模擬有源濾波器的電路設計

并聯(lián)型有源濾波器的主要功能是使補償電流ic(t)能快速跟蹤負荷電流中的諧波電流，從而使流入配電系統的諧波電流很小，避免對系統的污染。為了提高跟蹤能力，同時(shí)提高dic(t)／dt，一般要么減小有源濾波器的等效電感L，要么提高逆變器的輸出電壓uc(t)。但應注意，有源電力濾波器的等效電感不能無(wú)限制地減小。當L過(guò)小時(shí)，有源電力濾波器輸出電流中基于開(kāi)關(guān)頻率的特征諧波就會(huì )很大。所以，提高逆變器輸出電壓uc(t)就成為提高有源電力濾波器的有效手段。
5．2 串聯(lián)型有源電力濾波器
雖然并聯(lián)就地補償可以完全消除非線(xiàn)形負荷造成的諧波問(wèn)題，但許多情況下，由于電力系統負荷組成很復雜，難以準確地找到非線(xiàn)性負荷所在的位置，或者更有非線(xiàn)性負荷分布在許多節點(diǎn)上，因此很難利用就地并聯(lián)補償來(lái)徹底補償電壓的諧波。為了更有效地消除諧波電壓的影響，為用戶(hù)提供無(wú)污染的電壓，串聯(lián)型有源濾波器正在逐步受到電力用戶(hù)的歡迎。
圖7所示是其串聯(lián)型電路的工作原理圖。由圖中可以看到，如果在負荷鄰近節點(diǎn)處，除受諧波電壓源影響，還要受到諧波電流源的影響，則會(huì )使該節點(diǎn)處電壓帶有諧波分量ui，而接入串聯(lián)型有源濾波器，則該裝置剛好產(chǎn)生的電壓為-ui。這樣，負荷節點(diǎn)處的電壓為ul=u+ui-ui= u，可見(jiàn)會(huì )得到未含諧波分量的基波電壓u。因此，串聯(lián)型有源濾波器可以快速補償系統節點(diǎn)上電壓的異常，而且其容量可以由用戶(hù)根據自身容量來(lái)靈活確定，因而比較適合對電能質(zhì)量要求較高的用戶(hù)使用。

串聯(lián)型有源濾波器可以快速補償系統節點(diǎn)上電壓的異常，其容量可以由用戶(hù)根據自身容量靈活決定，比較適合對電能質(zhì)量要求較高的用戶(hù)使用。采用檢測負載諧波電壓控制方式，串聯(lián)型有源電力濾波器投入工作時(shí)，首先應檢測負載諧波電壓，然后產(chǎn)生一個(gè)與負載諧波電壓大小相等，方向相反的諧波電壓進(jìn)行補償。補償后，電源電流會(huì )發(fā)生變化，從而使得整流橋橋臂的導通角增加，進(jìn)而使其交流側電壓波形也隨之發(fā)生變化，最終導致負載諧波電壓增加。同時(shí)，有源電力濾波器所產(chǎn)生的補償電壓所跟蹤的負載諧波電壓的變化也隨之增大。這種狀態(tài)將一直持續到最后負載諧波電壓保持不變，有源電力濾波器進(jìn)入補償的穩定狀態(tài)。只要串聯(lián)型有源電力濾波器能實(shí)時(shí)產(chǎn)生與負載諧波電壓大小相等、方向相反的補償電壓，就能取得理想的補償效果，從而使電源電流接近正弦波。

6 結束語(yǔ)
使用全模擬器件來(lái)實(shí)現有源電力濾波器，可提高有源電力濾波器的動(dòng)態(tài)響應速度。而使用發(fā)展成熟、價(jià)格低廉的模擬器件則可降低有源電力濾波器的成本，從而促進(jìn)有源電力濾波器的廣泛應用。另外，使用模擬器件也可以更容易的集成為芯片，使用起來(lái)更加方便、靈活，同時(shí)也對電磁環(huán)境的抗干擾性更強。有源電力濾波器在電力系統諧波治理中發(fā)揮著(zhù)重要作用，未來(lái)也有著(zhù)廣闊的發(fā)展空間。由此可見(jiàn)，基于全模擬器件的有源濾波器借助發(fā)展成熟、價(jià)格低廉的模擬電子技術(shù)，其工業(yè)應用前景十分廣闊。
事實(shí)上，模擬電子有著(zhù)自身的特點(diǎn)，模擬器件通常會(huì )受漂移、長(cháng)期穩定性及熱效應等因素影響。要使基于全模擬器件的有源電力濾波器得到更廣泛的應用，必然要在設計中考慮這些因素并最大限度地消除這些因素的影響，并選用應用性能更為優(yōu)良，更抗噪聲的低漂移高精度模擬電子元器件，只有這樣，基于全模擬器件的有源電力濾波器就一定能不斷發(fā)展完善，最終達到工業(yè)應用的標準。