有源和無(wú)源濾波器的區(qū)別_有源無(wú)源濾波器優(yōu)缺點(diǎn)

　　任何一個(gè)電子系統(tǒng)都具有自己的頻帶寬度（對(duì)信號(hào)最高頻率的限制），頻率特性反映出了電子系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。而濾波器，則是根據(jù)電路參數(shù)對(duì)電路頻帶寬度的影響而設(shè)計(jì)出來(lái)的工程應(yīng)用電路。大家都知道濾波器種類很多，而有源和無(wú)源濾波器的區(qū)別我們最簡(jiǎn)單的分別辦法是看看是否需要電源，在作用上最大的區(qū)別在于有源濾波器可以有增益，無(wú)源濾波器無(wú)增益是衰減的。

　　有源濾波器之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源（用以補(bǔ)償主電路的諧波），其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)（傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功。

　　無(wú)源濾波器由LC等被動(dòng)元件組成，將其設(shè)計(jì)為某頻率下極低阻抗，對(duì)相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流，其行為模式為提供被動(dòng)式諧波電流旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備，檢測(cè)負(fù)載諧波電流并主動(dòng)提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動(dòng)式電流源輸出。

　　有源和無(wú)源濾波器的區(qū)別---濾波原理不同

　　有源濾波（APF）與無(wú)源濾波（FC）在濾波原理上是不同的，無(wú)源濾波主要是利用阻容元器件的LC諧振特性，對(duì)系統(tǒng)中的某一特定頻率形成一個(gè)低阻通道，這個(gè)低阻通道與系統(tǒng)阻抗形成并聯(lián)分流關(guān)系，讓諧波成份從濾波系統(tǒng)中流過(guò)。也就是說(shuō)無(wú)源濾波器是利用電容器和電抗器形成LC諧振回路對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中某一次或幾次諧波進(jìn)行濾波，從而達(dá)到對(duì)系統(tǒng)濾波的作用。

　　有源濾波APF則是利用現(xiàn)代電力電子器件主動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)與系統(tǒng)諧波大小相等相位相反的諧波，以“抵消”系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波。概括地說(shuō)FC屬于并聯(lián)分流，APF是主動(dòng)抵消。

　　有源和無(wú)源濾波器的區(qū)別--功耗的區(qū)別

　　無(wú)源濾波器由于電阻以及電感的阻抗存在，功耗在同等情況下還是比有源濾波器要高一些，而且電路的延遲要要大一些。有源濾波器的功耗相對(duì)而言會(huì)小很多，而且在通帶內(nèi)不會(huì)有衰減，而通過(guò)設(shè)定濾波器的Q值，可以改變放大倍數(shù)。一般的模擬低通濾波器用的很多用ButterWorth類型的有源濾波器，效果還是很好的。但是問(wèn)題還是隨之而來(lái)，帶寬一般能提升，而且受到電路所選擇的運(yùn)放限制，一旦超過(guò)運(yùn)放頻率特性范圍，電路就很容易自激振蕩，輸出的就全部是噪聲了。

　　有源和無(wú)源濾波器的區(qū)別--應(yīng)用領(lǐng)域的區(qū)別

　　無(wú)源濾波電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)，但它的通帶放大倍數(shù)及其截止頻率都隨負(fù)載而變化，因而不適用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合。無(wú)源濾波電路通常用在功率電路中，比如直流電源整流后的濾波，或者大電流負(fù)載時(shí)采用LC（電感、電容）電路濾波。

　　有源濾波電路的負(fù)載不影響濾波特性，因此常用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放組成，因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用，同時(shí)還可以進(jìn)行放大。但電路的組成和設(shè)計(jì)也較復(fù)雜。

　　有源濾波電路不適用于高電壓大電流的場(chǎng)合，只適用于信號(hào)處理。

　　1.有源濾波容量單套不超過(guò)100KVA，無(wú)源濾波則無(wú)此限制。

　　2.有源濾波在提供濾波時(shí)，不能或很少提供無(wú)功功率補(bǔ)償，因?yàn)橐既萘?而無(wú)源濾波則同時(shí)提供無(wú)功功率補(bǔ)償。

