I n t e r n at i on al  Jou r n al  of   P o w er E l ect ro n i cs  a n d  D ri v e S y s t e m   ( I J P E DS )   V o l.   8 ,  No .   3 S e pt e m be r  2017 , p p 1 2 30 ~ 1 23 9   I S S N :  2088 - 8 694,   D O I :  10. 11 591/ i j pe ds . v8 i 3 . pp 12 30 - 1 239     1230       Jou r n al   h om e p age h ttp : //ia e s j our nal . c om / onl i ne / i nde x . ph p / I J P E D S   A Si m plie d P WM  T echniqu e f o r I s o la t ed DC - DC   Co nv ert er F ed  S w it ched Ca pa cit o r M ult i - L ev el   I n v ert er  f o r Dis t rib ut ed  G enera t io n       M a nj una t ha   B  M 1 ,  As h o k  K u m a r  D V 2 ,  an d  V i j aya K u m ar   M 3   1 R es ear ch  S ch o l ar ,  D ep t .   o f  E l ect r i cal  E n g i n eer i n g ,  J N T U A ,  A na nt a pur ,  I ndi a   2 D e pt .  of   E l ect r i cal  an d   E l ect r o n i cs  E n g i n eer i n g , R G M C E T , J N T U A , N a n d y a l , K u r n o o l , I n d i a   3 D e pt .  of  E l e c t r i c a l  E ng i ne e r i ng ,   J N T U A ,   A na nt a pur ,  I n di a       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T   A r tic le   h i s t o ry :   R ecei v ed   M ar   1 7 ,  201 7   Re v i s e d   J ul   2 2 ,  2 01 7   A ccep t ed   Au g   3 ,  201 7       T hi s  pa pe r  pr e s e nt s  a  s i m pl i ed  P W M  t ech n i q u e t o  d r i v e s w i t ch ed  cap aci t o r   t yp e   m u lti - l ev el  i n v er t er   f ed  f r o m  i s o l at ed  t y p e D C - D C  co n v er t er   f o r   d is tr ib u te d  g e n e r a tio n .  D is tr ib u t e d   g e ne r a t i on ( D G )  i s  r e now ne d pow e r   g e ne r a t i on a t  p oi nt   of   u tility  w ith   n o  e n v ir o n m e n ta l a   ect s  an d  r ed u ces   t r a ns m i s s i on l i ne  l os s e s .   P h ot ov ol t a i c  s y s t e m  i s  c ons i de r e d a s  r e ne w a bl e   e ne r gy  s our c e  f or  D G  a nd t he  l ow  v ol t a g e   f r o m  P V  s y s t e m  i s  boos t e d t re q u i re d v ol t a g e  us i ng  a n i s ol a t e d t y pe  s i ng l e - i nput   m u lti - ou t p ut  ( S I M O )   DC - D C  c onv e r t e r .  D C  out pu t  f r om  i s ol a t e d S I M O  D C - DC   co n v er t er  i s   f ed  t o   s w i t ch ed  c ap aci t o r  t y p m u l t i - l ev el  i n v er t er  ( S C - M L I )  t o   f eed   t h A C  l o ad .   I so l a t e d  S I M O DC - D C  co n v er t er  ap ar t  f r o m  b o os t i ng  t he  D G  out p ut   vo l t a ge ,   a l s o e l i m i na t e s  t he  pr ob l e m  of   v ol t a g e  unba l a nc i ng  i n S C - M L I  t op ol og y .   C l os e d l oo p o pe r a t i o n of  S I M O  D C - D C  c onv e r t e r  e m pl o y s  onl y  s i ng l e  P I   c o n tr o lle r   i n s t ead  o f  t h r ee co n t r o l l er s  w a s  p r es en t ed  i n  t h i s   p ap er .   M o de s  of   ope r a t i o n of  S C M L I   a nd P W M  s w i t c hi ng  pa t t e r w e r e   e x p la in e d .  S im u la tio n   of  pr op os e d s y s t e m   wa s d e v e l o p e d  u si n g  M A T L A B / S I M UL I NK s o f t wa r e .   Ke y wo rd :   D C - D C  co n v er t er   D is tr ib u te d  g e n e r a tio n   M u lti - l e ve l  i nve r t e r   P W M  T e c hni q ue   S w i t c h ed  cap aci t o r   C opy r i g ht   © 201 7   In s t i tu t e  o A dv anc e d E ngi ne e r i ng   a nd Sc i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   B  M  M a nj una t ha ,   A lia tio n  J N T U A   A ddr e s s   A n a nt a pu r ,  I n di a   P h on e  94410 854 22   E m ai l  m an j u n at h . b m eee @ g m ai l . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   D is tr ib u te d   g e n e r a tio n  ( D G )  p la y s  a   v ita l r o le  d u e  to   a d va nc e m e n t s  i n p o w e r   s ys t e m  l i ke  s m a r t   gr i d s   an d  s h i f t i n g  el ect r i cal  p o w er  g e n er at i o n   f r o m  co n v en t i o n al  en er g i es   t o  s u s t ai n ab l e e n er g i es .  T h n a m e   d is tr ib u te d  g e n e r a tio n  s u g g e s t s   t h a e le c tr ic a l  p o w e r   g e n e r a tio n  i s  d is tr ib u te d .   D G  c a n   b e  d e   n ed   as   s m al l   s cal e el ect r i cal  p o w er   g e n er at i o n  at  l o ad  ce n t er s   i n  co n j u n c t i o n   w i t h  p o w er   g r i d  [ 1 ] - [ 2 ] .  W h en  D G   i s   f eed i n g   g r i d ,  t h e p o w er  g en er at i o n  f r o m  t h e co n v e n t i o n al  p o w er  s o u r ce i s  r ed u ced .   T h e d em an d  p o w er  i s   m et  f r o m   b o t h   m ai n  p o w er  s o u r ce an d   D G .  D G  can  b e o p er a t e d i n  t w m ode s   - s t a n d al o n m o d an d  g r i d  co n n ect ed   m ode  o f  ope r a t i on .  I n  g r i d c onn e c t e m ode ,  t h e  po w e r  f r o m   D G  i s   f e d t o g r i d r e du c i ng  t h e   po w e r  dr a w n   fr o m   co n v e n t i o n al  p o w er  s o u r ce.  I n  s t an d al o n m o d e o f  D G  o p er at i o n ,  p o w er   f r o m  D G  i s   f ed  d i r ect l y   to   l oa ds .  D G   i s  a b ack - u p  t y p e o f  p o w er ,  i t  i m p r o v e t h e r el i ab i l i t y  o f  t h e p o w er  s y s t e m .  D G  r ed u ces   t h e   i nve s t m e nt   f o r   g en er at e el ect r i cal  p o w er  t h an  co m p ar ed  t o  t h at  o f  co n v e n t i o n al  p o w er  s t at i o n s .  S i n ce D G  can   b e  in s ta lle d  a t   lo a d  p o in ts ,  tr a n s m is s io n   lo s s e s  ar g r ad u al l y  r ed u ces  an d  p r o v i s i o n s   f o r  p o w er  t r a n s m i s s i o n   a n d  d i s tr ib u tio n   i s  el i m i n at ed  [ 3 ] .  