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)濾波器(qi)（ActivePowerFilter，簡稱APF），是一(yi)種新型的(de)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子設(she)備，用(yong)于動態(tai)壓制諧(xie)波補(bu)(bu)償(chang)(chang)無(wu)功。它(ta)可以補(bu)(bu)償(chang)(chang)大小和頻率變化的(de)諧(xie)波和無(wu)功變化。有(you)源濾波器(qi)之所以被(bei)稱為(wei)有(you)源，是因為(wei)它(ta)需要(yao)提(ti)供電(dian)(dian)源（用(yong)于補(bu)(bu)償(chang)(chang)主電(dian)(dian)路的(de)諧(xie)波）。它(ta)的(de)應用(yong)可以克服傳統(tong)諧(xie)波壓制和無(wu)功補(bu)(bu)償(chang)(chang)方法的(de)缺點(dian)，如LC濾波器(qi)（傳統(tong)的(de)只能固定補(bu)(bu)償(chang)(chang)），實現動態(tai)跟蹤補(bu)(bu)償(chang)(chang)，既能補(bu)(bu)償(chang)(chang)諧(xie)波又(you)能補(bu)(bu)償(chang)(chang)無(wu)功。

2、無源濾波器

無源(yuan)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)，又稱LC濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)，簡稱FC。它(ta)是一種由電(dian)感(gan)、電(dian)容(rong)和(he)電(dian)阻組(zu)(zu)合而(er)成的濾波(bo)(bo)電(dian)路，可以(yi)過濾一次(ci)(ci)或多次(ci)(ci)諧波(bo)(bo)。這種電(dian)路主要包(bao)括無源(yuan)元件(jian)R、l和(he)c組(zu)(zu)成。無源(yuan)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)結構更容(rong)易使(shi)用，是將電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)串聯起來，可以(yi)對(dui)主次(ci)(ci)諧波(bo)(bo)（3、5、７）構成低阻抗旁路；單相(xiang)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)、DC濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)、正弦波(bo)(bo)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)、諧波(bo)(bo)濾波(bo)(bo)器(qi)(qi)等都(dou)屬(shu)于無源(yuan)濾波(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(you)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器是(shi)電(dian)子裝(zhuang)置，而無(wu)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器是(shi)機械的。有(you)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器主要是(shi)通過晶閘管控制，當(dang)有(you)諧波(bo)(bo)(bo)產生(sheng)(sheng)時(shi)會產生(sheng)(sheng)大小相等，方向相反的電(dian)流(liu)來抵消(xiao)諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)流(liu)；無(wu)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器則(ze)是(shi)通過電(dian)容+電(dian)抗的組合LC回路對諧波(bo)(bo)(bo)產生(sheng)(sheng)低阻抗，讓諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)流(liu)流(liu)入到濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)裝(zhuang)置中。

2、濾波效果不同

有源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)能(neng)夠實(shi)現動態濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)，自動追(zhui)蹤(zong)補償(chang)電(dian)(dian)網(wang)中變化的(de)(de)(de)(de)諧波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)流，具有高(gao)度可控性和快速(su)(su)響(xiang)應性，補償(chang)性能(neng)不(bu)受電(dian)(dian)網(wang)頻率波(bo)(bo)(bo)動影響(xiang)，濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)特(te)性不(bu)受系統阻抗的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，可消除與系統阻抗發生諧振的(de)(de)(de)(de)危險。先進的(de)(de)(de)(de)算法使得(de)本設備(bei)能(neng)夠在100us時間內計算出下一個開(kai)關頻率的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出，故(gu)而響(xiang)應速(su)(su)度不(bu)超過100us，對于(yu)變化較(jiao)為頻繁的(de)(de)(de)(de)諧波(bo)(bo)(bo)能(neng)夠實(shi)行快速(su)(su)的(de)(de)(de)(de)補償(chang)；而無(wu)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)則由于(yu)結構簡單，無(wu)法達到實(shi)時快速(su)(su)動態的(de)(de)(de)(de)效果，濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)效果比(bi)有源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器(qi)有一定差距。

3、頻率變化不同

無源(yuan)濾波(bo)器(qi)的頻率(lv)(lv)變換(huan)會(hui)導致諧振點產(chan)生偏(pian)移現(xian)象，從而對(dui)濾波(bo)效率(lv)(lv)產(chan)生影(ying)響；但有源(yuan)濾波(bo)器(qi)的濾波(bo)效果就不會(hui)收到頻率(lv)(lv)變化的影(ying)響，穩定性更好。

4、負載影響不同

有源(yuan)濾波器不(bu)受負載變化(hua)影響。無(wu)源(yuan)濾波器補償(chang)效果隨著負載的變化(hua)而(er)變化(hua)。

5、阻抗影響不同

有源濾(lv)波(bo)(bo)不受阻(zu)抗影(ying)響(xiang)。無源濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)受系統阻(zu)抗影(ying)響(xiang)嚴(yan)重，存在諧(xie)波(bo)(bo)放大(da)和共振(zhen)的危(wei)險。

