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(dian)(dian)濾波(bo)(bo)(bo)(bo)器（ActivePowerFilter，簡稱APF），是(shi)一種新型的電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子設(she)備(bei)，用于動態(tai)壓制諧波(bo)(bo)(bo)(bo)補償(chang)(chang)無(wu)功(gong)。它可以(yi)補償(chang)(chang)大(da)小和(he)頻率變化(hua)的諧波(bo)(bo)(bo)(bo)和(he)無(wu)功(gong)變化(hua)。有源濾波(bo)(bo)(bo)(bo)器之所(suo)以(yi)被稱為有源，是(shi)因為它需要提供電(dian)(dian)源（用于補償(chang)(chang)主電(dian)(dian)路的諧波(bo)(bo)(bo)(bo)）。它的應用可以(yi)克服傳(chuan)統諧波(bo)(bo)(bo)(bo)壓制和(he)無(wu)功(gong)補償(chang)(chang)方法(fa)的缺(que)點，如LC濾波(bo)(bo)(bo)(bo)器（傳(chuan)統的只能(neng)固定補償(chang)(chang)），實現動態(tai)跟蹤補償(chang)(chang)，既能(neng)補償(chang)(chang)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)又能(neng)補償(chang)(chang)無(wu)功(gong)。

2、無源濾波器

無(wu)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)，又稱(cheng)LC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)，簡稱(cheng)FC。它是一(yi)種由電(dian)感、電(dian)容和(he)電(dian)阻組合(he)而成(cheng)的(de)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)路(lu)(lu)，可(ke)以過(guo)濾(lv)(lv)一(yi)次(ci)(ci)或多次(ci)(ci)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。這(zhe)種電(dian)路(lu)(lu)主(zhu)要包括無(wu)源元(yuan)件R、l和(he)c組成(cheng)。無(wu)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)結構更容易使(shi)用，是將電(dian)感和(he)電(dian)容串(chuan)聯起(qi)來，可(ke)以對主(zhu)次(ci)(ci)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構成(cheng)低(di)阻抗(kang)旁路(lu)(lu)；單相濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)、DC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)、正弦波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)、諧波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)等都屬于無(wu)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(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(qi)(qi)(qi)是(shi)電(dian)子裝(zhuang)置，而無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)是(shi)機械(xie)的(de)。有源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)主要(yao)是(shi)通過晶閘管控制，當(dang)有諧(xie)波(bo)(bo)(bo)產生時會(hui)產生大小相(xiang)等，方(fang)向相(xiang)反的(de)電(dian)流來(lai)抵消諧(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)流；無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)則(ze)是(shi)通過電(dian)容+電(dian)抗的(de)組合(he)LC回路對諧(xie)波(bo)(bo)(bo)產生低阻抗，讓諧(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)流流入到濾(lv)波(bo)(bo)(bo)裝(zhuang)置中。

2、濾波效果不同

有源(yuan)(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)能(neng)夠實(shi)現動態濾(lv)波(bo)(bo)，自動追蹤補(bu)償(chang)電(dian)網中變化(hua)的(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)電(dian)流(liu)，具有高度可(ke)控性(xing)和快速(su)響(xiang)應性(xing)，補(bu)償(chang)性(xing)能(neng)不(bu)(bu)受電(dian)網頻(pin)(pin)率波(bo)(bo)動影響(xiang)，濾(lv)波(bo)(bo)特性(xing)不(bu)(bu)受系統阻抗的(de)(de)影響(xiang)，可(ke)消除與系統阻抗發生諧(xie)振的(de)(de)危(wei)險。先進的(de)(de)算法(fa)使得本設(she)備能(neng)夠在100us時(shi)間內計算出(chu)下一(yi)個開關頻(pin)(pin)率的(de)(de)輸出(chu)，故而響(xiang)應速(su)度不(bu)(bu)超過100us，對于變化(hua)較為(wei)頻(pin)(pin)繁的(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)能(neng)夠實(shi)行(xing)快速(su)的(de)(de)補(bu)償(chang)；而無(wu)源(yuan)(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)則由于結構簡單，無(wu)法(fa)達到實(shi)時(shi)快速(su)動態的(de)(de)效果(guo)，濾(lv)波(bo)(bo)效果(guo)比有源(yuan)(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)有一(yi)定差距。

3、頻率變化不同

無源濾(lv)波(bo)器(qi)的頻(pin)率變換會導致諧振點產(chan)生(sheng)(sheng)偏移(yi)現象，從而(er)對濾(lv)波(bo)效(xiao)率產(chan)生(sheng)(sheng)影響；但有源濾(lv)波(bo)器(qi)的濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)就不會收到頻(pin)率變化(hua)的影響，穩(wen)定性(xing)更好。

4、負載影響不同

有(you)源(yuan)濾(lv)波器不受負載變(bian)化影響。無源(yuan)濾(lv)波器補償效果隨著負載的變(bian)化而變(bian)化。

5、阻抗影響不同

有源(yuan)濾(lv)波不受阻抗影響(xiang)。無源(yuan)濾(lv)波器受系(xi)統阻抗影響(xiang)嚴重，存在諧(xie)波放大和共(gong)振(zhen)的危(wei)險。

