滤波器

滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。换句话说，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器。滤波器，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的，所以称之为连续时间信号，又习惯地称之为模拟信号(Analog Signal)。滤波是信号处理中的一个重要概念，在直流稳压电源中滤波电路的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。

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有源滤波器

有源滤波器主要作用不仅能动态并抑制谐波，而且可以补偿电网中较低的无功分量。它能够对幅值和频率都波动的高次谐波分量进行补偿，以及对变化的系统无功分量进行动态补偿，克服了传统型式谐波治理方案和无功补偿的缺点，达到了动态跟踪补偿的效果。APF的基本原理是检测当前系统的电压和电流信号，通过指令电流运算电路的运算，产生补偿电流信号，并将其指令由补偿电流发生电路按谐波信号放大，从而得到补偿电流，再与系统中的高次谐波分量及无功等电流抵消，实现系统波形的正弦化，滤除电网谐波，提高电能质量。有源滤波器和无源滤波器的区别，在于需要电源供电，且既补谐波又补无功。指令电流运算电路和补偿电流发生电路是有源滤波器的两个重要组成部分。指令电流运算电路的作用是检测出系统所需补偿的谐波分量和无功分量等。补偿电流发生电路的作用是按照上述检测到的谐波分量和无功分量，发出补偿电流指令，产生能够抵消的补偿电流，它主要由三部分构成 ：电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路。

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根据储能元件的不同，有源滤波器可以分为电压型有源滤波器和电流型有源滤波器。电压型有源滤波器，因其损耗少、，被广泛使用。电流型有源滤波器，因损耗大、效率低，而较少采用。按照交直流电源可分为直流 APF 和交流 APF。按照电路拓朴结构分类，可分为串联型 APF、并联型 APF 和串并联型，以及APF和PPF的混合型使用方式。与无源滤波器相比，有源滤波器有许多优点：响应速度快，可控性能非常强；具有自适应功能，能够动态跟踪和补偿系统高次谐波；稳定性高，不受系统阻抗影响，避免谐振的发生；能够抑制闪变；补偿系统不足的无功分量等。机柜式系统采用模块化结构，联络设计细密，可随时根据现场实际需求扩容，可拓展性强，模块化的配置方式和小巧的体积让设计者有更多的选择，并可节省用户空间，可实现弹性的容量配置，支持后续现场容量扩展。现场安装和维修维护更是简单拔插即可。 抽屉式结构，能够满足用户单独对模块设计，选用优良的架构形式，具备DSP处理能力，运用大型可编程控制器操作，选用大功率电力电子组件，具有可外传的通信端口，还可附于其他盘柜中独立工作。

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基本概念

波电路的作用就是允许某段频率范围内的信号通过，而阻止或削弱其他频率范围的信号。有源滤波电路由电阻、电容和集成运算放大器组成，又称为有源滤波器。有源滤波器能够在滤波的同时还能对信号起放大作用，这是无源滤波无法做到的。根据滤波电路通过或者阻止信号频率范围不同，可将滤波电路分为低通、高通、带通河带阻电路。本文讨论的是有源低通滤波电路的设计与研究。有源低通滤波电路能够通过低频信号，抑制或衰减高频信号 。

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