频率合成,相位合成.docx

TheDesignofReferenceSinusoidalSignalGenerator

CircuitforPhotovoltaicGridBasedonCPLD

HaihongXiao

DepartmentofElectricalEngineeringInformation

Henaninstituteofengineering

Zhengzhou,china

xhf1487@126.com

Abstract:TheFrequencyandPhasethatequaltoGridvoltageofReferenceSinusoidalSignalisimportanttothenetworkequipmentandCurrentwaveformquality.TheDesignofReferenceSinusoidalSignalGeneratorCircuitforPhotovoltaicGridBasedonCPLDwithFrequencytrackingandPhasetrackingisgiveninthepaper.ThecircuitincludesSamplingcircuit,Signalconversioncircuit,FrequencytrackingandPhasetrackingcircuit,D/AConversioncircuit.TheWaveformaccuracyisdiscussedandtheExperimentalresultsaregiveninthepaper.TheCPLDusedinthesystemreducesthesizeofthedigitalcircuit,reducestheequipmentsize,andmakesDebuggingeasy.TheresultsshowthatthecircuitcangenerateReferenceSinusoidalSignalthatequaltoGridVoltagewithfrequencyandphase,andthesignalhassmalltotalharmonicdistortion.ThecircuitisSimpleandpractical,andhasLowprices.

Keywords:CPLD,ReferenceSinusoidalSignal,Frequencytracking,Phasetracking

0引言

光伏并网的输入电流总是跟踪电网电压，如果基准正弦电流信号与并网电压信号不同步，那么输入并网的电流和电网电压会存在相位差，就无法保证输出最大有功功率，也无法保证电网质量。因此要保证光伏并网发电系统的最大有功功率输出并减少谐波含量，就必须保证基准正弦电流信号与并网电压信号同步。与电网电压信号同步的基准正弦电路的研究，是光伏并网系统重要内容。

1基准正弦电路的构成与工作原理

基准正弦电路由电网电压采样电路、信号变换电路、锁相电路、CPLD+EPROM波形存放与发生电路、D/A转换电路组成，结构图如图1所示。其工作原理是将电网电压变换成一个与其同步的电压方波信号，通过锁相技术达到与

TaoChen

DepartmentofElectricalEngineeringInformation

Henaninstituteofengineering

Zhengzhou,china

jzitchentao@126.com

电网电压同频、同相。锁相环电路将方波信号3600倍频，这样一个周期电网信号分成3600个脉冲信号，该信号作为存放正弦信号数据的EPROM的输出地址，使内部正弦波表格数据输出到D/A电路，产生基准正弦波信号。CPLD接收来自单片机采集的后续电路产生的与电网电压的相位差，改变计数器起始数据达到与电网电压信号同相。

图1与电网电压信号同步的基准正弦信号电路结构

2基准正弦信号产生电路设计

2.1电网电压采样与波形转换电路设计

电压采样电路及波形转换电路如图2所示。

电网电压经分压电阻以及过零检测电路输出与电网信号同步的方波信号，此方波信号送后续锁相电路，作为基准正弦信号的周期。

图2电压采样及波形转换电路

2.2频率跟踪、相位跟踪电路及数据输出电路设计

2.2.1硬件电路设计

锁相电路采用CD40