TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 11, Novembe r   2014, pp. 76 5 0  ~ 765 8   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i11.65 73          7650     Re cei v ed Au gust 16, 20 14 ; Revi sed Se ptem ber 14, 2014; Accept ed Octo ber 1,  2014   Hysteresis Current Control with Input Filter Design for  High Frequency Series Resonant Full Bridge Inverter      Deba bra t a Ro y * 1 , Pradip  Kumar Sadhu 2 , Nitai Pal 1 Batanag ar Ins t itute of Engin e e rin g  Mana ge ment & Scienc e,  B7-36 0  / Ne w , W a rd No. 30, Putkhal i, M ahe shtalaKOLKAT A - 70014 1W e s t Bengal, Ind i 2 Electrical En gi neer ing D e p a rtment, Indian S c hoo l of Mines  (und er MHRD,  Govt. of India   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : deba bratar o y 198 5@gm ail.c o     A b st r a ct   T h is pa per tal ks abo ut the  ana lysis of a  hig h  frequ enc y series res o nant i n verter f o r usi n g   do mestic a nd i ndustri a l in duct i on h eati ng p u r pose. It is  a techni que  i.e. used for he at con ductive  mater i a l s   hard a nd soft meta ls.  Series  Reson ant inve rters w h ich operate at hig h  frequ ency pref erabl e for inducti o n   heati ng w h ic nor mal l y w o rks  in 5- 55KH z .   H i gh fre q u ency  series r e son a n t  inverters w h i c h is  ma de  up  of  Insulated Gate  Bipolar Transi s t or (IGBT ) . Pow e r control  is  o b tain ed  by   Hys t eresis C u rre nt Co ntrol  and  filt er  desi gn  is i n cor porate d  i n  the  i nput  pow er su pply. S o ft sw itchin g tech ni que s is p e rfor med   w h ich  min i mi ze s   sw itching loss e s  and pro per fil t er desig n mini mi z e s har moni c injecti on in th e pow er sup p ly    Ke y w ords : ind u ction h eati ng, series res ona n t  inverter,  hysteresis curr ent control, hi gh frequ ency, IGBT         Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  To heat con ductive mate rials hi gh fre quen cy indu ction he ating  is need ed. To heat   electri c ally  co ndu ctive material s hig h  fre quen cy  ele c tricity is bei ng  use d . Vast a m ount of current  is feed  to the  coil  usi ng hi gh fre que ncy  elect r icity.  It is kno w as  a wo rk  coil.  A very forcef ully  and qui ckly changi ng mag netic field in the spa c wi thin the work  coil is ge nera t ed when  current  is fed to thi s   coil. Th e work pie c e  is to  be he ated. T hen  within int ense alte rnati ng ma gneti c  field   the he ated  work pie c e  is  kept. A  cu rre nt flow i n  the  co ndu ctive  work  pie c e i s  indu ce d by t he  alternatin g m agneti c  field.  It is h eated . The  wo rk  coil  as  well   as th work pie c can   be   con s id ere d  of  as a n  el ectri c al tran sform e r. In this   case it is assum e  that  work coil is  considered  as p r ima r y in  whi c h el ect r ical ene rgy i s  feed in th wo rk  pie c e i s  like a  single  turn se co nda ry that   is sh ort-ci rcui ted. This sho r t circuited  work  pi e c e ind u ce s in ru sh  of  cur r ent s t o  f l ow w h ich  is  calle d ed dy currents.  T he  magneti c  fiel d is fo rmed  around  a coil when the  A C  current  ente r s the  coil. It is calculated a c cord ing to Ampere’s La w:     .. .... .... .... .... ... .... .... .... ( 1 ) ... .... ... .... .... .... .... .... ... .... .... .... ( 2 ) Hd l N i f HA        Fara day’s L a w  state s  that  the  cu rrent that is gen erate d  on  the  con ductive obj ect has an   inverse rel a tionship with th e curre n t on the indu cting  circuit.  An eddy cu rrent is gen era t ed from the  curre n t on the su rface of the obje c t an d it is   cal c ulate d  ha s follows:     . . . ... .. .. ... .. ... .. .. ... ( 3 ) dd EN dt dt     As a re sult, the elect r ic e nergy  cau s e d   by the ind u ce d cu rrent  and eddy  current is  conve r ted to heat ene rgy:    2 2 . . . . . . . ... .. .. .. .. ... .. .. .. .. ... .. .. ( 4 ) E Pi R R    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Hysteresi s  Current Co ntrol  wi th Input Filter De sign fo r High Frequ e n cy… (Deb ab rata Ro y)  7651 In induction  heater in wh ich re so nant  tank is inst alled, made  of heating coil and   cap a cito r, hig h  freque ncy  seri es  re son a n t inve rters a r e used. Hig h  Frequ en cy Serie s  re so nan inverters are those in which re sona nt compon ents a nd swit chin g device s  are in seri es to the   load. Serie s  reso nant loa d  are fed by vol t age fed in verter [10-2 7 ]. It  is oft en loo k e d -for to  control   the amo unt  of po wer pro c e s sed by  a n  indu ctio n  h eating [1 -5].  