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濾波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)（ActivePowerFilter，簡稱(cheng)APF），是一種新型的(de)(de)電力電子設備，用(yong)于(yu)動(dong)態壓制(zhi)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)補償(chang)(chang)無(wu)功(gong)。它可(ke)以補償(chang)(chang)大小和(he)頻率變化(hua)的(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)和(he)無(wu)功(gong)變化(hua)。有源濾波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)之(zhi)所(suo)以被稱(cheng)為有源，是因為它需(xu)要提(ti)供電源（用(yong)于(yu)補償(chang)(chang)主(zhu)電路的(de)(de)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)）。它的(de)(de)應(ying)用(yong)可(ke)以克服傳(chuan)(chuan)統(tong)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)壓制(zhi)和(he)無(wu)功(gong)補償(chang)(chang)方法的(de)(de)缺點，如LC濾波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)（傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)只能(neng)固定補償(chang)(chang)），實現動(dong)態跟蹤補償(chang)(chang)，既能(neng)補償(chang)(chang)諧(xie)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)又能(neng)補償(chang)(chang)無(wu)功(gong)。

2、無源濾波器

無(wu)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)，又稱(cheng)LC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)，簡稱(cheng)FC。它是一種(zhong)由電感、電容(rong)和(he)電阻組合而成(cheng)的濾(lv)(lv)波(bo)(bo)電路，可(ke)以過濾(lv)(lv)一次或(huo)多次諧(xie)波(bo)(bo)。這種(zhong)電路主要包括無(wu)源(yuan)元(yuan)件(jian)R、l和(he)c組成(cheng)。無(wu)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)結構(gou)(gou)更容(rong)易使用，是將電感和(he)電容(rong)串聯起來，可(ke)以對(dui)主次諧(xie)波(bo)(bo)（3、5、７）構(gou)(gou)成(cheng)低阻抗旁(pang)路；單(dan)相濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)、DC濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)、正(zheng)弦波(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)、諧(xie)波(bo)(bo)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(qi)等都屬(shu)于(yu)無(wu)源(yuan)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)器(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)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)是(shi)(shi)電子裝(zhuang)置，而(er)無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)是(shi)(shi)機械的。有源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)主要(yao)是(shi)(shi)通過(guo)晶閘管控制，當有諧波(bo)(bo)產生時會產生大小(xiao)相等，方向相反的電流來抵消(xiao)諧波(bo)(bo)電流；無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)則是(shi)(shi)通過(guo)電容+電抗(kang)的組合LC回路對諧波(bo)(bo)產生低阻抗(kang)，讓諧波(bo)(bo)電流流入到濾(lv)波(bo)(bo)裝(zhuang)置中。

2、濾波效果不同

有(you)(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)器能夠(gou)(gou)實(shi)現動(dong)(dong)態(tai)濾(lv)波(bo)，自動(dong)(dong)追蹤補償(chang)電(dian)網(wang)中變(bian)化(hua)的諧(xie)(xie)(xie)波(bo)電(dian)流，具有(you)(you)高度(du)可控性和快(kuai)速(su)(su)響應性，補償(chang)性能不(bu)受電(dian)網(wang)頻(pin)率波(bo)動(dong)(dong)影(ying)響，濾(lv)波(bo)特性不(bu)受系(xi)統(tong)阻抗(kang)的影(ying)響，可消除與系(xi)統(tong)阻抗(kang)發生(sheng)諧(xie)(xie)(xie)振(zhen)的危險。先進的算法(fa)使得本設備(bei)能夠(gou)(gou)在100us時(shi)間內計(ji)算出(chu)下一個開關頻(pin)率的輸(shu)出(chu)，故而響應速(su)(su)度(du)不(bu)超過100us，對于(yu)變(bian)化(hua)較為頻(pin)繁(fan)的諧(xie)(xie)(xie)波(bo)能夠(gou)(gou)實(shi)行(xing)快(kuai)速(su)(su)的補償(chang)；而無(wu)(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)器則由(you)于(yu)結構簡單，無(wu)(wu)法(fa)達到實(shi)時(shi)快(kuai)速(su)(su)動(dong)(dong)態(tai)的效(xiao)果(guo)，濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)比有(you)(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)器有(you)(you)一定差距。

3、頻率變化不同

無源濾(lv)波(bo)器的頻率(lv)變換會導致諧(xie)振點(dian)產(chan)生(sheng)偏移現象，從(cong)而對濾(lv)波(bo)效率(lv)產(chan)生(sheng)影(ying)響；但有源濾(lv)波(bo)器的濾(lv)波(bo)效果就不(bu)會收到頻率(lv)變化(hua)的影(ying)響，穩定(ding)性更好(hao)。

4、負載影響不同

有(you)源濾波器不受負載變(bian)化(hua)(hua)影響。無源濾波器補(bu)償效果(guo)隨(sui)著負載的變(bian)化(hua)(hua)而(er)變(bian)化(hua)(hua)。

5、阻抗影響不同

有源(yuan)濾波不受(shou)阻(zu)(zu)抗影響。無源(yuan)濾波器受(shou)系統阻(zu)(zu)抗影響嚴重，存在諧波放大和共振的(de)危險。

