一、什么是有源濾波器和無源濾波器

1、有源濾波器

有源濾波器也(ye)是有(you)源電(dian)(dian)濾波(bo)(bo)器(qi)（ActivePowerFilter，簡稱APF），是一種新型(xing)的電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)設備，用于動態壓制諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)補(bu)(bu)償無功(gong)。它(ta)(ta)可(ke)(ke)以(yi)補(bu)(bu)償大小和(he)頻率變化的諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)和(he)無功(gong)變化。有(you)源濾波(bo)(bo)器(qi)之(zhi)所以(yi)被稱為(wei)有(you)源，是因為(wei)它(ta)(ta)需要提(ti)供電(dian)(dian)源（用于補(bu)(bu)償主電(dian)(dian)路的諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)）。它(ta)(ta)的應(ying)用可(ke)(ke)以(yi)克(ke)服(fu)傳統諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)壓制和(he)無功(gong)補(bu)(bu)償方法的缺點，如LC濾波(bo)(bo)器(qi)（傳統的只能(neng)(neng)固定補(bu)(bu)償），實(shi)現(xian)動態跟蹤補(bu)(bu)償，既能(neng)(neng)補(bu)(bu)償諧(xie)(xie)(xie)波(bo)(bo)又(you)能(neng)(neng)補(bu)(bu)償無功(gong)。

2、無源濾波器

無(wu)源濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)，又稱LC濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)，簡稱FC。它是一種由電(dian)(dian)感(gan)、電(dian)(dian)容和電(dian)(dian)阻(zu)組(zu)合(he)而成(cheng)(cheng)的濾(lv)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)路(lu)，可以(yi)(yi)過(guo)濾(lv)一次或多次諧(xie)波(bo)(bo)(bo)。這種電(dian)(dian)路(lu)主要包(bao)括無(wu)源元件(jian)R、l和c組(zu)成(cheng)(cheng)。無(wu)源濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)結構更容易使(shi)用，是將電(dian)(dian)感(gan)和電(dian)(dian)容串(chuan)聯起(qi)來，可以(yi)(yi)對主次諧(xie)波(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構成(cheng)(cheng)低阻(zu)抗旁(pang)路(lu)；單相濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、DC濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、正(zheng)弦波(bo)(bo)(bo)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、諧(xie)波(bo)(bo)(bo)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)等(deng)都屬于無(wu)源濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)。

二、有源濾波器和無源濾波器的區別

1、原理構成不同

有源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器是電(dian)(dian)子裝置(zhi)，而無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器是機(ji)械的(de)(de)。有源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器主(zhu)要是通過晶閘管控制，當有諧(xie)波(bo)(bo)(bo)產生時會產生大(da)小相(xiang)等，方向相(xiang)反的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)來抵消諧(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)；無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器則(ze)是通過電(dian)(dian)容(rong)+電(dian)(dian)抗(kang)的(de)(de)組合LC回路(lu)對諧(xie)波(bo)(bo)(bo)產生低阻抗(kang)，讓諧(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流(liu)流(liu)入到(dao)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)裝置(zhi)中(zhong)。

2、濾波效果不同

有(you)(you)源濾波(bo)(bo)(bo)器能(neng)夠實(shi)現(xian)動(dong)態濾波(bo)(bo)(bo)，自動(dong)追蹤補償電網中變(bian)化(hua)的(de)(de)諧波(bo)(bo)(bo)電流，具有(you)(you)高度(du)可控性和快速(su)(su)響(xiang)應性，補償性能(neng)不(bu)(bu)受電網頻(pin)(pin)率波(bo)(bo)(bo)動(dong)影(ying)響(xiang)，濾波(bo)(bo)(bo)特性不(bu)(bu)受系統阻抗(kang)(kang)的(de)(de)影(ying)響(xiang)，可消除與(yu)系統阻抗(kang)(kang)發生諧振(zhen)的(de)(de)危險。先進的(de)(de)算(suan)法使得本設(she)備(bei)能(neng)夠在100us時(shi)間內(nei)計(ji)算(suan)出下一個開關頻(pin)(pin)率的(de)(de)輸出，故而(er)響(xiang)應速(su)(su)度(du)不(bu)(bu)超過100us，對于變(bian)化(hua)較為(wei)頻(pin)(pin)繁(fan)的(de)(de)諧波(bo)(bo)(bo)能(neng)夠實(shi)行(xing)快速(su)(su)的(de)(de)補償；而(er)無(wu)源濾波(bo)(bo)(bo)器則由于結(jie)構簡單(dan)，無(wu)法達到實(shi)時(shi)快速(su)(su)動(dong)態的(de)(de)效果，濾波(bo)(bo)(bo)效果比有(you)(you)源濾波(bo)(bo)(bo)器有(you)(you)一定(ding)差距。

3、頻率變化不同

無源濾(lv)波器(qi)的(de)頻率(lv)變(bian)換(huan)會導致諧振點(dian)產(chan)生(sheng)偏移現象，從而對濾(lv)波效率(lv)產(chan)生(sheng)影響；但(dan)有源濾(lv)波器(qi)的(de)濾(lv)波效果就(jiu)不會收到頻率(lv)變(bian)化的(de)影響，穩定(ding)性更好。

4、負載影響不同

有源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器不受(shou)負載變化影(ying)響。無源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器補償效果隨著(zhu)負載的(de)變化而變化。

