CN220022607U - 共模电压和共模电流抑制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种共模电压和共模电流抑制电路，包括交流/直流功率模块、具有第一交流侧滤波电容的交流侧滤波器及直流侧支撑电容，在所述交流/直流功率模块直流侧设直流侧共模回流电容，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容的中点相连；或者在所述交流/直流功率模块交流侧与所述交流侧滤波器之间设交流侧共模电感，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容的中点相连。本实用新型提出一种无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制电路，可以有效的降低电力电子变换器的共模电压和共模电流，并且省去了隔离变压器，降低了成本、减小了体积、提高了效率。

Description

共模电压和共模电流抑制电路

【技术领域】

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种共模电压和共模电流抑制电路。

【背景技术】

PWM整流器或逆变器(下文中统称为电力电子变换器)通常采用半导体开关器件(如IGBT、MOSFET、SIC、GAN等)构成主电路，通过控制开关器件的工作状态，可以实现电能的转换。但开关器件在高速开关的时候，使得电力电子变换器存在非常大的共模干扰，对于大功率的变换器，其共模干扰更为严重。共模电压和共模电流对电力电子设备和电力系统有着严重的危害。其会导致设备中的部件绝缘击穿损坏，干扰设备的信号测量、干扰设备的通讯；对于与电池连接的储能系统，没有经过衰减抑制的共模电压会干扰电池的BMS管理系统，甚至损坏电池；对于与发电机相连的系统，共模电压会干扰发电机的励磁系统；对于与电动机相连的传动系统，共模电压会导致电动机绕组绝缘失效或损坏、并通过电机对地的耦合电容产生较大的轴承电流，导致电动机因轴承电流过大而损坏；对于与电网连接的系统，其共模电压和共模电流会进入到电网，从而对电网造成谐波污染，并影响电网中其他设备的正常工作。特别是对于新能源领域中的储能系统和光伏发电系统，系统的交流侧连接电网、直流侧连接储能电池或太阳能电池板。由于储能电池和太阳能电池板对大地含有较大的分布电容，储能变流器工作时产生的共模电压将直接影响电池和电网。因此，如何降低共模电压和减小共模电流已是行业中急需解决的关键技术问题。

现有技术对相关问题提出了大概四类解决方案，请参阅图1，图1为现有共模电压和共模电流抑制电路示意图。在此进行一一论述。

方案一：请参阅图1a，所述共模电压和共模电流抑制电路包括交流/直流功率模块11、具有第一交流侧滤波电容C1的交流侧滤波器3及直流侧支撑电容C2。方案一在交流侧配置工频隔离变压器来隔离共模电压对交流侧的影响。由于工频隔离变压器的体积大、重量重、成本高，从而限制了该方案的应用范围。而且虽然在交流侧配置隔离变压器可以有效的抑制交流侧共模电压的影响，但是对于直流侧的共模电压并不能起到很好的抑制作用。

方案二：请参阅图1b，该方案在交流侧对地配置大容量的接地电容CY。虽然可以滤除交流端的共模电压，但是存在较大的对地漏电流，而且对于直流侧的共模电压也不能起到抑制作用。由于存在较大的对地漏电流，因而也不能适用于具有对地绝缘监测功能的系统和直流端接有电池的系统。

方案三：请参阅图1c，该方案在直流侧配置很大的接地电容CY。该方案虽然可以滤除直流端的共模电压，但是存在较大的接地漏电流，而且也不能抑制变换器工作时对交流侧的共模电压干扰，因而也不适用。

方案四：请参阅图1d，该方案将所述交流滤波器3的虚拟中性点与直流母线支撑电容C2的中点短接，为共模电流提供一个系统内部的低阻抗共模回流通路。对交流侧的共模电压和直流侧的共模电压均具有较好的抑制作用，目前普遍应用于小功率级的PWM整流器或逆变器中。而对于中大功率的PWM整流器或逆变器，由于系统内的共模回流通路中的电流非常大，因而该方案不能直接应用于中大功率的PWM整流器或逆变器中。

【实用新型内容】

目前现有技术的共模电压和共模电流抑制电路存在体积大、重量重、成本高、效率低且安全性能不足等技术问题，本实用新型提供一种用于解决上述问题的共模电压和共模电流抑制电路。