Powe contro l is a c hi eved  b y   variation  of freque ncy a n d  pha se  shift  control. Bu t b y  using  this  method swit chin g lo sses  are  not minimize d sin c e it is impossibl e to turn on an d turn off the switche s  at zero  voltage and zero  curre n t at all times. Hystere s is  curre n t  cont rol is o ne su ch tech nique u s ed t o  control out pu power  fo a wide ra nge b y   controlling swit chin si g nals  appli ed t o  the inve rter [51-5 3 ]. Pha s locked l oop  which i s  u s e d  to match switching fr e que ncy close to resonan ce frequ ency to  sup p l y   maximum po wer to  work p i ece [37 - 50].       2. High Freq uenc y  Se r i e s  R e s o n a n t  I n v e r t e r   Everybody  known that  d ue to  eddy   curr e n t, po wer l o ss  ca n  be  re pre s e n ted a s   2 () ee m Pk f B  .  In this prop ose d  topolog y Bm in air is  low. Thus, to generate suf f icient eddy   curre n t loss  and the  freq uen cy f is   requ ired to  be a s  hig h  a s  p o ssi ble. Con s eque ntly, the  freque ncy  sh ould be in the  radio fre que ncy ra nge to  maintain the  prod uct () m f B high.   From the   point of view  of saving en o r mou s  lo ss  of electri c al e n e rgy in differe nt home ap pli ances, it se e m s   better to impl ement the  hi gh fre quen cy  inverter  to po logy [28-3 6 ].Serie s re so n ant inverte r for  high freq uen cy inductio n  heating an d melting app lication s  are sta r ted b y  themselve s . A  resona nt circuit is needful  for self – c om mutation.  It is desired that the circuit is  unde r dam pe d.  The  cap a cito r req u ire d  for  unde r da mpin g ca n be  con necte d in  se ri es o r  in  pa rall el with the  loa d For  efficient f o rced  com m u tation, reve rse voltag e m u st a ppea a c ro ss the  SCR in S C R ba sed  system s,  whi c ca n b e  o b tained  from  a  cha r gin g  ci rcuit con s i s ting  of an  i ndu ctor and  a  cap a cito r, cal l ed, the  com m utat ing  co mpone nts. T hey are  con n ec ted  to the   load,  so th at the  overall ci rcuit become s  und er dam ped a nd ze ro curre n t is obtaine d  [6-10].   Full brid ge  circuit is n o rm al ly used fo r hi gher  output p o we r. Basi c circuit i s  sho w n in the  Figure 1. Fo ur solid state  switche s  are use d  an d two switche s   are trig ge red  simultan eou sly.    Anti-parallel  diode s a r e co nne cted with  the switch  th at allows the  curre n t to flow wh en the  main  swit ch is t u rn ed OFF.           Figure 1. Full Bridge Se rie s  Resona nt Inverter      The ci rcuit is on wh en  swi t che s  Q1  an d Q4 a r e trig gere d  si multa neou sly. The  curre n flows fo r a h a lf cycle of th e re son ant freque ncy an d  beco m e zero whe n  both  swit che s  Q1  and   Q4 are turned off. When  Q1 and Q4  stop conduct ing and  swit ch  Q2 and Q3  are not yet turned  ON the  cu rre n t throu gh th e load  reve rses a nd i s  no w carried  by D1 a nd  D4, t he anti - pa rall el  diode s th at  are  co nne cte d  with  the  resp ective  switche s . Th voltage d r op s a c ross dio des  appe ar as a reverse bia s  across switch  Q1  and  Q 4 .Comm u tation ci rcuit is  not nee ded  since  duratio n of the reve rse b i as is mo re t han the swit ch turn -off time, then swi t ch Q1& Q4  ge comm utated  naturally. Thi s  method of comm utatio n  is called loa d  commut a tion. It is used in  high fre que n c y inverte r  for ind u ctio n  heating.  In ductio n  heati ng ge nerators are reson ant  inverters which operate at high freq uen cy and prod uc es maximum  curre n t at resonan ce  which  is  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  76 50 – 765 8   7652 sufficie n t to heat the wo rk  piece. Re son ance oc cu rs while the in d u ctor  and  cap a citor  exch an ge energy. Re so nant inve rters a r e  ele c tri c al invert e r b a se o n  re so nant cu rre nt oscillation [1 2- 16].  To fro m  an u nde r da mped  circuit i n  se rie s   re so nant inve rter  the re so natin g co mpo nent and  switchi n g devi c e s  a r e kept in  series  with th e l oad.  