漏电流抑制是无变压器型并网逆变器的必备功能之一。VDE-0126-1-1标准规定当漏电流大于300mA时并网逆变器必须在0.3s内与电网隔离。下面以光伏系统为例说明漏电流（共模电流）产生的原因。在无变压器型并网系统中，电网和光伏阵列之间存在直接的电气连接，由于光伏阵列和地之间存在寄生电容，从而形成了由寄生电容、滤波元件和电网阻抗组成的共模谐振回路。造成寄生电容的原因有多方面，例如：①光伏系统线路与框架结构。②电池表面，电池间距离。③模块框架。④天气条件。⑤温度。⑥灰尘覆盖光伏系统。⑦EMI滤波器的类型。寄生电容上变化的共模电压则能够激励这个谐振回路从而产生相应的共模电流。由于光伏电池的面积较大，对地的寄生电容值在雨天或潮湿的环境下达到200nF/kWp，产生的共模电流将可能超过所允许范围。下面从系统拓扑和调制角度介绍几种典型漏电流（共模电流）抑制方法。首先介绍单相全桥无变压器并网逆变器，原理如图8-26所示。

图8-25 系统阶跃响应

a）I_o（s）/I_o*（s） b）I_o（s）/U_g（s）

图8-26 单相全桥拓扑

定义寄生电容C两端共模电压及对应的共模电流（漏电流）为

根据式（8-14）可知，只需保证共模电压u_cm为一常量即可消除漏电流。

定义变量s_i（i=a、b）表示i桥臂开关状态。s_i=1表示i桥臂上开关管导通，s_i=0表示i桥臂下开关管导通。

表8-1 开关状态与电压关系

根据表8-1可知，单极性倍频调制引起的共模电压在u_dc、u_dc/2和0之间变化且频率为开关频率，此共模电压激励共模谐振回路产生共模电流，电流值随着开关频率的增大而线性增加。双极性调制引起的共模电压为u_dc/2，因此理论上可以消除共模电流。但是，采用双极性调制也有缺点。首先，每次换流时会有两组开关器件参与换流，增加了开关损耗；其次，若要保证较高的输出电流质量，则必须加入大滤波电感。理论上采用单极性调制可以克服双极性调制中存在开关损耗大及输出波形恶劣的缺点。但在运行中会存在以开关频率变化的共模电压，从而引起较大的共模电流。实际应用中，如果既能保证如双极性调制无共模漏电流，又能得到如单极性调制结构的输出波形，将成为一个较为理想的解决方案。下面介绍几种典型的拓扑结构。

首先介绍带交流旁路的全桥拓扑。如图8-27所示，该拓扑是对双极性调制全桥拓扑的改进，即在全桥拓扑交流侧增加一个由两个IGBT组成的双向续流支路，使得续流回路与直流侧断开，从而使该拓扑不仅抑制了共模电流而且还使交流侧的输出电压和单极性调制相同。

图8-27 带交流旁路的全桥拓扑

以电网电流正半周期为例，对共模电压进行分析。在电网电流正半周期，Ⅵ₅始终导通而Ⅵ₆始终关断。当Ⅵ₁、Ⅵ₄导通时

当Ⅵ₁、Ⅵ₄关断时，电流经Ⅵ₅、Ⅵ₆的反并联二极管续流，此时(www.daowen.com)

负半周期的换流过程及共模电压分析与正半周期类似。在电网电流负半周期，Ⅵ₅始终关断而Ⅵ₆始终导通。当Ⅵ₂、Ⅵ₃导通时

当Ⅵ₂、Ⅵ₃关断时，电流经Ⅵ₅、Ⅵ₆的反并联二极管续流，此时

根据上述分析可知，该拓扑共模电压恒定，因此可以有效抑制共模漏电流。此外，由于增加了一个新的续流通路，该拓扑的交流侧输出电压和单极性调制的输出电压相同，从而有效地降低了输出电流的纹波，减小了滤波电感上的损耗。该拓扑的最高效率达到96.3%。

下面再介绍一种H5拓扑，如图8-28所示，该拓扑中，Ⅵ₁、Ⅵ₃在电网电流的正负半周各自导通，Ⅵ₄、Ⅵ₅在电网正半周期以开关频率调制，而Ⅵ₂、Ⅵ₅在电网负半周期以开关频率调制。

图8-28 H5拓扑

首先以电网正半周期为例对其共模电压进行分析。在电网电流正半周期VI₁始终导通，当正弦调制波大于三角载波时，VI₅、VI₄导通，共模电压为

当正弦调制波小于三角载波时VI₅、VI₄关断，电流经VI₃的反并联二极管、VI₁续流：

负半周期的换流过程及共模电压分析与正半周期类似。在电网电流负半周期VI₃始终导通，当正弦调制波大于三角载波时，VI₅、VI₂导通，共模电压为

当正弦调制波小于三角载波时VI₅、VI₂关断，电流经VI₁的反并联二极管、VI₃续流：

可见在开关过程中，共模电压u_cm恒定保持不变，因此可以有效抑制共模漏电流，此外，交流侧输出电压与单极性调制全桥拓扑相同。从而有效地降低了输出电流的纹波，减小了滤波电感上的损耗。该拓扑最高效率达到98.1%。