在現代電源系統特別是工業級和大功率AC-DC轉換應用中，MDD整流橋因其高可靠性與穩態輸出性能而被廣泛采用。然而，MDD整流橋的非線性導通特性使其在運行過程中產生大量諧波電流，這些諧波不僅降低系統功率因數，還可能嚴重影響上游電網的穩定性，甚至觸發EMI干擾超標等問題。因此，如何對諧波進行有效抑制，成為電源設計工程師必須解決的關鍵課題。

一、整流橋引起諧波的原理解析

在典型的全橋整流結構中，整流器件僅在輸入電壓瞬時值高于濾波電容電壓時導通，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。這些諧波不僅導致電壓畸變，還造成輸入電流與電壓之間的相位差顯著擴大，從而使整體功率因數降至0.6甚至更低。對電網而言，這無疑是電能質量劣化的典型誘因。

二、LC濾波器的并聯設計應用

被動LC濾波器通過在整流橋輸出側串聯電感和并聯電容的方式構建低通濾波通路，能夠在不增加主動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，電容則起到對高頻電壓分量的吸收作用，二者協同實現輸入電流的波形整形，使其更接近理想正弦。

在實際設計中，電感值的選取需平衡體積、損耗和頻率響應特性，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、成本敏感型的設計，如LED驅動器、家用電源適配器等，但面對IEC 61000-3-2等嚴格諧波規范時，單一LC濾波已顯捉襟見肘。

三、引入有源PFC提升系統主動控制能力

為進一步優化整流橋的輸入特性，有源功率因數校正（PFC）技術成為主流選擇。其核心在于通過Boost升壓變換器配合PWM控制算法，主動調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。PFC控制器根據實時采樣信號調整開關器件導通狀態，從而逼近理想的電流追蹤控制目標。

PFC電路可分為連續導通模式（CCM）與臨界導通模式（CRM），前者適用于高功率場景，后者則在低功率應用中具有更佳的效率表現。現代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，顯著優于傳統濾波方案。

四、并聯協同架構的實際優勢

在工程實踐中，單獨使用PFC電路固然能實現優異的波形校正效果，但在低頻濾波或高瞬態應對能力上仍需輔助補償。而LC濾波器雖然不能獨立滿足法規要求，卻具備優良的低頻抑制能力。因此，將LC濾波器并聯接入PFC輸入端或輸出側，不僅可減輕PFC電路負載，還能分擔一部分紋波與突變電壓的應對壓力。

這種“被動+主動”協同策略使得整個輸入電路既具備對低頻與高頻諧波的廣譜抑制能力，又保留了一定的系統魯棒性與成本控制彈性，特別適用于大功率工業電源、服務器電源及充電樁系統等高標準場合。

五、設計注意事項與調試技巧

協同設計并非簡單電路疊加，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、控制環路穩定性及熱分布設計等多方面要素。建議：

1. 在PFC控制環設計中預留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，必要時采用多級濾波結構；

3. PCB布線中注意開關節點遠離濾波支路，并做好地線分割與接地規劃；

4. 對GaN或SiC器件要特別關注散熱管理，可使用熱仿真輔助布局評估。

總結

面對日益嚴苛的電能質量標準與客戶對效率、體積、成本的多重訴求，MDD整流橋的諧波優化不再是一項單點技術，而是一項系統性工程。通過將傳統LC濾波與現代有源PFC進行架構層面的協同設計，工程師可在保留穩定性與兼容性的同時，有效滿足標準要求，為電源產品賦予更強的市場競爭力。未來，隨著數字控制技術與寬禁帶器件的進一步發展，此類混合優化策略將在更廣泛的場景中得到落地與驗證。