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電源濾波器概念

電源濾波器，又名“電源EMI濾波器”，或是“EMI電源濾波器”，是一種無源雙向網絡，是一種對電源中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除的電氣設備。

電源濾波器是針對電源端口電磁騷擾的特點而設計的，一般是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構成的頻率選擇性二端口網絡，實際上是濾波器的一種，按照工作原理稱之為反射式濾波器。它可以在濾波器阻帶內提供了高的串聯阻抗和低的并聯阻抗，使它和噪聲源的阻抗和負載阻抗嚴重不匹配，從而把不希望的頻率分量發射回噪聲源。

當我們選用電源濾波器時，應主要考慮三個方面的指標：首先是電壓、電流，其次是插入損耗，然后是結構尺寸。由于濾波器內部一般是經過灌封處理的，因此環境特性不是主要問題。但是所有的灌封材料和濾波電容器的溫度特性對電源濾波器的環境特性有一定的影響。

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實現技術手段

數字濾波器有多種方式可以實現信號的處理，我們介紹在實際中使用的兩種，一種是我們集成電路的方式將集成電路的各種元 器件組成一個的設備，這種設備稱之為數字信號處理機，類似于arm架構或者單片機架構的數字處理機就是我們常用的一種，這種方式對于成套批量的需求商用價值比較高，因為造價成本比較低，受到了市場的歡迎；另一種就是使用我們平常使用的x86/x64的商用或者工控計算機進行模擬，這個完全是使用應用軟件進行的，這種方式也在實驗室或者大型的數字濾波項目中使用，這種方式成本較高，不適宜與大批量的生產與配套。但是在實驗室是的一種模擬方式，在高階模擬和運算中有非常大的優勢。

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無源濾波器

無源濾波器按接線形式可分為電容濾波器、電廠濾波電路、L型RC濾波電路、π形RC濾波電路、多節π形RC 濾波電路、π形LC濾波電路。按功能可分為單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器。無源濾波器具有如下優勢：結構 形式簡單、投資費用低，能夠補償系統中的無功分量、改善電網功率因數；工作穩定性較高、維護簡單、技術成熟等，在有源濾波器出現以前被廣泛采用。無源濾波器的缺點也有很多方面：受電網參數的影響較大，系統阻抗值和主要次數諧振頻率往往隨著工況發生變化；諧波濾除的頻帶也較窄，只能濾除主要次數的諧波，或因發生并聯諧振，放大一些次數的諧波；濾波和無功補償及調壓之間的協調較困難 ；隨著流經濾波器的電流升高，可能造成設備過負荷運行；耗材多，重量和體積都較大；運行穩定性較差等缺點。因此，整體性能更優的有源濾波器得到越來越多的應用。

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有源濾波器

有源濾波器主要作用不僅能動態并抑制諧波，而且可以補償電網中較低的無功分量。它能夠對幅值和頻率都波動的高次諧波分量進行補償，以及對變化的系統無功分量進行動態補償，克服了傳統型式諧波治理方案和無功補償的缺點，達到了動態跟蹤補償的效果。APF的基本原理是檢測當前系統的電壓和電流信號，通過指令電流運算電路的運算，產生補償電流信號，并將其指令由補償電流發生電路按諧波信號放大，從而得到補償電流，再與系統中的高次諧波分量及無功等電流抵消，實現系統波形的正弦化，濾除電網諧波，提高電能質量。有源濾波器和無源濾波器的區別，在于需要電源供電，且既補諧波又補無功。指令電流運算電路和補償電流發生電路是有源濾波器的兩個重要組成部分。指令電流運算電路的作用是檢測出系統所需補償的諧波分量和無功分量等。補償電流發生電路的作用是按照上述檢測到的諧波分量和無功分量，發出補償電流指令，產生能夠抵消的補償電流，它主要由三部分構成 ：電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路。

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