一、什么是有源濾波器和無源濾波器

1、有源濾波器

有源濾波器也是(shi)有源(yuan)電(dian)濾波器(qi)（ActivePowerFilter，簡(jian)稱(cheng)APF），是(shi)一種新型的(de)(de)(de)電(dian)力(li)電(dian)子設備，用于動態壓(ya)制(zhi)(zhi)諧波補(bu)償無功。它(ta)可以(yi)補(bu)償大(da)小(xiao)和頻率(lv)變化的(de)(de)(de)諧波和無功變化。有源(yuan)濾波器(qi)之所以(yi)被稱(cheng)為有源(yuan)，是(shi)因為它(ta)需要提供電(dian)源(yuan)（用于補(bu)償主電(dian)路的(de)(de)(de)諧波）。它(ta)的(de)(de)(de)應用可以(yi)克服傳統諧波壓(ya)制(zhi)(zhi)和無功補(bu)償方法的(de)(de)(de)缺點，如(ru)LC濾波器(qi)（傳統的(de)(de)(de)只(zhi)能固定(ding)補(bu)償），實現動態跟(gen)蹤補(bu)償，既能補(bu)償諧波又(you)能補(bu)償無功。

2、無源濾波器

無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)，又稱LC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)，簡(jian)稱FC。它是一種由電(dian)感(gan)、電(dian)容(rong)(rong)和(he)電(dian)阻組合而成(cheng)的(de)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)路，可以(yi)過(guo)濾(lv)(lv)一次或(huo)多次諧波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。這種電(dian)路主(zhu)要包括無源(yuan)元件R、l和(he)c組成(cheng)。無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)結(jie)構(gou)更容(rong)(rong)易(yi)使用，是將(jiang)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)(rong)串(chuan)聯起來，可以(yi)對主(zhu)次諧波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構(gou)成(cheng)低阻抗旁路；單相濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、DC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、正弦波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、諧波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)等都(dou)屬于無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(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)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)是電(dian)子(zi)裝(zhuang)置，而無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)是機械的(de)(de)。有源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)主要是通過晶閘(zha)管控(kong)制，當有諧(xie)波(bo)產生時會產生大(da)小(xiao)相等，方向(xiang)相反的(de)(de)電(dian)流來(lai)抵消(xiao)諧(xie)波(bo)電(dian)流；無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)則是通過電(dian)容+電(dian)抗的(de)(de)組合LC回(hui)路對(dui)諧(xie)波(bo)產生低阻抗，讓(rang)諧(xie)波(bo)電(dian)流流入到濾(lv)(lv)波(bo)裝(zhuang)置中。

2、濾波效果不同

有(you)源濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)能夠實(shi)(shi)現動態濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)，自動追蹤補償電網中變化(hua)的(de)(de)諧波(bo)(bo)電流，具(ju)有(you)高(gao)度可(ke)控性(xing)(xing)和快(kuai)速(su)(su)響(xiang)(xiang)應(ying)性(xing)(xing)，補償性(xing)(xing)能不受電網頻率(lv)(lv)波(bo)(bo)動影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)特性(xing)(xing)不受系(xi)統阻(zu)(zu)抗的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)，可(ke)消除與系(xi)統阻(zu)(zu)抗發生諧振的(de)(de)危險。先進的(de)(de)算法(fa)使得本設備能夠在100us時(shi)間內計算出(chu)下一個開關(guan)頻率(lv)(lv)的(de)(de)輸出(chu)，故而(er)(er)響(xiang)(xiang)應(ying)速(su)(su)度不超過100us，對于(yu)變化(hua)較為頻繁的(de)(de)諧波(bo)(bo)能夠實(shi)(shi)行(xing)快(kuai)速(su)(su)的(de)(de)補償；而(er)(er)無(wu)源濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)則由于(yu)結構簡單，無(wu)法(fa)達(da)到(dao)實(shi)(shi)時(shi)快(kuai)速(su)(su)動態的(de)(de)效(xiao)果，濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)效(xiao)果比有(you)源濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)有(you)一定差距。

3、頻率變化不同

無源濾(lv)(lv)波器的(de)頻(pin)率變(bian)換(huan)會導致諧振點產生偏移現象，從(cong)而對(dui)濾(lv)(lv)波效率產生影(ying)響(xiang)；但有源濾(lv)(lv)波器的(de)濾(lv)(lv)波效果就不會收(shou)到頻(pin)率變(bian)化的(de)影(ying)響(xiang)，穩定性更好。

4、負載影響不同

有源濾波器(qi)不受負載變(bian)(bian)化影響。無源濾波器(qi)補償(chang)效果隨著(zhu)負載的變(bian)(bian)化而變(bian)(bian)化。

5、阻抗影響不同

有(you)源(yuan)濾波不受(shou)阻抗影響。無源(yuan)濾波器受(shou)系統阻抗影響嚴重，存在(zai)諧波放大和共振的危險。

6、成本不同

有源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)價格較(jiao)高(gao)，無源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)便宜(yi)。有源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)造價是無源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)的3倍以上，技術(shu)相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)不太成熟，且維護成本高(gao)；無源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)造價相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)較(jiao)低(di)，技術(shu)較(jiao)成熟，安(an)裝后基(ji)本上可免(mian)維護。

