光伏逆變器是光伏系統(tǒng)非常重要的一個(gè)設(shè)備，主要作用是把光伏組件發(fā)出來(lái)的直流電變成交流電，除此之外，逆變器還承擔(dān)檢測(cè)組件、電網(wǎng)、電纜運(yùn)行狀態(tài)，和外界通信交流，系統(tǒng)安全管家等重要功能。在光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB32004-2013中，逆變器有100多個(gè)嚴(yán)格的技術(shù)參數(shù)，每一個(gè)參數(shù)合格才能拿到證書(shū)。國(guó)家質(zhì)檢總局每一年也會(huì)抽查，對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的保護(hù)連接、接觸電流、固體絕緣的工頻耐受電壓、額定輸入輸出、轉(zhuǎn)換效率、諧波和波形畸變、功率因數(shù)、直流分量、交流輸出側(cè)過(guò)/欠壓保護(hù)等9個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了檢驗(yàn)。一款全新的逆變器，從開(kāi)發(fā)到量產(chǎn)，要兩年多時(shí)間才能出來(lái)，除了過(guò)欠電壓保護(hù)等功能外，逆變器還有很多鮮為人知的黑科技，如漏電流控制、散熱設(shè)計(jì)、電磁兼容、諧波抑制，效率控制等等，需要投入大量的人力和物力去研發(fā)和測(cè)試。

本文主要介紹逆變器的電磁兼容設(shè)計(jì)技術(shù)

1、光伏逆變器為什么要進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)

光伏系統(tǒng)是由光伏組件，支架，直流電纜，逆變器，交流電纜，配電柜，變壓器等組成，其中支架不帶電，自然不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。光伏組件和直流電纜，里面是直流電流，方向沒(méi)有變化，只能產(chǎn)生電場(chǎng)，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)。輸出變壓器雖然是交流電，但頻率很低，只有50Hz，產(chǎn)生的磁場(chǎng)很低。

光伏逆變器作為一個(gè)電力電子設(shè)備，開(kāi)關(guān)頻率較高，組串式逆變器通常達(dá)20K左右，電流也比較大，如果不采取措施，就會(huì)有很大的電磁干擾，會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行不穩(wěn)定，逆變器周邊的某個(gè)儀器或者設(shè)備會(huì)出現(xiàn)不能正常工作的現(xiàn)象。

2、什么是電磁兼容

電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。

判斷光伏逆變器的電磁兼容做得好不好，要看三個(gè)方面，一是不能對(duì)外界的設(shè)備造成干擾，二是外界的干擾不能影響逆變器的運(yùn)行，三是不能自己干擾自己，后兩者是逆變器的可靠性體現(xiàn)。如果電磁干擾做得不好，輕則運(yùn)行不穩(wěn)或者重啟，重則停機(jī)甚至炸機(jī)。

3、逆變器如何消除電磁干擾

系統(tǒng)要發(fā)生電磁兼容性問(wèn)題，必須存在三個(gè)因素，即電磁騷擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。在遇到電磁兼容問(wèn)題時(shí)，要從這三個(gè)因素入手，對(duì)癥下藥，消除其中某一個(gè)因素，就能解決電磁兼容問(wèn)題。逆變器的磁騷擾源是高頻變化的功率開(kāi)關(guān)電路，這是沒(méi)有辦法消除的；敏感設(shè)備是外部的，不受逆變器控制；所以最關(guān)鍵是切斷耦合途徑。電磁干擾傳輸途徑有傳導(dǎo)和輻射兩種方式，所用方法有屏蔽（隔離），濾波和接地3種方法。

（1）屏蔽（隔離）

主要運(yùn)用各種導(dǎo)電材料，制造成各種殼體并與大地連接，以切斷通過(guò)空間的靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場(chǎng)耦合形成的電磁噪聲傳播途徑，屏蔽能夠有效的抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè)，一個(gè)是限制內(nèi)部的輻射電磁能量外泄出控制區(qū)域，另一個(gè)就是防止外來(lái)的輻射電磁能量入內(nèi)部控制區(qū)，逆變器采用鋁或者鐵等導(dǎo)體全金屬封裝，達(dá)到屏蔽的效果。

為了減少導(dǎo)線上的輻射干擾，通常會(huì)在大電流導(dǎo)線和輸入輸出導(dǎo)線，如濾波電感的連接線上加磁環(huán)，防止干擾信號(hào)向外傳輸。

隔離主要運(yùn)用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來(lái)切斷電磁噪聲以傳導(dǎo)形式的傳播途徑，其特點(diǎn)是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開(kāi)來(lái)，切斷通過(guò)阻抗進(jìn)行耦合的可能。

（2）濾波

在逆變器的輸入接口和輸出接口，均設(shè)計(jì)有EIM濾波器，其目的是控制EMI傳導(dǎo)干擾，只允許直流和工頻的理想低通電流通過(guò)，它同時(shí)又是一種雙向?yàn)V波器，既可以避免逆變器向外部發(fā)出噪聲干擾，同時(shí)又可以抑制外部干擾引入系統(tǒng)，濾波器包括X電容，Y電容，共模電感。共模電感是在同一個(gè)磁環(huán)上，由繞向相反、匝數(shù)相同的兩個(gè)繞組組成，使流經(jīng)過(guò)繞組時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)同相疊加，對(duì)干擾電流呈現(xiàn)較大的感抗，以此來(lái)抑制共模干擾，共模電容將共模電流不經(jīng)過(guò)電網(wǎng)直接引入大地。

（3）接地

不論采用何種方法抑制EMI干擾，最終都要通過(guò)接地把靜電泄放，因此逆變器的接地非常重要。接地包括接地、信號(hào)接地等。接地體的設(shè)計(jì)、地線的布置、接地線在各種不同頻率下的阻抗等不僅涉及產(chǎn)品或系統(tǒng)的電氣安全，而且關(guān)聯(lián)著電磁兼容和其測(cè)量技術(shù)。

4、逆變器消除內(nèi)部干擾

逆變器內(nèi)部要注意兩方面的電磁干擾問(wèn)題，一是PCB板的電磁兼容性，二是主回路的電磁兼容性。PCB板常用的電磁兼容性設(shè)計(jì)的方法有：選擇合理的導(dǎo)線寬度，導(dǎo)線盡可能短，采用正確的布線策略，最好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，一面橫向，另一面縱向，交叉孔用金屬化孔相連，配置去耦電容。弱電方面，檢測(cè)電路控制電路采用RC濾波設(shè)計(jì)。強(qiáng)電方面，主回路方法有：采用合適的緩沖電路或者軟開(kāi)關(guān)電路，利用疊層母排技術(shù)減少分布式電容；軟件方面可以采用數(shù)字濾波技術(shù)。

5、逆變器的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家對(duì)光伏逆變器電磁兼容性有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。家用或直接連接到住宅的低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的逆變器應(yīng)滿足GB 4824-2004中1組B類限值，如下表所示。

光伏逆變器的電磁輻射，大約和筆記本電腦差不多，低于電磁爐電吹風(fēng)和冰箱，因此不用擔(dān)擾。