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(you)源(yuan)電(dian)(dian)濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)（ActivePowerFilter，簡稱APF），是一種新型(xing)的(de)(de)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子設(she)備，用(yong)于(yu)動態壓制諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)補償(chang)無功(gong)。它(ta)可(ke)以補償(chang)大(da)小和頻(pin)率變(bian)(bian)化的(de)(de)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)和無功(gong)變(bian)(bian)化。有(you)源(yuan)濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)之所以被稱為有(you)源(yuan)，是因為它(ta)需要提(ti)供電(dian)(dian)源(yuan)（用(yong)于(yu)補償(chang)主電(dian)(dian)路的(de)(de)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)）。它(ta)的(de)(de)應用(yong)可(ke)以克服傳統諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)壓制和無功(gong)補償(chang)方法的(de)(de)缺點，如LC濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)（傳統的(de)(de)只能(neng)固定補償(chang)），實現動態跟(gen)蹤補償(chang)，既能(neng)補償(chang)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)又能(neng)補償(chang)無功(gong)。

2、無源濾波器

無(wu)源濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)，又稱LC濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)，簡稱FC。它是一種(zhong)由(you)電(dian)(dian)(dian)感、電(dian)(dian)(dian)容(rong)和(he)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)組合(he)而成的(de)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)路，可以過濾(lv)(lv)(lv)一次(ci)或多次(ci)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)。這種(zhong)電(dian)(dian)(dian)路主要(yao)包括(kuo)無(wu)源元件R、l和(he)c組成。無(wu)源濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)結構更容(rong)易使用，是將電(dian)(dian)(dian)感和(he)電(dian)(dian)(dian)容(rong)串聯起來，可以對(dui)主次(ci)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構成低(di)阻(zu)抗旁路；單相濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)、DC濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)、正弦波(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)、諧波(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)都屬于無(wu)源濾(lv)(lv)(lv)波(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

有源濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)是電子裝置(zhi)，而(er)無源濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)是機(ji)械的。有源濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)主要是通過(guo)晶(jing)閘管控制，當有諧波(bo)(bo)產生(sheng)(sheng)時會(hui)產生(sheng)(sheng)大小相等，方向相反的電流(liu)(liu)來(lai)抵(di)消(xiao)諧波(bo)(bo)電流(liu)(liu)；無源濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)則是通過(guo)電容+電抗(kang)(kang)的組合LC回路對諧波(bo)(bo)產生(sheng)(sheng)低(di)阻(zu)抗(kang)(kang)，讓諧波(bo)(bo)電流(liu)(liu)流(liu)(liu)入到濾(lv)波(bo)(bo)裝置(zhi)中。

2、濾波效果不同

有(you)源濾波(bo)器(qi)能(neng)夠(gou)(gou)實現動態濾波(bo)，自(zi)動追蹤補償電(dian)網中變化(hua)的諧(xie)波(bo)電(dian)流，具有(you)高度可控性和快(kuai)速響(xiang)應(ying)性，補償性能(neng)不(bu)受電(dian)網頻率波(bo)動影(ying)響(xiang)，濾波(bo)特性不(bu)受系(xi)統阻抗(kang)的影(ying)響(xiang)，可消(xiao)除與系(xi)統阻抗(kang)發生諧(xie)振的危險(xian)。先進的算(suan)法使得(de)本設備能(neng)夠(gou)(gou)在100us時間內計算(suan)出(chu)(chu)下一個開(kai)關(guan)頻率的輸出(chu)(chu)，故而響(xiang)應(ying)速度不(bu)超過100us，對于(yu)變化(hua)較為頻繁的諧(xie)波(bo)能(neng)夠(gou)(gou)實行快(kuai)速的補償；而無源濾波(bo)器(qi)則由于(yu)結(jie)構簡單(dan)，無法達到實時快(kuai)速動態的效(xiao)(xiao)果，濾波(bo)效(xiao)(xiao)果比有(you)源濾波(bo)器(qi)有(you)一定差距。

3、頻率變化不同

無源(yuan)濾(lv)波器的頻率(lv)(lv)變換會(hui)導致諧振點產生(sheng)偏移現(xian)象，從而對濾(lv)波效率(lv)(lv)產生(sheng)影響；但有源(yuan)濾(lv)波器的濾(lv)波效果就(jiu)不(bu)會(hui)收到頻率(lv)(lv)變化的影響，穩(wen)定性更好。

4、負載影響不同

有源(yuan)濾波(bo)器(qi)不受負(fu)載變化影(ying)響。無源(yuan)濾波(bo)器(qi)補償效(xiao)果隨著負(fu)載的變化而變化。

5、阻抗影響不同

有源濾波(bo)不受(shou)阻抗影響。無(wu)源濾波(bo)器受(shou)系統阻抗影響嚴重，存在諧波(bo)放(fang)大和共振的危(wei)險。

6、成本不同

有源濾(lv)波(bo)器價(jia)(jia)格(ge)較(jiao)高，無源濾(lv)波(bo)器相對(dui)便宜。有源濾(lv)波(bo)器造價(jia)(jia)是無源濾(lv)波(bo)器的3倍以上，技術相對(dui)不太成熟，且(qie)維(wei)(wei)護成本高；無源濾(lv)波(bo)器造價(jia)(jia)相對(dui)較(jiao)低，技術較(jiao)成熟，安裝(zhuang)后基本上可免維(wei)(wei)護。

