اینورتر 7-سطحی مبتنی بر کلیدزنی-خازنی با قابلیت افزایندگی ولتاژ و متعادل‌سازی طبیعی شارژ خازن‌ها، مناسب برای تغذیه بارهای ac منفصل از شبکه

تغذیه بارهای ac منفصل از شبکه برق سراسری نظیر بارهای نظامی و یا سامانه‌های پدافند، از اهمیت اساسی برخوردار است. این مقاله، ساختار جدیدی برای اینورترهای چندسطحی مبتنی بر کلیدزنی-خازنی ارائه می‌کند که قادر است در خروجی خود، شکل موج ولتاژ 7-سطحی با کیفیت بالا و محتوای هارمونیکی پایین را برای تغذیه بارهای ac دور از شبکه تولید می‌کند. ساختار پیشنهادی تنها از یک منبع dc استفاده می‌کند و قادر است تا ولتاژ خروجی را تا سه برابر ولتاژ ورودی، افزایش دهد. قابلیت افزایندگی در کاربرد پنل‌های خورشیدی بسیار ضروری است. تعداد ادوات کاهش‌یافته، محتوای هارمونیکی پایین ولتاژ خروجی و متعادل‌سازی طبیعی ولتاژ خازن‌ها از دیگر مزایای مهم ساختار پیشنهادی می‌باشند. اینورتر پیشنهادی قادر است تا تمامی انواع بارها، اعم از مقاومتی خالص، مقاومتی-سلفی و سلفی خالص را به‌خوبی تغذیه نماید. کوتاه بودن بازه زمانی تخلیه خازن‌ها، منجر به کاهش ریپل ولتاژ روی این عناصر، بهبود کیفیت ولتاژ، کاهش تلفات ناشی از ریپل ولتاژ و نیز بهبود بازده کل اینورتر می‌گردد. نتایج مقایسه‌ها نشانگر برتری ساختار پیشنهادی نسبت به ساختارهای مشابه موجود است. صحت عملکرد اینورتر پیشنهادی در شرایط کاری مختلف نیز از طریق شبیه‌سازی‌های انجام‌گرفته در محیط matlab/simulink و همچنین نتایج آزمایشگاهی مورد تایید قرارگرفته است.

a switched-capacitor based 7-level inverter capable of voltage-boosting and natural voltage balancing of capacitors, suitable for supplying off-grid ac loads

the feeding of off-grid ac loads, like military loads or defense systems is of high importance. this paper proposes a novel structure for switched-capacitor based multi-level inverter (scmli) that produces a high quality (low thd) 7-level output-voltage waveform for supplying off-grid ac loads. the proposed inverter requires only single dc-source and can boost the input voltage up to three times, at the output port. the boosting capability is very crucial at pv applications. the reduced device count, high quality (low thd) output voltage, and natural voltage balancing of capacitors are other main merits of suggested inverter. the proposed inverter can effectively supply any load type, including pure resistive, resistive-inductive and pure inductive loads. the short discharging interval of capacitors leads to reduced capacitors’ voltage-ripple, high voltage quality, low voltage-ripple losses and better inverter efficiency. comparison results approve the superiority of proposed converter over existed counterparts. also, the correct operation of proposed inverter during different operational conditions, has been validated by simulation (performed in matlab-simulink software) and experimental analysis.