图 1-2 展示了直流/交流级的方框图。逆变器级是双向的，从而实现从直流级到交流级的功率转换，反之亦然。该拓扑由 H 桥构成，每组对角开关在输出电压的一个半波期间以高频工作。与电网并联的附加开关允许在输出滤波器上产生额外的电压电平，从而使此电源转换系统成为三级拓扑，进而降低 FET 两端的开关损耗和 COSS 损耗。这也使得恒定的共模电压能够产生可忽略不计的漏电流，因为 PV 输入级在续流阶段与交流电网解耦。

图 1-5 直流/交流转换器方框图

这种拓扑是无变压器串式逆变器应用的不错选择，在这类应用中，交流电网和 PV 电池板之间没有可用的隔离。由于 PV 表面暴露在接地屋顶或附近的其他表面上方，因此共模电流是 PV 应用中众所周知的挑战。表面积较大会导致 PV 电池板与接地之间的杂散电容值较高，在潮湿环境或雨天，杂散电容可能高达 200nF/kWp，如图 1-6 所示。当转换器的共模电压没有得到很好的缓解时，这种寄生电容会导致高共模电流流入系统，并可能导致 EMI 和电网电流失真等问题。

图 1-6 PV 电池板寄生电容

但是，包含变压器的微型逆变器具有高阻抗电流返回路径，而对成本敏感的应用（如串式逆变器）则不同。串式逆变器通常为返回电流提供低阻抗路径，因此产生非常高的电流值，如图 1-7 所示。因此，对地的漏电流在无变压器的概念中是一个重要问题。为此，可以实施具有更少振荡的特殊单相无变压器拓扑，稍后对此进行讨论。此外，采用无框架电池板有助于进一步减少此类问题。

图 1-7 共模噪声

该直流/交流转换器以 87kHz 开关频率运行，用于正弦电网电流控制，从而使 EMI 滤波器设计变得紧凑。在单相 230V_RMS 电网下，能够以 20A_RMS 的输出电流实现 4.6kW 的输出功率。EMI 滤波器由分割在两个电源轨之间的升压电感器（可改善共模抑制能力）、两个共模扼流圈、C_x 电容器和 C_y 电容器组成。EMI 滤波器旨在衰减注入电网的差模和共模噪声。此外，直流链路上还存在电解电容器，以补偿此类单相应用中存在的 100Hz 电源纹波。请注意，两个半桥都需要具有死区时间以避免击穿。测量电网中的电流，并随后由 MCU 使用比例谐振 (PR) 控制器进行控制。为了控制有功功率和无功功率，需要对在公共耦合点 (PCC) 内流动的电流进行高精度测量。电流控制需要实施与电网电压频率同步的锁相环 (PLL)。直流链路电压控制环路用于控制电网中现有灌电流或拉电流的振幅。