jin而er可ke能neng會hui有you共gong模mo電dian流liu流liu過guo寄ji生sheng電dian容rong。共gong模mo電dian流liu不bu僅jin會hui引yin起qi損sun耗hao的de增zeng加jia同tong時shi也ye會hui導dao致zhi安an全quan問wen題ti
，國guo家jia標biao準zhun對dui並bing網wang係xi統tong的de共gong模mo電dian流liu有you嚴yan格ge的de限xian製zhi。因yin此ci下xia麵mian的de討tao論lun從cong共gong模mo電dian壓ya開kai始shi。

共模電壓的產生以及定義

圖1為典型的全橋無變壓器拓撲結構圖，圖中Cp為光伏陣列對地寄生電容，根據共模回路電壓方程可以計算出共模電壓：

Ug是工頻50Hz電網電壓，而UA0、UB0是高頻信號
，因此在工程上共模電壓可以簡化為：

為抑製共模電流，通常采用的方法是維持共模電壓不變。

圖1.全橋結構以及共模電壓分析

全橋拓撲結構

quanqiaojiegoutongchangcaiyongdanjixingheshuangjixingliangzhongtiaozhifangshi

，youyucaiyongdekongzhicelvebutong
，gongmodianyayebutong。shouxiankandanjixingtiaozhifangshi，qikongzhiyuanliturutu2所示，在電流的正半周期，S4一直保持開通的，S1,S2互補導通；而在電流的負半周期，S3一直開通，S1,S2互補導通。下麵以正半周期為例分析其共模電壓。

當S1,S4開通時
，如a所示，電流從PV-S1-L1-L2-S4-PV，共模電壓為Ucm=Udc/2；當S1關斷

，S2,S4開通時，處於續流狀態，如b所示電流從L1-L2-S4-D2
，共模電壓為Ucm=0,。可以看出在單極性調製中，共模電壓在0和Udc/2之間變化，在係統運行過程中會產生共模電流。

圖2.單極性調製共模電壓分析

對於雙極性調製而言，4個功率開關都是高頻開關，橋臂對角S1/S4以及S2/S3分別互補導通。當S1,S4導通時，共模電壓計算和單極性調製一樣
，Ucm=Udc/2。當S1/S4關斷S2/S3開通，處於續流狀態時電流的路徑為L1-L2-D3-D2-L1，此時共模電壓為Ucm=Udc/2。因此可以看出在雙極性調製中，共模電壓保持恒定
，共模電流得到了有效抑製。

但是雙極性調製中
，4個功率開關都采用高頻調製，其損耗比單極性調製大，另外一方麵雙極性調製中輸出交流端電壓在Udc和-Udc之間變化，而單極性調製中輸出端電壓在0到Udc或者0到-Udc之間變化
，因此為減小電流紋波如果采用雙極性調製就需要更大的濾波器。

HERIC拓撲結構

由於上述全橋結構都有一些應用上的缺陷，科學家提出著名的HERIC電路
，從電路結構上增加了4個功率器件T5/D5,T6/D6。由於電流在正半軸和負半軸工作對稱
，這裏隻分析正半軸工況。在電流為正時
，T6保持開通，當T1/T4同步開通時，電流流過T1-L1-L2-T4-T1，在T1,T4關斷後，續流回路通過T6,D5，而不通過直流母線。在整個運行過程中共模電壓保持不變Ucm=Udc/2。因此HREIC電路不僅可以抑製共模電流而且電流紋波小、效率高，成為無變壓器單相光伏並網係統的主要拓撲結構。

 （作者：楊勇
，來源：英飛淩工業半導體）

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