开关电源谐波的研究

摘要：为了提高开关电源电能质量，通过高频大功率整流和逆变开关电源理论分析可知，开关电源是影响电能质量的主要污染源，同时通过专用谐波测试仪可得，在开关电源中3次、4次、5次谐波的含量最大，其他高次谐波虽然也存在，但是其能量很低，在抑制时可以忽略，因此在开关电源中3次、4次、5次谐波是影响系统污染的主要原因。针对开关电源产生的谐波给电网造成的污染以及影响自身控制系统带来的危害，设计出一个通用的三相无源滤波器装置，该装置不仅能抑制谐波还能够提高系统功率因素。通过试验表明，应用这种方法能达到理想的效果，各次谐波的含量低于我国制定的标准，使电网谐波降低，交流纹波成分减少。

0.前言

近年来，随着电力电子技术在开关电源快速的发展，开关电源的应用在提高系统可靠性和效率方面显得尤为重要。一方面开关电源正朝着高频尧高速尧高灵敏度尧高可靠性尧多功能尧小型化的方向发展，另一方面，电力电子装置本身功率容量和功率密度在不断增大，比如智能电焊机尧光伏发电尧变频器尧伺服控制系统等。然而，出现了一个严重的问题，开关电源中的大功率开关管在高频的开尧关以及在运行时必然会产生高次谐波和电磁干扰穴通过辐射传播雪注入电网，干扰自身系统的稳定性和可靠性。

谐波是传导行的干扰，它已成为许多开关电源与系统能否在应用现场正常可靠运行的主要障碍之一。欧美国家在1996年已制定了相关标准并强制严格执行，不符合其标准的电气产品不准进入市场曰我国已在2003年制定了相关标准，并在少数城市实行了如果谐波含量超标用户要实行一定的处罚。因此对谐波的研究尤为重要。

现在国内外抑制谐波的方法有无源滤波和有源滤波两种，虽然有源滤波器在理论上滤波效果较好，但由于其技术复杂，成本较高，目前抑制谐波多数还是采用无源滤波的方法，该方法不仅可以抑制谐波，也有无功补偿的作用。

1 谐波的理论分析

电力电子的器件的开关特性是强非线性，开关电源在开、关和在运行时都会产生大量的谐波干扰。

图1 单相大功率整流电路

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