[發明專利]鎖相環電路

有效

• 申請號: 201010513043.1
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102035541A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 袁小明;譚卓輝;R·W·德爾梅里科;翁海清;R·A·西摩爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H03L7/08
• 分類號: H03L7/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;徐予紅

技術領域

一般來說，本發明涉及用于從多相參考信號生成同步相位和頻率信號的鎖相環(PLL)電路。

背景技術

鎖相環(PLL)電路是從參考信號生成同步輸出信號的閉環電路。PLL電路通過將輸出信號調節直到使輸出信號與參考信號在頻率和相位方面均匹配，來自動響應參考信號的頻率和相位。在電力控制系統中，例如，PLL電路檢測電網電壓的相位信息，使得電力控制器可使轉換器的輸出電壓與電網電壓同步。在例如電力系統中的短路故障等瞬態事件期間，參考信號的相位角和幅值可顯著改變，并且使PLL電路提供快速響應是理想的。

發明內容

根據本文所公開的一個實施例，鎖相環電路包括相位誤差檢測器，用于接收多相參考信號和鎖相環電路的同步相位信號，并且用于執行旋轉變換，以便將多相參考信號轉換成同步旋轉d-q參考坐標系的二相量。單調傳遞模塊接收二相量，并且生成單調相位誤差信號，它在多相參考信號與同步相位信號之間的相位差在從-180度至180度之間范圍內變化時是單調的。調整器接收單調相位誤差信號，并且生成同步旋轉頻率。積分器接收同步旋轉頻率，并且生成同步相位信號。

附圖說明

通過參照附圖閱讀以下具體實施方式，會更好地理解本發明的這些及其它特征、方面和優點，附圖中，相似符號在整個附圖中表示相似部件，附圖包括：

圖1是常規鎖相環(PLL)電路的框圖。

圖2示出圖1的PLL電路的相位檢測器的旋轉變換，其中相位誤差小于90度。

圖3示出圖1的PLL電路的相位檢測器的旋轉變換，其中相位誤差大于90度。

圖4示出圖1的PLL電路的相位誤差檢測器的正弦波特性。

圖5是根據本發明的一個實施例的示范PLL電路的框圖。

圖6和圖7示出根據本發明的不同實施例的單調傳遞模塊的單調特性。

圖8-10是根據本發明的其它實施例的單調傳遞模塊的框圖。

具體實施方式

本發明的實施例涉及用于從多相參考信號生成同步相位和頻率信號的鎖相環(PLL)電路。PLL電路包括用于接收多相參考信號和反饋同步相位信號以及生成二相直接和正交(d-q)參考坐標系中的二相信號的相位檢測器。PLL電路包括用于接收d-q參考坐標系中的二相信號以及用于生成相位誤差信號的單調傳遞函數。相位誤差信號對于在從-180度至180度的范圍內的參考信號與同步相位信號之間的相位差是單調的。

為了更好地理解本發明，首先參照圖1-4的常規PLL電路10。如圖1所示，所示PLL電路10包括用于接收多相參考信號14和PLL電路10的同步輸出信號16以及用于使用這些信號來生成相位誤差信號18的相位檢測器12。調整器20根據相位誤差信號18來確定同步頻率(ω_e)。積分器22生成同步相鄰信號(δ)，并且因而PLL電路的輸出信號可包括同步頻率(ω_e)和相位(δ)信號。

當參考信號14是具有電壓相量(V_a、V_b和V_c)的平衡三相正弦參考信號時，它可表達為下式1：