一种共模电压和共模电流抑制电路，包括交流/直流功率模块、具有第一交流侧滤波电容的交流侧滤波器及直流侧支撑电容，所述交流侧滤波器设于所述交流/直流功率模块交流侧，所述直流侧支撑电容设于交流/直流功率模块直流侧，在所述交流/直流功率模块直流侧设直流侧共模回流电容，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容的中点相连，或者在所述交流/直流功率模块交流侧与所述交流侧滤波器之间设交流侧共模电感，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

与现有技术相比，本实用新型提供的共模电压和共模电流抑制电路，通过在直流侧引入所述直流侧共模回流电容，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容的中点相连，或者在交流侧引入所述交流侧共模电感，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径，从而使得共模电压和共模电流得到抑制。本申请不仅因此省去了隔离变压器，降低了成本、减小了体积、提高了效率，还同时实现对交流侧和直流侧的共模电压及共模电流进行有效抑制。

此外，本申请中所述直流侧共模回流电容和所述交流侧共模电感参数可调节，可以广泛应用于各种功率等级和各种电压等级的储能系统、电池化成系统、光伏发电系统、微电网、电机传动等应用场景，适用性广。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1a是现有技术共模电压和共模电流抑制电路方案一的示意图；

图1b是现有技术共模电压和共模电流抑制电路方案二的示意图；

图1c是现有技术共模电压和共模电流抑制电路方案三的示意图；

图1d是现有技术共模电压和共模电流抑制电路方案四的示意图；

图2是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例一的示意图；

图3a是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例二的示意图；

图3b是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例三的示意图；

图4是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例四的示意图；

图5是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例五的示意图；

图6是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例六的示意图；

图7是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例七的示意图；

图8是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例八的示意图；

图9是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例九的示意图；

图10是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十的示意图；

图11是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十一的示意图；

图12是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十二的示意图；

图13是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十三的示意图；

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请结合参阅图2，图2是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例一的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路10包括交流/直流功率模块101、具有第一交流侧滤波电容1C1的交流侧滤波器103及直流侧支撑电容1C2。

所述交流侧滤波器103设于所述交流/直流功率模块101交流侧。所述交流侧滤波器103的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器103的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感1L1及配网侧电感1L2，所述逆变器侧电感1L1靠近所述交流/直流功率模块101交流侧，所述第一交流侧滤波电容1C1设于所述逆变器侧电感1L1与所述配网侧电感1L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器103的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容1C2设于交流/直流功率模块101直流侧，在所述交流/直流功率模块101直流侧设直流侧共模回流电容1C3，将所述第一交流侧滤波电容1C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容1C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

同时，在所述交流/直流功率模块101直流侧对应所述直流侧共模回流电容1C3设有直流侧共模电感1L3，所述直流侧共模电感1L3设于所述直流侧支撑电容1C2与所述直流侧共模回流电容1C3之间。

本实施例通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容1C1、所述直流侧共模电感1L3及所述直流侧共模回流电容1C3的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

实施例二与实施例三：

请结合参阅图3a及图3b，图3a是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例二的示意图，图3b是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例三的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路20包括交流/直流功率模块201、具有第一交流侧滤波电容2C1的交流侧滤波器203及直流侧支撑电容2C2。

所述交流侧滤波器203设于所述交流/直流功率模块201交流侧。所述交流侧滤波器203的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器203的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感2L1及配网侧电感2L2，所述逆变器侧电感2L1靠近所述交流/直流功率模块201交流侧，所述第一交流侧滤波电容2C1设于所述逆变器侧电感2L1与所述配网侧电感2L2之间。

所述直流侧支撑电容2C2设于交流/直流功率模块201直流侧，在所述交流/直流功率模块201直流侧设直流侧共模回流电容2C3，将所述第一交流侧滤波电容2C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容2C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

同时，在所述交流/直流功率模块201直流侧对应所述直流侧共模回流电容2C3设有直流侧共模电感2L3，所述直流侧共模电感2L3设于所述直流侧支撑电容2C2与所述直流侧共模回流电容2C3之间。

所述交流/直流功率模块201交流侧相对所述第一交流侧滤波电容2C1设有第二交流侧滤波电容2C4，所述第二交流侧滤波电容2C4设于所述第一交流侧滤波电容2C1与所述逆变器侧电感2L1之间。