6、成本不同

有(you)源濾波(bo)器價(jia)格(ge)較高，無(wu)源濾波(bo)器相(xiang)對便宜。有(you)源濾波(bo)器造價(jia)是無(wu)源濾波(bo)器的3倍(bei)以上，技(ji)術相(xiang)對不太成(cheng)熟，且維護成(cheng)本高；無(wu)源濾波(bo)器造價(jia)相(xiang)對較低(di)，技(ji)術較成(cheng)熟，安裝后基本上可免(mian)維護。

7、應用范圍不同

有(you)源濾波器多用(yong)于小電(dian)流(liu)(liu)，無源濾波器可用(yong)于大電(dian)流(liu)(liu)。有(you)源濾波器由于成本(ben)較高，多用(yong)于容量較小的(de)(de)需求(qiu)，比如像醫療行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)，精密(mi)儀器設備、實驗(yan)室、通訊行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、商場、樓宇等(deng)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)；無源濾波器則多用(yong)于容量需求(qiu)較大的(de)(de)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)。如鋼廠(chang)、風電(dian)、電(dian)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)鐵道及(ji)城市軌道交通行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、石(shi)化(hua)(hua)和(he)天(tian)然氣(qi)(qi)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、鋼鐵與冶(ye)金行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、礦山(shan)、造船業(ye)(ye)(ye)等(deng)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(yi)。由于有源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器包(bao)含放大器，因此(ci)它可以(yi)增強輸入信號(hao)，從而提供更多的放大增益(yi)來(lai)濾(lv)(lv)除高頻噪聲，使其(qi)在濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器下(xia)降(jiang)速率、阻帶(dai)抑制、沒有通帶(dai)波(bo)(bo)紋等方(fang)面比無(wu)源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器更優。

（2）可(ke)調(diao)(diao)性強(qiang)。由于有源濾波器的電阻、電容和(he)電感在電路中可(ke)以(yi)隨意(yi)調(diao)(diao)整(zheng)，因此設計(ji)人員可(ke)以(yi)使用(yong)不(bu)同的元件值和(he)電路拓撲來調(diao)(diao)整(zheng)其濾波特性和(he)增益，從而實現更好的優(you)化。

（3）功能強大。有源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)具(ju)有廣泛的(de)應用(yong)領(ling)(ling)域，包括音(yin)頻濾(lv)波(bo)(bo)、射頻濾(lv)波(bo)(bo)、通信(xin)等多方面領(ling)(ling)域。與無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)相比，它不僅(jin)具(ju)有更廣泛的(de)頻帶和通頻帶帶寬，而且可(ke)以(yi)更容易地為各個(ge)應用(yong)量身定做(zuo)，以(yi)滿(man)足(zu)各種要求。

缺點：

（1）電源成本高(gao)。由于(yu)有(you)源濾(lv)波器需要電源，其設計成本和制造成本相對較高(gao)。

（2）更(geng)高的電(dian)路復雜性(xing)。與無源濾(lv)波器相(xiang)比，有(you)源濾(lv)波器具有(you)更(geng)多(duo)的電(dian)路元件和設計參數，因此(ci)更(geng)容易出(chu)現設計誤差和故障(zhang)等問題(ti)。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成本低。由(you)于無(wu)源濾(lv)波器僅(jin)使用傳統的電阻、電感和(he)電容等被動元件來實現濾(lv)波，因(yin)此其制造成本相(xiang)對較低。

（2）更加可(ke)靠。由于無源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器不需要電源(yuan)，因此(ci)在電路設計方面會比有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器更簡單(dan)，執行(xing)中也更加穩定(ding)和可(ke)靠

（3）體積(ji)小(xiao)(xiao)。由(you)于無(wu)源濾波器僅使(shi)用小(xiao)(xiao)型電阻器和電容器制件，其(qi)大小(xiao)(xiao)通常(chang)很小(xiao)(xiao)，非(fei)常(chang)適用于手機、便攜式播放器等(deng)小(xiao)(xiao)型電路(lu)板上的使(shi)用。

缺點：

（1）通頻(pin)帶速率(lv)限(xian)制。由于其使用(yong)的是的被(bei)動元件，因此(ci)其切(qie)入速率(lv)不能太快，相比(bi)(bi)較而言濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)下(xia)降速率(lv)比(bi)(bi)有(you)源濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)慢。

（2）無(wu)法放大弱信(xin)號。由于無(wu)源濾波器沒有放大器，因此它缺乏增益，這意味著它無(wu)法放大弱信(xin)號并抵消濾波器中(zhong)的(de)電阻、電容等信(xin)號衰減(jian)。

（3）難(nan)以調整(zheng)。由于結構(gou)固定，元(yuan)件固定等限制，無源濾(lv)波(bo)器的調節難(nan)度較大，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(xing)，權衡其各自的優缺點，以(yi)達到最佳性能和成本效(xiao)益(yi)。