模拟有源滤波器的电路设计

并联型有源滤波器的主要功能是使补偿电流ic(t)能快速跟踪负荷电流中的谐波电流，从而使流入配电系统的谐波电流很小，避免对系统的污染。为了提高跟踪能力，同时提高dic(t)／dt，一般要么减小有源滤波器的等效电感L，要么提高逆变器的输出电压uc(t)。但应注意，有源电力滤波器的等效电感不能无限制地减小。当L过小时，有源电力滤波器输出电流中基于开关频率的特征谐波就会很大。所以，提高逆变器输出电压uc(t)就成为提高有源电力滤波器的有效手段。

5．2 串联型有源电力滤波器

虽然并联就地补偿可以完全消除非线形负荷造成的谐波问题，但许多情况下，由于电力系统负荷组成很复杂，难以准确地找到非线性负荷所在的位置，或者更有非线性负荷分布在许多节点上，因此很难利用就地并联补偿来彻底补偿电压的谐波。为了更有效地消除谐波电压的影响，为用户提供无污染的电压，串联型有源滤波器正在逐步受到电力用户的欢迎。

图7所示是其串联型电路的工作原理图。由图中可以看到，如果在负荷邻近节点处，除受谐波电压源影响，还要受到谐波电流源的影响，则会使该节点处电压带有谐波分量ui，而接入串联型有源滤波器，则该装置刚好产生的电压为-ui。这样，负荷节点处的电压为ul=u+ui-ui= u，可见会得到未含谐波分量的基波电压u。因此，串联型有源滤波器可以快速补偿系统节点上电压的异常，而且其容量可以由用户根据自身容量来灵活确定，因而比较适合对电能质量要求较高的用户使用。

串联型有源滤波器可以快速补偿系统节点上电压的异常，其容量可以由用户根据自身容量灵活决定，比较适合对电能质量要求较高的用户使用。采用检测负载谐波电压控制方式，串联型有源电力滤波器投入工作时，首先应检测负载谐波电压，然后产生一个与负载谐波电压大小相等，方向相反的谐波电压进行补偿。补偿后，电源电流会发生变化，从而使得整流桥桥臂的导通角增加，进而使其交流侧电压波形也随之发生变化，最终导致负载谐波电压增加。同时，有源电力滤波器所产生的补偿电压所跟踪的负载谐波电压的变化也随之增大。这种状态将一直持续到最后负载谐波电压保持不变，有源电力滤波器进入补偿的稳定状态。只要串联型有源电力滤波器能实时产生与负载谐波电压大小相等、方向相反的补偿电压，就能取得理想的补偿效果，从而使电源电流接近正弦波。

6 结束语

使用全模拟器件来实现有源电力滤波器，可提高有源电力滤波器的动态响应速度。而使用发展成熟、价格低廉的模拟器件则可降低有源电力滤波器的成本，从而促进有源电力滤波器的广泛应用。另外，使用模拟器件也可以更容易的集成为芯片，使用起来更加方便、灵活，同时也对电磁环境的抗干扰性更强。有源电力滤波器在电力系统谐波治理中发挥着重要作用，未来也有着广阔的发展空间。由此可见，基于全模拟器件的有源滤波器借助发展成熟、价格低廉的模拟电子技术，其工业应用前景十分广阔。

事实上，模拟电子有着自身的特点，模拟器件通常会受漂移、长期稳定性及热效应等因素影响。要使基于全模拟器件的有源电力滤波器得到更广泛的应用，必然要在设计中考虑这些因素并最大限度地消除这些因素的影响，并选用应用性能更为优良，更抗噪声的低漂移高精度模拟电子元器件，只有这样，基于全模拟器件的有源电力滤波器就一定能不断发展完善，最终达到工业应用的标准。