【正文】 考察的主要是數(shù)電、模電和微機原理的基礎(chǔ)知識。、無源濾波器答案：最初的濾波器主要是由電阻、電感和電容等無源器件構(gòu)成的無源濾波器，無源濾波器雖然有電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉等優(yōu)點，但它對有用信號成分也會有很大的衰減作用，本身不具備放大能力，而且?guī)ж撦d能力差，性能不夠理想。 后來，出現(xiàn)了由運放和RC元件等構(gòu)成的性能優(yōu)良的有源濾波電路。 相繼出現(xiàn)了開關(guān)電容濾波器、單片集成有源濾波器、數(shù)字濾波器。 五種濾波器類型：低通濾波器LPF、高通濾波器HPF、全通濾波器APF、帶通濾波器BPF、帶阻濾波器BEF。 有源濾波器是一種重要的信號處理電路，它可以突出有用頻段的信號，衰減無用頻段的信號，抑制干擾和噪聲信號，達到選頻和提高信噪比的目的。 利用開關(guān)電容積分器可以構(gòu)成開關(guān)電容濾波器，除了工作頻率外，其精度和其他性能均超過了常規(guī)的有源濾波器，達到了實用水平。擴展： active power filter，APF 利用可關(guān)斷電力電子器件，產(chǎn)生與負荷電流中諧波分量大小相等、相位相反的電流來抵消諧波的濾波裝置。 一、基本概念：　　顧名思義該裝置需要提供電源，其應(yīng)用可克服LC濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補償方法的缺點（傳統(tǒng)的只能固定補償），實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功；三相電路瞬時無功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論；APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，前者用的多；并聯(lián)有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯(lián)有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。有源濾波器同無源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時濾除多次及高次諧波，不會引起諧振，但是價位相對高！ 二、基本原理：　　有源電力濾波器，是采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和基于高速DSP器件的數(shù)字信號處理技術(shù)制成的新型電力諧波治理專用設(shè)備。它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流，并將模擬電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入高速數(shù)字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調(diào)制（PWM）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。 三、基本應(yīng)用：　　諧波主要危害： 　　? 增加電力設(shè)施負荷，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的有效容量和效率，造成設(shè)備浪費、線路浪費和電能損失； 　　? 引起無功補償電容器諧振和諧波電流放大，導(dǎo)致電容器組因過電流或過電壓而損壞或無法投入運行； 　　? 產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩致使電動機振動，影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機壽命； 　　? 由于渦流和集膚效應(yīng)，使電機、變壓器、輸電線路等產(chǎn)生附加功率損耗而過熱，浪費電能并加速絕緣老化； 　　? 諧波電壓以正比于其峰值電壓的形式增強了絕緣介質(zhì)的電場強度，降低設(shè)備使用壽命； 　　? 零序（3的倍數(shù)次）諧波電流會導(dǎo)致三相四線系統(tǒng)的中線過載，并在三角形接法的變壓器繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，使繞組電流超過額定值，嚴重時甚至引發(fā)事故。 　　? 諧波會改變保護繼電器的動作特性，引起繼電保護設(shè)施的誤動作，造成繼電保護等自動裝置工作紊亂； 　　? 諧波變改變了電壓或電流的變化率和峰值，延緩電弧熄滅，影響斷路器的分斷容量； 　　? 