Принцип работы активного фильтра питания 

Активный фильтр мощности (APF: Active power filter) — это новейшее силовое электронное устройство для динамического подавления гармоник и компенсации реактивной мощности. Он способен быстро отслеживать и компенсировать гармоники различной амплитуды и частоты. Почему его называют активным: в отличие от пассивного LC-фильтра, который может только пассивно поглощать гармоники фиксированной частоты и величины, APF путём выборки тока нагрузки разделяет гармонические составляющие и реактивный ток основной частоты, управляет и активно формирует величину, частоту и фазу выходного тока, а также быстро реагирует, компенсируя соответствующие токи нагрузки, реализуя динамическую отслеживающую компенсацию; кроме того, он может одновременно компенсировать и гармоники, и реактивную мощность, и несимметрию.

Саттонс активный фильтр мощности через трансформатор тока детектирует ток нагрузки и с помощью встроенного DSP выполняет вычисления, выделяя гармонические составляющие тока нагрузки, после чего через ШИМ-сигналы управляет внутренними IGBT, контролируя инвертор для генерации гармонического тока, равного по величине и противоположного по направлению гармоническому току нагрузки, вводимого в сеть, достигая цели фильтрации.

Функция схемы детектирования командного тока заключается главным образом в выделении из тока нагрузки гармонических составляющих и реактивного тока основной гармоники, после чего они инвертируются по полярности и формируют командный сигнал компенсационного тока. Функция схемы управления слежением за током состоит в расчёте управляющих импульсов для коммутирующих приборов главной цепи на основе требуемого компенсационного тока; эти импульсы через цепь драйвера подаются на главную схему. В результате в питающем токе остаётся только активная составляющая основной частоты, что позволяет устранить гармоники и выполнить компенсацию реактивной мощности. По тому же принципу активный фильтр мощности может компенсировать компоненту отрицательной последовательности тока в несимметричных трёхфазных цепях.

Главная схема активного фильтра мощности обычно выполнена на основе ШИМ-инвертора. В зависимости от типа элемента накопления энергии на стороне постоянного тока инвертора различают фильтры напряжительного типа (энергетический элемент — конденсатор) и фильтры токового типа (энергетический элемент — индуктивность). При работе фильтра напряжительного типа требуется регулировать напряжение на конденсаторе постоянного тока, чтобы поддерживать его постоянным, поэтому на переменном выходе инвертора формируется ШИМ-напpяжение. У токовых фильтров при работе контролируется ток индуктивности на стороне постоянного тока, чтобы поддерживать его постоянным, поэтому на переменном выходе инвертора формируется ШИМ-ток. Преимущество напряжительного типа в том, что потери у него меньше и КПД выше; в токовом типе ток вызывает значительные потери на активном сопротивлении индуктивности.