اینورتر افزاینده بدون ترانسفورماتور اصلاح شده با زمین مشترک بر پایه مبدل semi-quasi-z-source

اینورتر نیمه شبهمنبع امپدانسی (sqzs) با ساختار زمین مشترک و بدون ترانسفورماتور مزایای زیادی نسبت به دیگر اینورترهای تک فاز فراهم می‌کند. حذف جریان نشتی، چگالی انرژی زیاد، تعداد عناصر کم و قیمت پایین، آن را به یک گزینه جذاب به‌عنوان میکرواینورتر در کاربردهای فوتوولتائیک تبدیل می‌کند. بااین‌وجود، بهره ولتاژ واحد یکی از معایب اینورتر sqzs است. به‌عبارت‌دیگر اینورتر پایه sqzs قابلیت افزایش ولتاژ را ندارد و بیشینه ولتاژ ac قابل استحصال برابر با ولتاژ dc ورودی است. بنابراین در این مقاله اینورتر اصلاح شده با قابلیت افزایش ولتاژ با عنوان (msqzs) پیشنهاد شده است. اینورتر پیشنهادی، ساختاری اصلاح شده از اینورتر پایه sqzs است که با اضافه نمودن خازن سری ضمن حفظ خاصیت زمین مشترک، امکان دستیابی به بهره‌ ولتاژ بالاتر از یک (حالت بوست) را فراهم می گردد. مدولاسیون پهنای پالس سینوسی غیرخطی (nlspwm) به نحوی اصلاح می شود که امکان بهره مندی از قابلیت نهفته در ساختار پایه sqzs جهت دستیابی به بهره ولتاژ بالاتر فراهم می گردد. اینورتر پیشنهادی قادر به تغذیه بارهای با ضریب توان کمتر از یک بوده و قابلیت تزریق توان راکتیو را نیز دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی ها و آزمایش‌های عملی در حالت‌های حلقه باز و حلقه بسته، صحت عملکرد اینورتر پیشنهادی را تائید می کنند.

A Modified Step-Up Transformerless Inverter with Common-Ground Based on Semi-Quasi-Z-Source Topology

There is an increasing demand for lowcost singlephase DC -AC inverters in many applications such as PV systems. PV system may be used without the transformer to improve efficiency and make the whole system lighter, smaller, and easier to install. Using transformerless topology, the system efficiency may be increased by about 2%, and the related cost may be decreased by about 25%. There are large leakage currents in transformerless topologies, especially in photovoltaic systems, where safety issues and electromagnetic interference problems often occur. To overcome such disadvantages, commonground topologies can be used, which minimize the leakage current of the transformerless inverter ones. The transformerless semiquasiZsource inverter (SqZS) with a commonground structure offers many advantages over conventional singlephase inverters. Leakage current elimination, high power density, lower components, and lowcost features make it an attractive option as a microinverter in photovoltaic applications. The basic topology of SqZSI is especially suitable for a PV module in the lowvoltage application as a lowcost microinverter with highvoltage SiC switching devices. However, the unity voltage gain is one of the disadvantages of the SqZS inverter, which is referred to as a drawback; In other words, the conventional structure of SqZS is not able to step up the voltage and the maximum amplitude of AC voltage that can be extracted is equal to the input DC voltage; Therefore, in this paper, a modified structure of singlephase inverter (MSqZS) is proposed to achieve voltage boost capability. The voltage boost is achieved in a singlestage conversion just by adding an additional series DC blocking capacitor to the basic inverter. It also maintains the commonground feature. Nonlinear sinusoidal modulation (NLSPWM) is modified to allow the SqZS basic structure to achieve high voltage gain. However, the proposed inverter is modified in topology and modulation; its complexity is not increased in comparison to the basic SqZSI. The proposed inverter has the least number of components than the similar stepup commonground topologies. In this paper, the closedloop control is proposed to improve the performance of the MSqZS under variable input voltage as well as output load and compensation for the undesired and nonideal effect of the parasitic elements. In addition, the proposed inverter is also capable to generate reactive power. Also, the design considerations for series capacitor is analysed for proper capacitor selection. The simulation and experimental results under various closedloop and openloop scenarios comply with the IEEE Std 1547 and verify the appropriate performance of the proposed inverter.