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)有源電濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器（ActivePowerFilter，簡稱APF），是(shi)一種新(xin)型的(de)電力電子設備，用于(yu)動(dong)態壓制諧波(bo)(bo)補(bu)(bu)償無(wu)(wu)功。它可以(yi)補(bu)(bu)償大(da)小和(he)頻率變化的(de)諧波(bo)(bo)和(he)無(wu)(wu)功變化。有源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器之所以(yi)被稱為(wei)有源，是(shi)因為(wei)它需要提供電源（用于(yu)補(bu)(bu)償主(zhu)電路的(de)諧波(bo)(bo)）。它的(de)應用可以(yi)克服傳(chuan)(chuan)統(tong)諧波(bo)(bo)壓制和(he)無(wu)(wu)功補(bu)(bu)償方法的(de)缺點(dian)，如LC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器（傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)只能固定補(bu)(bu)償），實(shi)現動(dong)態跟蹤補(bu)(bu)償，既能補(bu)(bu)償諧波(bo)(bo)又能補(bu)(bu)償無(wu)(wu)功。

2、無源濾波器

無(wu)源濾(lv)波(bo)器，又稱LC濾(lv)波(bo)器，簡稱FC。它(ta)是(shi)一種(zhong)由電(dian)(dian)(dian)感、電(dian)(dian)(dian)容(rong)和電(dian)(dian)(dian)阻(zu)組合而成的濾(lv)波(bo)電(dian)(dian)(dian)路(lu)，可(ke)以過濾(lv)一次或多次諧波(bo)。這種(zhong)電(dian)(dian)(dian)路(lu)主(zhu)要包(bao)括無(wu)源元(yuan)件R、l和c組成。無(wu)源濾(lv)波(bo)器結構(gou)更容(rong)易使(shi)用，是(shi)將電(dian)(dian)(dian)感和電(dian)(dian)(dian)容(rong)串聯起(qi)來，可(ke)以對主(zhu)次諧波(bo)（3、5、７）構(gou)成低阻(zu)抗旁(pang)路(lu)；單相(xiang)濾(lv)波(bo)器、DC濾(lv)波(bo)器、正(zheng)弦波(bo)濾(lv)波(bo)器、諧波(bo)濾(lv)波(bo)器等(deng)都屬(shu)于無(wu)源濾(lv)波(bo)器。

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)濾波器(qi)(qi)是電(dian)子裝置(zhi)，而無(wu)源(yuan)濾波器(qi)(qi)是機械的。有源(yuan)濾波器(qi)(qi)主(zhu)要是通過晶閘管控制(zhi)，當有諧(xie)波產生(sheng)時(shi)會產生(sheng)大小相等，方向相反的電(dian)流(liu)來抵消諧(xie)波電(dian)流(liu)；無(wu)源(yuan)濾波器(qi)(qi)則是通過電(dian)容+電(dian)抗的組合LC回路對諧(xie)波產生(sheng)低阻抗，讓諧(xie)波電(dian)流(liu)流(liu)入到濾波裝置(zhi)中。

2、濾波效果不同

有(you)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器能夠(gou)實(shi)現(xian)動(dong)態(tai)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)，自動(dong)追(zhui)蹤補償電網中變(bian)化的(de)(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)電流，具有(you)高度可控性和快(kuai)速響(xiang)應性，補償性能不受電網頻率波(bo)(bo)動(dong)影響(xiang)，濾(lv)(lv)波(bo)(bo)特性不受系統阻抗的(de)(de)(de)影響(xiang)，可消除(chu)與系統阻抗發生諧(xie)振的(de)(de)(de)危險。先進的(de)(de)(de)算法使(shi)得本設備(bei)能夠(gou)在(zai)100us時間(jian)內計算出下一(yi)個開關(guan)頻率的(de)(de)(de)輸出，故(gu)而響(xiang)應速度不超過100us，對于(yu)(yu)變(bian)化較為頻繁(fan)的(de)(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)能夠(gou)實(shi)行快(kuai)速的(de)(de)(de)補償；而無源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器則由于(yu)(yu)結(jie)構簡單(dan)，無法達到實(shi)時快(kuai)速動(dong)態(tai)的(de)(de)(de)效果(guo)，濾(lv)(lv)波(bo)(bo)效果(guo)比有(you)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器有(you)一(yi)定差距。

3、頻率變化不同

無源濾波(bo)器的頻率變換(huan)會導(dao)致諧(xie)振點產生偏移現象，從而對濾波(bo)效率產生影響(xiang)；但有源濾波(bo)器的濾波(bo)效果就(jiu)不會收到頻率變化的影響(xiang)，穩定性更(geng)好(hao)。

4、負載影響不同

有(you)源濾波器不受負載變(bian)(bian)化(hua)影(ying)響(xiang)。無源濾波器補償效(xiao)果隨(sui)著(zhu)負載的變(bian)(bian)化(hua)而變(bian)(bian)化(hua)。

5、阻抗影響不同

有(you)源濾波(bo)不受阻抗(kang)(kang)影響(xiang)。無源濾波(bo)器受系統(tong)阻抗(kang)(kang)影響(xiang)嚴(yan)重，存在諧波(bo)放大和(he)共振的危險。

