اینورتر ۱۳ سطحی مبتنی بر کلیدزنی خازنی با مدولاسیون شیفت فاز ترکیبی اصلاح شده

در این مقاله یک ساختار جدید برای اینورتر چندسطحی کلیدزنی خازنی با روش کلیدزنی شیفت فاز ترکیبی با هدف کاهش تعداد اجزا و ریپل ولتاژ و جریان شارژ خازن ها پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادی ترکیبی از یک واحد کلیدزنی خازنی (SC) و واحد خازن شناور (FC) است. مزایای ساختار پیشنهادی شامل کاهش تعداد ادوات، کنترل ساده، قابلیت افزایندگی ۳ برابری ولتاژ، کاهش ریپل ولتاژ و جریان هجومی خازن ها با مدولاسیون شیفت فاز ترکیبی پیشنهادی است. اعمال مدولاسیون پیشنهادی منجر به کاهش بیشینه دوره دشارژ پیوسته شده و ریپل ولتاژ و جریان هجومی خازن ها را کاهش می دهد که نهایتا باعث کاهش موثر تلفات ریپل و هدایتی می شود. برای ایجاد ۱۳ سطح از ده کلید، دو دیود و سه خازن استفاده می شود. ساختار پیشنهادی با تعداد ادوات کمتر در مقایسه با اینورترهای ۱۳ سطحی دیگر، نیازی به خازن با ولتاژ نامی زیاد ندارد. خازن شناور استفاده شده در ساختار پیشنهادی به طور طبیعی می تواند در نصف ولتاژ DC ورودی (۰.۵Vdc) به تعادل برسد. به دنبال کنترل ساده در تعادل ولتاژ خازن ها، این ساختار تنها به پنج سیگنال کلیدزنی نیاز دارد که منجر به کاهش هزینه کلی سیستم می شود. عملکرد مدار، طرح مدولاسیون پیشنهادی، تعادل خودکار خازن ها و فرایند شارژ و دشارژ آن ها بررسی شده است. پس از آن، مقایسه عددی با اینورتر های ۱۳ سطحی ارائه شده اخیر انجام شده است که مزایای کنترل ساده، مقرون به صرفه بودن و کاهش ریپل ولتاژ و جریان هجومی خازن ها را نشان می دهد. در نهایت، برای تایید صحت عملکرد ساختار پیشنهادی، نتایج شبیه سازی ارائه و بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

اینورتر چندسطحی ، مدولاسیون ترکیبی ، کلیدزنی خازنی ، کاهش ادوات ، کاهش جریان هجومی ، کاهش ریپل ، کنترل ساده