所述第二交流侧滤波电容2C4的连接方式可为三角形连接，如图3a所示，或者将所述第二交流侧滤波电容2C4的连接方式变更为星型连接，如图3b所示。两种连接方式的区别在于：要达到同样的滤波效果的情况下，星型连接的所述第二交流侧滤波电容2C4需要更大的电容量。

实施例二和实施例三两者的区别仅在所述第二交流侧滤波电容2C4的连接方式不同，其它结构及作用相同，均为通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容2C1、所述直流侧共模电感2L3及所述直流侧共模回流电容2C3的参数，从而将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

此外，实施例二和实施例三相对于实施例一的区别在于所述交流/直流功率模块201交流侧相对所述第一交流侧滤波电容2C1设有第二交流侧滤波电容2C4，均可以根据系统的需要，灵活的选取所述第一交流侧滤波电容2C1的参数来满足共模抑制的要求，并可以根据交流侧电流谐波和电压谐波的要求，独立的选择所述第二交流侧滤波电容2C4，增加系统的灵活性。

实施例四：

请结合参阅图4，图4是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例四的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路40包括交流/直流功率模块401、具有第一交流侧滤波电容4C1的交流侧滤波器403及直流侧支撑电容4C2。

所述交流侧滤波器403设于所述交流/直流功率模块401交流侧。所述交流侧滤波器403的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器403的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感4L1及配网侧电感4L2，所述逆变器侧电感4L1靠近所述交流/直流功率模块401交流侧，所述第一交流侧滤波电容4C1设于所述逆变器侧电感4L1与所述配网侧电感4L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器403的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容4C2设于交流/直流功率模块401直流侧，在所述交流/直流功率模块401交流侧与所述交流侧滤波器403之间设交流侧共模电感4L4，将所述第一交流侧滤波电容4C1的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容4C2的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

本实施例与实施例一的区别在于所述交流/直流功率模块401交流侧设置所述交流侧共模电感4L4，在通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容4C1、所述交流侧共模电感4L4及所述直流侧支撑电容4C2的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

实施例五：

请结合参阅图5，图5是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例五的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路50包括交流/直流功率模块501、具有第一交流侧滤波电容5C1的交流侧滤波器503及直流侧支撑电容5C2。

所述交流侧滤波器503设于所述交流/直流功率模块501交流侧。所述交流侧滤波器503的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器503的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感5L1及配网侧电感5L2，所述逆变器侧电感5L1靠近所述交流/直流功率模块501交流侧，所述第一交流侧滤波电容5C1设于所述逆变器侧电感5L1与所述配网侧电感5L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器503的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容5C2设于交流/直流功率模块501直流侧，在所述交流/直流功率模块501交流侧与所述交流侧滤波器503之间设交流侧共模电感5L4，在所述交流/直流功率模块501直流侧设直流侧共模回流电容5C3，将所述第一交流侧滤波电容5C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容5C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

本实施例与实施例四的区别在于所述交流/直流功率模块501直流侧设置所述直流侧共模回流电容5C3，在通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容5C1、所述交流侧共模电感5L4及所述直流侧共模回流电容5C3的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

实施例六：

请结合参阅图6，图6是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例六的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路60包括交流/直流功率模块601、具有第一交流侧滤波电容6C1的交流侧滤波器603及直流侧支撑电容6C2。

所述交流侧滤波器603设于所述交流/直流功率模块601交流侧。所述交流侧滤波器603的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器603的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感6L1及配网侧电感6L2，所述逆变器侧电感6L1靠近所述交流/直流功率模块601交流侧，所述第一交流侧滤波电容6C1设于所述逆变器侧电感6L1与所述配网侧电感6L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器603的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容6C2设于交流/直流功率模块601直流侧，在所述交流/直流功率模块601交流侧与所述交流侧滤波器603之间设交流侧共模电感6L4，将所述第一交流侧滤波电容6C1的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容6C2的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

所述交流/直流功率模块601交流侧相对所述第一交流侧滤波电容6C1设有第二交流侧滤波电容6C4，所述第二交流侧滤波电容6C4设于所述第一交流侧滤波电容6C1与所述逆变器侧电感6L1之间。

