PWM整流器为什么需要锁相环技术？

PWM整流器运行时，为实现单位功率因数整流或逆变运行，就要求电网电流精确跟踪电网电压相位。因此需要动态获取电网电压相位信息。

众所周知，理想电网电压为正弦波形，因此获取电网电压相位信息的一个简单方法就是进行过零点检测。然而，实际电网电压波形会不可避免出现畸变，还会面临三相电网电压不平衡的问题，用这种简单方法会导致较大的检测误差，从而导致电路性能下降，甚至不能正常工作。

为实现快速精确的相位检测，更常用的方法是采用闭环锁相环技术。下面介绍一种锁相环的方案。

为实现电网电压不平衡情况下的基波相位检测，可首先采用对称分量法提取出电网波形中的基波正序分量。这可以用双广义二阶积分器来实现。在此基础上结合基本的单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL)，构成双二阶广义积分器的软件锁相环（DSOGI-PLL）方案。该方案在电网电压波形畸变以及不平衡时，也能实现高性能的锁相，精确获取基波正序分量的相位。

图1是DSOGI-PLL的SIMULINK仿真模型。可以看到DSGOI-PLL由两个SOGI和一个SSRF-SPLL组成。两个二阶广义积分器实现了基波正序分量的提取，然后再由SSRF-PLL实现基波正序分量相位锁定。

图2为主要仿真波形。从上到下的窗口分别显示输入三相电压波形，基波正序分量的d轴分量，基波正序分量的q轴分量，检测出的频率信号，检测出的相位信号。软件锁相环的基本原理就是通过控制同步坐标系的旋转角度使得q轴分量为零，从而检测出输入电压波形的相位。可以看到，输入为三相不平衡的正弦波，可以看到经过短暂的瞬态过程后，就控制了q轴分量稳定到零，精确的检测出了输入电压的频率和相位。

目前，采用高性能MCU容易实现上述的软件锁相环技术，在电网电压波形不平衡和畸变时，也能准确获取电压波形中基波分量相位信息。

为实现高性能的三相整流器，英特罗克可编程开关电源采用了闭环锁相环技术。