一、什么是有源濾波器和無源濾波器

1、有源濾波器

有源濾波器也是有源電(dian)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)（ActivePowerFilter，簡稱(cheng)APF），是一種(zhong)新型的電(dian)力(li)電(dian)子(zi)設備，用(yong)于(yu)動態壓制(zhi)諧(xie)(xie)波(bo)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)無(wu)功。它可以補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)大小和(he)頻(pin)率變化的諧(xie)(xie)波(bo)和(he)無(wu)功變化。有源濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)之所以被稱(cheng)為(wei)有源，是因為(wei)它需要提供電(dian)源（用(yong)于(yu)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)主電(dian)路的諧(xie)(xie)波(bo)）。它的應用(yong)可以克服(fu)傳統諧(xie)(xie)波(bo)壓制(zhi)和(he)無(wu)功補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)方法(fa)的缺點，如LC濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)（傳統的只能固定補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)），實(shi)現動態跟蹤補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)，既能補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)諧(xie)(xie)波(bo)又能補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)無(wu)功。

2、無源濾波器

無(wu)(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)，又稱LC濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)，簡(jian)稱FC。它是一種由電(dian)感(gan)、電(dian)容和電(dian)阻組(zu)合而(er)成的濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)路，可以過濾(lv)一次(ci)(ci)或多(duo)次(ci)(ci)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)。這種電(dian)路主(zhu)要包括無(wu)(wu)源(yuan)元件R、l和c組(zu)成。無(wu)(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)結(jie)構(gou)(gou)更容易使用，是將(jiang)電(dian)感(gan)和電(dian)容串聯起來，可以對主(zhu)次(ci)(ci)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構(gou)(gou)成低阻抗旁路；單相濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、DC濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、正弦(xian)波(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)等都(dou)屬于無(wu)(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)。

二、有源濾波器和無源濾波器的區別

1、原理構成不同

有源濾波(bo)器是電(dian)(dian)子(zi)裝置(zhi)(zhi)，而無源濾波(bo)器是機械的。有源濾波(bo)器主要是通過晶(jing)閘管控制，當有諧波(bo)產(chan)生時會產(chan)生大小相(xiang)等(deng)，方向相(xiang)反的電(dian)(dian)流(liu)來抵(di)消諧波(bo)電(dian)(dian)流(liu)；無源濾波(bo)器則是通過電(dian)(dian)容(rong)+電(dian)(dian)抗的組合LC回(hui)路對諧波(bo)產(chan)生低阻(zu)抗，讓諧波(bo)電(dian)(dian)流(liu)流(liu)入到(dao)濾波(bo)裝置(zhi)(zhi)中(zhong)。

2、濾波效果不同

有源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器能(neng)夠(gou)實現(xian)動態濾(lv)(lv)波(bo)(bo)，自動追(zhui)蹤補(bu)償電(dian)(dian)網中變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)諧波(bo)(bo)電(dian)(dian)流，具有高(gao)度可(ke)控(kong)性(xing)和快(kuai)速響(xiang)應性(xing)，補(bu)償性(xing)能(neng)不(bu)受電(dian)(dian)網頻率(lv)(lv)波(bo)(bo)動影響(xiang)，濾(lv)(lv)波(bo)(bo)特性(xing)不(bu)受系統阻(zu)抗的(de)(de)影響(xiang)，可(ke)消除與系統阻(zu)抗發生諧振的(de)(de)危險。先進的(de)(de)算法使得(de)本設備(bei)能(neng)夠(gou)在100us時間內計算出(chu)(chu)下一個開關(guan)頻率(lv)(lv)的(de)(de)輸出(chu)(chu)，故(gu)而響(xiang)應速度不(bu)超(chao)過100us，對(dui)于變(bian)(bian)化(hua)較(jiao)為頻繁的(de)(de)諧波(bo)(bo)能(neng)夠(gou)實行快(kuai)速的(de)(de)補(bu)償；而無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器則由于結構簡單，無法達到實時快(kuai)速動態的(de)(de)效(xiao)果，濾(lv)(lv)波(bo)(bo)效(xiao)果比有源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器有一定差距(ju)。

3、頻率變化不同

無源濾波(bo)器的(de)頻率變換會導致諧振點產(chan)生(sheng)偏移現象，從(cong)而對濾波(bo)效(xiao)率產(chan)生(sheng)影響(xiang)；但有源濾波(bo)器的(de)濾波(bo)效(xiao)果就不會收(shou)到頻率變化(hua)的(de)影響(xiang)，穩定(ding)性更好。

4、負載影響不同

有源濾波器不受負載變化影(ying)響。無源濾波器補償(chang)效果隨著負載的變化而變化。

5、阻抗影響不同

有(you)源濾波不受阻(zu)(zu)抗影響。無源濾波器受系統阻(zu)(zu)抗影響嚴重，存在諧波放大和共振的危(wei)險。

6、成本不同

有源(yuan)濾(lv)波器價(jia)格(ge)較(jiao)高(gao)，無源(yuan)濾(lv)波器相(xiang)對(dui)(dui)便宜。有源(yuan)濾(lv)波器造(zao)價(jia)是無源(yuan)濾(lv)波器的(de)3倍(bei)以上(shang)，技術相(xiang)對(dui)(dui)不太成熟，且維(wei)護成本高(gao)；無源(yuan)濾(lv)波器造(zao)價(jia)相(xiang)對(dui)(dui)較(jiao)低，技術較(jiao)成熟，安裝后基本上(shang)可免維(wei)護。

