张 琪，邱亮明，程善美

（华中科技大学 自动化学院，湖北 武汉 430074）

光伏并网逆变器、UPS电源、PWM整流器等电力电子装置性能很大程度上依赖于锁相环（PLL）对电网电压频率和相位的跟踪能力[1]。目前PLL已有多种实现方法，大致上可以分为两类：周期调节锁相和瞬时调节锁相[2]。周期调节锁相又叫过零锁相，当输入信号干扰较大，存在多个过零点时可能会导致锁相失败。瞬时调节锁相调节速度慢，但是锁相角度误差冲击小，即使存在多个过零点时也能准确锁相，所以目前瞬时调节锁相应用范围广。近年提出的利用离散傅里叶（DFT）变换来提取输入信号基波，即使包含丰富的谐波信号也能准确得到输入信号的基波频率和相位信息。但是当输入信号频率发生波动时，如果采样窗口周期与信号频率比值不能保持恒定，则计算结果会有相位差[3-4]，并且DFT蝶形运算离散化实现时会消耗较多硬件资源。

1 改进的鉴相器(PD)环节

锁相环一般包含鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）3个部分[5]。不同锁相环之间的区别大多表现在PD环节[6]。大多数单相锁相环PD环节实现方法主要是基于虚拟坐标变换，需要产生一个与输入信号相差90度的正交信号。产生正交信号的方法有很多，可以根据输入信号频率延时，目前采用较多的是利用两个一阶通用积分器的方法来产生正交信号[7]。文中提出以一个改进的PD环节代替常用的二阶通用积分器构成的PD环节，对于二阶通用积分器，第一个积分环节的累积误差会作为第二个积分环节的输入，从而引起更大的角度误差。……