使計量儀表特別是感應(yīng)式電能表產(chǎn)生計量誤差； 　　? 干擾鄰近的電力電子設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備和通訊設(shè)備，影響設(shè)備的正常運行。 四、有源濾波的優(yōu)點和缺點：　　優(yōu)點：可動態(tài)濾除各次諧波，對系統(tǒng)內(nèi)的諧波能夠完全吸收；不會產(chǎn)生諧振。 　　缺點：造價太高；受硬件限制，在大容量場合無法使用:有源濾波容量單套不超過100KVA,目前最高適用電網(wǎng)電壓不超過450V. 五、應(yīng)用場合　　有源電力濾波器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機關(guān)團體的配電網(wǎng)中，如：電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機場／港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機構(gòu)等。根據(jù)應(yīng)用對象不同，HTAPFI型有源電力濾波器的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。 　　■通信行業(yè) 　　為了滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心機房的運行需要，通信配電系統(tǒng)中的UPS使用容量在大幅上升。據(jù)調(diào)查，通信低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設(shè)備為UPS、開關(guān)電源、變頻空調(diào)等。其產(chǎn)生的諧波含量都較高，且這些諧波源設(shè)備的位移功率因數(shù)極高。通過使用有源濾波器可以提高通信系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長通信設(shè)備及電力設(shè)備的使用壽命，并且使配電系統(tǒng)更符合諧波環(huán)境的設(shè)計規(guī)范。 　　■半導(dǎo)體行業(yè) 　　大多數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)的3次諧波非常嚴重，主要是由于企業(yè)中使用了大量的單相整流設(shè)備。3次諧波屬于零序諧波，具備在中性線匯集的特點，導(dǎo)致中性線壓力過大，甚至出現(xiàn)打火現(xiàn)象，存在著極大的生產(chǎn)安全隱患。諧波還會造成斷路器跳閘，耽誤生產(chǎn)時間。3次諧波在變壓器內(nèi)形成環(huán)流，加速了變壓器的老化。嚴重的諧波污染必然對配電系統(tǒng)中的設(shè)備使用效率和壽命造成影響。 　　■石化行業(yè) 　　由于生產(chǎn)的需要，石化行業(yè)中存在著大量泵類負載，并且不少泵類負載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量大大增加。目前絕大部分變頻器整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖將交流轉(zhuǎn)化為直流，因此產(chǎn)生的諧波以5次、7次、11次為主。其主要危害表現(xiàn)為對電力設(shè)備的危害及在計量方面的偏差。使用有源濾波器可以很好地解決這方面的問題。 　　■化纖行業(yè) 　　為大幅提高熔化率、提高玻璃的熔化質(zhì)量，以及延長爐齡、節(jié)省能源，在化纖行業(yè)常用到電助熔加熱設(shè)備，借助電極把電直接送入燃料加熱的玻璃池窯中。這些設(shè)備會產(chǎn)生大量的諧波，且三相諧波的頻譜和幅值差別比較大。 　　■鋼鐵/中頻加熱行業(yè) 　　鋼鐵業(yè)中常用到的中頻爐、軋機、電弧爐等設(shè)備都會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響，使電容補償柜過載保護動作頻繁、變壓器和供電線路發(fā)熱嚴重、熔斷器頻繁熔斷等，甚至引起電壓跌落、閃變。 　　■汽車制造業(yè) 　　焊機是汽車制造業(yè)中不可少的設(shè)備，由于焊機具有隨機性、快速性及沖擊性的特點，使大量使用焊機造成嚴重的電能質(zhì)量問題，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)、自動化程度高的機器人由于電壓不穩(wěn)而不能工作，無功補償系統(tǒng)無法正常使用等情況。 　　■直流電機諧波治理 　　大型直流電機場所都需要先通過整流設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，由于此類工程的負載容量都較大，因此在交流側(cè)存在嚴重的諧波污染，造成電壓畸變，嚴重時會引起事故。 　　