D G  o p er at es   w i t h  r en e w ab l e s o u r ces  o f  en er g y   w h i c h  ar e f r eel y  a v ai l ab l e   a n d  w h ile   g en er at i n g  el ect r i cal  p o w er ,  z er o  p o l l u t i o n  i s  ac h i e v ed   w h i ch  i s  l a u d ed  b y  g l oba l  bodi e s .  T h e   m a j or  r e a s on  f o r  p en et r at i o n  o f  d i s t r i b u t ed   g en er at i o n  i n  p o w er  s y s t e m  i s  d u e t o  eco n o m i c,  e n v i r o n m en t al  a n d  t ech n i cal   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ P E D S   I S S N :  2088 - 8 694       A  Si m pl i e d P W M  T e c hni que  f or  I s ol at e DC - DC   C onv e r t e r   F e d Sw i t c he d C apac i t or     ( B  M  M anj unat ha )   1231   r eas o n s .   M a n y   r es ear c h er s   h a v w o r k ed   t o w ar d s   D G s   a n d   t h s i zi n g   o f   p ar t i cu l ar   D G   i s   v er y   i m p o r t an t   f act o r  t o  b e co n s id e r e d  w h ile  i n s ta l lin g  i n  p o w e r  s y s te m .   P ho t o - v o l t ai c ( P V )  s y s t e m  i s  co n s i d er ed  t o  b e r en e w ab l e en er g y   s o u r ce.  O u t p u t   v o l t a g e o f  P V   s y s t e m  i s  l o w  a n d n e e ds  t o be  bo os t e d t o  r e qu i r e d v a l u e  ba s e d on  s y s t e m  r e qu i r e m e nt .   T boos t  t h e  P V   o ut p ut   vo l t a ge ,  D C - D c onve r t e r  i s  e m pl o y e d.  F or  ope r a t i n g t h e  di s t r i but e d e n e r gy   s o u r c e  or  di s t r i bu t e g en er at i o n  i n   s t an d al o n m o d e o r  i n  g r i d  co n n ect ed   m o d e o f  o p er at i o n ,  t h e o u t p u t  o f  D C - D C  co n v er t er  i s  f ed   s e nt  i n ve r t e r  f o r  c o nve r t i ng i nt o  A C .   I n v er t er  i s  a p o w er  el ect r o n i c   c o nve r t e r  c i r c ui t   w h i c h c o nve r t s  D C  i np ut  t o   A C  o u t p ut .  C o nve nt i o na l   i nve r t e r s  ge ne r a t e  o ut p ut   vo l t a ge   w i t h s q ua r e   w a ve   s ha p e .   S q ua r e   w a ve  o ut p ut  c o ns i s t s  o f  i nf i ni t e  ha r m o ni c s   an d  t o  s m o o t h en  t h e s q u ar w av e f i l t er  ci r cu i t   i s   u s ed .  S i ze  o f  f i l t er  n eed ed   t o  s m o o t he n t he  s q ua r e   w a ve  t o   s i n u s o i d al  i s  o f   l ar g e i n  s i ze  an d  i n cr eas e s  t h e co s t  o f  eq u i p m e n t .  T h v o l t ag s t r es s  acr o s s  s w i t ch e s  d u r i n g   t r a ns i t i o n o f  o u t p ut   vo l t a ge   o f  c o nve nt i o na l  i nve r t e r  i s   v e r y   hi gh a nd  c a u s e s  i ns ul a t i o n b r e a kd o w n.  T hi s   p he no m e no n   g a v e  s c o p e  to   d e v e lo p  m u lti le v e l i n v e r te r   c o n c e p t.  M u lti le v e l in v e r te r s  [ 4 ] - [ 5 ]  g en er at es   s t e ppe d ou t pu t  of  di f f e r e nt  l e v e l s  de pe n di ng  on   t h e   s w i t c h i n g ope r a t i on  of  t h e  c i r c u i t .  O u t pu t  v ol t a g e  of  t h e   m u lti le v e l in v e r te r  c o n s i s ts  o f  le s s  T o ta l H a r m o n ic   D is to r tio n  ( T H D )  a s  c o m p a r e d  to  c o n v e n tio n a l i n v e r te r .   L e s s  T H D  i n t he  o ut p u t  vo l t a ge  r e d uc e s  t he  s i z e  o f  t he  o ut p ut   f i l t e r  a nd  e ve n t ua l l y r e d uc i ng t he   s i z e   o f  th e  e q u ip m e n t.  V o lta g e  s tr e s s  a c r o s s  s w i tc h e s  in   m u lti le v e l in v e r te r  d u r in g  tr a n s itio n  o f  o u tp ut   vo l t a ge  i s   l e s s  a nd  t h us  i ns ul a t i o n l e ve l  c a n b e  r e d uc e d .   T h i s  pa pe r  e m pl o y s   m ul t i  l e v e l  i n v e r t e r  t opol ogy   w i t h   m i n i m um   num be r  o f  s w i t c h e s .  I n  [ 6] - [7 s i m pl e  t opol ogy  o f  M L I  i s  pr opos e d.   B u t  t h e s e  s t r u c t u r e  r e qu i r e s   m or e  num be r  of   s ou r c e s .  T o  bo os t  t h e   l o vo l t a ge  D C ,   D C - D C  co n v er t er s  o r  I m p ed an ce  s o u r ce i n v er t e r s  [ 8 ] - [ 9 ]  ar e u s ed .  S w i t c h ed  c ap aci t o r  t y p m u l t i   l ev el  i n v er t er   w i t h  d i o d e cl a m p ed   s t r u ct u r e i s  d i s cu s s ed  i n   [ 1 0 ] .   T h i s  s t r u ct u r e r eq u i r e s  co m p ar at i v el y   m o r s w i t c h i ng  de v i c e s  t h a n  t h e  pr opos e d.   B u t th e  m a in  d is a d v a n ta g e  o f  s w i tc h e d  c a p a c ito r  ty p e   m u lti le v e l   i n v er t er   i s  t h v o l t a g u n b al a n ce acr o s s  cap aci t o r s  i n  S C  ci r cu i t .  T h i s  p ap er  e m p l o y s  an   i s o l at ed  s i n g l e - i np ut   m u lti - o u t p u t  (S IM O ) D C - D C  c o nve r t e r  a t  t he   f r o nt  e nd  o f  S C - M L I .  T h e  is o la te d  S I M O DC - D C  co n v er t er   s e r v e s   f or  t w o pu r pos e s -   o ne   i s  t o  b o o s t  t he  l o w   vo l t a ge  D C  t o  hi gh  vo l t a ge  D C  a nd  t he  o t he r  a s  t o  b a l a nc e   t h e v o l t a g e acr o s s  cap aci t o r s  i n  S C - M L I  t opol ogy .  T h e   c om pl e t e   s c h e m a t i c  bl oc k  di a g r a m  of  pr opos e s ys t e m  i s  s ho w n i n F i g ur e  1 .           F i gu r e  1.  S c h e m a t i c  bl oc k  di a g r a m  of  pr opos e d s y s t e m       T h e p ap er  p r es en t s  a n o v el   s i m p l i f ed   P W M t ech n i q u e t o  d r i v e s w i t ch ed  cap aci t o r  t y p e   m u l t i - le v e i n v er t er   f ed  f r o m  i s o l at ed  t y p e D C - D C  c onv e r t e r  f or  di s t r i bu t e d g e n e r a t i o n .  C l os e d l oop  ope r a t i on  of  S I M O   DC - D C  co n v er t er  e m p l o y s  o n l y  s i n g l e P I  co n t r o l l er  i n s t ead  o f  t h r ee co n t r o l l er s   w as  p r es en t e d i n t hi s  pa pe r .   