太阳能逆变器系统的线路滤波器解决方案

光伏能量收集有多种形式，从用于计算器备用电源的微型太阳能电池到屋顶太阳能电池板，以以兆瓦为单位的公用事业规模安装。

为便携式电子设备或充电电池供电，任何太阳能电池提供的直流电都是完美的。但任何旨在为家用AC设备供电或连接到电网以向电力公司出售电力的系统都依赖于DC/AC转换器或逆变器。

无论逆变器的额定功率如何，设备的基本操作都会给作为负载的电网和设备带来一些困难。

任何逆变器系统的基本功能是打开和关闭太阳能电池板提供的直流电流，以提供基本电源线频率（50或60 Hz，具体取决于位置）。包含微控制器的复杂电子设备可提高提供给电网的交流信号的纯度。然而，有许多噪声源可能会进入敏感的电子设备，可能会缩短其寿命或导致虚假性能。

固有问题

每种开关模式电源转换器都会产生宽带干扰频谱和谐波作为其运行的副产品。在逆变器的AC输出端，由开关模式功率电子器件产生的宽带频谱可能产生许多不希望的情况。 AC方面可能面临不符合电力公用事业规范和电能质量标准的问题。例如，AC信号可能偏离公用事业公司的谐波含量限制。系统还可能无法通过电磁兼容性（EMC）进行一致性测试。在极端情况下，其他并网客户可能会遇到设备故障。

在直流侧逆变器的上游，效果不太明显，但仍然相当严重。由于叠加的高频电流和漏电流以及由面板辐射的电磁干扰（EMI），转换的DC侧面临太阳能电池板的过早老化，这可能超过规定限制。太阳能电池板的功能或效率可能受到影响，并且其寿命可能受到影响。

离网光伏逆变器是偏远地区的良好电源，无需电网。没有电网供电，公用事业代码和电能质量标准是小问题。尽管如此，由于离网逆变器为众多电子/电气产品供电，并且由于缺少电网的线路阻抗，逆变器输出信号必须是纯正弦波，没有谐波或高频分量，这只能实现通过适当的过滤。

滤波器解决方案

本质上，有三种不同的元件可以解决开关电源逆变器带来的有害影响（图1）。为解决直流侧的频率干扰，应采用直流EMC滤波器。同样对于较高频率，建议使用交流EMC滤波器，但在输出交流侧。为了滤除低频问题，可以包括正弦波滤波器。正弦波滤波器通常允许逆变器与电网解耦，同时提供信号纯度的主要指令，以满足公用设施要求。

图1：PV示意图包含线路过滤的系统（由Schaffner提供）。

Schaffner是一家着名的电源滤波器和元件制造商，有几种产品专门针对可再生能源市场。 Schaffner FC2200系列滤波器（图2）是市场上最紧凑的标准解决方案。滤波器可在很宽的功率范围内使用。所有FC2200滤波器的额定电压均为1，200 V.对于低电流应用，FN2200-25-33的额定电流为25 A.功率损耗仅为8 W，同时对50 kHz至10 MHz的频率提供至少50 dB的衰减经过50Ω的CISPR规范测试。对于更高功率的应用，FN2200-1500-99的额定电流为1，500 A.衰减性能与功率规格成反比，因为整个FC2200系列的曲线系列显示。

图2：FC2200直流EMC滤波器的高频衰减性能（由Schaffner提供）。

Schaffner DC滤波器非常紧凑（图3）。 25 A FN2200-25-33采用170 x 140 x 152.5 mm罐装。尺寸不包括突出于外壳末端的连接器。功率为1，500 A的高功率器件可提供200 x 300 mm的占位面积。

图3：额定电流为25 A的FN2200-25-33直流EMC滤波器（由沙夫纳提供）。

对于交流滤波，组件有单相和三相配置。 Schaffner FN612系列专为通用单相滤波而设计。 FN612-6-06是一款额定电压为2A的6 A器件，可为系统增加750μH的电感。

FN3270系列可在单个组件中过滤所有三相。可提供低至10 A的各种功率处理。在重载端，额定功率为1，000 A.此最大滤波器的功率损耗仅为81 W.