7、應用范圍不同

有源(yuan)濾波(bo)器多(duo)(duo)用(yong)于小電(dian)流(liu)，無源(yuan)濾波(bo)器可(ke)用(yong)于大電(dian)流(liu)。有源(yuan)濾波(bo)器由于成本較高，多(duo)(duo)用(yong)于容(rong)量較小的(de)需求(qiu)，比(bi)如像(xiang)醫療行業(ye)，精密儀器設備、實驗室、通(tong)訊(xun)行業(ye)、商場、樓宇(yu)等行業(ye)；無源(yuan)濾波(bo)器則多(duo)(duo)用(yong)于容(rong)量需求(qiu)較大的(de)行業(ye)。如鋼廠、風電(dian)、電(dian)氣(qi)化(hua)鐵道及城(cheng)市(shi)軌道交通(tong)行業(ye)、石(shi)化(hua)和天(tian)然氣(qi)行業(ye)、鋼鐵與冶金行業(ye)、礦山、造船業(ye)等各行業(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)增益(yi)。由于(yu)有(you)源濾波器(qi)包含放大(da)器(qi)，因此它可以增強輸入信號(hao)，從(cong)而提供更多的(de)放大(da)增益(yi)來(lai)濾除高頻噪聲，使其在濾波器(qi)下(xia)降速(su)率、阻帶(dai)抑(yi)制、沒有(you)通(tong)帶(dai)波紋等方面比無源濾波器(qi)更優。

（2）可(ke)調(diao)性(xing)(xing)強。由于有源濾波器的(de)電阻、電容和(he)電感(gan)在電路中可(ke)以隨(sui)意調(diao)整(zheng)，因此設計人(ren)員可(ke)以使用不同的(de)元(yuan)件值和(he)電路拓撲(pu)來調(diao)整(zheng)其(qi)濾波特性(xing)(xing)和(he)增益，從而實現更(geng)好(hao)的(de)優化(hua)。

（3）功能強大。有源濾波器具(ju)有廣泛的應(ying)用(yong)領(ling)域，包括音(yin)頻濾波、射頻濾波、通信等多方面領(ling)域。與(yu)無源濾波器相比，它不僅具(ju)有更廣泛的頻帶(dai)和(he)通頻帶(dai)帶(dai)寬(kuan)，而且可以更容易地為各個應(ying)用(yong)量身定做，以滿足各種(zhong)要(yao)求。

缺點：

（1）電源成(cheng)本高(gao)。由(you)于有源濾波(bo)器需要(yao)電源，其設計(ji)成(cheng)本和制(zhi)造成(cheng)本相對較高(gao)。

（2）更(geng)(geng)高的電(dian)路復雜性。與無(wu)源濾(lv)波(bo)器相比，有源濾(lv)波(bo)器具有更(geng)(geng)多(duo)的電(dian)路元件和設(she)計(ji)參數，因此更(geng)(geng)容易(yi)出(chu)現設(she)計(ji)誤差和故障(zhang)等問題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成本(ben)(ben)低(di)。由(you)于無源(yuan)濾波(bo)器(qi)僅使用傳統的電阻、電感和電容(rong)等被動元件來(lai)實現(xian)濾波(bo)，因此其制(zhi)造成本(ben)(ben)相(xiang)對較低(di)。

（2）更加可靠。由于無源濾波器(qi)不需要電源，因(yin)此在(zai)電路設(she)計方面會比有源濾波器(qi)更簡(jian)單，執(zhi)行中(zhong)也(ye)更加穩定(ding)和可靠

（3）體積小。由于(yu)無源(yuan)濾(lv)波(bo)器僅使(shi)用小型(xing)電(dian)阻(zu)器和(he)電(dian)容器制件，其(qi)大小通常很小，非常適用于(yu)手機、便攜式播放(fang)器等小型(xing)電(dian)路(lu)板(ban)上的使(shi)用。

缺點：

（1）通頻帶(dai)速(su)(su)率限制。由于其使用的是的被動元件，因此其切入速(su)(su)率不能太快，相比(bi)較而(er)言濾(lv)波(bo)器(qi)下降速(su)(su)率比(bi)有源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)慢。

（2）無(wu)法放大弱(ruo)信號(hao)(hao)。由于無(wu)源濾波器(qi)沒有放大器(qi)，因此(ci)它缺乏增益，這(zhe)意味(wei)著它無(wu)法放大弱(ruo)信號(hao)(hao)并抵消濾波器(qi)中的電阻(zu)、電容等信號(hao)(hao)衰減(jian)。

（3）難以(yi)調(diao)整。由于結構固定(ding)，元件固定(ding)等(deng)限制(zhi)，無源(yuan)濾波器(qi)的調(diao)節難度較(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(xing)，權衡其各自(zi)的優缺點，以達到最佳性能和成本(ben)效益。