M ode s  of  ope r a t i on  of  S C - M L I   w e r e  e x pl a i n e d.   S i m u l a t i on  of  pr opos e d s y s t e m   w a s  de v e l ope d a n d r e s u l t s   ar e o b t ai n ed  u s i n g  M A T L A B / S I M U L I N K   s o f t w ar e.       2.   S I N GL E - IN P U T M U LTI - O U TP U T ( S I M O )  IS O LA TE D  D C - DC CO NVE RT E R   I n t hi s  s e c t i o n t he  o p e r a t i o o f   S I M O  i n  ope n  l oop a n d c l os e d l oop ope r a t i on  i s  di s c us s e d.  T h e   co m p ar i s o n  t ab l e i s  p r es en t ed .     2. 1.  S i n gl e - I nput  M ul t i - O ut p ut  I s o l a t e DC - DC  C o n v ert er   T h e  c ir c u it r e p r e s e n ta tio n  o f  s in g le - in p u t m u lti - o u tp u t ( S I M O )  is o la te d  D C - D C  c o nve r t e r  i s  s ho w n   i n F i g ur e   2 .  DC - D C  c o n v e r te r  c o n s is t s  o f  tr a n s f o r m e r   f o r  is o la tio n  o f  in p u s id e  to  th e  o u tp u t.  T h e   t r an s f o r m er   i s  o f   m ul t i   w i nd i n g a nd   gi ve s  t hr e e  o ut p ut  p o r t s .  A t  t he  i np ut ,  t he  t r a n s f o r m e r  i s  s up p l i e d  f r o m  a   D C s o u r c e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SSN :  2088 - 8 694   IJ PE D V o l.   8 ,  No .   3 S e pt e m be r  20 17 :   123 0 1 239   1232       F ig u r e  2 .  I s o la te d  s in g le - in p u t m u lt i - o ut put  D C - D C  co n v er t er       T h e  D G  ou t p u t   i s   s u ppl i e d a s  i n pu t  t o t r a n s f or m e r  pr i m a r y .   A  M O S F E T  s w i t c h  i s  c onn e c t e d t o   t r an s f o r m er   p r i m ar y   a n d  t h s w i t ch i n g   o p er at i o n   o f   MO S F E T   s w i t c h  d eci d es   t h ch ar g i n g   t i m o f   t r an s f o r m er   p r i m ar y  co i l .  T h e p r i m ar y   h as   s i ng l e  i n pu t  por t ,  s e c on da r y  of  t h e  t r a ns f or m e r  h a s  t h r e e  ou t pu t   por t s  a n d   h en ce t h e ci r cu i t  i s  t er m ed  as  s i n g l e - i n p u t m u lti - o u tp u t i s o la te d  D C - D C  c o nve r t e r .  E a c h o ut p ut  p o r t   o f t h e   DC - D C  co n v er t er  h as  a d i o d e  co n n ect ed  al o n g   w i t h  t h e cap aci t o r  at  t h e o u t p u t  te r m in a l.  D io d e  is   p l aced   t o  pr e ve nt  r e ve r s e  c ur r e nt  f l o w   f r o m  cap aci t o r  t o  s eco n d ar y   w i n d i n g s  o f  a t r an s f o r m er .     2. 2.  C l os e - L oop  C on t r ol   o f  S in g le - I np ut  M ul t i - O ut put   (S I M O Is o l a t e d   DC - DC  C o n v ert er   T h e cl o s ed - l oop c on t r ol  of  s i ng l e - i np ut  m ul t i - o u tp u t is o la te d  D C - D C  c onv e r t e r  i s   s h o w n i n F i g ur e   3.   T h e o p e r at i o n  o f  M O S F E T  s w i t ch  co n n ect ed  at  p r i m ar y  s i d e  o f  t r an s f o r m er   y i el d s   m u tu a l f l ux t ha t  l i nk s   wi t h   t h e t h r ee s eco n d ar y   w i n d i n g s  o f  t h e i s o la te d  D C - D C  co n v er t er .  Mu t u al   f l u x  t h at  l i n k s  t o  t h e s eco n d ar y   w i n d i n g s  i n d u ces   s el f  i n d u ced  E M F  i n  t h r ee s eco n d ar y   w i n d i n g s  o f   S I M O  i s o l at ed  D C - D C  co n v er t er .  A s   t he   s eco n d ar y  t er m i n a l s  ar e   cl o s ed ,  t h e s el f  i n d u ced  E M F  f o r ces  cu r r en t  t o  p as s   t h r o u g h  each  o f  t h e t h r ee   s e c o nd a r y   w i nd i ng s .  T hi s  p he no m e no n c ha r ge s  t he  c a p a c i t o r  c o nne c t e d  a t  t he  o ut p ut  t e r m i na l s  o f   t he   m u ltio u tp u is o la te d  D C - D C  c o n v e r te r .   C o n v e n tio n a l m u lti - o ut p ut  c o nve r t e r s   w h e n ope r a t e d i n  c l os e d - l oop,   it   r e q u ir e s   m u ltip le  P I  c o n tr o lle r s  to  r e d u c e  th e  e r r o r .  T h is  p a p e r  p r e s e n ts  th e  u s e  o f  o n l y   s in g le  P I  c o n tr o lle r   to  r e d u c e  th e  e r r o r  in  a ll th r e e  o u tp u t p o r ts  o f  D C - D C  co n v er t er .         F i gu r e  3.   Cl o se d - l oop c on t r ol  of  s i n g l e - i n p u t m u lti - o ut p ut   is o la te d  D C - D C  co n v er t er       T h e v o l t ag e acr o s s  eac h  o f  t h e t h r ee o u t p u t  p o r t s   of  s i ng l e - i np ut  m ul t i - o u tp u t is o la te d  D C - DC   co n v er t er  ar m eas u r ed  acr o s s  r es p ect i v e cap aci t o r s  co n n ect ed  at  t h e r es p ect i v e o u t p u t  p o r t  t er m i n al s  o f   DC - D C  co n v er t er .  T h e act u al  o u t p u t   v o l t a g e acr o s s  cap aci t o r  i s   m eas u r ed  an d  i s  co m p ar ed   w i t h  r e f er en ce   vo l t ag e,   y i el d i n g  t h e  er r o r  i n  each  o f  t h e  i n d i v i d u a l  s eco n d ar y  s i d es .  T h e p r o ces s  er r o r  i n  al l  t h e t h r ee  vo l t a ge s   acr o s s  cap aci t o r s  i s  a d d ed  an d  s en t  t o  a  P I  c o n t r o l l er  b l o ck .   P I  co n t r o l l er  r e d u ces  t h e er r o r  an d  y i el d s   t he   r ef er en ce s i g n al .  T h i s  r ef er en ce s i g n al  i s  co m p ar ed  l o g i cal l y   w i t h  car r i er  ( s a w - t o o t h)  s i g na l  ( w he r ef er en ce   g r eat er  t h a n  car r i e r  s i g n al )   f o r   g en er at i n g   s w i t ch i n g  p u l s es  t o  M O S F E T .  ON/ OF F  t i m e s  o f   M O SFE T  r e f l ect s   t h e ch ar g i n g  t i m e o f  t r an s f o r m er  p r i m ar y  a n d  h en ce each  o f  t h e o u t p u t  cap aci t o r s  ar ch ar g ed  t o  eq u al   v o l t ag e s .  