Due  to  natural  cha r a c teri stics  of the  circuit th cu rrent th rou g h  the  swit chin device s  fa ll  to  ze ro.Sho rt-ci r cuit  o c curs  when i n  voltag e- fed inverte r s, two  swit che s  of th e sam e  inverte r  le g  is tu rne d  o n  at the  sam e  time.The tim e   betwe en the  turnin g-  off of  one  of these  swit che s   and  the turni n g - o n  of the  othe r is  calle d d e a d - time. In this topolo g y, anti-parall e l diod e s  are ne ce ssary to allow i ndu ctor' s  current con d u c tio n   when the oppos ite  switc h es  are turned-off. Bas i cally s e mic o nduc tor switching  devic es  operat in Ha rd Swit ch Mode i n  va riou s types  of Puls e Width Modulatio (PWM)  DC-DC converte rs  and   DC-AC inve rt er. In this mo de, swit chin g  device s   turn  on or off at spe c ific  cu rre nt and spe c ific  voltage wh e never  swit chi ng occu rs a nd switch i n g  losses  are  high. When  the frequ en cy is   increa sed  hi gher,  greate r  the  switching l o ss whi c re stri cts the  rai s e  in frequ en cy.  Electrom agn etic interfe r en ce p r oble m  is also ca u s ed  by switching l o ss be cau s a large a m ou nt  of  di d v an d dt dt  is generated.  Switchin g loss ca n be  calculated a s   () 1 .... ....... ....... ....( 5 ) 2 on of f sw sw s w s t t PV I f     With incre a si ng in switchi n g frequ ency  size of  a tran sf orme r and filt er is redu ce d, which   help s  build a  smalle r an d lighter  conve r ter with  hi gh  power de nsit y. But switchi ng loss redu ces  the efficien cy of the pro c e ss, a s  mo re l o sse s  are ge nerate d  at a  highe r freq ue ncy. Switchi n g   loss can b e  p a rtly mitigate d  by co nne cti ng a  snu bbe r circuit pa rall el to the swit chin g ci rcuit.  Bu the total amo unt of switching lo ss  gen erated in  the  sy stem remai n s the same. T he lo ss  avoid e d   has be en mo ved to the snubbe r circuit.  At hi gh switchin g frequ e n cy, highe r efficiency ca n be  obtaine d by  makin g   switching d e vice t o  turn  on o r   off at the ze ro cro ssi ng. T h is te chni que  is  calle d “soft switchi ng,” wh ich ca n be subdivided  int o  two metho d s: Zero-Volt age Switchin g   (ZVS) an d Ze ro-Cu r rent Switchi ng (ZCS). Whe n  the  swit chin g de vice voltage i s  set to ze ro  right   before  turn  o n  of switch, switchi ng lo ss  durin g turn  o n  can b e  eli m inate a nd t h is  refers to   ZVS.  ZCS elimin ates the tu rn -of f  switching l o ss  by ma ki ng  cu rre nt to zero i n  the  circuit ri ght bef ore   turning it off. Resonance condition  whi c h is obtai ned by L-C resonant circ uit is used  show that  voltage and current in the swit chin g circuit is  made to zero. It is named a s  re sonant converter  topology. Re son ant ci rcuit absorb s  th existing in du ctance i n  case  of ZCS a nd i t  eliminates the   volt surg es d u ring tu rn-off con d ition. Voltage su r ge  d u ring tu rn on  of switching  circuit i s  ca used  by an electri c  discharge of  junction  cap a citan c whi c h can not be  avoided. Thi s  method cau s es   swit ching loss 2 (0 . 5 ) CV f ZCS, howe v er, is free from this  defe c t and ma ke both the exi s ting   indu ctan ce a nd cap a cita n c e be ab so rb ed  by  t he re sonant  ci rcuit. This elimin ates th cha n ce of  cau s in g a su rge in  cu rren t at turn-off  (ca u sed by i ndu ctan ce)  o r  turn - on  (b y capa citan c e)   conditions. While  substantially  red u ci ng the  probl em of EMI  a t  high frequ e n cy ZVS, e n ables   swit chin g wit h  loss l e ss.Reso nant inve rters  mini mi ze s the  switchi ng lo ss an provide s   gre a ter  energy conve r sio n  effici en cy to t he p o wer  system,  so  it is wi dely u s ed i n  a va rie t y of industri e s.  This i s  al so t he re ason th e inverte r  is  adopte d  in th e IH po we r system the typical  diag ram  of  seri es resona nt inverte r   for  inducti on h e a ting [22-3 1 ]. Single phase  AC supply ( 240 , 5 0 ) VH z   is fed to recti f ier  which  converts  AC  to  DC   and  fed  toinverter.Inverter   generates   high       freque ncy      AC  curre n t which  is fed  to  load.  