有源滤波器的设计一.实验目的1．熟悉ispPAC80可编程模拟器件的结构、功能。2．掌握可编程模拟器件设计有源滤波器的方法。3．学会使用PAC-Designer软件进行有源滤波器的设计。4．学会有源滤波器的幅频、相频特性曲线的测试方法。二.实验原理（一）设计原理滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。在工程上，常用它来进行信号处理，数据传送或抑制干扰等。以往滤波器主要采用无源元件R、L、和C组成，目前一般用集成运放、R、C组成，常称为有源滤波器。在一个实际的电子系统中，有时输入信号往往受干扰等原因而含有一些不必要的成分，应当把它衰减到足够小的程度。而在另一些场合，有时我们需要的信号和别的信号混在一起，应当设法把我们需要的信号挑出来。要解决这些问题都需要采用有源滤波器。用在系统可编程模拟器件实现有源滤波器的设计非常方便。通常用三个运算放大器就可以实现双二阶型函数的电路。而双二阶型函数能实现所有的滤波器函数，如低通、高通、带通、带阻。双二阶函数的表达式如3-17-1所示，式中m=1或0，n=1或0。抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。河北有源滤波器对
源滤波与无源滤波区别：1、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，普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联；有源滤波器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。2、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。可动态滤除各次谐波，对系统内的谐波能够完全吸收;不会产生谐振。通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽。安徽有源滤波补偿装置通带范围受有源器件的带宽限制，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。
有源滤波器是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术，制成的新型电力谐波治理设备。它的两大组成部件是指令电流运算电路和补偿电流发生电路。指令电流运算电路能对线路中的电流进行实时监控，同时会将模拟电流信号转换为数字信号，经由高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，达到将谐波与基波分离的效果，并以脉宽调制(PWM)信号的形式向补偿电流发生电路输送驱动脉冲，同时驱动IGBT或IPM的功率模块，以生成与电网谐波电流幅值相等且极性相反的补偿电流注入电网，再利用补偿电流对谐波电流进行补偿或抵消，终达成主动消除电力谐波的作用。
由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器。具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有源滤波器级联实现。品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。
3.1滤除电流谐波可以高效的滤除负荷电流中2~25次的各次谐波，从而使得配电网清洁高效满足国标对配电网谐波的要求。该产品真正做到自适应补偿，可以自动识别负荷整体变化及负荷谐波含量的变化而迅速补偿，80us响应负荷变化，20ms实现完全补偿。3.2改善系统不平衡状况可完全消除因谐波引起的系统不平衡，在设备容量许可的情况下，可根据用户设定补偿系统基波负序和零序不平衡分量并适度补偿无功功率。在确保滤除谐波功能的基础上有效改善系统不平衡状况。3.3抑制电网谐振抑制电网谐振不会与电网发生谐振，而且在其容量许可范围内还可以有效抑制电网自身的谐振。这是无源滤波装置无法做到的。3.4多种保护功能具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。与无源滤波器相比，AFP具有高度可控性和快速响应性，能补偿各次谐波。江苏有源滤波芯片
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