模拟有源滤波器

　　模拟有源滤波器系统由指令电流运算电路、控制电路和补偿电流发生电路三大部分组成。其中指令电流运算电路的功能是从负载电流i1中分离出谐波电流分量及基波无功电流分量，然后将其反极性作用后产生补偿电流的指令信号。电流跟踪控制电路的功能是根据主电流产生的补偿IC应跟踪的原则，来计算主电路各开关器件的触发脉冲。此脉冲经驱动电路后将作用于主电路，并产生补偿电流ic。

　　图1所示是并联型有源电力滤波器的原理框图。

　　基于全模拟器件的有源电力滤波器同样也是由图1所示的这几个部分组成，只是其各个部分都是由模拟器件构成。

　　以MAX275模拟有源滤波器为例，它采用 20脚DIP或 SO封装形式 ,引脚排列如图 2所示。使用时只要根据相关公式计算出合适的外接电阻 , 经过简单的连接就能很好地满足设计要求。其主要引脚的功能如下 (内部的两个独立二阶有源滤波器分别用 A、B 表示) :

　　V+ ,V- ,:正、负电源输入端。

　　INA,INB:信号输入端。

　　LPIA,LPIB:低通滤波输入端。

　　LPOA,LPOB:低通滤波输出端。

　　BPIA,BPIB:带通滤波输入端。

　　BPOA,BPOB:带通滤波输出端。

　　FCA,FCB:频率控制端。

　　模拟电子电路有其自身的特点，由于本有源电力滤波器使用的是全模拟电路，故在模拟信号的放大、运算以及传输过程中不可避免地会引入外界和内部的一些无规则信号及干扰。如果无规则信号及外部干扰很强，若其大小可与正常工作信号相比较，那么势必给模拟有源电力滤波器的谐波抑制性能造成破坏。所以，在模拟电路的设计阶段就应进行抗干扰和滤除噪声的设计。

　　噪声及干扰的消除和抑制一般有屏蔽、接地和滤波等几种措施。但也应该根据其产生的性质分别加以处理。

　　对于元器件本身所产生的噪声，只能在器件选型中加以注意。应尽量选用低噪声、高精度的集成芯片。现代的模拟电子已经发展的很成熟，各种模拟元件都能达到令人满意的性能。对于电阻的热噪声，设计中应尽量做到不将噪声在最后结果中放大，故应在放大电路中选用较小阻值的电阻。热噪声会随带宽的增加而增加，并由于有源电力滤波器所针对的电力系统本身的电压、电流频率不高，因此，模拟电路可采用较低频率带宽的运算放大器来降低热噪声的影响。

　　对于接地噪声，可减小公共地线部分的阻抗，这样，公共地线上的电压也会随之减小，从而控制公共阻抗耦合。具体做法是地线联结采用较粗的导线并尽量减短。减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。可在电路中采用多条相距较远的并联导体作为接地线。

　　对于辐射噪声，则应该采用屏蔽方式予以抑制和消除。屏蔽的方式有静电屏蔽、磁性屏蔽及电磁屏蔽等方式。屏蔽的结构可以将干扰源或受干扰元件用屏蔽罩屏蔽起来。具体采用何种方式，取决于屏蔽的噪声对象。

　　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。