■自動化生產(chǎn)線和精密設(shè)備的使用 　　在自動化生產(chǎn)線和精密設(shè)備場合，諧波會影響到其正常使用，使智能控制系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等出現(xiàn)故障。 　　■醫(yī)院系統(tǒng) 　　醫(yī)院對供電的連續(xù)性和可靠性有非常嚴格的要求，0類場所自動恢復(fù)供電時間T≤15S，≤T≤15S， 2類場所自動恢復(fù)供電時間T≤，電壓總諧波畸變率THDu≤3%，X光機、CT機、核磁共振都是諧波含量極高的負載。 　　■劇場/體育館 　　可控硅調(diào)光系統(tǒng)、大型LED設(shè)備等都是諧波源，在運行過程中會產(chǎn)生大量的三次諧波，不但造成配電系統(tǒng)的電力設(shè)備效率低下，而且還會造成燈光頻閃，對通信、有線電視等微弱電回路產(chǎn)生雜音，甚至產(chǎn)生故障。 六、主要發(fā)展狀況：由于有源濾波存在的不足和缺陷，目前國內(nèi)市場上主要以無源濾波為主；國際上以ABB、ABLEREX（愛普瑞斯）、諾基亞、施耐德（梅蘭日蘭）、西門子為代表，國內(nèi)以山大華天，哈工大、西安賽博、南京亞派為代表，另外清華大學(xué)電機系研制的CleanPower系列有源電力濾波器在自適應(yīng)能力，穩(wěn)定性以及對各種延時的最優(yōu)補償方面有了長足的進展，成為了最先進的產(chǎn)品之一。隨著電力電子技術(shù)的進步，有源電力濾波器以其巨大的技術(shù)優(yōu)勢、強大功能、逐漸下降的價格，必將最終取代傳統(tǒng)的電容型無功補償裝置，占據(jù)市場主流?！驹瓌?chuàng)】討論有源濾波器和無源濾波器的缺點 以THS7327為例看濾波器的集成化發(fā)展方向有源濾波器是由集成運放和R、C組成，眾所周知它有很多優(yōu)點，但也有如下缺點: 相對無源要用運放需要提供電源才能工作。 電阻、運放等，會產(chǎn)生熱噪聲，使得電路的噪聲增大。 運算放大器等有源元件的高頻特性限制帶寬。 要使用高精度電容與電阻，否則會產(chǎn)生振蕩。 有源元件補償損耗，才可以得到高Q值無源濾波器常是使用電阻、電感與電容構(gòu)成。尤其是電感存在以下問題: 電感的體積大，市面上的1mH電感至少要用1210的封裝，比1mH大的電感都要有芯片那么大。電感在電路中使用需要考率多方面：磁的影響了很多方面，電路中遇到磁的問題是最麻煩的問題了。3 、L與C中寄生電阻產(chǎn)生電路中的損耗等推薦看一本書 日本人寫的 就是翻譯得太差了 《LC濾波器設(shè)計與制作》呵呵鑒于以上原因，對濾波器的集成化發(fā)展迫不及待，集成化使得運放、電阻、電感的性能進一步提高,也使得電路更為便捷。如TI公司的THS7314/7315/7316/7318/7327/7347等等，都是將濾波器內(nèi)部集成，通過選通的方式來選擇濾波器的頻率，THS7327主要是通過對MSB的第3位選擇來選取濾波器的頻率的，但卻僅僅只有5種選擇：9/16/35/75/APFMHz；無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別有哪些？ 【摘要】：無源濾波器又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對主要次諧波（7）構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。一、無源濾波器的優(yōu)點無源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點，至今仍是應(yīng)用廣泛的被動諧波治理方法。二、無源濾波器的分類無源濾波器主要可以分為兩大類：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。、調(diào)諧濾波器調(diào)諧濾波器包括單調(diào)諧濾波器和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次(單調(diào)諧)或兩次(雙調(diào)諧)諧波，該諧波的頻率稱為調(diào)諧濾波器的諧振頻率；、高通濾波器高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來大幅衰減高于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。