In  o r d e r to  obtai maximum  po wer tra n sfe r  f r om  sou r ce to loa d  imped an ce  matchin g  is requir ed  sin c e  the load i m p edan ce  will  chang e du ring  the  heating  cycle  which might  nece s sitate  retunin g  or   re matchi ng to the so urce.  Output from  the   inverter is co nne cted to  im peda nce mat c hin g  transf o rmer  whi c h  m a tche s th so urce im ped an ce  to the load impeda nce and  thereby tra n sf ers m a ximum  powe r  from  source to load  [40-50].   The varia b le s of the serie s   resona nt circuit are define d  as follo ws:   The re so nant  frequen cy   0 1 . .... .... .... ... .... .( 6 ) LC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Hysteresi s  Current Co ntrol  wi th Input Filter De sign fo r High Frequ e n cy… (Deb ab rata Ro y)  7653 The ch aracte ristic im ped a n ce:     00 0 1 ... ... .. ... ... .. ... ... .( 7 ) ZL c      The load q ual ity factor    00 0 1 .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ( 8 ) L Lz C Q Rc R R R        3. Suggeste d  Topolog y     Hysteresi s   current control  is on e such   techni que to  regul ate the  output po we r for a   varied rang e i.e. 5-55KHz.  Hyster esi s  m ode control was obtai nabl e  to  the converter co ntrolle r.  It  has be en  ob serve d  a s  a  good  alternat ive for  reg u la ting the  cu rre n t or voltage  of a  switchi ng  conve r ter du e to it s fa st d y namic chara c teri st ics  and  ea sy impl em entation. It h a not  only t he  excelle nt loop perfo rman ce. It is also the inst ability can be p r eve n ted for all duty cycle sin c e   hystereti c   co ntrol i s   ba sically ba sed  o n  the  bo und ed p r o c e s s b e twee n u ppe r a nd l o wer tri p   point. It controls the  swit ch ing sig nal s a pplied to inve rter . In   this    tec hnique   referenc e    wave       is co mpa r ed  with Ca rri er  wave an d the swit chin g signal s are a p p lied to the inverter  with the  intersectio n  o f  these two  waves. Wh en t h is in te rsecte d wave rea c h e s the u ppe band, switch es   S1 and S 3  a r e turn  on.  Wh en this re ach e s th e lo wer  band,  swit che s  S2  and S 4   are tu rn  on.  With   this  cha nge s in the  switching  state, o u tput vo ltage  is  co ntrolle d an curre n t is  within  th e   hystere s i s  ba nd and the r e b y the output power is  reg u l ated for a wi de ran ge of h eating cy cle.   Hysteresi s  cu rre nt control is a clo s e d  loo p  contro l tech nique. The o u t put current o f  the inverter is  made to  path w ay the  com m and  cu rrent  *I and m a in t a in the  error  within the  hysteresi s   ban d () In the fig 2 when the e r ror curre n t * s iii  crosse s the e rro band, inve rte r s a r swit ch ed to  bring th e out put cu rrent within the erro r ban d.  Wh e n  the output  curre n t su rpa s ses th e upp er  band, it’s  ca rried in to  wit h in the b and   () by turning  o n  the lo wer  switch  and tu rning off the   uppe swit ch.   As  a result, the voltage   across th e lo ad  chan ge s f r om Vd c to  0  and th cu rrent  decrea s e s . Also when th e  output cu rre n t goe s belo w  the lo wer  band, the lo a d  is conn ecte d to  Vdc  by turni n g OFF  the  lo wer  swit ch  a nd tu rning  O N  the  up pe swit ch. A s  a   result, the  ou tpu t   voltage a c ross the l oad  ch ange s from 0  to Vdc  and  the output  cu rre nt sta r ts t o  build  up. A n   optimal valu e  of  δ  mus t  b e  c h os en  to  ma in ta in  a b a l an c e  between  the  output cu rre nt  rip p le  a n d   the swit chin g losse s  and th ereby elimi n a t e spe c ific ha rmoni cs.          Figure 2. Hysteresi s  Ban d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  76 50 – 765 8   7654 Output Powe r is cal c ulate d  as:       c o s .....................( 9 ) out e f f e f f PV I     Effective Inverter voltage i s  given by:      ma x .... ... ... .... ... .... ..( 1 0 ) ef f e f f To n VV T        Effective inverter current is given by:     ma x ... .( 1 1 ) co s out ef f e f f ef f PT o n II T V      To supply m a ximum po wer to th work pi ece  op erating fre que n c y is  match  clo s e to   resona nce freque ncy  sin c e at re so nan ce freque ncy   cu rre nt is m a ximum. To  control the  ph ase - shift between  two ele c tri c  v a riabl es  and  reac hed th e reso nant frequ ency PL L sy stems a r use d It is mad e  of  a ph ase d e tector an d al so a lo w-pa ss filter, and  a  Voltage  Cont rolled  O scill ator  (VCO ).A sig n a l that is prop ortional to th e  phase  shift betwee n  the two inp u t sig n a ls is  produ ced   by the phase  detecto r. Th en, this sig n a l  is filt ered th roug h a lo w-pass filter an d it obtains a  DC  voltage. It is proportional  to  the phase-shift. VCO generates an  AC si gnal.  