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)(bo)(bo)器（ActivePowerFilter，簡稱(cheng)APF），是一(yi)種新型的(de)電(dian)力電(dian)子設備，用于(yu)動態(tai)壓制諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)補(bu)償(chang)(chang)無功(gong)。它可(ke)以補(bu)償(chang)(chang)大小和頻(pin)率變(bian)化的(de)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)和無功(gong)變(bian)化。有源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器之所以被稱(cheng)為有源，是因為它需要提供電(dian)源（用于(yu)補(bu)償(chang)(chang)主電(dian)路的(de)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)）。它的(de)應用可(ke)以克服(fu)傳(chuan)統諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)壓制和無功(gong)補(bu)償(chang)(chang)方法(fa)的(de)缺點，如LC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)器（傳(chuan)統的(de)只能(neng)固定(ding)補(bu)償(chang)(chang)），實現動態(tai)跟蹤補(bu)償(chang)(chang)，既能(neng)補(bu)償(chang)(chang)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)又能(neng)補(bu)償(chang)(chang)無功(gong)。

2、無源濾波器

無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器，又(you)稱(cheng)LC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器，簡稱(cheng)FC。它是(shi)一(yi)種由電(dian)(dian)感、電(dian)(dian)容和電(dian)(dian)阻(zu)(zu)組合而成(cheng)的濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)路，可以(yi)過濾(lv)(lv)一(yi)次(ci)或多次(ci)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)。這種電(dian)(dian)路主要包括無源(yuan)元件R、l和c組成(cheng)。無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器結構更容易使用，是(shi)將電(dian)(dian)感和電(dian)(dian)容串聯起來，可以(yi)對主次(ci)諧波(bo)(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構成(cheng)低阻(zu)(zu)抗(kang)旁路；單(dan)相濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器、DC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器、正弦波(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器、諧波(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器等都屬于無源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)器。

二、有源濾波器和無源濾波器的區別

1、原理構成不同

有源濾波(bo)器(qi)(qi)是電子裝(zhuang)置，而(er)無(wu)源濾波(bo)器(qi)(qi)是機(ji)械(xie)的。有源濾波(bo)器(qi)(qi)主要是通(tong)過晶閘管(guan)控制(zhi)，當有諧(xie)(xie)(xie)波(bo)產生(sheng)時(shi)會產生(sheng)大小相等，方向相反的電流(liu)來抵消(xiao)諧(xie)(xie)(xie)波(bo)電流(liu)；無(wu)源濾波(bo)器(qi)(qi)則是通(tong)過電容+電抗的組合LC回路對諧(xie)(xie)(xie)波(bo)產生(sheng)低阻抗，讓諧(xie)(xie)(xie)波(bo)電流(liu)流(liu)入(ru)到濾波(bo)裝(zhuang)置中(zhong)。

2、濾波效果不同

有源濾波(bo)器(qi)能(neng)夠(gou)實(shi)現動態濾波(bo)，自動追(zhui)蹤補(bu)償電網中變(bian)化的(de)(de)(de)諧(xie)波(bo)電流，具有高度可控性(xing)和快(kuai)速(su)響應性(xing)，補(bu)償性(xing)能(neng)不受電網頻(pin)率波(bo)動影響，濾波(bo)特性(xing)不受系統阻抗的(de)(de)(de)影響，可消除(chu)與(yu)系統阻抗發生諧(xie)振的(de)(de)(de)危險。先進的(de)(de)(de)算法(fa)使得本設備(bei)能(neng)夠(gou)在(zai)100us時間內計(ji)算出下一(yi)個開關頻(pin)率的(de)(de)(de)輸出，故而響應速(su)度不超過100us，對于變(bian)化較為頻(pin)繁的(de)(de)(de)諧(xie)波(bo)能(neng)夠(gou)實(shi)行快(kuai)速(su)的(de)(de)(de)補(bu)償；而無源濾波(bo)器(qi)則由于結(jie)構簡單，無法(fa)達到實(shi)時快(kuai)速(su)動態的(de)(de)(de)效果(guo)，濾波(bo)效果(guo)比有源濾波(bo)器(qi)有一(yi)定差距。

3、頻率變化不同

無源濾(lv)波(bo)器的(de)頻率(lv)變換會導致諧振點產生偏移(yi)現象，從(cong)而對(dui)濾(lv)波(bo)效率(lv)產生影響；但有源濾(lv)波(bo)器的(de)濾(lv)波(bo)效果就(jiu)不會收(shou)到頻率(lv)變化的(de)影響，穩定性更好。

4、負載影響不同

有源(yuan)濾(lv)波器(qi)(qi)不受負(fu)載(zai)(zai)變(bian)化(hua)影(ying)響。無源(yuan)濾(lv)波器(qi)(qi)補償效(xiao)果(guo)隨著負(fu)載(zai)(zai)的(de)變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua)。

5、阻抗影響不同

有源(yuan)濾波(bo)不受(shou)阻抗影響(xiang)。無源(yuan)濾波(bo)器受(shou)系統阻抗影響(xiang)嚴重，存在諧波(bo)放大和共(gong)振的危(wei)險。