6、成本不同

有(you)(you)源濾(lv)波(bo)(bo)器價(jia)格(ge)較高，無源濾(lv)波(bo)(bo)器相對(dui)(dui)便宜。有(you)(you)源濾(lv)波(bo)(bo)器造價(jia)是無源濾(lv)波(bo)(bo)器的3倍以(yi)上，技術(shu)相對(dui)(dui)不太成熟，且維護(hu)成本高；無源濾(lv)波(bo)(bo)器造價(jia)相對(dui)(dui)較低，技術(shu)較成熟，安裝后基本上可免維護(hu)。

7、應用范圍不同

有源濾(lv)波(bo)器多(duo)用于小(xiao)電(dian)流，無源濾(lv)波(bo)器可用于大電(dian)流。有源濾(lv)波(bo)器由于成本較(jiao)高，多(duo)用于容量較(jiao)小(xiao)的需求(qiu)，比如像醫(yi)療行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)，精密儀器設備、實驗室、通(tong)訊行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、商場、樓宇(yu)等行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)；無源濾(lv)波(bo)器則(ze)多(duo)用于容量需求(qiu)較(jiao)大的行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)。如鋼(gang)廠(chang)、風電(dian)、電(dian)氣化(hua)鐵道及(ji)城市軌道交通(tong)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、石化(hua)和天然氣行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、鋼(gang)鐵與冶金行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、礦(kuang)山、造船業(ye)(ye)(ye)等各行(xing)(xing)(xing)業(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）高通增益。由于(yu)有(you)源(yuan)濾波(bo)(bo)器(qi)包(bao)含放(fang)大(da)器(qi)，因此它(ta)可以增強輸入信號，從而提(ti)供更多的放(fang)大(da)增益來濾除高頻(pin)噪聲，使其在(zai)濾波(bo)(bo)器(qi)下降速率、阻帶抑制、沒有(you)通帶波(bo)(bo)紋等(deng)方面比無源(yuan)濾波(bo)(bo)器(qi)更優(you)。

（2）可調性(xing)強。由于有源(yuan)濾波器的(de)電阻、電容(rong)和電感在電路中可以(yi)隨意調整(zheng)，因此(ci)設計(ji)人員可以(yi)使用不同(tong)的(de)元件值和電路拓(tuo)撲來(lai)調整(zheng)其(qi)濾波特性(xing)和增益，從而實現更好的(de)優化。

（3）功(gong)能強大。有源濾(lv)波(bo)器具(ju)有廣(guang)泛的(de)(de)應用領域(yu)(yu)，包(bao)括(kuo)音頻(pin)(pin)濾(lv)波(bo)、射(she)頻(pin)(pin)濾(lv)波(bo)、通信(xin)等多方面領域(yu)(yu)。與(yu)無源濾(lv)波(bo)器相比，它不僅具(ju)有更廣(guang)泛的(de)(de)頻(pin)(pin)帶和(he)通頻(pin)(pin)帶帶寬，而且可(ke)以更容易地為各(ge)個應用量身定做(zuo)，以滿足各(ge)種要求(qiu)。

缺點：

（1）電源成(cheng)本高。由于(yu)有源濾波器(qi)需要電源，其設計成(cheng)本和制造成(cheng)本相對較高。

（2）更(geng)(geng)高的電(dian)路復雜(za)性。與無源(yuan)濾波(bo)器相比，有(you)源(yuan)濾波(bo)器具有(you)更(geng)(geng)多的電(dian)路元件和設計參數(shu)，因此更(geng)(geng)容易出現設計誤差和故障(zhang)等問題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成(cheng)本低(di)。由于無源濾波器僅(jin)使用傳統(tong)的(de)電(dian)阻、電(dian)感(gan)和電(dian)容等(deng)被(bei)動元件來實現濾波，因此其制造成(cheng)本相對較低(di)。

（2）更加可(ke)(ke)靠。由于無(wu)源濾波(bo)器不需(xu)要電(dian)源，因(yin)此(ci)在電(dian)路設計方面會(hui)比(bi)有源濾波(bo)器更簡單，執(zhi)行中(zhong)也更加穩(wen)定和(he)可(ke)(ke)靠

（3）體積小。由(you)于(yu)無源濾波(bo)器僅使用小型電阻器和電容器制件，其大(da)小通常很小，非常適用于(yu)手(shou)機、便(bian)攜式播放器等小型電路板上(shang)的使用。

缺點：

（1）通頻(pin)帶速(su)(su)率(lv)限制。由于其使(shi)用(yong)的是的被動元件，因此(ci)其切入速(su)(su)率(lv)不能太快，相比較而(er)言濾波器下降速(su)(su)率(lv)比有源濾波器慢。

（2）無法(fa)放(fang)大(da)弱(ruo)信號(hao)。由于(yu)無源濾波器(qi)沒有放(fang)大(da)器(qi)，因此它缺乏增益，這意味著它無法(fa)放(fang)大(da)弱(ruo)信號(hao)并抵消濾波器(qi)中(zhong)的電阻、電容等信號(hao)衰(shuai)減。

（3）難以調(diao)整。由(you)于結構固定(ding)，元(yuan)件固定(ding)等限制，無源濾波器的調(diao)節難度較(jiao)大(da)，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(qi)各(ge)自的優缺(que)點，以達(da)到最佳性能和(he)成(cheng)本效益。