有源滤波器和无源滤波器的区别 有源滤波器和无源滤波器的优缺点

一、什么是有源滤波器和无源滤波器

1、有源滤波器

有源滤波器也是有源电滤波器（ActivePowerFilter，简称APF），是一种新型的电力电子设备，用于动态压制谐波补偿无功。它可以补偿大小和频率变化的谐波和无功变化。有源滤波器之所以被称为有源，是因为它需要提供电源（用于补偿主电路的谐波）。它的应用可以克服传统谐波压制和无功补偿方法的缺点，如LC滤波器（传统的只能固定补偿），实现动态跟踪补偿，既能补偿谐波又能补偿无功。

2、无源滤波器

无源滤波器，又称LC滤波器，简称FC。它是一种由电感、电容和电阻组合而成的滤波电路，可以过滤一次或多次谐波。这种电路主要包括无源元件R、l和c组成。无源滤波器结构更容易使用，是将电感和电容串联起来，可以对主次谐波（3、5、７）构成低阻抗旁路；单相滤波器、DC滤波器、正弦波滤波器、谐波滤波器等都属于无源滤波器。

二、有源滤波器和无源滤波器的区别

1、原理构成不同

有源滤波器是电子装置，而无源滤波器是机械的。有源滤波器主要是通过晶闸管控制，当有谐波产生时会产生大小相等，方向相反的电流来抵消谐波电流；无源滤波器则是通过电容 电抗的组合LC回路对谐波产生低阻抗，让谐波电流流入到滤波装置中。

2、滤波效果不同

有源滤波器能够实现动态滤波，自动追踪补偿电网中变化的谐波电流，具有高度可控性和快速响应性，补偿性能不受电网频率波动影响，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。先进的算法使得本设备能够在100us时间内计算出下一个开关频率的输出，故而响应速度不超过100us，对于变化较为频繁的谐波能够实行快速的补偿；而无源滤波器则由于结构简单，无法达到实时快速动态的效果，滤波效果比有源滤波器有一定差距。

3、频率变化不同

无源滤波器的频率变换会导致谐振点产生偏移现象，从而对滤波效率产生影响；但有源滤波器的滤波效果就不会收到频率变化的影响，稳定性更好。

4、负载影响不同

有源滤波器不受负载变化影响。无源滤波器补偿效果随着负载的变化而变化。

5、阻抗影响不同

有源滤波不受阻抗影响。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。

6、成本不同

有源滤波器价格较高，无源滤波器相对便宜。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，安装后基本上可免维护。

7、应用范围不同

有源滤波器多用于小电流，无源滤波器可用于大电流。有源滤波器由于成本较高，多用于容量较小的需求，比如像医疗行业，精密仪器设备、实验室、通讯行业、商场、楼宇等行业；无源滤波器则多用于容量需求较大的行业。如钢厂、风电、电气化铁道及城市轨道交通行业、石化和天然气行业、钢铁与冶金行业、矿山、造船业等各行业。

三、有源滤波器和无源滤波器的优缺点

1、有源滤波器的优缺点

优点：

（1）高通增益。由于有源滤波器包含放大器，因此它可以增强输入信号，从而提供更多的放大增益来滤除高频噪声，使其在滤波器下降速率、阻带抑制、没有通带波纹等方面比无源滤波器更优。

（2）可调性强。由于有源滤波器的电阻、电容和电感在电路中可以随意调整，因此设计人员可以使用不同的元件值和电路拓扑来调整其滤波特性和增益，从而实现更好的优化。

（3）功能强大。有源滤波器具有广泛的应用领域，包括音频滤波、射频滤波、通信等多方面领域。与无源滤波器相比，它不仅具有更广泛的频带和通频带带宽，而且可以更容易地为各个应用量身定做，以满足各种要求。

缺点：

（1）电源成本高。由于有源滤波器需要电源，其设计成本和制造成本相对较高。

（2）更高的电路复杂性。与无源滤波器相比，有源滤波器具有更多的电路元件和设计参数，因此更容易出现设计误差和故障等问题。

2、无源滤波器的优缺点

优点：

（1）成本低。由于无源滤波器仅使用传统的电阻、电感和电容等被动元件来实现滤波，因此其制造成本相对较低。

（2）更加可靠。由于无源滤波器不需要电源，因此在电路设计方面会比有源滤波器更简单，执行中也更加稳定和可靠

（3）体积小。由于无源滤波器仅使用小型电阻器和电容器制件，其大小通常很小，非常适用于手机、便携式播放器等小型电路板上的使用。

缺点：

（1）通频带速率限制。由于其使用的是的被动元件，因此其切入速率不能太快，相比较而言滤波器下降速率比有源滤波器慢。

（2）无法放大弱信号。由于无源滤波器没有放大器，因此它缺乏增益，这意味着它无法放大弱信号并抵消滤波器中的电阻、电容等信号衰减。

（3）难以调整。由于结构固定，元件固定等限制，无源滤波器的调节难度较大，不太灵活。

综上所述，根据应用场景和设计需求，应选择合适的滤波器类型，权衡其各自的优缺点，以达到最佳性能和成本效益。