6、成本不同

有(you)源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)器價格較(jiao)高，無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)器相對(dui)便(bian)宜。有(you)源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)器造價是無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)器的(de)3倍以(yi)上(shang)(shang)，技(ji)術相對(dui)不(bu)太成(cheng)熟，且維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)高；無源(yuan)(yuan)濾(lv)波(bo)器造價相對(dui)較(jiao)低，技(ji)術較(jiao)成(cheng)熟，安裝后基本(ben)上(shang)(shang)可免維(wei)護(hu)。

7、應用范圍不同

有(you)源(yuan)(yuan)濾(lv)波器(qi)多(duo)(duo)用于小(xiao)電流(liu)(liu)，無源(yuan)(yuan)濾(lv)波器(qi)可用于大電流(liu)(liu)。有(you)源(yuan)(yuan)濾(lv)波器(qi)由于成本(ben)較高，多(duo)(duo)用于容(rong)量較小(xiao)的需求，比如(ru)像(xiang)醫療行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)，精密儀器(qi)設備、實驗室、通訊行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、商場、樓宇等行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)；無源(yuan)(yuan)濾(lv)波器(qi)則多(duo)(duo)用于容(rong)量需求較大的行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)。如(ru)鋼(gang)(gang)廠(chang)、風(feng)電、電氣化(hua)(hua)鐵道及城市軌道交通行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、石化(hua)(hua)和(he)天(tian)然氣行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、鋼(gang)(gang)鐵與(yu)冶金行(xing)業(ye)(ye)(ye)(ye)、礦山、造船(chuan)業(ye)(ye)(ye)(ye)等各行(xing)業(ye)(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)源濾(lv)(lv)波器(qi)包含放(fang)(fang)大器(qi)，因此它可以增強輸(shu)入信號，從而提(ti)供更多的(de)放(fang)(fang)大增益來濾(lv)(lv)除高頻噪聲，使其在濾(lv)(lv)波器(qi)下降速率、阻帶(dai)抑制、沒有(you)通帶(dai)波紋等方面比(bi)無源濾(lv)(lv)波器(qi)更優(you)。

（2）可調性強。由于有源濾(lv)波(bo)器的電(dian)阻、電(dian)容和(he)(he)電(dian)感在電(dian)路(lu)(lu)中可以(yi)隨(sui)意調整(zheng)(zheng)，因此設計人(ren)員可以(yi)使用不(bu)同的元件值(zhi)和(he)(he)電(dian)路(lu)(lu)拓(tuo)撲(pu)來調整(zheng)(zheng)其濾(lv)波(bo)特性和(he)(he)增益，從而實現(xian)更(geng)好的優化。

（3）功能強大。有源濾波(bo)器具有廣泛的(de)應用(yong)領(ling)域，包括音頻濾波(bo)、射頻濾波(bo)、通(tong)信等多方面領(ling)域。與無源濾波(bo)器相比，它不(bu)僅具有更廣泛的(de)頻帶(dai)和通(tong)頻帶(dai)帶(dai)寬，而(er)且可以更容易(yi)地為各(ge)個應用(yong)量身定做，以滿(man)足各(ge)種(zhong)要求(qiu)。

缺點：

（1）電源(yuan)成本高(gao)。由于有源(yuan)濾(lv)波器需(xu)要電源(yuan)，其設計成本和(he)制(zhi)造(zao)成本相對較高(gao)。

（2）更高(gao)的(de)電路(lu)復雜(za)性。與(yu)無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)相比，有源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)具有更多的(de)電路(lu)元件和設計參數，因此更容易出現設計誤差和故障等(deng)問題。

2、無源濾波器的優缺點

優點：

（1）成本低。由于無源濾波器僅使(shi)用傳統的電(dian)阻、電(dian)感(gan)和電(dian)容等(deng)被動元(yuan)件來(lai)實(shi)現濾波，因此其(qi)制(zhi)造成本相對較低。

（2）更加(jia)可靠。由于無源濾波器不(bu)需要電(dian)源，因此在(zai)電(dian)路(lu)設計方(fang)面會比(bi)有(you)源濾波器更簡單，執(zhi)行中(zhong)也(ye)更加(jia)穩定和(he)可靠

（3）體積小。由(you)于無源濾波器(qi)僅使(shi)用(yong)小型(xing)電(dian)(dian)阻器(qi)和電(dian)(dian)容器(qi)制件，其大小通常很小，非常適用(yong)于手機、便攜(xie)式播放器(qi)等小型(xing)電(dian)(dian)路(lu)板上的(de)使(shi)用(yong)。

缺點：

（1）通頻帶速(su)(su)率限制。由于(yu)其(qi)使用的是的被動元件，因此其(qi)切入速(su)(su)率不能太快，相比較而言濾(lv)波器下降速(su)(su)率比有源濾(lv)波器慢(man)。

（2）無(wu)法放(fang)大(da)弱信號。由于無(wu)源濾波(bo)器沒有放(fang)大(da)器，因此它缺乏增益，這意味著它無(wu)法放(fang)大(da)弱信號并(bing)抵消濾波(bo)器中(zhong)的電阻(zu)、電容等信號衰(shuai)減。

（3）難以(yi)調整。由于結構固(gu)定，元件固(gu)定等限制，無(wu)源濾波(bo)器的調節難度較(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，權衡其(qi)各自(zi)的(de)優缺點，以(yi)達(da)到最佳(jia)性能和成本效益。