三、無源濾波器和有源濾波器的區(qū)別無源濾波器和有源濾波器，存在以下的區(qū)別：、工作原理無源濾波器由LC等被動元件組成，將其設(shè)計為某頻率下極低阻抗，對相應(yīng)頻率諧波電流進行分流，其行為模式為提供被動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，檢測負載諧波電流并主動提供對應(yīng)的補償電流，補償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動式電流源輸出。、諧波處理能力無源濾波器只能濾除固定次數(shù)的諧波；但完全可以解決系統(tǒng)中的諧波問題，解決企業(yè)用電過程中的實際問題，且可以達到國家電力部門的標準；有源濾波器可動態(tài)濾除各次諧波。、系統(tǒng)阻抗變化的影響無源濾波器受系統(tǒng)阻抗影響嚴重，存在諧波放大和共振的危險；而有源濾波不受影響。、頻率變化的影響無源濾波器諧振點偏移，效果降低；有源濾波器不受影響。、負載增加的影響無源濾波器可能因為超載而損壞；有源濾波器無損壞之危險，諧波量大于補償能力時，僅發(fā)生補償效果不足而已。、負載變化對諧波補償效果的影響無源濾波器隨著負載的變化而變化；有源濾波器不受負載變化影響。、設(shè)備造價無源濾波器較低；有源濾波器太高。、應(yīng)用場合對比分析，無源濾波則無此限制； 　　，不能或很少提供無功功率補償，因為要占容量；而無源濾波則同時提供無功功率補償。 　　，而低壓無源濾波最高適用電網(wǎng)電壓可達3000V。 　　、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)；有源濾波器因無法解決的硬件問題，在大容量場合無法使用，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)于無源濾波。無源濾波器英文名稱：passive filter 電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成，并兼有無功補償和調(diào)壓功能的濾波器。 無源濾波器，又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設(shè)計構(gòu)成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結(jié)構(gòu)是將電感與電容串聯(lián)，可對主要次諧波（7）構(gòu)成低阻抗旁路；單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。無源濾波器的優(yōu)點　　無源濾波器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點，至今仍是應(yīng)用廣泛的被動諧波治理方法。 無源濾波器的分類　　無源濾波器主要可以分為兩大類：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。 調(diào)諧濾波器　　調(diào)諧濾波器包括單調(diào)諧濾波器和雙調(diào)諧濾波器，可以濾除某一次(單調(diào)諧)或兩次(雙調(diào)諧)諧波，該諧波的頻率稱為調(diào)諧濾波器的諧振頻率； 高通濾波器　　高通濾波器也稱為減幅濾波器，主要包括一階高通濾波器、二階高通濾波器、三階高通濾波器和c型濾波器，用來大幅衰減高于某一頻率的諧波，該頻率稱為高通濾波器的截止頻率。 無源濾波器的發(fā)展歷程　　、1917年美國和德國科學(xué)家分別發(fā)明了LC濾波器，次年導(dǎo)致了美國第一個多路復(fù)用系統(tǒng)的出現(xiàn)。 　　、20世紀50年代無源濾波器日趨成熟。 　　、自60年代起由于計算機技術(shù)、集成工藝和材料工業(yè)的發(fā)展，濾波器發(fā)展上了一個新臺階，并且朝著低功耗、高精度、小體積、多功能、穩(wěn)定可靠和價廉方向努力，其中小體積、多功能、高精度、穩(wěn)定可靠成為70年代以后的主攻方向。導(dǎo)致RC有源濾波器、數(shù)字濾波器、開關(guān)電容濾波器和電荷轉(zhuǎn)移器等各種濾波器的飛速發(fā)展； 　　、到70年代后期，上述幾種濾波器的單片集成已被研制出來并得到應(yīng)用。 　　、80年代，致力于各類新型濾波器的研究，努力提高性能并逐漸擴大應(yīng)用范圍。 　　、90年代至現(xiàn)在主要致力于把各類濾波器應(yīng)用于各類產(chǎn)品的開發(fā)和研制。 　　當(dāng)然，對濾波器本身的研究仍在不斷進行。 我國濾波器行業(yè)現(xiàn)狀　　我國廣泛使用濾波器是50年代后期的事，當(dāng)時主要用于話路濾波和報路濾波。 　　經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，我國濾波器在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已納入國際發(fā)展步伐，但由于缺少專門研制機構(gòu)，集成工藝和材料工業(yè)跟不