中电博微有源滤波器与无源滤波器的区别

有源电力滤波器和无源滤波器哪个作用大安科瑞王志彬2019.03大家都知道谐波治理的都知道有有源电力滤波器和无源电力滤波器2种装置可以抑制、控制谐波，那么这2个设备装置到底哪个才可以谐波治理的更好更彻底，下面就由小编给大家叨叨下这2个装置到底哪个更好。

无源滤波器一旦启动，1.性能参数难以变动，滤波特性受系统参数的影响较大。

此外滤波器的电抗电容值通常也会有容差即偏离其标准值±10%而增加了失谐度，也会降低滤波效率；2.只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用3.谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载；4.有效材料消耗多，体积大。

有源电力滤波器具有什么特点呢：由于无源滤波器具有以上缺点，随着电力电子技术的不断发展人们将滤波研究方向逐步转向有源电力器。

与无源滤波器相比，有源电力滤波器具有高度可控性和快速响应性，不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变、补偿无功其具体特点如下：滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波。

尽管有源电力滤波器有着无源滤波器所不具备的巨大技术优势，但目前要想在电力系统中完全取代无源滤波器还不太现实。

这是因为与无源滤波器相比较，有源电力滤波器的成本较高，这一点是限制其推广使用的关键。

安科瑞ANAPF有源电力滤波器1、概述1.1谐波的产生电力系统中理想的电压、电流波形都是频率为50Hz的正弦波，但是非线性电力设备（大功率可控硅、变频器、UPS、开关电源、中频炉等）的广泛应用产生了大量畸变的谐波电流，谐波电流耦合在线路上产生谐波电压。

对非正弦的畸变电流作傅立叶级数分解，其中频率与工频相同的分量为基波，频率是基波频率整数倍的分量为谐波。

谐波是电能质量的重要指标。

1.2谐波的危害●谐波使公用电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。

大量三次谐波流过中线会使线路过热，甚至引起火灾。

无源滤波器与有源滤波器的区别滤波器是一种电子设备，用于从信号中选择性地滤除或放大特定频率的部分。

根据滤波器的结构和特性，可以将其分为两大类：无源滤波器和有源滤波器。

本文将探讨无源滤波器与有源滤波器之间的区别。

一、无源滤波器简介无源滤波器是一种由被动器件（如电阻、电容、电感）组成的电路，不需要外部电源进行工作。

无源滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型，根据其滤波特性选择适合的滤波器类型。

无源滤波器的特点如下：1.通过无源组件实现滤波功能，不需要额外的功率供应。

2.无源滤波器的频率响应通常有固定的衰减特性，无法对输入信号进行放大。

3.无源滤波器的设计相对简单，成本低廉。

4.无源滤波器对信号源的影响较小，适用于对输入信号幅度要求不高的场合。

二、有源滤波器简介有源滤波器是一种使用有源器件（如运放、晶体管）的电路，在滤波器中引入了额外的电源。

有源滤波器可以实现更为复杂的滤波功能，包括低通、高通、带通、带阻和全通等滤波方式。

有源滤波器的特点如下：1.通过有源器件实现滤波功能，可以实现信号的放大和滤波。

2.有源滤波器的频率响应可以调整和调节，使其更加灵活适应不同的应用需求。

3.有源滤波器的设计相对复杂，需要引入额外的电源和相关电路，成本较高。

4.有源滤波器对信号源的影响较大，适用于对输入信号幅度要求较高的场合。

三、无源滤波器和有源滤波器虽然都可以实现滤波功能，但在结构和特性上存在一些区别：1.电源需求：无源滤波器不需要外部电源供电，而有源滤波器需要引入外部电源以提供功率。

2.信号放大：无源滤波器无法对信号进行放大，只能对特定频率的信号进行滤波；而有源滤波器可以实现信号的放大和滤波。

3.频率响应：无源滤波器的频率响应通常具有固定的衰减特性，而有源滤波器的频率响应可以调整和调节，更加灵活。

4.设计复杂度：无源滤波器的设计相对简单，成本较低；而有源滤波器的设计相对复杂，需要引入额外的电源和相关电路，成本较高。

rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器，它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。

其中，无源滤波器是由无源元件（如电阻和电容）组成的滤波器，而有源滤波器则是由有源元件（如放大器）与无源元件组成的滤波器。

本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理，以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。

一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成，通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