　　3.有源濾波目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過(guò)450V，而低壓無(wú)源濾波最高適用電網(wǎng)電壓可達(dá)3000V。

　　4.無(wú)源濾波由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì)、且不受硬件限制，廣泛用于電力、油田、鋼鐵、冶金、煤礦、石化、造船、汽車、電鐵、新能源等行業(yè);有源濾波器因無(wú)法解決的硬件問(wèn)題，在大容量場(chǎng)合無(wú)法使用，適用于電信、醫(yī)院等用電功率較小且諧波頻率較高的單位，優(yōu)于無(wú)源濾波。

　　有源無(wú)源濾波器優(yōu)缺點(diǎn)-----有源濾波反映動(dòng)作迅速、價(jià)格高

　　有源濾波自身就是諧波源。其依靠電力電子裝置，在檢測(cè)到系統(tǒng)諧波的同時(shí)產(chǎn)生一組和系統(tǒng)幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統(tǒng)諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率。其優(yōu)點(diǎn)是反映動(dòng)作迅速，濾除諧波可達(dá)到95％以上，補(bǔ)償無(wú)功細(xì)致。

　　有源濾波器同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振。

　　有源濾波器缺點(diǎn)為價(jià)格高，容量小。由于目前國(guó)際上大容量硅閥技術(shù)還不成熟，所以當(dāng)前常見(jiàn)的有源濾波容量不超過(guò)600千瓦。其運(yùn)行可靠性也不及無(wú)源。

　　一般低頻信號(hào)濾波還是可以用普通運(yùn)放，但是信號(hào)的頻率一旦增大了，尤其是信號(hào)達(dá)到MHz，這個(gè)時(shí)候普通的運(yùn)放還是很難達(dá)到要求，就需要選擇高速運(yùn)放，但是高速運(yùn)放的價(jià)格確實(shí)很貴的。一旦在有源濾波器中加入高成本的高速運(yùn)放就大大的增加了成本。

　　有源無(wú)源濾波器優(yōu)缺點(diǎn)-----無(wú)源濾波成本低、諧波濾除率低

　　一般無(wú)源濾波指通過(guò)電感和電容的匹配對(duì)某次諧波并聯(lián)低阻（調(diào)諧濾波）狀態(tài)，給某次諧波電流構(gòu)成一個(gè)低阻態(tài)通路。這樣諧波電流就不會(huì)流入系統(tǒng)。無(wú)源濾波的優(yōu)點(diǎn)為成本低，運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)相對(duì)成熟，容量大。缺點(diǎn)為諧波濾除率一般只有80％，對(duì)基波的無(wú)功補(bǔ)償也是一定的。目前在容量大且要求補(bǔ)償細(xì)致的地方一般使用有源加無(wú)源混合型，即無(wú)源進(jìn)行大容量的濾波補(bǔ)償，有源進(jìn)行微調(diào)。

　　無(wú)源濾波器的通帶變化還會(huì)受到輸入電阻和輸出電阻的影響，也就是輸入端信號(hào)源的內(nèi)阻會(huì)對(duì)濾波器網(wǎng)絡(luò)有影響，其次負(fù)載的變化也對(duì)濾波網(wǎng)絡(luò)有影響，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮這一點(diǎn)。

　　阻抗影響

　　無(wú)源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴(yán)重，存在諧波放大和共振的危險(xiǎn)；而有源濾波不受影響。

　　頻率影響

　　無(wú)源濾波器諧振點(diǎn)偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。

　　負(fù)載影響

　　無(wú)源濾波器可能因?yàn)槌d而損壞；有源濾波器無(wú)損壞之危險(xiǎn)，諧波量大于補(bǔ)償能力時(shí)，僅發(fā)生補(bǔ)償效果不足而已。無(wú)源濾波器補(bǔ)償效果隨著負(fù)載的變化而變化；有源濾波器不受負(fù)載變化影響。