所述第二交流侧滤波电容6C4的连接方式可为三角形连接或星型连接，本实施例为三角形连接方式，关于星型连接方式可参见实施例三所示。两种连接方式的区别在于：要达到同样的滤波效果的情况下，星型连接的所述第二交流侧滤波电容6C4需要更大的电容量。

本实施例与实施例四的区别在于所述交流/直流功率模块601交流侧设置所述交流侧共模电感6L4，在通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容6C1、所述交流侧共模电感6L4及所述直流侧支撑电容6C2的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

此外，本实施例所述交流/直流功率模块601交流侧相对所述第一交流侧滤波电容6C1设有第二交流侧滤波电容6C4，均可以根据系统的需要，灵活的选取所述第一交流侧滤波电容6C1的参数来满足共模抑制的要求，并可以根据交流侧电流谐波和电压谐波的要求，独立的选择所述第二交流侧滤波电容6C4，增加系统的灵活性。

实施例七：

请结合参阅图7，图7是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例七的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路70包括交流/直流功率模块701、具有第一交流侧滤波电容7C1的交流侧滤波器703及直流侧支撑电容7C2。

所述交流侧滤波器703设于所述交流/直流功率模块701交流侧。所述交流侧滤波器703的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器703的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感7L1及配网侧电感7L2，所述逆变器侧电感7L1靠近所述交流/直流功率模块701交流侧，所述第一交流侧滤波电容7C1设于所述逆变器侧电感7L1与所述配网侧电感7L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器703的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容7C2设于交流/直流功率模块701直流侧，在所述交流/直流功率模块701交流侧与所述交流侧滤波器703之间设交流侧共模电感7L4，在所述交流/直流功率模块701直流侧设直流侧共模回流电容7C3，将所述第一交流侧滤波电容7C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容7C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

所述交流/直流功率模块701交流侧相对所述第一交流侧滤波电容7C1设有第二交流侧滤波电容7C4，所述第二交流侧滤波电容7C4设于所述第一交流侧滤波电容7C1与所述逆变器侧电感7L1之间。

所述第二交流侧滤波电容7C4的连接方式可为三角形连接或星型连接，本实施例为三角形连接方式，关于星型连接方式可参见实施例三所示。两种连接方式的区别在于：要达到同样的滤波效果的情况下，星型连接的所述第二交流侧滤波电容7C4需要更大的电容量。

本实施例与实施例六的区别在于在所述交流/直流功率模块701直流侧设所述直流侧共模回流电容7C3，在通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容7C1、所述交流侧共模电感7L4及所述直流侧共模回流电容7C3的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

此外，本实施例所述交流/直流功率模块701交流侧相对所述第一交流侧滤波电容7C1设有所述第二交流侧滤波电容7C4，可以根据系统的需要，灵活的选取所述第二交流侧滤波电容7C4的参数来满足共模抑制的要求，增加灵活性；同时所述交流/直流功率模块701直流侧设所述直流侧共模回流电容7C3，可以根据系统的需要，灵活的选取所述直流侧共模回流电容7C3的参数来满足共模抑制的要求，增加灵活性。

实施例八：

请结合参阅图8，图8是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例八的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路80包括交流/直流功率模块801、具有第一交流侧滤波电容8C1的交流侧滤波器803及直流侧支撑电容8C2。

所述交流侧滤波器803设于所述交流/直流功率模块801交流侧。所述交流侧滤波器803的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器803的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感8L1及配网侧电感8L2，所述逆变器侧电感8L1靠近所述交流/直流功率模块801交流侧，所述第一交流侧滤波电容8C1设于所述逆变器侧电感8L1与所述配网侧电感8L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器803的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容8C2设于交流/直流功率模块801直流侧，在所述交流/直流功率模块801交流侧与所述交流侧滤波器803之间设交流侧共模电感8L4，在所述交流/直流功率模块801直流侧设直流侧共模回流电容8C3，将所述第一交流侧滤波电容8C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容8C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

同时，在所述交流/直流功率模块801直流侧对应所述直流侧共模回流电容8C3设有直流侧共模电感8L3，所述直流侧共模电感8L3设于所述直流侧支撑电容8C2与所述直流侧共模回流电容8C3之间。

所述交流/直流功率模块801交流侧相对所述第一交流侧滤波电容8C1设有第二交流侧滤波电容8C4，所述第二交流侧滤波电容8C4设于所述第一交流侧滤波电容8C1与所述逆变器侧电感8L1之间。