其中，电容和电感分别对应频率响应的不同特性，通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。

2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中，由于没有放大器或其他有源元件来提供能量，因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。

它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性，利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。

在低通滤波器中，高频信号通过电容而被阻断，而低频信号可以通过电感并输出。

3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果，但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。

二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件，使得滤波器不仅能够对信号进行滤波，还能够对信号进行放大或衰减。

常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。

2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。

在有源滤波器中，放大器提供了增益，并利用反馈网络来调节放大器的频率响应，从而实现对特定频率信号的滤波。

3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点，但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。

总结回顾通过本文的介绍，我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。

有源滤波和无源滤波的区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有源滤波和无源滤波的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。

谐波治理首先要控制好谐波产生的源头，其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。

如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。

一、无源滤波无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。

无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。

如图1所示为无源滤波原理图。

图1 无源滤波原理图优缺点优点：无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。

缺点：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。

应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。

国际上以ABB、施耐德、西门子为代表，国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。

发展形势以快速反映，谐波治理彻底，综合控制为主。

二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

为什么有源滤波器比无源滤波器更好？用公式来证明由无源元件（电阻、电容、电感）组成的滤波器叫无源滤波器；由有源元件（比如运放，它内部需要提供一定的电压才能正常工作）组成的滤波器叫有源滤波器。

RC低通无源滤波器，如图：当信号频率趋于零时，电容的容抗趋于无穷大，故通带放大倍数为Aup= Uo/Ui=1电压放大倍数Au=Uo/Ui=（1/jwc）/（R+1/jwc）=1/（1+ jwRc）令Fp=1/（2πRC）=1/（2πτ），则Au=1/（1+jf/fp）幅度为|Au|=1/ √（1+jf/fp)2当f=fp时，|Au |=1/ √2=0.707当f＞＞fp时|Au|=fp/ f，频率每升高10倍，|Au|下降10倍，根据公式dBV=10*log(Po/Pi)=20*log(Vo/Vi)可知，频率每升高10倍，|Au|下降20倍。

当电路带上负载后，如图：通带放大倍数Au= Uo/Ui=RL/（R+RL）电压放大倍数Au= Uo/Ui= [RL//（1/jwc）]/ [R+ RL //（1/jwc）]化简后Au=1/（1+jf/f1p），f1p=1/[（2π（R//RL）C）]根据公式标明，带上负载后，通带放大倍数的数值减小，截止频率升高。

可见，无源滤波电路的通带放大倍数及截止频率会随着负载的变化而变化，这个缺点往往不符合信号处理的要求。

幅频特性曲线如下:有源滤波电路，如下图：大家都知道运放的输入阻抗无穷大，为了使负载不影响滤波特性，可在无源滤波电路和负载之间加一个高输入电阻、低输出电阻的隔离电路，例如运放电压跟随器，就构成了有源滤波电路。

如下图在理想运放条件下，由于电压跟随器的输入电阻无穷大，输出电阻为零，因而Up仅取决于RC的值，输出电压等于输入电压。

在运放功耗允许的条件下，负载变化时，放大倍数和频率特性不变。

有源滤波电路一般由RC网络和运放组成，因而需要一定的直流电压给运放供电，同时还可以进行放大。

有源和无源滤波器的区别：我们最简单的分别办法是看看是否需要电源，在作用上最大的区别在于有源滤波器可以有增益，无源滤波器无增益是衰减的。

有源滤波器之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源（用以补偿主电路的谐波），其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道；而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备，检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，补偿后的源电流几乎为纯正弦波，其行为模式为主动式电流源输出。

1、有源滤波（APF）与无源滤波（FC）在滤波原理上是不同的，无源滤波主要是利用阻容元器件的LC谐振特性，对系统中的某一特定频率形成一个低阻通道，这个低阻通道与系统阻抗形成并联分流关系，让谐波成份从滤波系统中流过。