Its frequency is   prop ortio nal t o  its  DC inp u t  voltage. Th e outp u of the VCO i s   conne cted  wit h  the in put of  the   pha se dete c t o r.  The VCO  adjust s  the frequ en cy  until the output signal is mat c hed to the in put  sign al.   PLL adju s t the ope rating  frequen cy u n til  the phase shift between outp u ts  curre n t.  Voltage is  ze ro si nce i n  case of voltag e fed se rie s  resona nt inverter the volt age an d cu rrent  pha se-shift is near to zero  at reso nant freque ncy.       4. Filter Desi gn at Input S i de  The   fixed   band    cu rre n t    controll er    gives   go od    dynamic  performan ce. S w itchi ng  freque ncy i s   irre gula r  an d  curre n t rippl e is la rge. In  this situatio n within the  sinu soi dal ba nd  curre n t controller the rip p l e can be va ried with  the  current mag n itude thereb y reduci ng the   curre n t ripple  content. In sinusoidal ba n d  as co m p a r ed to fixed b and cu rrent ripple co ntent  is   less, but still  the load current contain s  highe r order harmo nics t hat cau s e E M I proble m and  device h eatin g. These hig h  orde r ha rmo n ics are ea sil y  filtered out  by  usin g low  pass filter o n   the   input sid e . The Low p a ss filter (L C)  with pr op osed con f iguration i s  shownin the Fi gure 3.   LC filter de si gn for the to  eliminate the  hi ghe r order harmo nics, followin g  calculation s   are ma de.   a)  re f I 14.95 A   b) Loa d Para meter 1 R  , 97.1 LH   c) F r eq uen cy= 55 K Hz   The indu ctive  reacta nce for the nth harm onic voltag e is followi ng formula     36 2 5 5 1 0 9 7. 1 1 0 33. 555 L Xj n j n      The impe dan ce for the nth  harm oni c voltage is o b tain ed by:    1/ 2 22 1 ( 33. 555 n ) n Z      n =orde r  of harmonics.     The   nth  a n d   hig h e r   o r der   ha rmo n i c s   w ould   b e   redu ce d si gnifi cantly if the filter  impeda nce is much  smalle r than that of l oad, and a ra tio of 1:10 is norm a lly ade quate,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Hysteresi s  Current Co ntrol  wi th Input Filter De sign fo r High Frequ e n cy… (Deb ab rata Ro y)  7655 10 nc Z X     Whe r e the filter impe dan ce  is:      1/ 2 22 1/ 2 2 2 25 0 ( 1 / 25 0 ) ei c e XX X Xn L n C          Putting L=0,  above eq uati on be come s:     1/ 2 22 1 ( 33 . 5 55 n) 1 0 / c X        The value of  filter capa cit ance C  c an  be found fro m  equatio n b y  consi d e r ing  0 L   and the valu e  of  0.22 Cu F  .Similarly sub s tituting t he value of  C in Equation  (19) the val u e   of 97.1 L uH for Singl e p hase. Now by  takin g  differe nt value s  of  L oad  paramet ers the val u e   of L and C va lues  can b e  e a sily cal c ul ated.      5. Simulation Resul t   Serie s   reson ant  inverte r    with  hy stere s is  cu rrent   control  i s    ana lyzed   and   si mulated     usin g PSIM. Sufficient Current i s  ge nerated which is  use d  to h eat  the wo rk pie c with the lo ad   resi stan ce  of  1ohm.  Invert er  swit ching  frequ en cy is  made  clo s e t o  re son a n c freque ncy to  get  the cu rrent  re spo n se at ma ximum. Fig 4 s ho ws t he  ou tput voltage a nd outp u t current at th e wo rk  piece.           Figure 3. Low-pa ss Filte r  with LC Co m p o nents  in High Freq uen cy  Inverter      Inverter outp u t voltage at the work pie c e is  450V wit h  load re si stanc e of 1.Q. Inverter  output cu rren t at the work  piece is1 5 A whi c h is  sufficient to heat the wo rk pi ece.