پياده‌سازي روش مدولاسيون پهناي پالس جهت افزايش بهره ولتاژ و متعادل‌سازي استرس ولتاژ المان‌ها در مبدل A-source

Implementation of Pulse Width Modulation Technique for Achieving Increased Voltage Gain and Balanced Voltage Stress in the A-Source Inverter

مبدل Z-source به عنوان يك مبدل توان DC به AC باك- بوست تك‌مرحله‌اي در سال 2003 مطرح شد. ساختارهاي متفاوتي از مبدل‌هاي منبع امپدانس براي بهبود عملكرد مبدل‌هاي توان در مقاله‌هاي مختلف معرفي شده‌اند. اين مبدل‌ها با ساختار خاصي كه دارند از اتصال كوتاه براي افزايش ولتاژ خروجي استفاده مي‌كنند و بنابراين ضمن بالابردن قابليت اطمينان سيستم، تبديل DC به AC تك‌مرحله‌اي را با قابليت افزايش و كاهش ولتاژ ايجاد مي‌كنند. يكي از مبدل‌هاي منبع امپدانس جديدي كه اخيراً معرفي شده است، مبدل A-source مي‌باشد. براي بهبود توانايي افزايش بهره و كاهش تلفات كليد‌زني، روش جديدي از مدولاسيون پهناي پالس معرفي مي‌گردد. در اين روش با تزريق هارمونيك سوم و توليد ولتاژهاي مرجع جديد در مبدل A-source سه‌فاز، مدت زمان اتصال كوتاه، كنترل مي‌گردد. روش مدولاسيون پيشنهادي، تلفات كليد‌زني را كاهش و بهره ولتاژ را افزايش مي‌دهد، بدون اين كه سخت‌افزار اضافي به ساختار مبدل اضافه كند. در اين روش، همچنان ساختار تك‌مرحله‌اي باك- بوست‌بودن مبدل حفظ شده ‌است. در اين مقاله، روش پيشنهادي تحليل و با روش مدولاسيون پهناي پالس مرسوم مقايسه مي‌شود. همچنين با تزريق هارمونيك سوم، ضريب مدولاسيون به 15/1 افزايش مي‌يابد كه باعث كاهش استرس ولتاژ كليدها مي‌شود. شبيه‌سازي روش پيشنهادي، روش‌هاي مرسوم، نتايج آن و تحليل‌هاي صورت‌گرفته، توانايي سيستم ارائه‌شده را اثبات مي‌كند.

The Z-source converter was first introduced as a buck-boost dc-ac single-stage inverter in 2003. Different structures of impedance source inverters have been introduced for improving the performance of power inverters. Due to their specific structure, these inverters use shoot-through state in order to increase the output voltage. Therefore, in addition to improving the reliability of systems, they create a single-stage dc-ac inverter capable of reducing and increasing voltage at the same time. Recently, a three-winding network called the A-source network has been introduced. A new Pulse Width Modulation method has been proposed to improve the voltage gain and reduce switching losses. In this new method, duty cycle of the switch is controlled using the third harmonic injection and the new reference voltages in the three-phase A-source inverter. The proposed modulation method reduces the switching losses and increases voltage gain without adding any additional hardware to the inverter structure. In this method, the buck-boost single-stage structure of the inverter is maintained. In this paper, the proposed method is partially analyzed and compared to the conventional Pulse Width Modulation methods. In this method, the third harmonic injection is used to increase the modulation index to 1.15 and thereby reduce the switching losses. The simulation of the proposed and conventional methods and analyzes, demonstrated the ability of the proposed system.