所述第二交流侧滤波电容8C4的连接方式可为三角形连接或星型连接，本实施例为三角形连接方式，关于星型连接方式可参见实施例三所示。两种连接方式的区别在于：要达到同样的滤波效果的情况下，星型连接的所述第二交流侧滤波电容8C4需要更大的电容量。

本实施例与实施例七的区别在于所述直流侧支撑电容8C2与所述直流侧共模回流电容8C3之间设有所述直流侧共模电感8L3，在通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容8C1、所述直流侧共模电感8L3、所述交流侧共模电感8L4及所述直流侧共模回流电容8C3的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

此外，本实施例由于在所述交流/直流功率模块801交流侧和直流侧均配置有共模电感，因而每种共模电感的电感量可以相应减小，从而减小各共模电感的尺寸和重量，更方便的适配不同的系统。

实施例九：

请结合参阅图9，图9是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例九的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路90包括交流/直流功率模块901、具有第一交流侧滤波电容9C1的交流侧滤波器903及直流侧支撑电容9C2。

所述交流侧滤波器903设于所述交流/直流功率模块901交流侧。所述交流侧滤波器903的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器903的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感9L1及配网侧电感9L2，所述逆变器侧电感9L1靠近所述交流/直流功率模块901交流侧，所述第一交流侧滤波电容9C1设于所述逆变器侧电感9L1与所述配网侧电感9L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器903的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容9C2设于交流/直流功率模块901直流侧，在所述交流/直流功率模块901直流侧设直流侧共模回流电容9C3，将所述第一交流侧滤波电容9C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容9C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径，在所述交流/直流功率模块901的交流侧电容支路或直流侧电容支路设置所述第一串联电阻9R1或二支路中同时设置所述第一串联电阻9R1，本实施例优选在所述交流/直流功率模块901的交流侧电容支路和直流侧电容支路中同时设置所述第一串联电阻9R1。

同时，在所述交流/直流功率模块901直流侧对应所述直流侧共模回流电容9C3设有直流侧共模电感9L3，所述直流侧共模电感9L3设于所述直流侧支撑电容9C2与所述直流侧共模回流电容9C3之间。

本实施例是在实施例一的基础上进行了变更，主要区别在于所述交流/直流功率模块901的交流侧电容支路和直流侧电容支路中同时设置所述第一串联电阻9R1，用于减小系统启动时的瞬时共模电流尖峰。

当然，在实施例一至实施例八之中任一实施例的基础上，都可以如同本实施例，在所述交流/直流功率模块901的交流侧电容支路或直流侧电容支路设置所述第一串联电阻9R1或二支路中同时设置所述第一串联电阻9R1，在此不作赘述。本实施例通过选取所述第一串联电阻9R1合适的电阻值，可以有效的抑制系统启动时的瞬时共模电流尖峰。

实施例十：

请结合参阅图10，图10是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路100包括交流/直流功率模块1001、具有第一交流侧滤波电容10C1的交流侧滤波器1003及直流侧支撑电容10C2。

所述交流侧滤波器1003设于所述交流/直流功率模块1001交流侧。所述交流侧滤波器1003的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器1003的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感10L1及配网侧电感10L2，所述逆变器侧电感10L1靠近所述交流/直流功率模块1001交流侧，所述第一交流侧滤波电容10C1设于所述逆变器侧电感10L1与所述配网侧电感10L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器1003的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容10C2设于交流/直流功率模块1001直流侧，在所述交流/直流功率模块1001直流侧设直流侧共模回流电容10C3，将所述第一交流侧滤波电容10C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容10C3的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径，在所述共模电流回流通路上设置第二串联电阻10R2，所述第二串联电阻10R2位于所述第一交流侧滤波电容10C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容10C3的中点之间。

本实施例是在实施例一的基础上进行了变更，主要区别在于所述第一交流侧滤波电容10C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容10C3的中点之间设有所述第二串联电阻10R2，用于减小系统启动时的瞬时共模电流尖峰。

当然，在实施例一至实施例八之中任一实施例的基础上，都可以如同本实施例，在所述第一交流侧滤波电容10C1的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容10C3的中点之间设有所述第二串联电阻10R2，在此不作赘述。本实施例通过选取所述第二串联电阻10R2合适的电阻值，可以有效的抑制系统启动时的瞬时共模电流尖峰。

