اینورتر چندسطحی کلید-خازنی تک منبعه با قابلیت چند برابر کنندگی ولتاژ

هدف در این مقاله ارائه یک ساختار جدید در زمینه اینورترهای چندسطحی کلیدخازنی(scmli) و همچنین پیاده سازی عملی آن است. ساختار پیشنهادی قادر است تا با استفاده از یک منبع ولتاژ پایین، چند خازن (بدون استفاده از هیچ ترانس و القاگری) ولتاژ ac نزدیک به سینوسی با دامنه ولتاژ بیشتر از ورودی تولید نماید. از روش کلیدزنی nlc برای کنترل مبدل در ساخت سطوح ولتاژ و برای انتخاب بهترین حالات کلیدزنی استفاده شده است. حالات کلیدزنی به نحوی انتخاب شده‌اند که مبدل پیشنهادی همواره دارای قابلیت خودمتعادل‌سازی ولتاژ خازن‌ها باشد. پایین بودن فرکانس کلیدزنی، کنترل ساده و تولید ولتاژ دوقطبی بدون نیاز به پل h از مزایای این ساختار هستند. از آنجا که خازن‌ها در ماژول‌های پیرو(فالوور) به اندازه 3 برابر منبع ورودی شارژ می‌شوند، این ساختار در مقایسه با سایر ساختارها در رسیدن به سطح ولتاژ یکسان، به تعداد ادوات مداری کمتر نیاز خواهد داشت. هم چنین ماژولار بودن این ساختار، گسترش آن را برای رسیدن به سطوح ولتاژ بالاتر ممکن می‌کند. برای بررسی عملکرد این ساختار از نرم افزار matlab simulink استفاده شده است. همچنین برای تایید موثر بودن ساختار ارائه شده یک نمونه 13 سطحی از آن با کمک پردازنده avr atmega16 و تحت بارهای مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل، صحت عملکرد این ساختار را تایید می‌کنند. در نهایت پس از انجام محاسبات مربوط به تلفات، بازده اینورتر پیشنهادی به اندازه 92.72 % بدست آمد.

DC to AC Switched-Capacitor Single Source Inverter with Voltage Boosting Capability

This paper presents a new SwitchedCapacitor Multilevel Inverter (SCMLI) structure. The presented configuration generates a staircase almost sinusoidal AC voltage by using a single DC source and a few capacitors which its amplitude is several times the input voltage. The operation of the converter is controlled by the help of NLC modulation strategy to choose the best switching states in a way that they always ensure the selfbalancing capability of the capacitors voltages. Low switching frequency, simple control and inherent bipolar output are some of the advantages of the presented SCMLI. In comparison with other existing topologies, to reach a specific voltage level, the structure requires less circuit elements since the capacitors in follower modules can be charged up to 3 times the input voltage. Having a modular structure, facilitates the expansion of the circuit to attain higher voltage levels. In order to investigate the performance of the presented topology, MATLAB software was used. Furthermore, a 13level laboratory prototype was performed to affirm the efficacy of the circuit under different loads using AVR ATMEGA 16A microcontroller. Both simulation and experimental results accredit the appropriate performance of the converter. Finally, after calculating losses, a theoretical efficiency of 92.72% is reached.