6、成本不同

有源濾波(bo)器(qi)(qi)價格較高，無源濾波(bo)器(qi)(qi)相對便宜。有源濾波(bo)器(qi)(qi)造價是(shi)無源濾波(bo)器(qi)(qi)的(de)3倍以上(shang)，技(ji)術相對不(bu)太成(cheng)熟(shu)，且維護成(cheng)本(ben)高；無源濾波(bo)器(qi)(qi)造價相對較低(di)，技(ji)術較成(cheng)熟(shu)，安裝后基(ji)本(ben)上(shang)可免維護。

7、應用范圍不同

有源(yuan)濾波(bo)器多用(yong)于(yu)(yu)小電(dian)(dian)流，無(wu)源(yuan)濾波(bo)器可(ke)用(yong)于(yu)(yu)大電(dian)(dian)流。有源(yuan)濾波(bo)器由于(yu)(yu)成(cheng)本較(jiao)高，多用(yong)于(yu)(yu)容量較(jiao)小的需求(qiu)，比如(ru)像醫療行(xing)(xing)業(ye)，精密儀器設(she)備、實驗室、通(tong)訊行(xing)(xing)業(ye)、商場、樓(lou)宇等(deng)行(xing)(xing)業(ye)；無(wu)源(yuan)濾波(bo)器則多用(yong)于(yu)(yu)容量需求(qiu)較(jiao)大的行(xing)(xing)業(ye)。如(ru)鋼廠、風電(dian)(dian)、電(dian)(dian)氣化鐵道及城市(shi)軌(gui)道交通(tong)行(xing)(xing)業(ye)、石化和天然(ran)氣行(xing)(xing)業(ye)、鋼鐵與冶金行(xing)(xing)業(ye)、礦(kuang)山、造船業(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(gao)通增(zeng)益(yi)。由于有源(yuan)濾(lv)波器包(bao)含放大器，因此它(ta)可以(yi)增(zeng)強輸入信號，從(cong)而提供更多的放大增(zeng)益(yi)來(lai)濾(lv)除高(gao)頻噪聲，使其在(zai)濾(lv)波器下降(jiang)速率、阻帶(dai)抑制、沒有通帶(dai)波紋等方面(mian)比無源(yuan)濾(lv)波器更優。

（2）可調性強。由于有源濾波器的電(dian)阻、電(dian)容和(he)電(dian)感在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)可以(yi)隨(sui)意調整，因此設計人員可以(yi)使用不同的元件值和(he)電(dian)路(lu)拓撲(pu)來調整其濾波特性和(he)增益，從而實現更好的優化。

（3）功能強大。有(you)(you)源濾(lv)波器(qi)具(ju)(ju)有(you)(you)廣泛(fan)的應(ying)用(yong)領域，包括音頻(pin)(pin)(pin)濾(lv)波、射頻(pin)(pin)(pin)濾(lv)波、通信等多(duo)方(fang)面領域。與無源濾(lv)波器(qi)相比，它不僅(jin)具(ju)(ju)有(you)(you)更廣泛(fan)的頻(pin)(pin)(pin)帶和通頻(pin)(pin)(pin)帶帶寬，而(er)且可以更容易地為各(ge)個應(ying)用(yong)量身定做，以滿足各(ge)種要求。

缺點：

（1）電源成(cheng)(cheng)本高(gao)。由(you)于有源濾波器需要電源，其設計成(cheng)(cheng)本和(he)制造成(cheng)(cheng)本相對較高(gao)。

（2）更(geng)高的(de)電路復(fu)雜性(xing)。與無源濾(lv)波(bo)器相比，有(you)源濾(lv)波(bo)器具有(you)更(geng)多(duo)的(de)電路元件和(he)設(she)計參(can)數，因(yin)此(ci)更(geng)容易出現設(she)計誤差和(he)故(gu)障(zhang)等問題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成(cheng)本低(di)。由于無源濾波(bo)器(qi)僅使用傳統(tong)的電(dian)阻、電(dian)感和電(dian)容等被動元件來實現濾波(bo)，因此(ci)其制(zhi)造成(cheng)本相(xiang)對較(jiao)低(di)。

（2）更加可靠。由于無(wu)源濾波器(qi)不需(xu)要電源，因此在電路設(she)計(ji)方面會比有源濾波器(qi)更簡單，執行中(zhong)也更加穩定和可靠

（3）體積小。由于(yu)無源濾(lv)波器僅使用(yong)小型電阻器和(he)電容器制件，其大小通(tong)常很(hen)小，非常適用(yong)于(yu)手機、便攜式播放器等小型電路板上(shang)的使用(yong)。

缺點：

（1）通頻帶速率(lv)限制。由于其使(shi)用的(de)是的(de)被動元件，因此其切入速率(lv)不能太快，相比(bi)(bi)較而言(yan)濾(lv)波器(qi)下(xia)降速率(lv)比(bi)(bi)有(you)源濾(lv)波器(qi)慢。

（2）無法放(fang)大(da)弱信(xin)(xin)號(hao)。由于(yu)無源(yuan)濾波器(qi)沒有放(fang)大(da)器(qi)，因此它缺乏增益，這意味著(zhu)它無法放(fang)大(da)弱信(xin)(xin)號(hao)并抵消濾波器(qi)中的電阻、電容等信(xin)(xin)號(hao)衰減。

（3）難(nan)(nan)以調整。由于結(jie)構(gou)固(gu)定(ding)，元(yuan)件固(gu)定(ding)等限制，無源濾波器的調節難(nan)(nan)度較(jiao)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，權衡其各自的優缺點，以達(da)到最佳性能和成本效益。