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  76 50 – 765 8   7656     Figure 4. Output Voltage a nd Output Cu rre nt      6. Conclusio n   This p ape r d e scrib e a hi gh freq uen cy  seri es  re so n ant inverte r  for ind u ctio heating  appli c ation in  domesti c an d indust r ial a r ea. Powe r c ontrol is do n e  by hyst ere s is cu rre nt co ntrol  method a n d  provide s  go od re sp on se  for 5–5 5 kHz  ran ge. Soft switching  techniq u e s   are   employed to minimize swit chin g losse s . Phase  locke d  loop whi c matche s swit chin g frequ en cy  to resona nt freque ncy in o r de r to achi e v e the maximum re spo n se  at reso nan ce. Thus the h i gh  freque ncy se ries re son ant   inverter with   hystere s i s  current co ntrol  provide s  be st re spo n se for  indu strial  an d dom esti c i ndu ction h e a t ing. Mo re over, p r ope r in put LC filter desi gn  red u c e s   harm oni c inje ction in the p o we r su pply line.      Referen ces   [1]  Pradi p Kum a r  Sad hu, D e b abrata  Ro y,  NItai Pa l,  So urish S a n y a l .  Sel e ction  of  Appr opri a te   Semico nductor  S w itches  for I nducti on  Heat ed Pi pe- Lin e  u s ing  Hig h F r eq uenc y F u ll Br i dge I n verter .   Internatio na l Journ a l of Pow e r Electronics a nd Driv e Systems . 20 14; 5(1):  112-1 18.   [2]  Omar El-Nak e eb, Mostafa I  Marei, Ahm e d A El-Sattar.  A Hig h F r eq uenc y m o d u la r Reso nant           Conv erter for the Ind u ction  Heati n g . Intern ation a l Jo urna l  of Emerg i n g  T e chno logy  an d Advanc e d   Engi neer in g . ISSN 225 0-2 4 5 9 , ISO 9001: 2008 C e rt ified J ourn a l. 20 13; 3 ( 2): 2013.   [3]  PK Sadhu, RN Chakr a barti, SP Cho w dhury . An im prove d  inverter c i rc uit arran gem e n t. Patent No.   69/Cal/2001, Patent Office  – Government of India.   [4]  PK Sadhu,  RN Chakrabarti,  SP Cho w dhur y .  A  heat ing  apparatus  using high  frequenc y  induction  heating,” Indian Patent No. 2 16361 (68/Cal/ 2001), Pa tent Office- Government of India.   [5]  PK  Sadhu, N Pal,  A Bhattac har y a Ch oice   of Se mic o n duc tor Sw itches fo r Ener gy Effici ent Ind u ctio n   Heate d  Pi pe-l i ne  usin g H. F .  Mirror Inv e rte r . Procee din g s  of the Int e rna t iona l Mu lti Co nferenc e o f   Engi neers and Comp uter  Scie ntists.  IM ECS  201 2, Hon g  Ko ng. 201 2; II.  [6]  MK Rahmat, S Jovan o vic, KL Lo. Rel i ab ilit y a nd  Avai lab ilit Mode lli ng of U n interr uptib le P o w e r Su ppl S y stems Usin g   Monte-C a rl o Simulati on,  Int e rnati ona R e vi e w  of E l ectric a l  Eng i n eeri ng ( I REE). 200 6;   1(3): 374 –  380 [7]  PK  Sadhu, N Pal,  D Sinha, A  Bandy opadhy ay E ner gy Ef ficient In ducti o n  H eated  C o o k ing  –  Ran g e   usin g MCT  ba esd Hybr id R e sona nt Conv er ter . IEEE Proceed ing  of the 2nd  Inter natio n a l Co nfere n ce   on Com puter a nd Automati on  Engi neer in g (ICCAE 20 10). 2 010; 5: 63 7-64 1.  [8]  PK Sad hu,  N P a l, R  Ch akrab a r ti, DK Mittra.  A d y n a mic m o del  for the  sim u lati on  of i nduc tion c ookto p,”   J. Industrial En gin eeri ng. 20 0 6 ; XXXV(6): 37 -41.  [9]  N Pal, PK Sa d hu, RN C hakr abarti. A C o m parativ e St ud y of HF  Mirror Inverter for Ind u ction  Cook e r   throug h Re al-ti m e and PSPIC E  Simulati on.  J. Institution of Engi neers (I).  200 6; 86: 268- 274.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Hysteresi s  Current Co ntrol  wi th Input Filter De sign fo r High Frequ e n cy… (Deb ab rata Ro y)  7657 [10]  PK Sadh u, N Jana, RN C hakr abarti, DK Mittra. A  Uniqu e  In ductio n  He ated  Cooki ng Ap pli ances R a n g e   Using  H y br id  R e son ant C onv e r ter.  Int. J. of Circuits, Systems and  Co mput ers, W o rld Sci entific . 2 005;   14(3): 61 9-6 3 0 .   [11]  PK Sad hu, R N  Chakr a b a rti, S P   Ch o w d hur y.  A ne w   g ener ati on fl uid  he atin g in  n on–m etal lic p i p e–l in e   usin g BJT  and IGBT .   J.  Institution of Engi ne e r s (I).  2002; 82: 273-2 80.   [12]  PK Sadh u, RN Ch akrab a r ti, K Mukherjee,  SP C how dhu ry , BM  Ka ra n .  A n e w   ge ne ra tio n   microproc esso r based ra dio-f r equ enc y op er ated in duc ti on  heati ng for sterilizati on a nd b o iler p l a n t.  J.  IEEMA.  2002; XXII(2): 36 – 4 8 [13]  PK Sad hu,  RN  Chakr abarti, K   Mukherj ee, SP  Ch o w d hur y, B M  Kara n. Hi gh  efficient c onta m inati on fr e e   clea n he at pr oducti on.  Ind i a n  Jour nal  of  Engi neer in g &  Materi a l s Sci ences, N a tio n al Institute  of  Scienc e Co mmunic a tion , N e w  Delhi. 2 0 0 2 ; 9: 172-1 76.   [14]  PK Sadh u, RN  Chakra barti,  K Mukherj ee,  SP Ch o w d h u r y , BM Karan. Microproc essor- base d  en erg y   efficient ster iliz ation  for s u rgic al i n strume nt   u s ing   a ne w  g e nerati on inv e rter  top o lo g y J. Energy, He a t   & Mass Transfer . 