T h i s  p h e n o m e n o n  b al an ce s  t h v o l t ag e acr o s s  cap aci t o r s  o f  S C - M L I .   A l s o,  d u r i ng  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ P E D S   I S S N :  2088 - 8 694       A  Si m pl i e d P W M  T e c hni que  f or  I s ol at e DC - DC   C onv e r t e r   F e d Sw i t c he d C apac i t or     ( B  M  M anj unat ha )   1233   th e  O N  ti m e   of  M O S F E T ,  t h e  pr i m a r y  c oi l  of  t r a ns f or m e r  i s  c h a r g e d a n d boos t s   t h e  i n put  v ol t a g e  a n t r a ns f e r s  t he   i np ut  vo l t a ge  t o  t he  s e c o nd a r y   s id e .  T h is  S I M O  is o la te d  D C - D C  c onv e r t e r   pe r f or m s  t w m a j or   t a sk   o ne   i s  t o  b o o s t  t he   i np ut  D C   vo l t a ge  t o   hi g he r  va l ue  o f   vo l t a ge  ( D G  o ut p u t  i s  t he   i np ut  t o  p r i m a r y o f   SI M O   DC - D C  co n v er t er )  a s  b o o s t  co n v er t er  a n d  t h e o t h er  i s  t o  b al an ce  t h v o l t ag e  acr o s s  cap aci t o r s  i n   S C - M L I   t opol ogy .  T a bl e 1 s h o w s   t h e  c o m pa r i s on  o f  S C M L I   w i t h  c onv e n t i on a l  a n d r e c e n t l y   pr op os e d M L I .   T he   n um be r   o f  s w i t ch i n g  d ev i ces ,   d i o d es ,  cap aci t o r s  an d  s o u r ces  r eq u i r ed  i s  v er y  l es s .       T a bl e   1.  C om pa r i s on  o f  S C M L I   w i t h  c on v e n t i o n a l  c on v e rt e rs     [ D C M L I]   [ CCM L I ]   [ C H M L I]   [ 1 0]   SC - M LI   Ma i n  s w itc h e s   2 (n - 1 )   2 (n - 1 )   2 (n - 1 )   2 (n - 1 ) - 2   ( n + 1 )   Ma i n  D io d e   2 (n - 1 )   2 (n - 1 )   2 (n - 1 )   2 (n - 1 ) - 2   0   C l a m p i n g  D i o d e s   (n - 1 )  (n - 2 )   0   0   (n - 3 )(n - 2 )   0   F ly in g  C a p a c i to r s   0   (n - 1 )(n - 2 ) /2   0   (n + 1 )/ 2   0   D C   B u s  C ap ac i t o r s   (n - 1 )   (n - 1 )   0   (n - 1 ) /2   (n - 3 ) /2   D C  S o u r c es   1   1   (n - 1 ) /2   1   1   V o l t ag e  b al an c i n g   P oo r   Mo d e r a te   NA   P er f ec t   P er f ec t       3.   S W I TC H ED   C A P A C I TO R   M U LTI  LE V E L I N V ER TE R   T h e b as i c ci r cu i t  d i ag r a m  o f   s ev e n - le v e l s w itc h e d   cap aci t o r   m u l t i   l ev el  i n v er t er  i s  s h o w n  i n     Fi g ur e   4.   T h e s ev en - l e v el  s w i t ch ed  cap aci t o r  m u l t i  l ev el  i n v er t er  s t r u ct u r e co n s i s t s  o f  t h r ee cap aci t o r s ,  s ev e n   s w itc h e s   a l o n w i t h  t h e  l oa d.  T h e  t h r e e  c a pa c i t or s  C 1,  C 2 a n d C 3 de l i v e r  r e qu i r e d v ol t a ge  t h r oug h s w i t c h i ng  ope r a t i on   of  pow e r  s w i t c h e s  S 1 t o S 7.   T h e  s w i t c h e s  S 1 t o S 4 f or m  a  br i dg e  t o i nv e r t  t h e  D C  l i n k   v ol t a g e  a n d   pr odu c e s   A C  a c r os s  t h e  l oa d.  T h e  s w i t c h e s   S 5,  S 6 a n S 7 a r e  s w i t c h e d c or r e s pon di n gl y  t o de l i v e r  v ol t a g e   fr o m   c a p a c ito r s  to  th e  lo a d  s e c tio n .         F i gu r e  4.  S e v e n   L e v e l M u lti le v e l in v e r te r       T h e v o l t ag e b al an ce acr o s s   each  o f  t h e s w i t c h ed  cap aci t o r s  i s  an  i s s u e i n  t h i s  t y p o f  i n v er t er   t opol og y   a nd  i n t hi s  p a p e r  t he  vo l t a ge  b a l a nc i n g i s  a c hi e ve d  b y   S I M O  D C - D C  co n v er t er  p l aced  at  t h f r o n t   e n d of   t h e  s w i t ch ed  cap aci t o r  t y p m u l t i   l ev el  i n v er t er .  T h e   m ode s  of  ope r a t i on  of  s e v e n - le v e l s w itc h e d   cap aci t o r   m ul t i  l e ve l  i nve r t e r  a r e  s ho w n i n F i g ur e   5.     3. 1.   M od e  1:  S C - M LI  P r o duc i ng  O ut put  L e v e l   V dc   M o d e  1  p r o d u c e  o u tp u t le v e o f  V d c   f r o m   s w itc h e d  c a p a c it o r   m u l ti le v e in v e r te r  i s  s h o w n  i n   F ig ur e   5 (a ).   I n  t h i s   m o d e o f  o p er at i o n ,  t h e s w i t ch  S 5 ,  S 1  a n d  S 2  ar e t u r n ed   O N .  T h e t h r ee cap aci t o r  v o l t ag e s  o f   each   V d c/ 3  ar e i n  s er i es  an d  g et  a d d ed  t o  y i el d  t o t al  v o l t a g e o f  V d c.   T h e v o l t ag e V d c i s  i m p r es s ed  acr o s s   l oa d,   c ur r e nt   fl o w s  t h r ou gh   S 5,  S 1,  S 2 a n l oa d.  T h e  c ur r e nt  p a t h i s  s ho w n  i n t he  c i r c ui t .  T he  c ur r e nt  e nt e r s   l oa p o s itiv e   a n d  h e n c e  v o lta g e   i s  p o s itiv e .     3. 2.   M od e  2:  S C - M LI  P r o duc i ng  O ut put  L e v e l   2 V dc / 3   M ode   pr o du c e   ou t pu t   l e v e l   of   2V dc / f r o m  s w i t c h e c a pa c i t or   m u l t i   l e v e l   i nv e r t e r   i s   s h o w i Fi g ur e   5( b) .  I n  t h i s   m ode  of  ope r a t i on ,  t h e  s w i t c h  S 6,  S 1 a nd S 2 a r e  t u r n e d O N .  O n l y  t w o  c a pa c i t or  v ol t a g e s ,   each   of  V dc / 3 a r e  i n  s e r i e s  a nd g e t  a dde d t o  y i e l d t ot a l  v ol t a g e  of  2V dc / 3.   T h e  v ol t a g e  2 V dc / 3 i s  i m pr e s s e d   acr o s s  l o ad .  T h e cu r r en t  f l o w s  t hr o ug S 6 ,   S 1 ,  S 2  a nd  l o a d .  T he  c ur r e nt  p a t h i s  s ho w n  i n  t he  c i r c ui t .  T he   cu r r en t  en t er s  l o ad  p o s i t i v e an d  h en ce v o l t a g e i s  p o s i t i v e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SSN :  2088 - 8 694   IJ PE D V o l.   8 ,  No .   