基于DSP的三相软件锁相环设计.pdfVIP

维普资讯 2004年 10月25日 通 馋 电潦 】I： Oct．25，2004 第21卷 第 5期 Telecom PowerTechnologies vO1．21 No．5 文章编号：1009—3664(2004)05—0001—04 基于 DSP的三相软件锁相环设计 琚兴宝，徐至新，邹建龙，陈方亮 (华中科技大学电气与电子工程学院，湖北 武汉430074) 摘要：准确获得电网电压的相位角，在电力电子装置设计中有重要的意义。文中提出了一种在 q 坐标下用DSP实现的三相软件锁相环，采用滞后控制器使其具有很强的抗干扰能力，和传统的锁 相环相比，软件锁相环在实际应用中有更好的效果。 关键词：相位；锁相环；滞后控制；DSP 中图分类号：TN712TN715 文献标识码 ：A DesignofSPLL BasedonDSP JUXing—bao，XUZhi—xin，ZOUJian—long，CHENFang—liang (DepartmentofElectrical ElectronicEngineering， HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China) Abstract：Toobtainphaseaccuratdyisimportantinadesignofpowerelectronicequipments．Three phasesSoftwarePhase—LockedLoop(SPLL)basedonDSPinthedqreferenceframeisproposedin thispaper．Time—lagcontrollermakesSPLLmorerobust．TheperformanceofSPLLismoresatisfac— torycomparedwiththetraditionones． Keywords：phase；phase．-lockedloop；time．-lagcontroller；DSP 在设计某些 电力电子装置 (如 UPS、有源滤波 锁相环一般由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器 器)时，准确而又快速地获得三相电网电压的相位角 及分频器组成，其结构框图如图 1所示。其基本工 是保证整个系统具有良好的稳态和动态性能的前提 作原理是鉴相器将电网电压和控制系统内部同步信 条件。一般采用锁相环来获得 电网电压的相位，因 号的相位差信号转变成电压，经过环路滤波器滤波 此必须设计性能优良的锁相环。 后去控制压控振荡器 ，从而改变系统内部同步信号 的频率和相位 ，使之与电网电压一致。 1 锁相环概述 【1，2j 获得电网电压相位角的一般途径是先产生一个 与电网电压同步的信号，再通过同步信号获得相位 角。产生同步信号的方法有很多，最简单方法是用 电网电压作为同步信号，但这种方法会因电网电压 图 1 锁相环基本结构图 波形失真而导致系统输 出电压和电流的畸变，甚至 锁相环有很多种 ，目前在电力电子装置中广泛 影响系统的稳定性，因此不宜采用此方法。一般采 应用的锁相环一般采用硬件电路检测电网电压过零 用锁相环 (Phase—LockedLoop，PLL)来获得电网 点求得相位差信号，然后用硬件或软件实现锁相。 电压的相位角 然而，每个工频周期内电网电压只有两个过零点，这