2001; 2 3 (1) :  39-53.   [15]  MD Sin gh, KB  Khanc ha nda ni.  Po w e Electro n ics. 2n d. Editi on, T a ta-McGra w -Hi ll E dn. Pv t. Ltd., ISBN:   978- 0-07- 05 83 89-   [16]  A F e w s o n . Introducti on to Po w e r Electro n ics .   1998, Oxford  Univers i t y  Pr es s Inc., Ne w  Yor k   [17]  PC Sen. Po w e r Electronics. 1 6 th. Repr i n t, 2001, T a ta-McGra w -Hi ll, ISBN: 0-07- 462 40 0-8   [18]  BD Bedford, RG Hoft. Principle of Invert er Circuits. Ne w  Y o r k , John Wiley   & sons, 1964.  [19]  MH Ras h id. P o w e r E l ectro n i cs Cir cuits, Devices, and A p p licatio ns. T h ird  Editio n, D o rli n g Kin ders l e y   Pvt. Ltd.  [20]  RC Du ga n, MF  McGranag ha n ,  S S antoso, H W  Beat y .  El ectrical P o w e r S ystems Qualit. 2 nd. Editi o n ,   T a ta-McGra w - Hill, ISBN: 978 -0-07- 026 46 2- [21]  VK Khan na. Insul a ted Gate  Bipol ar T r ansisto r (IGB T ) : T heor y  An Desig n . IEEE Press, Wile y - Interscienc e.  [22]  PK Sadh u, N  Pal, A Ban d y o pad h y a y , D Si nha.  R e view  of  Inductio n  Co o k ing –  a He alth  Ha z a rds F r e e   T ool to I m pr ov e Ener gy Effici ency as  Co mp ared to  Micro w ave Oven.  IEEE Proceeding of the 2nd  Internatio na l C onfere n ce o n  Comp uter and  Automa tio n  En gin eeri ng (ICC AE 2010). 2 0 1 0 ; 5: 650-6 54.   [23]  PK Sadh u, N  Pal, RN C hakr abarti, T K  Chatterjee.  Perfor ma nce  ana lysi s of HF  mirr or inverter f o r   ener gy effici en t inducti on c o oker a ppl ia nce  rang e.  Int. Conf. on M ode ll ing  an d simu l a tion MS ’0 7,   Univers i t y   of Calcutta. 20 07: 444- 448.   [24]  S Llor ente, F  Monter de, JM Burdio, J Acer o.  A compar ati v e study of res ona nt  invert er topo log i es  used   in in ductio n  co oker . IEEE Applied Po w e r Electronics C onf. (APEC) Rec.,  2002: 1168-1174.   [25]  Iran Azim, H a b i bur, R ahm an.  Anal ys is & Sim u lati onof   T o tal Harmon i D i stortion in H y ster esis  Inverter .   Internatio na l J ourn a of Adva nced  Res earch  in   Co mp uter E ngi neer in g& T e chno logy  (IJAR C ET ) . 201 3;   2(3): 574- 57 8.  [26]  MM Inallou, J  Nanosci. Inter natio nal  jo urna l of Mech atron i cs.   Electrical and Co mp uter   T e chno logy 201 2; 3(6): 63- 75.   [27] Alireza N am ad mala n,  Javad S hokro lla hiMo gha ni.  Self-Os c illati ng S w i t c h in g T e chniq u e  for Curre nt   Source Par a ll el  Reson ant  Indu ction He atin g Systems.  Jour na l of Pow e r Electronics . 201 2; 12(6).   [28] AJ  Onah.  Har m onics:  Ge ner ation  an d S u p p ressi on  in A C  S y stem N e tw o r ks.  Ni geri a n Jo urna l o f   T e chno logy . 2 012; 31( 3): 293 -299.   [29]  Dieg o  Pu ya l, Carlos Ber n a l , José M Burdío,  JesúsAcero,  Ignacio Mil l án , Versatile. Hig h-F r equ enc Inverter Modu l e  for Larg e -Si gna l Inductiv e  Loa ds Ch aract e rizati on Up to  1.5 MHz and  7 kW   IEEE  T r ansactio n s On Pow e r Electronics . 20 08; 23 (1): 75-86.   [30]  GP Sanat, Edit or. Introducti on  of Mech atroni cs", Un iv ersal Scientific  Org a n izat i on P ubl is hers, Austria ,   Enns. 201 3: 16 3-27 5.  [31]  Imran Azim, Habi bur R ahma n . Harmon i csR educti on of a Singl e Ph ase H a lf Bridg e  Inve rter.  Gl o bal  Journ a l of Res earch i n  Eng i n eeri ng.  20 13; 1 3 (4)1: 9-1 2 [32]  LA Barr aga n, J M  Burdi o , JI Ar tigas, D  Nav a rro, J  Acer o, D P u yal. Effici enc y optimiz atio n i n  Z VS serie s   reson ant i n ver t ers  w i th  as ymmetrical v o lt age-c ance l l a tio n  contr o l.  IEEE Trans. Power Elec-tron .,   200 5; 20(5): 10 36– 10 44.   [33]  Y Sozer, DA   T o rrey ,  S  Rev a . Ne w   inv e rter  out put filter  topo log y  f o PW M motor d r ives.  Power   Electronics, IEEE Transactions . 2000; 1 5 (6) :  1007– 10 17.   [34]  A Suresh, S Rama Reddy .   Series an d Parall el R e so nant Inverter  F ed F e rromag netic Lo ad- A   Co mp arative Analys is.  Internatio nal  Conf erenc e on E m ergin g  T r ends in Com put er and Ima g e   Processi ng (IC E T C IP' 2011) B angk ok. 201 1.  [35]  DE Steep er, RP Stratford. R eactive C o mp e n satio n  an d H a rmonic S u p p ressio n  for Ind u strial Po w e r   S y stems Usi n g   T h y r istor Co nv erters.  