7、應用范圍不同

有源(yuan)濾波(bo)(bo)器多(duo)用(yong)(yong)于小電(dian)流(liu)，無源(yuan)濾波(bo)(bo)器可用(yong)(yong)于大電(dian)流(liu)。有源(yuan)濾波(bo)(bo)器由于成本較高，多(duo)用(yong)(yong)于容量(liang)較小的需求，比如像(xiang)醫療行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)，精(jing)密(mi)儀器設備(bei)、實(shi)驗室、通(tong)訊行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、商場、樓宇等行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)；無源(yuan)濾波(bo)(bo)器則多(duo)用(yong)(yong)于容量(liang)需求較大的行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)。如鋼廠、風電(dian)、電(dian)氣化鐵道及城市軌道交通(tong)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、石化和天然氣行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、鋼鐵與冶金(jin)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、礦(kuang)山(shan)、造船(chuan)業(ye)(ye)(ye)(ye)等各行(xing)(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(gao)通增益。由于(yu)有源濾(lv)(lv)波(bo)器包(bao)含放(fang)大器，因此它可以增強輸入信號，從而(er)提供更多的放(fang)大增益來濾(lv)(lv)除(chu)高(gao)頻噪聲，使其在濾(lv)(lv)波(bo)器下降速率、阻帶(dai)抑制、沒(mei)有通帶(dai)波(bo)紋等方面比無源濾(lv)(lv)波(bo)器更優。

（2）可(ke)(ke)調性強。由于有源濾波器的電(dian)阻、電(dian)容(rong)和(he)電(dian)感在電(dian)路(lu)中(zhong)可(ke)(ke)以隨(sui)意調整，因此設計人員可(ke)(ke)以使用不同(tong)的元(yuan)件(jian)值和(he)電(dian)路(lu)拓撲來調整其濾波特(te)性和(he)增益，從而實現(xian)更好的優(you)化。

（3）功能強大。有源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)具(ju)(ju)有廣(guang)泛的應用(yong)領域，包括音頻(pin)濾(lv)(lv)波(bo)、射頻(pin)濾(lv)(lv)波(bo)、通(tong)(tong)信等多方面領域。與無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器(qi)相比，它不僅具(ju)(ju)有更廣(guang)泛的頻(pin)帶和通(tong)(tong)頻(pin)帶帶寬(kuan)，而(er)且可以更容易地為各個應用(yong)量(liang)身定做，以滿足各種(zhong)要(yao)求。

缺點：

（1）電源(yuan)成(cheng)(cheng)本(ben)高。由于有源(yuan)濾(lv)波器需要電源(yuan)，其設計(ji)成(cheng)(cheng)本(ben)和(he)制造成(cheng)(cheng)本(ben)相對較高。

（2）更(geng)高(gao)的電路復(fu)雜性。與無源(yuan)濾波器相比，有(you)(you)源(yuan)濾波器具有(you)(you)更(geng)多的電路元件和設(she)(she)計參數，因此更(geng)容(rong)易出現(xian)設(she)(she)計誤(wu)差和故(gu)障等問題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成本低(di)。由于(yu)無(wu)源濾(lv)波器僅使用傳統(tong)的電(dian)阻、電(dian)感和電(dian)容(rong)等被動元件來實現濾(lv)波，因此其制造(zao)成本相對較低(di)。

（2）更加(jia)(jia)可靠。由于無源濾波器(qi)(qi)不需要電源，因此在電路設計(ji)方面會比有源濾波器(qi)(qi)更簡(jian)單，執(zhi)行(xing)中也更加(jia)(jia)穩定和可靠

（3）體積小。由于(yu)(yu)無源濾(lv)波器(qi)僅(jin)使用小型電(dian)阻器(qi)和電(dian)容器(qi)制件，其大小通常很小，非常適用于(yu)(yu)手(shou)機、便攜式播放器(qi)等小型電(dian)路板上的使用。

缺點：

（1）通(tong)頻帶速率(lv)(lv)限(xian)制。由(you)于其(qi)(qi)使用的是的被動元件，因此其(qi)(qi)切入速率(lv)(lv)不能太(tai)快，相比較而言濾波器下降速率(lv)(lv)比有源濾波器慢。

（2）無法放(fang)大(da)(da)弱信(xin)號。由于無源濾(lv)波器沒有放(fang)大(da)(da)器，因此它缺乏增益，這意味著它無法放(fang)大(da)(da)弱信(xin)號并(bing)抵消濾(lv)波器中的(de)電阻(zu)、電容(rong)等(deng)信(xin)號衰減。

（3）難以(yi)調整。由于結構固定(ding)，元件固定(ding)等(deng)限制，無(wu)源濾波(bo)器的調節(jie)難度較(jiao)大，不太靈活。

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，權衡其各自的(de)優缺點，以(yi)達(da)到最佳性能和(he)成本效益。