[发明专利]锁相环电路

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及用于从多相参考信号生成同步相位和频率信号的锁相环(PLL)电路。

背景技术

锁相环(PLL)电路是从参考信号生成同步输出信号的闭环电路。PLL电路通过将输出信号调节直到使输出信号与参考信号在频率和相位方面均匹配，来自动响应参考信号的频率和相位。在电力控制系统中，例如，PLL电路检测电网电压的相位信息，使得电力控制器可使转换器的输出电压与电网电压同步。在例如电力系统中的短路故障等瞬态事件期间，参考信号的相位角和幅值可显著改变，并且使PLL电路提供快速响应是理想的。

发明内容

根据本文所公开的一个实施例，锁相环电路包括相位误差检测器，用于接收多相参考信号和锁相环电路的同步相位信号，并且用于执行旋转变换，以便将多相参考信号转换成同步旋转d-q参考坐标系的二相量。单调传递模块接收二相量，并且生成单调相位误差信号，它在多相参考信号与同步相位信号之间的相位差在从-180度至180度之间范围内变化时是单调的。调整器接收单调相位误差信号，并且生成同步旋转频率。积分器接收同步旋转频率，并且生成同步相位信号。

附图说明

通过参照附图阅读以下具体实施方式，会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优点，附图中，相似符号在整个附图中表示相似部件，附图包括：

图1是常规锁相环(PLL)电路的框图。

图2示出图1的PLL电路的相位检测器的旋转变换，其中相位误差小于90度。

图3示出图1的PLL电路的相位检测器的旋转变换，其中相位误差大于90度。

图4示出图1的PLL电路的相位误差检测器的正弦波特性。

图5是根据本发明的一个实施例的示范PLL电路的框图。

图6和图7示出根据本发明的不同实施例的单调传递模块的单调特性。

图8-10是根据本发明的其它实施例的单调传递模块的框图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及用于从多相参考信号生成同步相位和频率信号的锁相环(PLL)电路。PLL电路包括用于接收多相参考信号和反馈同步相位信号以及生成二相直接和正交(d-q)参考坐标系中的二相信号的相位检测器。PLL电路包括用于接收d-q参考坐标系中的二相信号以及用于生成相位误差信号的单调传递函数。相位误差信号对于在从-180度至180度的范围内的参考信号与同步相位信号之间的相位差是单调的。

为了更好地理解本发明，首先参照图1-4的常规PLL电路10。如图1所示，所示PLL电路10包括用于接收多相参考信号14和PLL电路10的同步输出信号16以及用于使用这些信号来生成相位误差信号18的相位检测器12。调整器20根据相位误差信号18来确定同步频率(ω_e)。积分器22生成同步相邻信号(δ)，并且因而PLL电路的输出信号可包括同步频率(ω_e)和相位(δ)信号。

当参考信号14是具有电压相量(V_a、V_b和V_c)的平衡三相正弦参考信号时，它可表达为下式1：