[发明专利]一种基于级联式SOGI的改进型单相锁相环算法

说明书

本发明公开了一种基于级联式SOGI的改进型单相锁相环算法，属于基本电子电路的技术领域。采用二次谐波校正方法，消除在输入频率偏离标称频率时因级联式SOGI正交信号发生器α轴和β轴输出幅值不等引起的锁相环估计参数中存在的二次谐波震荡，提高锁相精度；当输入频率偏离工频频率时，级联式SOGI正交信号发生器α轴和β轴输出信号与单相输入信号不再是同相和正交关系，因此会使得锁相环输出中存在稳态相位偏差，因此，通过引入相位差校正措施，能够进一步提高锁相准确度。

技术领域

本发明公开了一种基于级联式SOGI的改进型单相锁相环算法，涉及电力电子功率因数校正技术，属于基本电子电路的技术领域。

背景技术

近年来，云计算、电动汽车等行业的迅猛发展对AC-DC变换器的需求与日俱增。现代整流器一般都要求具有功率因数校正功能，使得电力电子装置应用在电网中可以获得很高的电能质量。功率因数校正就是要求输入电流能够准确跟踪输入电压，即，使输入电流与输入电压同相位，从而使功率因数接近于1。因此，快速且准确地获得相位信息变得尤为重要，而使用硬件电路搭建的过零锁相电路不可避免地会增加成本，可以考虑使用锁相环算法获取相位。

二阶广义积分器(Second-Order Generalized Integrator,SOGI)作为锁相环算法的常见结构，其结构简单且易于实现，但是该结构无法抑制采样过程中引入的直流偏置。采用级联式SOGI结构可简单地弥补单个SOGI的不足，对于单相输入电压，级联式SOGI正交信号发生器可输出两个正交分量v_α和v_β，在输入频率为标称频率时，v_α与输入电压同相位，v_β与输入电压正交，在输入频率偏离标称频率时，v_α和v_β幅值不等使得锁相环估计参数中存在二次谐波震荡，影响锁相性能；在输入频率偏离工频频率时，级联式SOGI正交信号发生器α轴和β轴输出信号与单相输入信号不再是同相和正交关系，因此在锁相环输出中存在稳态相位偏差，所以，有必要研究一种能校正二次谐波震荡和小相位差的锁相环算法。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于级联式SOGI的改进型单相锁相环算法，补偿了频率偏移对锁相精度和锁相性能造成的不良影响，使得级联式SOGI结构锁相环在频率偏移时依然能保持良好的锁相性能，解决了级联式SOGI结构锁相环在输入频率偏离标称频率时锁相环估计参数中存在的二次谐波以及输入频率偏离工频频率级联式SOGI锁相环输出中存在稳态相位差的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：