7、應用范圍不同

有源濾波(bo)器多(duo)(duo)用于(yu)(yu)小電流，無源濾波(bo)器可用于(yu)(yu)大(da)電流。有源濾波(bo)器由于(yu)(yu)成本較(jiao)高(gao)，多(duo)(duo)用于(yu)(yu)容量(liang)較(jiao)小的(de)需求(qiu)，比如像醫療行(xing)(xing)業(ye)，精密儀(yi)器設備、實驗室、通(tong)訊行(xing)(xing)業(ye)、商場、樓宇等(deng)行(xing)(xing)業(ye)；無源濾波(bo)器則(ze)多(duo)(duo)用于(yu)(yu)容量(liang)需求(qiu)較(jiao)大(da)的(de)行(xing)(xing)業(ye)。如鋼廠、風(feng)電、電氣(qi)化鐵(tie)道及(ji)城(cheng)市軌道交(jiao)通(tong)行(xing)(xing)業(ye)、石化和天然氣(qi)行(xing)(xing)業(ye)、鋼鐵(tie)與冶金行(xing)(xing)業(ye)、礦(kuang)山、造(zao)船業(ye)等(deng)各行(xing)(xing)業(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(tong)增(zeng)益。由于有(you)源(yuan)濾波器(qi)(qi)包(bao)含放大(da)器(qi)(qi)，因此它可以增(zeng)強輸入信號，從而提供(gong)更多的放大(da)增(zeng)益來濾除(chu)高頻噪聲，使其在濾波器(qi)(qi)下降(jiang)速率、阻帶(dai)(dai)抑制(zhi)、沒有(you)通(tong)帶(dai)(dai)波紋等(deng)方面比無源(yuan)濾波器(qi)(qi)更優。

（2）可(ke)調(diao)性強。由于有源濾波器的電(dian)(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)(dian)容(rong)和電(dian)(dian)(dian)感在電(dian)(dian)(dian)路中(zhong)可(ke)以(yi)隨意(yi)調(diao)整(zheng)，因(yin)此設計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)使用不同的元件值和電(dian)(dian)(dian)路拓撲(pu)來調(diao)整(zheng)其濾波特性和增益，從而(er)實現更(geng)好的優化。

（3）功(gong)能強大。有(you)源濾(lv)(lv)波器具有(you)廣泛的應用領(ling)域(yu)，包括音頻濾(lv)(lv)波、射頻濾(lv)(lv)波、通(tong)信(xin)等多方面領(ling)域(yu)。與無源濾(lv)(lv)波器相比，它不(bu)僅具有(you)更(geng)廣泛的頻帶(dai)和通(tong)頻帶(dai)帶(dai)寬，而且可以更(geng)容(rong)易地為各個應用量身定(ding)做，以滿足各種要求。

缺點：

（1）電源(yuan)成(cheng)本高。由于(yu)有源(yuan)濾波(bo)器(qi)需要電源(yuan)，其設(she)計成(cheng)本和制(zhi)造成(cheng)本相對(dui)較高。

（2）更高的電(dian)路(lu)(lu)復雜(za)性。與無源濾波(bo)器相(xiang)比(bi)，有源濾波(bo)器具有更多的電(dian)路(lu)(lu)元件和設(she)計(ji)參數(shu)，因此(ci)更容易出(chu)現設(she)計(ji)誤差和故障等問(wen)題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成(cheng)本低(di)(di)。由(you)于無源濾波器僅使用傳統的電(dian)阻、電(dian)感和電(dian)容(rong)等被動元件來實(shi)現濾波，因(yin)此其(qi)制造成(cheng)本相對較低(di)(di)。

（2）更(geng)加可靠(kao)。由于無源(yuan)濾(lv)波器不需要電源(yuan)，因此在電路設(she)計方面會比有源(yuan)濾(lv)波器更(geng)簡單，執行(xing)中也更(geng)加穩定和可靠(kao)

（3）體積小。由于無源濾(lv)波器僅使用(yong)小型(xing)電(dian)阻器和(he)電(dian)容(rong)器制件(jian)，其大小通常很(hen)小，非常適用(yong)于手機、便攜式播放器等小型(xing)電(dian)路(lu)板上的使用(yong)。

缺點：

（1）通頻帶速(su)率限(xian)制。由于其使用的是的被(bei)動元(yuan)件，因此(ci)其切入速(su)率不能太快(kuai)，相(xiang)比(bi)較而言濾波(bo)器下降速(su)率比(bi)有源濾波(bo)器慢。

（2）無(wu)(wu)法放大弱信(xin)號(hao)。由于無(wu)(wu)源濾(lv)波器沒有放大器，因(yin)此它(ta)缺乏增(zeng)益(yi)，這意味著它(ta)無(wu)(wu)法放大弱信(xin)號(hao)并抵消濾(lv)波器中的電(dian)阻、電(dian)容等(deng)信(xin)號(hao)衰減(jian)。

（3）難(nan)(nan)以調整(zheng)。由于結(jie)構固定，元件(jian)固定等限制，無源濾波器的調節(jie)難(nan)(nan)度較大，不太(tai)靈活。

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型，權(quan)衡其各自的優缺(que)點，以(yi)達到最(zui)佳性能和成(cheng)本效益。