IEEE Transacti ons o n  Industry App lic ations . 19 76; 1 2 : 232-2 54.   [36]  Dieg o  Pu ya l, Carlos Ber n a l , José M. Burdío , JesúsAcero , Ignacio Mill á n , Versatile Hi gh-F r eq uenc Inverter Modu l e  for Larg e -Si gna l Inductiv e  Loa ds Ch aract e rizati on Up to  1.5 MHz and  7 kW IEEE  T r ansactio n s On Pow e r Electronics . 20 08; 23 (1): 75-86   [37]  J Kim, J Choi,  H Hon g . Outpu t  LC filter des ig of volta ge so urce inv e rter c onsi deri ng th e performa nc e   of controll er.  Power System  Technology .,  Procee din g s.  200 0; 3: 1659 –16 6 4 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  76 50 – 765 8   7658 [38]  Jose M B u rd io,  F e rna ndo  Mo n t erde, Jos e  R   Garcia , L u is A   Barrag an, A bel ardo  Martin ez.  A t w o - o u tput  series-res o n a n t  inverter for in ductio n -he a tin g  cooki ng  app li ances.  IEEE Trans. Power Electron.,  2 0 05;  20(4): 81 5-8 2 2 .   [39]  W K   C h e n .   Li n ear  Netw orks  and  Systems. B e l m o n t ,  CA :  W a d s w o r t h .   1 9 93 :  12 3 13 5.  [4 0 ]  GH Bode, DG  Holmes.  Loa Indep en dent H ysteresis C u rre nt C ontro l of a  T h ree L e vel  S i ngl e Ph as e   Inverter w i th  Consta nt Sw itchin g F r eque n cy.  Conf. Rec. IEEE Pow e Elec tronics Specialists Conf.   200 1; 14-1 9 [41]  Cala is,  VG  Agelid is, LJ  Bor l e ,  MS D y mo nd.   A T r ansf o rmer  less  F i ve  Lev el  Casca de d In verter Bas e d   Sing le P hase  Photovo l taic    System .   Conf .   Rec.   IEEE   Po w e r    Electr onics S pecialis t s Conf. 2000;   117 3-11 78.   [42]  GH Bode, DG  Holmes.  I m pl ementati on  of T h ree L e vel  H ysteresis C u rrent Co ntrol for  Sing le Ph a s e   Voltag e Sourc e  Inverter . Conf. Rec. IEEE P o w e r Electronics  Specialists Conf. 2000; 33-38.  [43]    M  Lafoz, IJ I g lesi as, C  Veg anzo nes, M V i siers.  A N o ve Dou b le  Hyster esis-Ba nd  Con t rol for Thre e- Leve l  Volta ge  Source Inverte r . Conf. Rec. IEEE Po w e r El ectronics Sp eci a lists Co nf. 2000; 21-2 6 [44]    KA Corzi ne. A  H y steres is C u rrent–R egu late d C ontrol  for  Multi-  Leve l  Dr ives.  IEEE Transactions  on  Energy C onver sion . 20 00; 15( 2): 169-1 75.   [45]  G Sinha, T A  Lipo.  Rectifier C u rrent Re gul ati on in F o ur Lev el Driv es . Conf . Rec. IEEE A pplied P o w e r   Electron ics Co nf. and Expos ition. 19 97; 32 0 –32 6.  [46]  T   Ishida, K M a tsuse, K Sug i ta, L H uan g, K  Sasa g a w a DC  Voltag e C ontr o l Strate g y  for  a F i ve-L eve l   Conv erter.  IEEE Transactions  on Power Elec tronics . 200 0; 15(3): 50 8-5 1 5 .   [47]  NJ Park, DY Lee, DS H y u n .  A po w e r-cont rolsch em w i t h  constant s w i t ching freq ue n c y  in cl ass-D   inverterfor i ndu ction-h eatin g ja r appl icatio n.  IEEE Trans. Ind.Electron ., 200 7; 54(3): 12 52– 126 0.  [48]  S F aucher, F   F o rest, JY Gaspard, JJ H u s e lste i n , C Jo u bert, D Montl o up. F r equ enc y-s y nc hro n ize d   reson ant co nv erters for the s upp l y  of mult i windi ng c o ils  in i nducti on co oki ng a ppl ia nces.   IEEE Trans.  Ind. Electron.,  200 7; 54(1): 44 1–4 52.   [49]  JM Espí, EJ D ede, R García- G il, J Castelló.  Desig n  of the L –LC res o n ant i n verter for ind u c tion he atin g   base d  on its eq uival ent SRI . IEEE Trans. Ind. Electron ., 200 7; 54(6): 31 78– 318 7.  [50]  Z M  Ye, PK Jain, PC Sen. F u ll -bridg e res ona nt in verter  w i t h   modifi ed PSM for HF AC po w e r distributi o n   s y stems.  IEEE Trans. Ind. Electron.,  2007; 5 4 (5): 283 1– 284 5.  [51]  Han  Yan g . A  Ped a g ogic a l  Appr oach  for  Mod e li ng an Sim u lati on of  S w itch ing  Mode   DC-D C   Conv erters for Po w e r El ectron ics Course.  T E LKOMNIKA Indon esia n Jour nal  of Electric al  Engin eeri n g 201 2; 10(6): 13 19-1 326.   [52]  T  Sutikno, A Jidi n, N RN.  Idris. Ne w   Ap pr oac h F P GA-Based  Implem ent atio n of  Di scontin uo u s   SVPWM.  Turk  J Elec Eng & Comp Sci.  201 0;  18(4): 499- 51 4.  [53] T o le  Sutikno Nik Rumzi Nik I d ris, Aiman Zak w an J i din, Au zani J i di n. A M ode l of F P GA-base d  Dir ect   T o rque Control l er.  T E LKOMNIKA Indon esia n Journ a of Elec trical Eng i ne eri n g . 201 3; 11(2) : 747-75 3.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.