3 S e pt e m be r  20 17 :   123 0 1 239   1234     ( a )  M o d e   1 : O u tp u t v o lta g e  V d c       ( b)  M o de  2:  O u t pu t  v ol t a g e  2/ 3V dc       ( c)   M o d e 3 : O u tp u t v o lta g e  1 / 3 V dc     ( d )  M od e  4 :  O ut p ut  vo l t a ge  0       ( e )  M o d e   5 : O u tp u t v o lta g e   - 1 /3 V dc     ( f )  M o d e  6 : O u tp u t v o lta g e   - 2/ 3V dc       ( g)  M o d e  7 :  O ut p ut  vo l t a ge   - V dc .     F i gu r e  5.  M ode s  of  ope r a t i on           F i g u r e 6 .  S ch e m at i c ar r an g e m en t  o f  D G   f ed  i s o l at ed  D C - D C  co n v er t er  f o r  S C - M L I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ P E D S   I S S N :  2088 - 8 694       A  Si m pl i e d P W M  T e c hni que  f or  I s ol at e DC - DC   C onv e r t e r   F e d Sw i t c he d C apac i t or     ( B  M  M anj unat ha )   1235   T a b le   2 .  S w itc h in g  p a tte r n   L e v e l  o f   o u t p ut   S w i t c h i n g  S e q u e n c e   S1   S2   S3   S4   S5   S6   S7   V DC   ON   ON   OF F   OF F   ON   OF F   OF F   2 / 3 V DC   ON   ON   OF F   OF F   OF F   ON   OF F   1 / 3 V DC   ON   ON   OF F   OF F   OF F   OF F   ON   0   ON   OF F   ON   OF F   OF F   OF F   OF F   - 1 / 3 V DC   OF F   OF F   ON   ON   OF F   OF F   ON   - 2 / 3 V DC   OF F   OF F   ON   ON   OF F   ON   OF F   V DC   OF F   OF F   ON   ON   ON   OF F   OF F       3. 3.   M od e  3:  S C - M LI  P r o duc i ng  O ut put  L e v e l   V dc / 3   M ode  3 pr odu c e  ou t pu t  l e v e l  of  V dc / 3 f r o m   s w i t c h e d c a pa c i t or   m u l t i   l e ve l  i nve r t e r  i s   s ho w n  i n   Fi g ur e   5( c ) .  I n  t h i s   m ode  of  ope r a t i on ,  t h e  s w i t c h S 7,  S 1 a nd S 2 a r e  t u r n e d O N .  O n l y  on e   c a pa c i t or  v ol t a g e  o f   V d c/ 3  i s  i n  s er i es  an d  g et s  ad d ed  t o  y i el d  t o t al  v o l t ag e o f  V d c/ 3 .   T h e v o l t ag e V d c/ 3  i s  i m p r es s ed  acr o s s   l oa d.   T he  c ur r e n t  fl o w s   t hr o ug S 7 ,   S 1   a nd   S 2  a nd   l o a d .   T he   c ur r e nt   p a t i s   s ho w n  i t he   c i r c ui t .  T he   c ur r e nt   e n te r s  lo a d  p o s itiv e  a n d  h e n c e  v o lta g e  i s  p o s itiv e .     3. 4.   M od e  4:  S C - M LI  P r o duc i ng  O ut put  L e v e l   0   M ode  4 pr odu c e  ou t pu t  l e v e l   of  0  f r o m   s w i t c h e d c a pa c i t or   m u lti le v e l   i n v e r te r  is  s h o w n  in  F ig ur e   5 (d ).   I n  t h i s   m ode  of  ope r a t i on ,  t h e   s w i t c h  S 1 a n d S 3 a r e  t ur n e d O N .  N o v ol t a g e  i s  i m pr e s s e d a c r os s  l oa d a n d   cu rre n t  f l o w i n g f r o m  S 1 ,  S 3  a nd  l o a d .   T he  c ur r e nt  p a t h i s  s ho w n i n t he  c i r c ui t .  A s  no  v o l t a ge  i s  i m p r e s s e d ,   t he  S C - M L I  p r o d u ces  zer o  o u t p u t  v o l t a g e l ev el .     3. 5.   M od e  5:  S C - M L I  pr o duc i ng  o ut put  l e v e l   - V dc / 3   M ode   pr o du c e   ou t pu t  l e v e l  of   - V d c /3   f r o m   s w i tc h e d  c a p a c ito r  m u lt le v e i n v e r te r  i s   s h o w n  i n   Fi g ur e   5( e ) .  I n  t h i s   m ode  of  ope r a t i on ,  t h e  s w i t c h S 7,  S 3 a nd  S 4  ar e t u r n ed  O N .  O n l y  o n cap aci t o r  v o l t ag e o f   V d c /3  is  i n  s e r ie s  a n d   g e t s  a d d e d  to   y ie ld  to ta v o lta g e  o f   V d c /3 .  T h e  v o lta g e   - V d c/ 3  i s  i m p r es s ed  acr o s s   l oa d.   T he  c ur r e nt  f l o w s  t hr o u gh  S 7 ,  S 3 ,  S 4  a nd  l o a d .  T he  c ur r e nt  p a t h i s   s ho w n i n t he  c i r c ui t .  T he  c ur r e nt   en t er s   l o a d  ne ga t i ve  a nd  he nc e  vo l t a ge  i s   ne ga t i ve .     3. 6.   M od e  6:  S C - M LI  P r o duc i ng  O ut put  L e v e l   - 2 V dc / 3   M ode  6 pr odu c e  ou t pu t  l e v e l  of   - 2 V d c /3   f r o m   s w itc h e d  c a p a c ito r   m u l ti le v e l  in v e r te r  i s  s h o w n   in   Fi g ur e   5 ( f ) .  I n  t h is   m o d e  o f  o p e r a tio n ,  th e   s w itc h   S 6,  S 3 a nd S 4 a r e  t u r n e d O N .   O n l y   t w o c a pa c i t or  v ol t a g e s   o f  each  V d c/ 3  ar e i n  s er i es  a n d  g et  ad d ed  t o  y i el d  t o t al   v o l t ag e o f  2 V d c/ 3 .  T h e v o l t ag - 2 V d c/ 3  i s  i m p r es s ed   acr o s s  l o ad .  T h e cu r r en t  f l o w s  t h r ou gh   S 6,  S 3,  S 4 a n d l oa d.  T h e  c u r r e n t  pa t h  i s  s h o w n  i n t he  c i r c ui t .  T he   cu r r en t  en t er s  l o ad  n eg at i v e a n d  h en ce v o l t a g e i s   n e g at i v e.     3. 7.   M od e  7:  S C - M LI  P r o duc i ng  O ut put  L e v e l   - V dc   M ode  7  pr odu c e  ou t pu t  l e v e l  of   - V d c  f r o m  s w itc h e d  c a p a c ito r  m u lti le v e l in v e r te r  is  s h o w n  i n   Fi g ur e   5 ( g) .  I n t hi s   m o d e  o f   o p er at i o n ,  t h e  s w i t c h  S 5 ,  S 3  a n d  S 4  ar e t u r n ed  O N .  T h e t h r ee  cap aci t o r  v o l t a g es   of   each  V d c/ 3  ar e i n  s er i es  an d  g et  ad d ed  t o  y i e l d  t o t al  v o l t ag e o f  V d c.  T h e v o l t a g - V d c  i s  i m p r e ss e d  a c r o ss   l o ad .   T h e cu r r en t  f l o w s  t hr o u gh  S 5 ,  S 3 ,  S 4  a nd  l o a d .   T he  c ur r e nt  p a t h i s  s ho w n i n t he   c i r c ui t .  T he  c ur r e nt   e n te r s  lo a d  p o s itiv e  a n d  h e n c e  v o lta g e  i s  p o s itiv e .   T a b l e  2 r e p r e s e nt s  t he  s w i t c hi ng p a t t e r n o f  p o w e r  s w i t c he s  f r o m  S 1  t o  S 7  d ur i ng d i ff e r e nt  m ode s   o ope r a t i on  of  S C - M L I .  