طراحی و پیاده سازی یک اینورتر ۱۷ سطحی کلیدزنی خازنی جدید با تعداد ادوات کاهش یافته و جریان شارژ محدود

در این مقاله یک اینورتر چندسطحی کلیدزنی خازنی جدید با بهره ولتاژ ۴ پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادی از یک منبع DC، ۱۱ سوئیچ و یک دیود برای رسیدن به سطوح ولتاژ خروجی ۱۷ سطحی استفاده می کند. ساختار پیشنهادی شامل سه خازن با قابلیت تعادل خودکار ولتاژ می باشد. خازن ها با استفاده از روش اتصال سری/موازی با منبع ورودی به تعادل خودکار ولتاژ دست می یابند. برای کنترل پالس های کلیدزنی سوئیچ ها از استراتژی مدولاسیون پهنای پالس شیفت سطح (PWM-LS) استفاده شده است. یک ارزیابی مقایسه ای بین ساختار پیشنهادی با ساختارهای ارائه شده در مقالات اخیر از حیث پارامترهای مختلف مانند بهره ولتاژ، تعداد منابع dc، تعداد ادوات نیمه رسانا، حداکثر ولتاژ مسدودکنندگی (MBV) و ولتاژ مسدودکنندگی کل (TSV) انجام شده است. با توجه به این مقایسه، تعداد کم ادوات نیمه رسانا برای تولید خروجی ۱۷ سطحی با بهره ولتاژ مناسب و به ویژه مقرون به صرفه بودن ساختار مزایای عمده ساختار پیشنهادی می باشند. علاوه بر این، از یک روش شارژ نرم برای محدودسازی جریان هجومی خازن ها استفاده شده است. در ضمن تلفات توان ساختار پیشنهادی بررسی شده است که نشان دهنده راندمان مناسب آن می باشد. در نهایت، برای تحلیل و تایید عملکرد ساختار پیشنهادی، نمونه آزمایشگاهی پیاده سازی شده و در شرایط مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل بیانگر عملکرد مطلوب ساختار پیشنهادی در شرایط عملکردی متفاوت می باشد.

کلیدواژه ها:

Multilevel inverter ، Switched-capacitor ، Self-balancing voltage ، Inrush current ، اینورتر چندسطحی ، کلیدزنی خازنی ، تعادل خودکار ولتاژ ، جریان هجومی