Inversores monofásicos sem transformador, utilizados em sistemas fotovoltaicos conectados à rede (SFCR), devem cumprir um conjunto de requisitos normativos, onde se destaca o limite para o valor eficaz da corrente residual de modo comum, que tem impacto na escolha da topologia e modulação do inversor. Esta tese aborda soluções para garantir a conformidade com esse requisito, propondo um filtro integrado de modo comum e diferencial para o inversor com topologia em ponte completa, utilizando modulação por largura de pulso (PWM) unipolar. A configuração do filtro proposto é denominada FB-CM4 e foi desenvolvida a partir da estrutura do filtro LCL. O filtro FB-CM4 é analisado detalhadamente, com a modelagem dos circuitos de modo comum e diferencial. A partir dessa análise, é desenvolvido um procedimento de projeto conjunto para os componentes do filtro e para o controlador de corrente, que emprega a realimentação da corrente do indutor do lado do inversor e amortecimento ativo da ressonância de modo diferencial. O procedimento de projeto proposto, uma das principais contribuições desta tese, considera os limites de estabilidade da malha de controle de corrente e a atenuação requerida para a corrente residual de modo comum, bem como a variação das frequências de ressonância e antirressonância do filtro causada pela variação de parâmetros. Na aplicação do filtro FB-CM4 com inversor em ponte completa, são utilizadas as estratégias de modulação PWM unipolar contínua (PWM-UC) e descontínua (PWM-UD). Nesta tese, mostra-se que a modulação PWM-UD em conjunto com a realimentação da corrente do indutor do lado do inversor pode causar instabilidade na malha de controle de corrente. A análise e proposição de duas soluções para esse problema são contribuições desta tese. Para validar a metodologia de projeto proposta, são apresentadas análises de sensibilidade para a variação de parâmetros, bem como resultados de simulações e experimentais. Conclui-se que a topologia em ponte completa com modulação PWM unipolar e filtro FB-CM4, projetado de acordo com a metodologia proposta nesta tese, é uma alternativa viável para toda a faixa de potência dos inversores monofásicos.

Transformerless inverters, used in grid-connected photovoltaic systems, must comply with a set of regulatory requirements, which highlights the limit for the rms value of the common mode residual current, which has an impact on the choice of topology and modulation of the inverter. This thesis addresses solutions to ensure compliance with this requirement, proposing an integrated common and differential mode filter for single-phase inverters with full bridge topology, using unipolar pulse width modulation (PWM). The proposed filter configuration is named FB-CM4 and was developed based on the LCL filter structure. The FB-CM4 filter is analyzed in detail, with the modeling of the common and differential mode circuits. From this analysis, a joint design procedure for the filter components and current controller is developed, which employs inverterside inductor current feedback and active damping of differential mode resonance. The proposed design procedure, one of the main contributions of this thesis, considers the stability limits of the current control loop and the attenuation required for the common mode residual current, as well as the variation of the filter's resonance and antiresonance frequencies caused by parameter variation. The FB-CM4 filter is used with a full-bridge inverter, employing continuous (PWM-UC) and discontinuous (PWM-UD) unipolar PWM modulation strategies. In this thesis, it is shown that PWM-UD modulation in conjunction with inverter-side inductor current feedback can cause instability in the current control loop. The analysis and proposition of two solutions to this problem are contributions of this thesis. To validate the proposed design methodology, sensitivity analysis for parameter variation, simulation and experimental results are presented. It is concluded that the full bridge topology with unipolar PWM modulation and FB-CM4 filter, designed according to the methodology proposed in this thesis, is a viable alternative for the entire power range of single-phase inverters.