也就是说无源滤波器是利用电容器和电抗器形成LC谐振回路对电网系统中某一次或几次谐波进行滤波，从而达到对系统滤波的作用。

有源滤波APF则是利用现代电力电子器件主动产生一个与系统谐波大小相等相位相反的谐波，以“抵消”系统产生的谐波。

概括地说FC属于并联分流，APF是主动抵消。

2、无源滤波器由于电阻以及电感的阻抗存在，功耗在同等情况下还是比有源滤波器要高一些，而且电路的延迟要要大一些。

有源滤波器的功耗相对而言会小很多，而且在通带内不会有衰减，而通过设定滤波器的Q值，可以改变放大倍数。

一般的模拟低通滤波器用的很多用ButterWorth类型的有源滤波器，效果还是很好的。

但是问题还是随之而来，带宽一般能提升，而且受到电路所选择的运放限制，一旦超过运放频率特性范围，电路就很容易自激振荡，输出的就全部是噪声了。

3、应用领域不同。

无源滤波器受负载影响很大，滤波特性较差，为提高滤波特性，可使用有源滤波器。

无源滤波器和有源滤波器的区别工作原理无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道；而有源滤波器由电力电子元件和DSP等构成的电能变换设备，检测负载谐波电流并主动提供对应的补偿电流，补偿后的源电流几乎为纯正弦波，其行为模式为主动式电流源输出。

谐波处理能力无源滤波器只能滤除固定次数的谐波；但完全可以解决系统中的谐波问题，解决企业用电过程中的实际问题，且可以达到国家电力部门的标准；有源滤波器可动态滤除各次谐波。

系统阻抗变化的影响无源滤波器受系统阻抗影响严重，存在谐波放大和共振的危险；而有源滤波不受影响。

频率变化的影响无源滤波器谐振点偏移，效果降低；有源滤波器不受影响。

负载增加的影响无源滤波器可能因为超载而损坏；有源滤波器无损坏之危险，谐波量大于补偿能力时，仅发生补偿效果不足而已。

负载变化对谐波补偿效果的影响无源滤波器补偿效果随着负载的变化而变化；有源滤波器不受负载变化影响。

设备造价无源滤波器较低；有源滤波器太高。

应用场合对比分析 1.有源滤波容量单套不超过100KVA，无源滤波则无此限制； 2.有源滤波在提供滤波时，不能或很少提供无功功率补偿，因为要占容量；而无源滤波则同时提供无功功率补偿。

3.有源滤波目前最高适用电网电压不超过450V，而低压无源滤波最高适用电网电压可达3000V。

4.无源滤波由于其价格优势、且不受硬件限制，广泛用于电力、油田、钢铁、冶金、煤矿、石化、造船、汽车、电铁、新能源等行业；有源滤波器因无法解决的硬件问题，在大容量场合无法使用，适用于电信、医院等用电功率较小且谐波频率较高的单位，优于无源滤波。

主要发展情况由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场（电力谐波治理市场）上主要以无源滤波为主。

国际上以ABB、诺基亚、施耐德、西门子为代表，国内以温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。

有源滤波与无源滤波的对比
1.有源滤波器是检测到任意的谐波次数后抵消它，无源滤波器是通过电抗器与电
容器的配合形成某次谐波通道吸收谐波。

2.有源滤波器用于小电流，无源滤波器可用于大电流。

3.无源滤波装置无源滤波装置结构简单，成本较低，技术已比较成熟，但是也存
在着难以克服的缺陷；
a)滤波特性受系统参数的影响较大，极易与系统或者其它滤波支路发生串并
联谐振；
b)只能消除特定的几次谐波，而对其他的某次谐波则会产生放大作用；
c)滤波、无功补偿、调压等要求之间有时难以协调；
d)谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载，甚至损坏
设备；
e)有效材料消耗多，体积大
4.有源滤波技术作为一种新型的谐波治理技术，是消除谐波污染、提高电能质量
的有效工具，与无源滤波技术相比，有着无可比拟的优势，主要表现在以下几个方面；
a)实现了动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，对补偿对
象的变化有极快的响应速度；
b)有源滤波装置是一个高阻抗电流源，它的接入对系统阻抗不会产生影响，
因此此类装置适合系列化，规模化生产；
c)当电网结构发生变化时装置受电网阻抗的影响不大，不存在与电网阻抗发
生谐振的危险，同时能抑制串并联谐振
d)用同一台装置可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流，既可以
对一个谐波和无功源进行单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿
e)当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发
挥作用，不需要与系统断开；
f)装置可以仅输出所需要补偿的高次谐波电流，不输出基波无功功率，不但
减小了有源滤波器的总容量，还可以避免轻负荷时发生无功倒送现象。

