能源危机导致当今社会对太阳能等新能源的渴求越来越旺盛,而通过光伏技术产生的直流电必须要经过逆变器变为交流电然后并入现有电网才能得到最大程度的利用。因此能够锁定电网频率及相位的锁相环技术的好坏将直接影响到逆变器的性能。如何利用DSP等数字芯片,设计出一个可以克服各种电网畸变及故障的软件锁相环,是当今科学研究的热点问题。本文首先论述的锁相环技术的发展历史及前景,简单阐述了传统的锁相环技术,指出了它们的缺点并提出了现阶段的电网条件下对锁相环的要求。论文的第二部分给出了锁相环的结构框图,并将锁相环分为三个部分：鉴相器、环路滤波器、压控振荡器,并给出了它们的数学模型；分析了鉴相器的基本原理并给出了它的鉴相特性,说明了常用的几种环路滤波器。在前面的基础上,分析了单同步旋转坐标系锁相环(SSRF-SPLL)的基本原理和结构,并利用MATLAB对其在各种电网畸变(如三相电压不平衡、电压突降、频率突降等)下的表现进行了仿真。仿真结果与数学分析相吻合,证明了三相不平衡时由于负序分量的影响,SSRF-SPLL的表现不佳。分析了双同步坐标系解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL)和基于二阶广义积分的软件锁相环(SOGI-SPLL)的设计思路及结构框图,利用数学模型分析和仿真研究了它们的性能。结果证明两种锁相环可以滤除负序分量,因此在三相不平衡及高次谐波存在时都有较好的表现。最后,简单介绍了所用的TMS320F28335芯片并以它为基础搭建了实验平台,设计了软件的工作流程并为三种锁相环编写的相应的程序；设计了一个调理电路使得A/D采样模块可以采集三相电压；最后的结果证明了前面的理论分析。