6、成本不同

有源(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)價格較高，無源(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)相對便宜。有源(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)造(zao)價是無源(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)的3倍以上，技(ji)(ji)術(shu)相對不太成(cheng)熟，且維護成(cheng)本高；無源(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)造(zao)價相對較低，技(ji)(ji)術(shu)較成(cheng)熟，安裝(zhuang)后基本上可(ke)免維護。

7、應用范圍不同

有源濾(lv)波(bo)器多(duo)用于小電流(liu)，無源濾(lv)波(bo)器可用于大電流(liu)。有源濾(lv)波(bo)器由于成本較高，多(duo)用于容(rong)量較小的需(xu)求，比如像醫療行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)，精(jing)密儀器設(she)備、實驗室、通(tong)(tong)訊行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、商(shang)場、樓宇等行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)；無源濾(lv)波(bo)器則(ze)多(duo)用于容(rong)量需(xu)求較大的行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)。如鋼(gang)廠、風電、電氣化鐵(tie)道及城(cheng)市軌(gui)道交通(tong)(tong)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、石(shi)化和(he)天然氣行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、鋼(gang)鐵(tie)與冶金行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)、礦山、造船業(ye)(ye)(ye)等各(ge)行(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(zeng)(zeng)益(yi)。由(you)于有(you)源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)包含放(fang)大器(qi)，因此它可以增(zeng)(zeng)強輸入(ru)信號，從(cong)而提(ti)供更多的放(fang)大增(zeng)(zeng)益(yi)來濾(lv)(lv)除高頻噪聲，使其在濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)下降速率、阻帶(dai)抑制、沒有(you)通帶(dai)波(bo)(bo)紋等方面比無源濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)更優。

（2）可(ke)調性強。由于有(you)源濾波(bo)器的電阻、電容和電感(gan)在電路(lu)中(zhong)可(ke)以隨意調整，因此設(she)計人員可(ke)以使用不同的元件值和電路(lu)拓撲來調整其(qi)濾波(bo)特性和增益，從而(er)實現更好的優化。

（3）功能強(qiang)大。有(you)(you)源濾(lv)波器(qi)具(ju)有(you)(you)廣泛的應用領域，包(bao)括音頻(pin)濾(lv)波、射頻(pin)濾(lv)波、通信等多方面領域。與無源濾(lv)波器(qi)相比，它不(bu)僅(jin)具(ju)有(you)(you)更廣泛的頻(pin)帶和通頻(pin)帶帶寬(kuan)，而且可以(yi)(yi)更容易地為各個應用量身定做，以(yi)(yi)滿足各種要求(qiu)。

缺點：

（1）電(dian)源(yuan)成(cheng)本高(gao)。由于有(you)源(yuan)濾波器需要電(dian)源(yuan)，其(qi)設計(ji)成(cheng)本和(he)制造成(cheng)本相(xiang)對較高(gao)。

（2）更高的電(dian)路復雜性(xing)。與無(wu)源(yuan)濾波(bo)器(qi)相比，有源(yuan)濾波(bo)器(qi)具有更多的電(dian)路元(yuan)件(jian)和設計(ji)參數，因此(ci)更容易出現(xian)設計(ji)誤差和故障等問(wen)題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成本低。由于無源(yuan)濾(lv)波器僅(jin)使(shi)用傳統的電(dian)阻、電(dian)感和(he)電(dian)容等被動元件來實現(xian)濾(lv)波，因此其制造成本相對較低。

（2）更(geng)(geng)加可(ke)靠。由(you)于無源濾波器不需要電(dian)源，因此在(zai)電(dian)路設計(ji)方面(mian)會比(bi)有源濾波器更(geng)(geng)簡單(dan)，執行中也更(geng)(geng)加穩(wen)定和可(ke)靠

（3）體積小(xiao)(xiao)。由于無源(yuan)濾波器僅使用(yong)小(xiao)(xiao)型(xing)電阻器和(he)電容器制件，其大小(xiao)(xiao)通常很小(xiao)(xiao)，非常適用(yong)于手機、便攜式播放器等小(xiao)(xiao)型(xing)電路板上的使用(yong)。

缺點：

（1）通頻(pin)帶速率限制(zhi)。由(you)于(yu)其(qi)使用的是的被(bei)動元件，因(yin)此其(qi)切入速率不(bu)能太快(kuai)，相(xiang)比較(jiao)而(er)言(yan)濾(lv)波器(qi)下降(jiang)速率比有(you)源濾(lv)波器(qi)慢。

（2）無(wu)法(fa)放(fang)大(da)弱信號(hao)(hao)。由于無(wu)源濾(lv)波器沒(mei)有放(fang)大(da)器，因(yin)此它缺乏增益，這意味著它無(wu)法(fa)放(fang)大(da)弱信號(hao)(hao)并抵消濾(lv)波器中(zhong)的電阻、電容等信號(hao)(hao)衰減(jian)。

（3）難以(yi)調整。由(you)于結構固定，元件固定等限制，無源濾波器(qi)的調節難度較大(da)，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，權衡其各自的優缺點(dian)，以達(da)到(dao)最佳性能和(he)成(cheng)本效益(yi)。