无源滤波器与有源滤波器的比较滤波器是电子学中常用的一种电路元件，用于选择性地通过或者抑制信号的特定频率成分。

基于电路中是否需要外部电源供电的区分，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。

本文将对这两种滤波器进行比较，探讨它们的特点、适用范围以及各自的优缺点。

1. 无源滤波器无源滤波器是一种不需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件（如电阻、电感、电容等）的组合。

无源滤波器常用的类型包括RC滤波器和RL滤波器。

无源滤波器的特点如下：1.1 简单：无源滤波器由于不需要外部电源，电路结构比较简单，便于设计和实现。

1.2 低功耗：由于没有功率放大器等主动元件，无源滤波器的能耗非常低。

1.3 适用范围窄：无源滤波器通常适用于处理低频信号（几百kHz 以下）。

对于高频信号，无源滤波器受到被动元件本身的频率特性限制，效果较差。

1.4 线性特性：无源滤波器的频率响应通常是线性的，可以较好地保持信号的幅度和相位特性。

2. 有源滤波器有源滤波器是一种需要外部电源供电的滤波器，它的工作原理基于被动元件和一个或多个主动元件（如晶体管、运放等）的组合。

有源滤波器也有多种类型，包括基于运放的Butterworth滤波器、摆脱电压振荡器和积分器等。

有源滤波器的特点如下：2.1 灵活性强：有源滤波器通过主动元件的放大作用可以提供较高的增益和更好的频率选择性，可以实现更复杂的滤波特性。

2.2 高精度：由于有源滤波器可以通过选择合适的主动元件和调整电路参数实现精确的滤波效果，因此具有较高的精度和稳定性。

2.3 宽频率范围：有源滤波器通常适用于处理宽频率范围的信号。

采用主动放大器的有源滤波器可以实现更高的截止频率。

2.4 需要电源供电：有源滤波器需要外部电源供电，相对于无源滤波器而言，设计和使用上稍微复杂一些。

3. 无源滤波器与有源滤波器的比较无源滤波器和有源滤波器在很多方面有着不同的特点和应用场景。

3.1 功耗和复杂度：无源滤波器功耗低，电路结构简单。

有源滤波器和无源滤波器的区别————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：有源滤波器和无源滤波器的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。

谐波治理首先要控制好谐波产生的源头，其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。

如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。

一、无源滤波无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。

无源滤波器由LC等被动元件组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。

如图1所示为无源滤波原理图。

图1 无源滤波原理图优缺点优点：无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。

缺点：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。

应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点，钢铁行业的滤波都采用无源滤波，目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。

国际上以ABB、施耐德、西门子为代表，国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。

发展形势以快速反映，谐波治理彻底，综合控制为主。

二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

有源与无源的区别
滤波方法分为有源滤波和无源滤波，以下是他们的区别：
1、有源滤波器是电子的，无源滤波器是机械的。

2、有源滤波器是检测到某一设定好的谐波次数后抵消它，无源滤波器是通过电抗器与电容器的配合形成某次谐波通道吸
收谐波。

3、采用无源滤波器因为有电容器的原因，所以可提高功率因素。

采用有源滤波器只是消除谐波与功率因素无关。

4、有源滤波器造价是无源滤波器的3倍以上，技术相对不太成熟，且维护成本高；无源滤波器造价相对较低，技术较成熟，安装后基本免维护。

5、有源滤波器用于小电流，无源滤波器可用于大电流。

如果电容和电抗的参数不合适，那么在无功补偿电容中串联电抗器是没有消谐效果的，有时甚至还会将系统中的谐波放大，造成更严重的后果。

实验二、无源和有源滤波器一、实验目的1、了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性3、掌握扫频仪的使用方法二、实验设备1、信号与系统实验箱（参考型号：TKSS —B 型）2、双踪示波器三、实验原理1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。

2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF ）、高通滤波器（HPF ）、带通滤波器（BPF ）或带阻滤波器（BEF ）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率称为截止频率或转折频率。

图2-1中的|)(|Ωj H 为通带电压放大倍数，0Ω为中心频率，CL Ω和CU Ω称为低端和高端截止频率。

图2-1 四种滤波器幅频特性示意图四种滤波器的实验电路如图2-2所示。

图2-2 各种滤波器的实验线路图3、图2-3中，滤波器的频率特性)(|)(|)(θϕ∠Ω=Ωj H j H式中|)(|Ωj H 为滤波器的幅频特性，)(θϕ为相频特性，它们可以通过实验方法测量出来。

