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(you)源電(dian)濾波器(qi)(qi)（ActivePowerFilter，簡稱(cheng)APF），是(shi)一種新型的(de)(de)電(dian)力電(dian)子設備(bei)，用(yong)于(yu)(yu)動態壓(ya)制(zhi)諧波補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)無(wu)(wu)功(gong)(gong)。它可以(yi)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)大小和(he)頻率變(bian)化的(de)(de)諧波和(he)無(wu)(wu)功(gong)(gong)變(bian)化。有(you)源濾波器(qi)(qi)之所以(yi)被稱(cheng)為(wei)(wei)有(you)源，是(shi)因(yin)為(wei)(wei)它需要提供(gong)電(dian)源（用(yong)于(yu)(yu)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)主電(dian)路的(de)(de)諧波）。它的(de)(de)應用(yong)可以(yi)克服傳統(tong)諧波壓(ya)制(zhi)和(he)無(wu)(wu)功(gong)(gong)補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)方法的(de)(de)缺點，如LC濾波器(qi)(qi)（傳統(tong)的(de)(de)只能固定補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)），實(shi)現動態跟蹤補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)，既能補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)諧波又能補(bu)(bu)(bu)償(chang)(chang)無(wu)(wu)功(gong)(gong)。

2、無源濾波器

無源濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)，又稱LC濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)，簡稱FC。它是(shi)一(yi)種由(you)電(dian)(dian)感、電(dian)(dian)容(rong)和(he)電(dian)(dian)阻組合(he)而成(cheng)的濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)路，可(ke)以過濾(lv)一(yi)次(ci)(ci)或多次(ci)(ci)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。這種電(dian)(dian)路主要包(bao)括(kuo)無源元(yuan)件R、l和(he)c組成(cheng)。無源濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)結(jie)構(gou)更容(rong)易使(shi)用(yong)，是(shi)將電(dian)(dian)感和(he)電(dian)(dian)容(rong)串(chuan)聯起來，可(ke)以對主次(ci)(ci)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)（3、5、７）構(gou)成(cheng)低阻抗旁路；單相濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、DC濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、正弦(xian)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)等都屬于無源濾(lv)波(bo)(bo)(bo)(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)(you)源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器是電(dian)(dian)(dian)(dian)子裝(zhuang)置，而(er)無源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器是機械的(de)。有(you)(you)源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器主要(yao)是通過晶閘管控制，當有(you)(you)諧波(bo)(bo)產生時會產生大(da)小相等，方向(xiang)相反的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)來抵消(xiao)諧波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)；無源(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)器則是通過電(dian)(dian)(dian)(dian)容+電(dian)(dian)(dian)(dian)抗的(de)組合LC回路對諧波(bo)(bo)產生低阻(zu)抗，讓諧波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)流(liu)入(ru)到濾(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)裝(zhuang)置中。

2、濾波效果不同

有(you)源濾波(bo)(bo)(bo)器能夠實現(xian)動(dong)(dong)態(tai)濾波(bo)(bo)(bo)，自動(dong)(dong)追蹤補(bu)償(chang)電(dian)網中變(bian)化(hua)的(de)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)電(dian)流(liu)，具(ju)有(you)高(gao)度(du)可(ke)控性(xing)和快速(su)(su)響(xiang)(xiang)應性(xing)，補(bu)償(chang)性(xing)能不受電(dian)網頻率波(bo)(bo)(bo)動(dong)(dong)影響(xiang)(xiang)，濾波(bo)(bo)(bo)特性(xing)不受系(xi)統(tong)阻抗(kang)(kang)的(de)影響(xiang)(xiang)，可(ke)消除(chu)與系(xi)統(tong)阻抗(kang)(kang)發生諧(xie)(xie)振的(de)危(wei)險(xian)。先進的(de)算(suan)法使(shi)得(de)本設備能夠在100us時間內計算(suan)出下一個開關頻率的(de)輸出，故而(er)響(xiang)(xiang)應速(su)(su)度(du)不超過100us，對(dui)于變(bian)化(hua)較為(wei)頻繁的(de)諧(xie)(xie)波(bo)(bo)(bo)能夠實行快速(su)(su)的(de)補(bu)償(chang)；而(er)無源濾波(bo)(bo)(bo)器則由于結構簡(jian)單，無法達到實時快速(su)(su)動(dong)(dong)態(tai)的(de)效果(guo)(guo)，濾波(bo)(bo)(bo)效果(guo)(guo)比(bi)有(you)源濾波(bo)(bo)(bo)器有(you)一定差距。

3、頻率變化不同

無源濾(lv)(lv)波器(qi)的(de)(de)頻率變換會導致(zhi)諧振點產生偏移現象，從而對濾(lv)(lv)波效率產生影響；但(dan)有(you)源濾(lv)(lv)波器(qi)的(de)(de)濾(lv)(lv)波效果就不(bu)會收(shou)到頻率變化的(de)(de)影響，穩定性(xing)更好(hao)。

4、負載影響不同

有(you)源濾(lv)波(bo)器不受負載變化(hua)影響。無源濾(lv)波(bo)器補(bu)償效果隨(sui)著負載的(de)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)抗影響。無源濾(lv)波(bo)(bo)器受系統阻(zu)抗影響嚴(yan)重，存在諧波(bo)(bo)放大和(he)共振的危(wei)險。

