在現(xiàn)代電源系統(tǒng)特別是工業(yè)級(jí)和大功率AC-DC轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，MDD整流橋因其高可靠性與穩(wěn)態(tài)輸出性能而被廣泛采用。然而，MDD整流橋的非線性導(dǎo)通特性使其在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量諧波電流，這些諧波不僅降低系統(tǒng)功率因數(shù)，還可能嚴(yán)重影響上游電網(wǎng)的穩(wěn)定性，甚至觸發(fā)EMI干擾超標(biāo)等問(wèn)題。因此，如何對(duì)諧波進(jìn)行有效抑制，成為電源設(shè)計(jì)工程師必須解決的關(guān)鍵課題。

一、整流橋引起諧波的原理解析

在典型的全橋整流結(jié)構(gòu)中，整流器件僅在輸入電壓瞬時(shí)值高于濾波電容電壓時(shí)導(dǎo)通，從而形成尖銳的脈沖電流輸入。該類電流波形富含大量高次諧波分量，如100Hz、150Hz及其以上的頻率成分。這些諧波不僅導(dǎo)致電壓畸變，還造成輸入電流與電壓之間的相位差顯著擴(kuò)大，從而使整體功率因數(shù)降至0.6甚至更低。對(duì)電網(wǎng)而言，這無(wú)疑是電能質(zhì)量劣化的典型誘因。

二、LC濾波器的并聯(lián)設(shè)計(jì)應(yīng)用

被動(dòng)LC濾波器通過(guò)在整流橋輸出側(cè)串聯(lián)電感和并聯(lián)電容的方式構(gòu)建低通濾波通路，能夠在不增加主動(dòng)器件的前提下有效削弱高頻諧波。電感元件限制電流變化率di/dt，電容則起到對(duì)高頻電壓分量的吸收作用，二者協(xié)同實(shí)現(xiàn)輸入電流的波形整形，使其更接近理想正弦。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電感值的選取需平衡體積、損耗和頻率響應(yīng)特性，通常范圍為0.5mH至2mH。電容方面，可選擇470μF至1000μF的大容量電解電容以降低低頻紋波，并輔以0.1μF至1μF的X類電容提升高頻濾波效果。此類濾波器適合功率較小、成本敏感型的設(shè)計(jì)，如LED驅(qū)動(dòng)器、家用電源適配器等，但面對(duì)IEC 61000-3-2等嚴(yán)格諧波規(guī)范時(shí)，單一LC濾波已顯捉襟見肘。

三、引入有源PFC提升系統(tǒng)主動(dòng)控制能力

為進(jìn)一步優(yōu)化整流橋的輸入特性，有源功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)成為主流選擇。其核心在于通過(guò)Boost升壓變換器配合PWM控制算法，主動(dòng)調(diào)整整流后的電流波形，使其與輸入電壓保持同步，最大限度地提高功率因數(shù)。PFC控制器根據(jù)實(shí)時(shí)采樣信號(hào)調(diào)整開關(guān)器件導(dǎo)通狀態(tài)，從而逼近理想的電流追蹤控制目標(biāo)。

PFC電路可分為連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）與臨界導(dǎo)通模式（CRM），前者適用于高功率場(chǎng)景，后者則在低功率應(yīng)用中具有更佳的效率表現(xiàn)。現(xiàn)代PFC電路廣泛采用GaN或SiC器件，以提升高頻下的效率與熱穩(wěn)定性。其最終效果通常可將PF提升至0.95以上，并將總諧波畸變率（THD）控制在5%以內(nèi)，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)濾波方案。

四、并聯(lián)協(xié)同架構(gòu)的實(shí)際優(yōu)勢(shì)

在工程實(shí)踐中，單獨(dú)使用PFC電路固然能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的波形校正效果，但在低頻濾波或高瞬態(tài)應(yīng)對(duì)能力上仍需輔助補(bǔ)償。而LC濾波器雖然不能獨(dú)立滿足法規(guī)要求，卻具備優(yōu)良的低頻抑制能力。因此，將LC濾波器并聯(lián)接入PFC輸入端或輸出側(cè)，不僅可減輕PFC電路負(fù)載，還能分擔(dān)一部分紋波與突變電壓的應(yīng)對(duì)壓力。

這種“被動(dòng)+主動(dòng)”協(xié)同策略使得整個(gè)輸入電路既具備對(duì)低頻與高頻諧波的廣譜抑制能力，又保留了一定的系統(tǒng)魯棒性與成本控制彈性，特別適用于大功率工業(yè)電源、服務(wù)器電源及充電樁系統(tǒng)等高標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)合。

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)與調(diào)試技巧

協(xié)同設(shè)計(jì)并非簡(jiǎn)單電路疊加，而需綜合考量濾波器與PFC模塊的阻抗匹配、電磁干擾兼容性、控制環(huán)路穩(wěn)定性及熱分布設(shè)計(jì)等多方面要素。建議：

1. 在PFC控制環(huán)設(shè)計(jì)中預(yù)留LC濾波影響余量，避免頻率重疊造成相位延遲；

2. 濾波器選型要兼顧共模與差模噪聲成分，必要時(shí)采用多級(jí)濾波結(jié)構(gòu)；

3. PCB布線中注意開關(guān)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)離濾波支路，并做好地線分割與接地規(guī)劃；

4. 對(duì)GaN或SiC器件要特別關(guān)注散熱管理，可使用熱仿真輔助布局評(píng)估。

總結(jié)

面對(duì)日益嚴(yán)苛的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與客戶對(duì)效率、體積、成本的多重訴求，MDD整流橋的諧波優(yōu)化不再是一項(xiàng)單點(diǎn)技術(shù)，而是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。通過(guò)將傳統(tǒng)LC濾波與現(xiàn)代有源PFC進(jìn)行架構(gòu)層面的協(xié)同設(shè)計(jì)，工程師可在保留穩(wěn)定性與兼容性的同時(shí)，有效滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，為電源產(chǎn)品賦予更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)，隨著數(shù)字控制技術(shù)與寬禁帶器件的進(jìn)一步發(fā)展，此類混合優(yōu)化策略將在更廣泛的場(chǎng)景中得到落地與驗(yàn)證。