近年来,随着电力电子电路高频化和小型化的发展趋势,开关速度提高,PCB布局更加紧凑,开关动作容易产生高的du/dt和di/dt,它表现为纹波电流,并引发降低电路瞬态响应、干扰电子设备工作、削弱电能质量等诸多问题,因此对纹波电流抑制技术的研究成了一大热点。目前抑制纹波电流的技术主要分为有源和无源两种。其中,有源技术因具有体积小和能够动态调整抑制能力的优点而受到关注,但由于有源器件的通频带窄、信号相移、稳定性不高等问题而导致抑制能力有限,仅可应用抑制幅值较小的纹波电流;无源技术虽然成本低、设计简单,但其抑制能力易受到磁性器件耦合系数的制约,且损耗较大。就这些问题,本文针对传统的Buck、Boost、Flyback变换器输入侧的纹波电流,提出了新颖的有源和无源技术,并作了详细的研究探讨与对比分析。首先,本文以Buck变换器输入侧的断续梯形波型纹波电流为问题导向,提出了一种可控功率管滤波的有源纹波电流抑制技术,它主要利用功率管和电容构成有源纹波抑制电路,并通过所提反馈双环控制方式同步控制开关管和功率管,在保证变换器正常工作的同时将功率管控制成恒流源,实现了纹波电流的抑制。其后文章分析了工作原理与控制方案,给出了电路各部分的详细设计方法,进行了实验验证,并与LC滤波技术作了简单对比。实验结果证明该技术其具有易于集成、稳定性良好的特点,与LC滤波技术相比,效率略低但在空间体积上具有绝对优势。此外,与基于反向消除的有源技术不同,该有源技术主要利用功率管的恒流特性实现抑制功能,不存在频带窄、补偿信号相移等问题,而且合理地选取功率管能够使其适用于大幅值纹波电流的抑制,大大拓宽了应用范围。其次,本文以Boost变换器输入侧的连续三角波型纹波电流为问题导向,提出了一种电流补偿式无源纹波电流抑制技术,主要利用变压器和隔直电容组成无源纹波补偿电路,在所设计的纹波抑制条件下,能够产生相反的纹波补偿电流,与连续三角波型纹波电流抵消,大大降低了输入侧的干扰。而后文章分析了其工作原理,采用时域分析法得到了系统增益和纹波电流抑制条件,并将其与实现相同纹波系数下的Boost变换器升压电感作理论分析比较,以从体积与损耗两方面说明了无源纹波补偿电路的可行性。最后,实验结果证明其不仅较好得抑制了输入侧的纹波,而且大大降低了主电路的电感体积,具有损耗小、设计简单、稳定性良好的特点。此外,对应用该技术的Boost PFC变换器进行了仿真。所有结果表明,电流补偿式无源纹波电流抑制技术的抑制能力不受变压器耦合系数的制约,解决了一般无源技术的通病,且不影响Boost变换器工作状态及增益。最后,本文以传统Flyback变换器输入侧的断续梯形型纹波电流为问题导向,在对无源纹波补偿电路改进的基础上,从抑制能力、功率损耗、功率密度、成本及适用性等方面对所提出的有源与无源技术进行了详细地对比研究。实验结果表明可控功率管的有源纹波电流抑制技术在功率密度、适用范围上占绝对优势;电流补偿式无源纹波电流抑制技术在成本上占绝对优势,在抑制能力上具有相对优势,且能够抑制开关电压尖峰,系统效率更高。这给其他电力电子电路中纹波电流的抑制方案设计提供了重要参考。