T h e s c h e m at i c c i r cu i t  r ep r es en t at i o n  o f  t h e   s y s te m   w i th  s w i tc h e d  c a p a c ito r  t y p e   mu l t i - le v e l i n v e r te r   f e d  f r o m  is o la te d  ty p e  D C - D C  c o n ve r t e r  f o r  d i s t r i b ut e d  ge ne r a t i o n i s  s ho w i n F i g ur e   6.       4.   N O V EL P W M  TEC H N I Q U E   P W M  p a t t e r n o f  s w i t c h i n p o w e r  s w i t c he s   gi ve s   m a n y a d va nt a ge s  o ve r  c o nve nt i o n a l  t y p e  o f   s w itc h in g   t h e p o w er  co n v er t e r s  [ 1 1 ] - [ 1 2 ] .  P ar t i cu l ar l y ,  P W M  i n v er t er s  p r o d u ce f e w er  l o s s es  i n  s w i t ch i n g   d ev i ces  an d   r e d uc e  t he  ha r m o ni c s  i n o ut p ut   vo l t a ge .  T hi s  p he no m e no n i n s i s t s  f o r  l e s s  s i z e d   fi l t e r s  e ve nt ua l l r ed u ci n g   th e  c o s t o f  th e  s y s te m .   P u l s w i d t h   m o d u l a t ed  ( P W M)  i n v er t er s  ar e  a m o n g  t h m o s t  u s ed  p o w er - e le c tr o n ic   c ir c u its  i n   p r act i cal  ap p l i cat i o n s .  T h es e i n v er t er s  ar e cap ab l e o f  p r o d u ci n g  ac  v o l t a g es  o f   v ar i ab l m ag n i t u d e as   w e l l  a s   v ar i ab l e f r eq u e n c y .   T he  q ua l i t y o f   o u t p u t   v o l t a g e can  al s o  b e g r eat l y  e n h an ced ,   w h e n  co m p ar ed  w i t h  t h o s e o f   s q ua r e   w av e i n v er t er s .  T h e P W M  p at t er n  i s  s h o w n  i n  F i g ur e   7.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SSN :  2088 - 8 694   IJ PE D V o l.   8 ,  No .   3 S e pt e m be r  20 17 :   123 0 1 239   1236       F i g ur e 7 .  P W M   P at t er n       F o r  ge ne r a t i n s e ve n l e ve l  o ut p ut ,  t hr e e  p ha s e - d i s p o s i t i o n  ca r r i er s  ar e u s ed  al o n g   w i t h   s i n e  r ef er en ce   w i t h  50 H z   f r e q ue nc y .   A l l  t hr e e  c a r r i e r  s i gna l s  a r e  i n p ha s e   ha vi n g s a m e   f r e q ue nc y a nd  a m p l i t ud e   w i t h l e ve l   s h i f t .   W h en   t h e   m ag n i t u d o f   r ef er en ce   s i g n a l   e x ceed s   t h e   car r i er  s i g n al ,  p u l s e s  ar o b t ai n ed .   A   g r o u p  o f   p u l s es  ar g e n er at ed  b y  co m p ar i n g  car r i er   w i t h  r e f er e n ce s i g n al .  T h g en er at ed  p u l s es  ar e  co m b i n ed  l o g i ca l l y   by   u s i ng  l og i c a l  c o m m a n ds   A N D ,   N O T  a n d O R  be f or e   a ppl y i ng   t o r e s pe c t i v e   s w i t c h e s .   T h e  pu l s e   w i dt m o d u la tio n  ( P W M )  p a tte r n  u s e d  f o r  s w itc h i n g  s w itc h e d  c a p a c ito r  m u lt i le v e l i n v e r te r  is  s h o w n  in  F ig ur e   6.       5.   RE S U L T S  AND D I S CU S S I O NS   T h s i m u l at i o n   r es u l t s   ar p r es en t ed   i n   t h i s   s ect i o n .   S i m u l at i o n   r es u l t s   ar s h o w n   w i t h   R   an d   R L   l ao d .  W h er e,  V r ef 1  = V r ef 2  =  V r ef 3  = V r ef / 3 .     5 .1 . D G   F e S IM O   Is o l a t e d   DC - DC  C o n v ert er  f o r  SC - M LI w i t h  R - L oad   T h p er f o r m a n ce  o f   SC - M L I   w i t R  l o a d  i s   s ho w n  i F i g ur e   8 .  Fi g ur e   8 ( a )   s ho w s   t he   D C   i np ut   vo l t a ge   to  t h e  s y s te m .  T h e  D G  v o lta g e  o f  7 0 V  is   f e d  to  th e  S I M O  is o la te d  D C - D C  co n v er t er  f o r  S C - M L I   wi t h   R - L oa d.   T h e   i n pu t   v ol t a g e   of   70V   f r om   D G   i s   boos t e t 400V   u s i ng   S I M O   D C - D c o nve r t e r .   T he   vo l t a ge   acr o s s  eac h  cap aci t o r  i s  s h o w n  i n   F i g ur e   8( b) .  E a c h c a pa c i t or  i s  c h a r g e d t o 133. 3V .  T h e  t ot a l  i n pu t   v o lta g e  to   SC - M L I  i s  4 0 0 V  an d  i s  eq u al l y  s h ar ed  a m o n g  t h r ee cap aci t o r s  t o  p r o d u ce 7 - l e ve l  o ut p ut .  T he  7 - le v e l o u tp u t   vo l t a ge  o f  t he  S C - M L I  is  s h o w n  in  F ig ur e   8 ( c) .  T h e 7 - l e v e l  ou t p u t  i s  a  s t e ppe d w a v e f or m   w i t eq u al  s t ep s  a n d   w i t h  a  pe a k v a l u e  of  400V .  O ut pu t  c u r r e n t  p a s s i n g   t h r ough  R - l oa d of  t h e  S C - M L I  i s  s h o w n i Fi g ur e   8 (d ).   Fi g ur e   8 ( e)  s h o w s  t h e T o t al  H ar m o n i c D i s t o r t i o n  ( T H D )  an al y s i s  i n o ut p ut   vo l t a ge  o f  S C - M LI H a r m on i c  di s t or t i o n  of  18. 17 %  i s  pr e s e n t  i n  t h e  ou t pu t   v ol t a g e  of  M L I .     5 .2 . D G   F e S IM O   Is o l a t e d   DC - DC  C o n v ert er  f o r  SC - M LI w i t h  R L - L oad   T h p er f o r m a n ce  o f   S C - M L I   w i t R L   l o a d   i s   s ho w n   i F i g ur e   9 .   T h o u t p u t   v o l t a g a cr o s s   each   cap aci t o r  i s  s h o w n  i n  F i g ur e   9 ( a)  f o r  t h e s y s t e m  D G  f ed  S I M O  i s o l at ed  D C - D C  c o n v e rt e r f o r S C - M L I  w ith   RL - L o ad .  E ach  cap aci t o r  i s  ch ar g ed  t o  1 3 3 . 3 V .   T h e t o t al  i n p u t   v o l t ag e t o  S C - M L I  i s  400V  a n d i s  e qu a l l y   s ha r e d  a m o ng  t hr ee cap aci t o r s  t o  p r o d u ce 7 - l e ve l  o ut p ut .  T he  7 - l e ve l  o ut p ut   vo l t a ge  o f  t he  S C - M L I  i sh o w n   in  F ig ur e   9 (b ).  T h e  7 - l e v e l   w a v e f or m  i s  a   s t e ppe d ou t pu t   w i t h pe a k   v a l u e  of  400V .  