实施例十一：

请结合参阅图11，图11是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十一的示意图。所述共模电压和共模电流抑制电路110包括交流/直流功率模块1101、具有第一交流侧滤波电容11C1的交流侧滤波器1103及直流侧支撑电容11C2。

所述交流侧滤波器1103设于所述交流/直流功率模块1101交流侧。所述交流侧滤波器1103的形式为LC滤波器或LCL滤波器，在本实例中，所述交流侧滤波器1103的形式为LCL滤波器，还包括逆变器侧电感11L1及配网侧电感11L2，所述逆变器侧电感11L1靠近所述交流/直流功率模块1101交流侧，所述第一交流侧滤波电容11C1设于所述逆变器侧电感11L1与所述配网侧电感11L2之间。在另一实施例中，所述交流侧滤波器1103的形式为LC滤波器，其它内容一致，在此不作赘述。

所述直流侧支撑电容11C2设于交流/直流功率模块1101直流侧，在所述交流/直流功率模块1101直流侧设直流侧共模回流电容11C3，所述交流/直流功率模块1101交流侧相对所述第一交流侧滤波电容11C1及所述第二交流侧滤波电容11C4设有第三交流侧滤波电容11C5，所述第一交流侧滤波电容11C1的虚拟中性点、所述第三交流侧滤波电容11C5的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容11C3的中点相连，为共模电流提供二级共模低通滤波路径。

同时，在所述交流/直流功率模块1101直流侧对应所述直流侧共模回流电容11C3设有直流侧共模电感11L3，所述直流侧共模电感11L3设于所述直流侧支撑电容11C2与所述直流侧共模回流电容11C3之间。

所述交流/直流功率模块1101交流侧相对所述第一交流侧滤波电容11C1设有第二交流侧滤波电容11C4，所述第二交流侧滤波电容11C4设于所述第一交流侧滤波电容11C1与所述逆变器侧电感11L1之间。

所述第二交流侧滤波电容11C4的连接方式可为三角形连接或星型连接，本实施例为三角形连接方式，关于星型连接方式可参见实施例三所示。两种连接方式的区别在于：要达到同样的滤波效果的情况下，星型连接的所述第二交流侧滤波电容11C4需要更大的电容量。

本实施例是在实施例二的基础上进行了变更，主要区别在于所述交流/直流功率模块1101交流侧相对所述第一交流侧滤波电容11C1及所述第二交流侧滤波电容11C4设有第三交流侧滤波电容11C5，所述第一交流侧滤波电容11C1的虚拟中性点、所述第三交流侧滤波电容11C5的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容11C3的中点相连，为共模电流提供二级共模低通滤波路径。在通过选取合适的所述第一交流侧滤波电容11C1、所述直流侧共模电感11L3、所述直流侧共模回流电容11C3及第三交流侧滤波电容11C5的参数，可以将交流侧的共模电压和直流侧的共模电压抑制到系统允许的范围内，并且可以有效的减小系统外部交流侧对地共模电流和直流侧对地共模电流，从而达到无需隔离变压器的共模电压和共模电流抑制目标。

当然，在实施例一至实施例十之中任一实施例的基础上，都可以如同本实施例，在所述交流/直流功率模块1101交流侧相对所述第一交流侧滤波电容11C1及所述第二交流侧滤波电容11C4设有第三交流侧滤波电容11C5，所述第一交流侧滤波电容11C1的虚拟中性点、所述第三交流侧滤波电容11C5的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容11C3的中点相连，为共模电流提供二级共模低通滤波路径。

实施例十二：

参阅图12，图12是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十二的示意图，与图11基本一致，区别在于所述逆变器侧电感11L1与所述直流侧共模电感11L3进行磁集成，使所述逆变器侧电感11L1与所述直流侧共模电感11L3共用磁芯，从而降低成本，减小体积。

当然，在上述各实施例中，只要设有所述逆变器侧电感11L1与所述直流侧共模电感11L3的实施例，均可参照实施例十二，对所述逆变器侧电感11L1与所述直流侧共模电感11L3进行磁集成，在此不作赘述。