5、阻抗影響不同

有源濾(lv)波(bo)(bo)不(bu)受阻(zu)抗(kang)影響(xiang)。無(wu)源濾(lv)波(bo)(bo)器受系(xi)統阻(zu)抗(kang)影響(xiang)嚴重，存在諧波(bo)(bo)放大和共振的危險。

6、成本不同

有源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)價格較高，無(wu)源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)相對(dui)便宜。有源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)造(zao)價是(shi)無(wu)源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)的3倍以(yi)上，技術相對(dui)不太成(cheng)熟，且維(wei)(wei)護成(cheng)本高；無(wu)源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)造(zao)價相對(dui)較低，技術較成(cheng)熟，安裝后基(ji)本上可免維(wei)(wei)護。

7、應用范圍不同

有源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)多(duo)用于(yu)小電(dian)(dian)流，無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)可用于(yu)大電(dian)(dian)流。有源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)由于(yu)成本較高，多(duo)用于(yu)容量(liang)較小的需(xu)求(qiu)，比(bi)如像(xiang)醫療行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)，精密儀器(qi)(qi)設(she)備、實驗(yan)室、通(tong)訊行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、商場、樓宇等行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)；無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)(qi)則多(duo)用于(yu)容量(liang)需(xu)求(qiu)較大的行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)。如鋼廠、風電(dian)(dian)、電(dian)(dian)氣(qi)化鐵(tie)道(dao)及城市軌道(dao)交通(tong)行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、石(shi)化和天然氣(qi)行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、鋼鐵(tie)與冶金行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、礦山、造船業(ye)(ye)(ye)(ye)等各行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)。

三、有源濾波器和無源濾波器的優缺點

1、有源濾波器的優缺點

優點：

（1）高通增(zeng)益。由于(yu)有源濾波器(qi)包含放大器(qi)，因此(ci)它可以增(zeng)強輸入信號，從而提供更多的放大增(zeng)益來濾除高頻噪聲，使其在濾波器(qi)下降速率、阻帶抑制、沒有通帶波紋等(deng)方(fang)面比(bi)無源濾波器(qi)更優(you)。

（2）可(ke)(ke)調性強。由于有源(yuan)濾波器的電(dian)阻、電(dian)容和電(dian)感(gan)在電(dian)路中(zhong)可(ke)(ke)以隨(sui)意調整，因此設計(ji)人員可(ke)(ke)以使用不同的元(yuan)件值和電(dian)路拓撲來調整其(qi)濾波特性和增益，從而實現更(geng)好的優化。

（3）功(gong)能強大。有源濾(lv)波(bo)器具(ju)有廣泛的(de)(de)應用(yong)領域(yu)，包括音頻濾(lv)波(bo)、射(she)頻濾(lv)波(bo)、通(tong)信(xin)等(deng)多方(fang)面(mian)領域(yu)。與無源濾(lv)波(bo)器相比，它不僅具(ju)有更廣泛的(de)(de)頻帶和通(tong)頻帶帶寬，而且可(ke)以更容易地為各(ge)個應用(yong)量身定做，以滿足(zu)各(ge)種要(yao)求。

缺點：

（1）電源(yuan)(yuan)成(cheng)本高。由于有源(yuan)(yuan)濾波器需要(yao)電源(yuan)(yuan)，其設計成(cheng)本和(he)制造成(cheng)本相對較(jiao)高。

（2）更高的電路復雜性(xing)。與無源濾(lv)(lv)波器(qi)相比，有源濾(lv)(lv)波器(qi)具有更多的電路元件和設計(ji)參數，因(yin)此(ci)更容易出現設計(ji)誤差和故障等問題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成本低。由于無源濾(lv)波器僅使用(yong)傳統的電阻、電感和電容等被(bei)動元件來實現濾(lv)波，因此(ci)其制造成本相對較低。

（2）更(geng)加(jia)可(ke)靠。由于(yu)無源(yuan)濾波器不需要(yao)電源(yuan)，因此(ci)在電路設(she)計方面會比(bi)有(you)源(yuan)濾波器更(geng)簡(jian)單，執(zhi)行(xing)中也更(geng)加(jia)穩(wen)定和可(ke)靠

（3）體積(ji)小(xiao)。由(you)于(yu)無源(yuan)濾(lv)波器(qi)僅使用(yong)小(xiao)型(xing)電(dian)阻器(qi)和(he)電(dian)容器(qi)制件，其大(da)小(xiao)通常(chang)(chang)很小(xiao)，非(fei)常(chang)(chang)適用(yong)于(yu)手機(ji)、便攜(xie)式播放器(qi)等小(xiao)型(xing)電(dian)路板上的使用(yong)。

缺點：

（1）通頻帶速率限(xian)制。由于(yu)其使用的是的被(bei)動元件，因此其切(qie)入速率不能太(tai)快，相比(bi)較而言濾波器下降速率比(bi)有源(yuan)濾波器慢(man)。

（2）無(wu)法放(fang)大(da)弱信號。由(you)于無(wu)源濾波(bo)器(qi)沒有放(fang)大(da)器(qi)，因此(ci)它缺乏增益(yi)，這意(yi)味著它無(wu)法放(fang)大(da)弱信號并抵消濾波(bo)器(qi)中的(de)電阻、電容等信號衰減。

（3）難(nan)以調整。由于(yu)結構固定(ding)，元件固定(ding)等(deng)限(xian)制，無源(yuan)濾波器的調節難(nan)度(du)較大，不太靈(ling)活。

綜上所述，根據應用場景和設計需求，應選擇合適的濾波器類(lei)型，權衡(heng)其各自的(de)優(you)缺(que)點，以達到最佳性能和成本效益。