O ut pu t  c u r r e n t  pa s s i n g   t hr o u gh R L - l oa d of  t h e   S C - M L I  i s  s ho w i F i g ur e   9 ( c ) .   W ith   RL - l o a d ,  t he  o ut p ut  c ur r e nt   s m o o t he ns  t o   n ear er  s i n u s o i d al  s h ap w h e n  co m p ar ed  t o  R - lo a d  c o n d itio n .   Fi g ur e   9( d)  s h o w s   t he  T ot a l  H a r m oni c   D is to r tio n  ( T H D )  a n a l y s i s  in  o u tp u t v o lta g e  o f  S C - M L I .   H a r m o n ic  d is to r tio n  o f  1 8 . 6 9 %  is  p r e s e n t i n  th e   o ut p ut  vo l t a ge  o f M L I .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ P E D S   I S S N :  2088 - 8 694       A  Si m pl i e d P W M  T e c hni que  f or  I s ol at e DC - DC   C onv e r t e r   F e d Sw i t c he d C apac i t or     ( B  M  M anj unat ha )   1237     ( a )  D C  I np ut  vo l t a ge       ( b )  V o l t ag e acr o s s  t h r ee cap aci t o r s       ( c)  V o l t ag e acr o s s  t h e l o ad     ( d )  O ut p ut  c ur r e nt       ( e )   T o ta l H a r m o n ic  D i s to r tio n     F i g u r e 8 .  I n v er t er  p er f o r m an c w i t h  R   L o ad         ( a)  V o l t ag e acr o s s  t h r ee cap aci t o r s       ( b )  V o l t ag e acr o s s  t h e l o ad       (c ) O u t p u t  c u rre n t     ( d )   T o ta l H a r m o n ic  D i s to r tio n       F i g u r e 9 .  I n v er t er  p er f o r m an c w i t h  R L   L o ad             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SSN :  2088 - 8 694   IJ PE D V o l.   8 ,  No .   3 S e pt e m be r  20 17 :   123 0 1 239   1238   6.   CO NCL U S I O N   T h i s  p ap er  p r es en t s  a  n o v el   s i m p l i fi ed  P W M  t ech n i q u e t o  d r i v e s w i t ch ed  cap aci t o r  t y p m u l t i l e v el   in v e r te r   f e d   f r o m  is o la te d  t y p e  D C - D C  c o n v e r te r  f o r  d is tr ib u te d  g e n e r a tio n .  T h e  lo w   v o lta g e   f r o m   P V  s ys t e m   is  b o o s te d  to  r e q u ir e d  v o lta g e  le v e u s in g  i s o la te d   s in g le - i n p u t m u lti - out pu t  ( S I M O )  D C - DC   co n v er t er .   I s o l at ed  S I M O  D C - D C  c o n v e r te r  a p a r t f r o m  b o o s tin g   th e   D G  o u tp u v o lta g e  a ls o  e li m i n a te s  th e  p r o b le m  o f   vo l t a ge  u nb a l a nc i n g i n S C - M L I  t o p o l o g y .  T h e s et  v o l t ag e i s  o b t ai n ed  acr o s s  al l  S w i t ch ed  cap aci t o r s .  C l o s e l oop  ope r a t i on  of  S I M O  D C - D C  c o n v e r te r  e m p lo y s  o n l y   s in g le  P I  c o n tr o lle r  in s te a d  o f  th r e e  c o n tr o lle r s .   N um be r  o f  s w i t c hi ng  de v i c e s ,  di ode s ,  D C  bu s  c a pa c i t or ,   f l y i n g c a pa c i t os  a n num be r  of   s ou r c e s  r e qu i r e d i s   v er y  l es s   w h en  co m p ar ed  t o  co n v e n t i o n al  i n v er t er s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   P aci s ,  M i ch ael  C . ,  et  al .  " E f f e ct  o f   w i d es p r e ad  v ar i at i o n  o f  d i s t r i b u t ed  g en er at i o n  ( D G )  o n  t h e l i n e p er f o r m an ce  o f  a  r a d ia l d is tr ib u tio n  n e tw o r k " ,   C ont r ol  S y s t e m ,  C om put i ng  a nd E ng i ne e r i ng  ( I C C S C E ) ,  20 16 6t h I E E E  I nt e r na t i o na l   Co n f e re nc e  on.  I E E E ,   20 16.   [ 2]   S a ndr oni ,  C . ,  e t  a l .  " R S E ' s   m i c r og r i d:  A   f a c i l i t y   f or  r e s e a r c h,  de v e l opm e nt  a nd t e s t i ng  of   f ut ur e  di s t r i b ut e d   g en er a t i on a nd  m i c r og r i d t e c hnol og i e s " ,   A E I T  I nt e r na t i ona l  A nnua l  C onf e r e nc e  ( A E I T ) ,  201 6.   I EE E,  2 0 1 6 .   [ 3]   C as av o l a,   A l es s an d r o ,  F r an ces co  T ed es co ,  an d  M au r i zi o   V i zza.  " C o m m an d   G o v er n o r  S t r at eg i es   f o r  t h e O n l i n e   M an ag e m en t  o f  R ea ct i v e P o w er  i n  S m ar t  G r id s   W ith   D is tr ib u te d  G e n e r a tio n " ,   I E E E  T r a ns a c t i ons   on A ut om a t i on   S c i e nc e  a nd E ng i ne e r i ng  1 4. 2  ( 2 0 17) :   44 9 - 46 0.   [ 4]   P u lik a n ti,  S r i d h a r  R . ,   G e or g i os   K ons t a nt i no u,  a nd  V a s s i l i os  G .   A g e l i di s .  " H y br i d s e v e n - l ev el  c as cad ed  act i v n eu t r al - po i nt - cl am p ed - b as ed  m u l t i l ev el  co n v er t er  u n d er  S H E - P WM " ,   I E E E  T r a ns a c t i ons  o n I ndus t r i a l  E l e c t r oni c s   60. 11 ( 2 013 ) :   4 79 4 - 48 04 .   [ 5]   H i na g o,  Y o uhe i ,  a nd  H i r ot a k a   K oi z um i.  " A  s in g le - p h a s e  m u ltile v e l in v e r te r  u s in g  s w itc h e d  s e r ie s /p a r a lle l d c   v o l t ag e s o u r ces " ,   I E E E  T r a ns a c t i ons   on I nd us t r i a l  E l e c t r oni c s  5 7. 8  ( 20 10) :  2 64 3 - 26 50 .   [ 6]   A l i s ha h,  R a s oul  S ha l c hi ,  e t  a l .   " D e s i g n of  ne w  s i ng l e - p h as m u l t i l ev el  v o l t ag e  s o u r ce i n v er t er " ,   I nt e r na t i ona l   J our na l   of  P ow e r  E l e c t r oni c s  a nd   D r i v e  S y s t e m s  5. 1 ( 20 14) :  4 5.   [ 7]   T hom br e ,  N a k ul ,  e t  a l .  " A   N ov e l  T opol og y   O f  M ul t i l e v e l  I nv e r t e r  W i t h R e duc e d N um be r  O f  S w i t c he s   A nd D C   S o u r ces " ,   I nt e r na t i ona l  J our na l  of   P ow e r  E l e c t r oni c s  a nd  D r i v e  S y s t e m s  5. 1 ( 20 14) :  5 6.   [ 8]   B an aei ,  M .  R . ,  et  al .  " Z - s our c e - b a s e d  m u ltile v e l in v e r te r   w ith  r e d u c ti o n   o f  s w itc h e s " ,   I E T  p o w er  el ect r o n i cs  5 . 3   ( 20 12) :  38 5 - 39 2.   [ 9]   B an aei ,  M o h am ad  R ez a,  et   al .  " S w i t ch i n g  al g o r i t h m   f o r  s i n g l e Z - s o u r c e  b o o s t m u ltile v e l in v e r te r   w ith  a b ility  o f   v o lta g e  c o n tr o l" ,   I E T   P ow e r  E l e c t r oni c s  6 . 7 ( 20 13) :  1 35 0 - 13 59 .   [ 1 0]   Zh a o ,  J i n g ,  e t a l.  " M u ltile v e l c ir c u it t o p o lo g ie s  b a s e d   o n   th e  s w itc h e d - cap aci t o r  co n v er t er  an d  d i o d ecl am p ed   co n v er t er " ,   I E E E  T r a ns a c t i ons  o n   P ow e r  E l e c t r oni c s  2 6. 8  ( 2 01 1) :   2 127 - 21 36 .   [ 1 1]   F r acch i a,  M . ,  et  al .  " O p t i m i zed   m o d u l at i o n  t ech n i q u es  f o r  t h e g e n er al i zed  N - l ev el  co n v er t er " ,   P o w er  E l ect r o n i cs   S pe c i a l i s t s  C onf e r e nc e ,  19 92.   P E S C ' 92 R e c or d . ,   23r d A nnua l  I E E E .  I E E E ,  1 99 2.   [ 1 2]   L ee,  S an g - Gi l ,  et  al .  " T h e car r i er - b as ed  P W M   m et h o d  f o r  v o l t ag e b al an ce o f  f l yi n g  c a p a c ito r  m u ltile v e l in v e r te r " ,   P ow e r  E l e c t r oni c s  S pe c i a l i s t s  C o nf e r e nc e ,  2001 .   P E S C .   20 01 I E E E  32 nd  A nnua l .   V ol .   1.  I E E E ,   20 01.       B I O G RAP H I ES   O F  AUT H O RS       M an j u n at h a B   M  i s  b or n  i n  1 98 1 i n I ndi a .  H e  i s  g r a dua t e d  f r om  V i s v w s v a r a y a   T e c hnol og i c a l   uni v e r s i t y  i n 20 04 a nd  P os t  g r a dua t e d f r om  J N T U  I n 20 06 - 2 008 .  P u r s u i n g P h. D   i J N T U ,   A n an t ap u r .  R ecei v ed  b es t  p ap er  aw ar d  at  I n t er n at i o n al  co n f er en ce o r g an i zed  b y  S r i n i v as a   R a ma n u j a n I ns t i t u t e  of   T e c hnol o gy ,   A na nt a pur a m u on 19t - 21s t  D e c , 2015. H i s  m a i n a r e a s  of   r es ear ch  i n cl u d P o w er  E l ect r o n i cs ,  R en ew ab l e E n er g y  S o u r ces ,  B o o s t  c o n v er t er ,  d r i v es  an d   co n t r o l  o f  s p eci al  m ach i n e.           A s h o k  K u m ar  D  V   i s  g r ad u at ed  i n   1 99 6,   M a s t e r s  i 20 00  f r om  J . N . T . U . C . E ,  A na nt a p ur  a n d   P h. D  i n 2 00 8 f r om  t he  s a m e  uni v e r s i t y .  H e   w or k e d 12 y e a r s  a t  R . G . M . C ol l e g e  of  E ng i ne e r i ng   T e c hnol og y ,   N a ndy a l ,   A . P .  F r om  200 8 t o 20 14 w or k e d a s  P r i nc i p a l  of  S y a m a l a de v i  i ns t i t ut e  of   T e c hnol og y  f or  w o m e n,  N a nd y a l .  P r e s e nt l y  he  i s  w or k i ng   a s  D e a n of   A d m i ni s t r a t i on i n   R . G . M . C ol l e g e  of  E ng g .  A nd T e c h. ,  N a n dy a l .  H e  ha s  pu bl i s he 30 r e s e a r c pa pe r s  i n  na t i ona l   an d  i n t er n at i o n al  co n f er en ces  an d  j o u r n al s .  H e r ecei v ed  R as t r i y a v i d y G o w r a v   G o l d  m ed al   A w a r d a nd B h ar at h  V i d y a  S h i r o m an i  A w ar d  o n  0 3 . 0 6 . 2 0 1 7 .  H i s  ar eas  o f  i n t er es t s  ar e E l e ct r i cal   M a c h i n e s P o w e r  S y s t e m s  a n d  S o l a r  E n e r g y . H e  i s   a   m e m b e r  o f  I E E E , I .S .T .E , a n d  K .D .T .F  a n d   SE SI .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ P E D S   I S S N :  2088 - 8 694       A  Si m pl i e d P W M  T e c hni que  f or  I s ol at e DC - DC   C onv e r t e r   F e d Sw i t c he d C apac i t or     ( B  M  M anj unat ha )   1239     V i j ay a K u m ar  M   g r ad u at ed  f r o m  S . V .  U n i v er s i t y ,   T i r upa t hi ,  A . P ,  I nd i a  i n 1 98 8.  H e  o bt a i ne d   M . T ech  d eg r ee  f r o m  R e g i o n al  E n g i n eer i n g  C o l l eg e,  W ar an g al ,  I n d i a i n  1 9 9 0 .  H e r ecei v ed   D oc t or a l  de g r e e   f r om  J a w a ha r l a l  N e hr u T e c hnol og i c a l  U ni v e r s i t y ,   H y de r a ba d,  I ndi a  i n 2 00 0.   Cu rre n t l y  h e  i s  w o rk i n g  a s  P ro f e s s o i n  E l ect r i cal  E n g i n eer i n g  D ep ar t m en t  an d  D i r ect o r   o f   a dm i s s i ons ,  J N T U  C ol l e g e  of  E ng i ne e r i ng ,  A na nt a pur ,  A . P ,  I n di a .  H e  ha s  p ubl i s he d  9 3 r e s e a r c pa pe r s  i n na t i o na l  a nd i nt e r na t i ona l  c onf e r e nc e s  a nd j our na l s .  E i g ht  P h. D s  a nd 7 9 M . T e c h   D eg r e es  w er e a w ar d ed   unde r  hi s  g ui da nc e .  H e  r e c e i v e d t w o r e s e a r c h a w a r ds   f r o m  t he  I ns t i t ut i on   o f  E n g i n eer s  ( I n d i a) .  H e s er v ed  as  D i r ect o r ,  A I C T E ,  N e w  D el h i  f o r  a s h o r t  p er i o d .  H e w as  H ead   of  t he  D e pa r t m e nt  dur i ng  20 06 t o  200 8.  H e  a l s o s e r v e d a s  F ounde r  R e g i s t r a r  of  J N T  U ni ve r s i t y,   A na nt a pur  dur i ng  200 8 t o 20 1 0.  A s   R e g i s t r a r ,  he  ha s   a l s o a c t e d a s  M e m be r  C onv e ne r  t M oni t or i ng  a nd D e v e l opm e nt  C om m i t t e e  ha v i ng  E x e c ut i v e  C ounc i l   P ow e r s .  H e   w a s  N a t i ona l   E x e c ut i v e  C ounc i l  m e m be r  of  I S T E ,  N e w  D e l hi  dur i ng  2 00 3 - 2 0 0 5 .  H i s  ar eas  o f  i n t er es t s  i n cl u d E l ect r i cal  M ach i n es ,  E l ect r i cal  D r i v es ,  M i cr o p r o ces s o r s  an d   P o w er  E l ect r o n i cs .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.