实施例十三：

参阅图13，图13是本申请共模电压和共模电流抑制电路实施例十三的示意图，与图7基本一致，区别在于所述逆变器侧电感7L1与所述交流侧共模电感7L4进行磁集成，使所述逆变器侧电感7L1与所述交流侧共模电感7L4共用磁芯，从而降低成本，减小体积。

当然，在上述各实施例中，只要设有所述逆变器侧电感7L1与所述交流侧共模电感7L4的实施例，均可参照实施例十三，对所述逆变器侧电感7L1与所述交流侧共模电感7L4进行磁集成，在此不作赘述。

实施例十四：

参阅图11，本实施例与图11所示的实施例十一基本一致，区别在于所述逆变器侧电感11L1与所述配网侧电感11L2进行磁集成，使所述逆变器侧电感11L1与所述配网侧电感11L2共用磁芯，从而降低成本，减小体积。

当然，在上述各实施例中，只要设有所述逆变器侧电感11L1与所述配网侧电感11L2的实施例，均可参照实施例十一，对所述逆变器侧电感11L1与所述配网侧电感11L2进行磁集成，在此不作赘述。

与现有技术相比，本实用新型提供的共模电压和共模电流抑制电路，通过在直流侧引入所述直流侧共模回流电容，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容的中点相连，或者在交流侧引入所述交流侧共模电感，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径，从而使得共模电压和共模电流得到抑制。本申请不仅因此省去了隔离变压器，降低了成本、减小了体积、提高了效率，还同时实现对交流侧和直流侧的共模电压及共模电流进行有效抑制。

此外，本申请中所述直流侧共模回流电容和所述交流侧共模电感参数可调节，可以广泛应用于各种功率等级和各种电压等级的储能系统、电池化成系统、光伏发电系统、微电网、电机传动等应用场景，适用性广。以上所述的仅是本实用新型的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种共模电压和共模电流抑制电路，包括：

交流/直流功率模块；

具有第一交流侧滤波电容的交流侧滤波器，设于所述交流/直流功率模块交流侧；及

直流侧支撑电容，设于交流/直流功率模块直流侧，其特征在于，在所述交流/直流功率模块直流侧设直流侧共模回流电容，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容的中点相连，或者在所述交流/直流功率模块交流侧与所述交流侧滤波器之间设交流侧共模电感，将所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧支撑电容的中点相连，形成共模电流回流通路，为共模电流提供一个系统内部的共模低通滤波路径。

2.根据权利要求1所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，所述交流侧滤波器的形式为LC滤波器或LCL滤波器，所述LC滤波器包括逆变器侧电感及所述第一交流侧滤波电容，所述LCL滤波器在所述LC滤波器的基础上设有配网侧电感，所述逆变器侧电感靠近所述交流/直流功率模块交流侧，所述第一交流侧滤波电容设于所述逆变器侧电感与所述配网侧电感之间。

3.根据权利要求1所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，所述交流/直流功率模块直流侧相对所述直流侧共模回流电容设有直流侧共模电感，所述直流侧共模电感设于所述直流侧支撑电容与所述直流侧共模回流电容之间。

4.根据权利要求2所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，所述交流/直流功率模块交流侧相对所述第一交流侧滤波电容设有第二交流侧滤波电容，所述第二交流侧滤波电容设于所述第一交流侧滤波电容与所述逆变器侧电感之间，且所述第二交流侧滤波电容的连接方式为三角形连接或星型连接。

5.根据权利要求4所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，所述交流/直流功率模块交流侧相对所述第一交流侧滤波电容及所述第二交流侧滤波电容设有第三交流侧滤波电容，所述第一交流侧滤波电容的虚拟中性点、所述第三交流侧滤波电容的虚拟中性点与所述直流侧共模回流电容的中点相连，为共模电流提供二级共模低通滤波路径。

6.根据权利要求1所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，所述交流/直流功率模块直流侧设有所述直流侧共模回流电容的同时，所述交流/直流功率模块交流侧设有所述交流侧共模电感。

7.根据权利要求1所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，在所述交流/直流功率模块的交流侧电容支路或直流侧电容支路中设置第一串联电阻。

8.根据权利要求1所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，在所述共模电流回流通路上设置第二串联电阻。

9.根据权利要求1至8任一所述的共模电压和共模电流抑制电路，其特征在于，相邻设置的二电感之间进行磁集成。