6、成本不同

有源濾波(bo)器(qi)價(jia)格較(jiao)高，無源濾波(bo)器(qi)相(xiang)對(dui)(dui)便宜。有源濾波(bo)器(qi)造價(jia)是無源濾波(bo)器(qi)的3倍以上(shang)，技(ji)術(shu)相(xiang)對(dui)(dui)不(bu)太(tai)成(cheng)熟(shu)，且維護成(cheng)本高；無源濾波(bo)器(qi)造價(jia)相(xiang)對(dui)(dui)較(jiao)低，技(ji)術(shu)較(jiao)成(cheng)熟(shu)，安裝后(hou)基本上(shang)可免維護。

7、應用范圍不同

有(you)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器多用(yong)(yong)于(yu)小(xiao)電流，無(wu)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器可用(yong)(yong)于(yu)大電流。有(you)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器由于(yu)成本較(jiao)(jiao)高(gao)，多用(yong)(yong)于(yu)容量較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)需(xu)求，比(bi)如像醫療行(xing)業(ye)，精(jing)密儀器設備、實驗室、通訊行(xing)業(ye)、商(shang)場、樓(lou)宇等(deng)行(xing)業(ye)；無(wu)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)器則多用(yong)(yong)于(yu)容量需(xu)求較(jiao)(jiao)大的(de)行(xing)業(ye)。如鋼(gang)廠、風電、電氣化鐵(tie)道(dao)及城市軌道(dao)交通行(xing)業(ye)、石化和天然氣行(xing)業(ye)、鋼(gang)鐵(tie)與冶金行(xing)業(ye)、礦山、造船業(ye)等(deng)各行(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。由于(yu)有源濾(lv)波器(qi)(qi)包含放(fang)大器(qi)(qi)，因(yin)此它可以(yi)增(zeng)強輸(shu)入信號，從(cong)而提供更(geng)多的放(fang)大增(zeng)益來濾(lv)除高(gao)頻(pin)噪(zao)聲，使(shi)其在濾(lv)波器(qi)(qi)下降速率、阻帶抑制、沒(mei)有通帶波紋等方面比無源濾(lv)波器(qi)(qi)更(geng)優。

（2）可調性(xing)強(qiang)。由于有源濾波(bo)器的(de)電(dian)阻、電(dian)容和電(dian)感在電(dian)路中可以隨意調整(zheng)，因(yin)此設計人員可以使(shi)用不同的(de)元件值和電(dian)路拓(tuo)撲(pu)來調整(zheng)其濾波(bo)特性(xing)和增益，從而實現更好的(de)優化(hua)。

（3）功能強大。有源(yuan)濾波(bo)(bo)器(qi)具有廣(guang)(guang)泛的(de)應用領域，包括(kuo)音頻濾波(bo)(bo)、射頻濾波(bo)(bo)、通(tong)信(xin)等多方面(mian)領域。與無源(yuan)濾波(bo)(bo)器(qi)相(xiang)比，它(ta)不(bu)僅(jin)具有更廣(guang)(guang)泛的(de)頻帶和通(tong)頻帶帶寬(kuan)，而且可以(yi)更容易地為各(ge)個應用量身定做，以(yi)滿(man)足各(ge)種要求。

缺點：

（1）電(dian)源(yuan)成本高(gao)。由于(yu)有源(yuan)濾波器需要電(dian)源(yuan)，其設計成本和制造成本相對較高(gao)。

（2）更(geng)高(gao)的電路復雜性(xing)。與無源濾波器相比，有(you)源濾波器具有(you)更(geng)多的電路元件和設計(ji)參數，因此更(geng)容易出現設計(ji)誤差和故障等(deng)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)使用傳統的電(dian)阻、電(dian)感和(he)電(dian)容等被動元(yuan)件來實現(xian)濾波，因此其制造(zao)成(cheng)本相(xiang)對較低(di)。

（2）更加可靠。由(you)于無源(yuan)濾(lv)(lv)波器(qi)不需要(yao)電(dian)源(yuan)，因此在電(dian)路設計方面會比有(you)源(yuan)濾(lv)(lv)波器(qi)更簡單，執行中也更加穩定和可靠

（3）體積小。由于無源濾波器僅使用(yong)(yong)小型(xing)(xing)電阻器和電容器制件，其大小通(tong)常很小，非常適用(yong)(yong)于手機、便攜(xie)式播(bo)放(fang)器等小型(xing)(xing)電路板上的(de)使用(yong)(yong)。

缺點：

（1）通頻帶(dai)速(su)率限制。由于其(qi)使(shi)用(yong)的(de)是的(de)被動(dong)元件，因此其(qi)切入速(su)率不能太快，相比較而言濾波器下降(jiang)速(su)率比有源濾波器慢。

（2）無法放(fang)大(da)(da)弱(ruo)信號。由(you)于(yu)無源濾(lv)波器沒(mei)有放(fang)大(da)(da)器，因此它缺乏(fa)增益，這(zhe)意味著它無法放(fang)大(da)(da)弱(ruo)信號并抵消濾(lv)波器中的電(dian)(dian)阻、電(dian)(dian)容等信號衰減。

（3）難(nan)以(yi)調整。由于結(jie)構固(gu)定(ding)，元件固(gu)定(ding)等限制，無源濾波器的調節難(nan)度較(jiao)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(quan)衡其(qi)各自的優缺(que)點，以達到(dao)最佳性能和成本效益。