图2-3 滤波器四、实验重难点1、 本实验以RC 无源/有源低通滤波器为重点进行实验数据的观测。

2、 熟悉函数信号发生器的使用。

五、实验步骤1、示波器的通道1和通道2校准；2、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。

3、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

①测试RC无源低通滤波器的幅频特性。

调节函数信号发生器，产生200Hz，1V的正弦波信号。

将其接到图2－2(a)所示电路的输入端，保持输入电压U I的幅值不变，逐渐改变其频率，观察输出电压U O幅值，并将测得的数据记录表一。

[并联有源滤波器与无源滤波器的研究]有源滤波器和无源滤波器的区别摘要:并联型有源电力滤波器是最基本也是工业中最常用的,但是其成本很高。

为了弥补这一缺点,提出了将无源滤波器与有源滤波器结合起来组成混合型有源电力滤波器。

这能有效克服原有滤波器的不足,降低成本。

关键词:有源滤波器;无源滤波器;混合型有源电力滤波器在各种有源电力滤波器中单独使用的并联型有源电力滤波器是最基本的一种,也是工业中应用最多的一种。

与无源滤波器相比有源滤波器有很多优点,但由于使用电力电子开关,因此有源电力滤波器成本高,要在配电系统中广泛推广还有困难。

有源电力滤波器的成本的与容量成一定的比例关系,因此对于一定容量的非线性负载,如果能减小有源电力滤波器的容量就可以减低成本。

为此人们提出了将无源滤波器与有源滤波器结合起来组成混合型有源电力滤波器(HybridActivePowerFilter-HAPF),其基本思想是利用LC滤波器分担有源滤波器的部分补偿任务。

它一方面克服了单独使用无源或有源滤波器的不足,另一方面又可以有效降低有源滤波器的容量,从而可以有效降低成本。

一、并联有源滤波器与无源滤波器的连接方式并联型有源电力滤波器与LC滤波器混合使用的方式又可分为两种:一种是有源电力滤波器与LC滤波器并联;另一种是有源电力滤波器与LC滤波器串联。

图1所示为并联有源电力滤波器与LC滤波器并联方式的两种形式。

图1(a)的方式中,有源电力滤波器与高通滤波器均与谐波源接入并联电网,两者共同承担补偿谐波的任务,高通滤波器主要补偿较高次的谐波。

这里,高通滤波器,一方面用于消除补偿电流中因主电路中器件通断而引起的谐波,另一方面它可消除补偿对象中次数较高的谐波,从而使得对有源电力滤波器主电路中器件开关频率的要求也可以有所降低。

这种方式中,由于LC滤波器只分担了少部分补偿谐波的任务,故对降低有源电力滤波器的容量起不到显著的作用。

图1(b)的方式,LC滤波器包括多组单调谐滤波器及高通滤波器,承担了绝大部分补偿谐波和无功的任务。

无源滤波器与有源滤波器的对比研究滤波器在电子系统中扮演着至关重要的角色，用于从信号中去除不必要的频率成分。

其中，无源滤波器和有源滤波器是最常用的两类滤波器。

本文将对无源滤波器和有源滤波器进行对比研究，分析它们的特性、优缺点以及在不同场景下的适用性。

一、无源滤波器无源滤波器是以被动元件（如电容、电感、电阻）为主要构成元素的滤波器。

常见的无源滤波器包括RC滤波器、RL滤波器和LC滤波器。

无源滤波器的特点如下：1. 低功耗：无源滤波器不需要外部电源，能够从输入信号中提取能量进行滤波，因此功耗较低。

2. 简单可靠：由于无源滤波器的结构简单，不涉及电源等复杂部件，因此其可靠性较高，易于设计和制造。

3. 限制频率范围较窄：无源滤波器对于较窄的频率范围内的滤波任务非常有效，可以很好地去除输入信号中的特定频率成分。

4. 难以实现增益：无源滤波器不能实现信号的放大功能，只能对输入信号进行滤波处理。

二、有源滤波器有源滤波器是以放大器等有源元件为核心构成的滤波器。

常见的有源滤波器包括RC激励器滤波器和激励器追随滤波器。

有源滤波器的特点如下：1. 较宽的频率范围：有源滤波器能够滤除较宽频率范围内的噪声和干扰信号，因此在需要处理复杂信号的场合应用更为广泛。

2. 可调增益：有源滤波器的有源元件（如运放）具有放大功能，可以实现信号的放大，提高输出信号的幅度。

3. 复杂、多样的设计：有源滤波器的设计相对复杂，需要考虑电源、放大器和稳定性等因素，设计和制造难度较高。

三、无源滤波器和有源滤波器的对比1. 耗电量：由于无源滤波器不需要外部电源，无源滤波器的功耗相对较低，对于需要长时间运行且电源受限的场景更为适用。

而有源滤波器由于需要外部电源供给放大元件，功耗相对较高。

2. 频率范围：无源滤波器适用于较窄频率范围内的滤波任务，能够准确滤除输入信号的特定频率成分。

有源滤波器则适用于较宽频率范围内的滤波任务，能够处理复杂信号并提供较高的增益。

实验六无源和有源滤波器一、实验目的•1、了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及特性。

•2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性。

•3、掌握扫频仪的使用方法。

二、原理说明•滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端网络。

它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。

•根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率称为截止频率或称转折频率。

三、实验内容及步骤•1、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。

•2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

•（1）测试RC无源低通滤波器的幅频特性。

•用图6—2（a）所示的电路，测试RC无源低通滤波器的特性。

•实验时，必须在保持正弦波信号输入电压（u1）幅值不变的情况下，逐渐改变其频率，用实验箱提供的数字式真有效值交流电压表（10Hz＜f＜1MHz，测量RC滤波器输出端电压u2的幅值，并把所测的数据记录表6-1。

注意每当改变信号源频率时，都必须观测一下输入信号u1使之保持不变。

实验时应接入双踪示波器，分别观测输入u1和输出u2的波形（注意：在整个实验过程中应保持u1恒定不变）。

•表6-1• F(Hz)ωO = (rad/s) fO= (Hz) u1(V) u2(V)•（2）测试RC有源低通滤波器的幅频特性•实验电路如图6—2（b）所示。

取 R=1K、C=0.01μF、放大系数K=1。

测试方法用（1）中相同的方法进行实验操作，并将实验数据记入表6-2中。

•表6-2• F(Hz) ωO = (rad/s) fO= (Hz) u1(V) u2(V)•3、分别测试无源、有源HPF、BPF、BEF的幅频特性。

有源滤波器来源：机房360 作者：机房360整理更新时间：2010/11/12 13:01:29摘要：20世纪80年代以后，由于电力电子器件及控制技术的发展，有源滤波APF(Active Power Filters)技术逐步走向成熟。

本文为大家讲述有源滤波器的一些技术知识。

第1页:无源滤波与无源滤波器相比，有源滤波器具有高度可控制和快速响应特性，能跟踪补偿各次谐波，自动产生所需的变化的无功其特性不受系统影响，"无谐波放大危险，相对体积和重量较小等突出优点，因而已成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段。

电力有源滤波器APF系统主要由两部分组成，即指令电流运算电路和由电流跟踪控制电路、驱动电路及主电路三部分构成的补偿电流发生电路。

指令电流运算电路的功能主要是从负载电流iL中分离出谐波电流分量iLh和基波无功电流iLQ，然后将其反极性作用后发生补偿电流的指令信号ic=-（iLh+iLq）)。

电流跟踪控制电路的功能是根据主电路产生的补偿电流礼。

应跟踪L的原则，计算主电路各开关器件的触发脉冲，此脉冲经驱动电路后作用于主电路，产生补偿电流ico，由于ic≈ico，所以:即输入电流is流中只含有负载电流基波的有功分量iLP，从而达到消除谐波和进行无功补偿的目的，根据同样的原理，电力有源滤波器还能对不对称三相电路的负序电流分量进行补偿。

按电路拓扑结构分类，电力有源滤波器可分为并联型、串联型和混合型，如图1所示。

图1(a)所示为串联型APF的基本结构。

它通过一个匹配变压器将APF串联于电源和负载之间，以消除电压谐波，平衡或调整负载的端电压。

与并联型MF相比，串联型APF损耗较大，各种保护电路也较复杂，因此，很少研究单独使用串联型APF，而大多数将它作为混合型APF的一部分予以研究。

图1有源滤波器结构形式图1(c)和图1(d)所示为混合型APF的基本结构。

它是在串联型和并联型ApF的基础上使用一些大容量的无源LC滤波网络来承担消除低次谐波进行无功补偿。