I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv e  Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 7 ,   p p .   40 ~ 50   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v8 i 1 . p p 4 0 - 50          40       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   A Co m pa ra tive S tudies of    Ca sca d ed Multilev el  Inv erte rs  H a v ing  Reduce d  Nu m ber of  Sw itches w ith  R and R L - Lo a d       L ipi k a   Na n da 1 ,   A.   Da s g up t a 2 ,   U.   K.   Ro ut 3   1 - 3 De p a rt m e n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   KIIT   Un iv e rsit y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   21 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   No v   2 6 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Dec   07 ,   2 0 1 6       M u lt il e v e l  in v e rter  o ff e rs  m a n y   b e n e f it s  f o r  h ig h   p o w e r  a p p li c a ti o n   c o m p a v e re d   to   c o n v e n ti o n a l   c a sc a d e d   M u lt i lev e l  In v e rter  to p o lo g y . T h is   p a p e r  p re se n ts  S y m m e tri c   CM L I  u sin g   v a riab le  f re q u e n c y   c a rrier b a se d   p u lse   w id th   m o d u latio n   tec h n i q u e s.  T h e   p ro p o se d   to p o lo g y   re d u c e s  to tal  h a rm o n ic   d isto rti o n   a n d   re d u c e d   sw it c h in g   l o ss e s  f o r  se v e n   lev e l  in v e rter.   T h e   si m u latio n   st u d y   o f   th e   p r o p o se d   t o p o lo g y   h a s  b e e n   c a rried   o u t  i n   M AT LAB/S IM UL INK .   T h e   m a in   o b jec ti v e   o f   th is  p a p e r  is   t o   a c h iev e   n u m b e r  o f   lev e ls  o f   M L I  w it h   re d u c e d   n u m b e r  o f   s w it c h e s  a n d   DC  p o w e r   so u rc e s co m p a re d   to   c o n v e n ti o n a l   t o p o l o g y .   K ey w o r d :   B id ir ec tio n al  s w itc h   S w itc h in g   l o s s   S y m m etr ic  m u lt ilev el  i n v er ter   T o tal  h ar m o n ic  d i s to r tio n   Vo ltag e  s tr es s   Co p y rig h t  ©   201 7   In s t it u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L ip i k a  Nan d a ,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   KI I T   Un iv er s i t y ,   B h u b an e s w a r ,   Od is h a,   I n d ia,   p in - 751024 .   E m ail: l n a n d af el @ k iit.ac . in       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   a  m u ltil e v el  i n v er ter   a  d esire d   o u tp u t  v o lta g e  h as  b ee n   s y n t h esized   to   s e v er al  le v e ls   f r o m   a   n u m b er   o f   D C   s o u r ce s   as  i n p u ts .   T h e  m o s t  attr ac ti v e  ap p lica tio n s   o f   m u lt ile v el  p o w er   co n v er s io n   tech n o lo g y   ar e  in   t h e  m ed i u m   to   h i g h   v o l tag e  r a n g e s   [ 1 ] .   A   m u ltil e v el  i n v er ter   n o t  o n l y   ac h ie v e s   h ig h   p o w er   r ati n g s   b u t   also   en ab les   th e   u s e  o f   r en e w a b le  en er g y   s o u r ce s .   R en e w ab l e  e n er g y   s o u r es  i.e   s o lar   p h o t o v o ltaic,   w i n d ,   f u el   ce lls   etc.   ca n   b e  ea s il y   in ter f ac ed   to   m u ltil e v el  co n v er ter   f o r   h ig h   p o w er   ap p licatio n s   [ 2 ] .   T h r ee   d if f er en t  to p o lo g ies  h a v e  b ee n   p r o p o s ed   f o r   m u l tile v el  in v er ter s   i.e   ca s ca d ed   M L I ,   Dio d e - cla m p ed   M L I   an d   ca p a cito r   cla m p ed .   E ac h   o f   t h e  to p o lo g y   h a s   a  d i f f er en t   m ec h a n is m   to   p r o v id e  v o ltag e   lev els   [ 3 ] .   T h ese  to p o lo g ies ar e  w id el y   r ef er r ed   to   as th e  „ cla s s ic al  to p o lo g ies ‟   [ 4 ].   On e  m a j o r   d is ad v an ta g e  o f   m u ltil e v el  p o w er   co n v er s io n   is   th at  g r ea t  n u m b er   o f   p o w er   s e m ico n d u cto r   s w itc h e s   n ee d ed .   An o th er   d is ad v an ta g e  o f   m u ltil e v el  p o w er   co n v er ter s   is   th at   t h e  v o ltag e  s tep s   ar e  p r o d u ce d   b y   i s o lated   DC   v o ltag e   s o u r ce s   o r   a   b an k   o f   s er ie s   ca p ac ito r s .   I s o lated   v o lta g e  s o u r c es  m a y   n o t   al w a y s   b e  r ea d il y   av ailab le  a n d   s er ie s   ca p ac ito r s   r eq u ir e  v o ltag e  b alan ce   [ 5 ].   T h er e  ar e  tw o   P W M  m eth o d s   m a in l y   u s ed   in   m u lti lev el  i n v er ter   co n tr o l  s tr ate g y .   On e  i s   f u n d a m en ta l   s w itc h in g   f r eq u en c y   an d   a n o t h er   is   h ig h   s witch i n g   f r eq u en c y . f o r   h i g h   s w itc h i n g   f r eq u e n c y   class i f ied   as  s p ac e  v ec to r   P W M,   Selectiv e  Har m o n ic  E le m i n atio n   P W M  an d   SP W M.   Am o n g   t h ese  P W M   m et h o d s   SP W M  is   t h e  m o s t   p r ef er ab le  as  it   is   s i m p le   an d   ea s y   to   i m p le m e n t   [ 6 ] - [ 7 ].   I n   t h i s   p ap er   SP W M  m et h o d   w it h   d if f er e n t c ar r ier   b ased   d is p o s itio n   as P DP W M  an d   A P ODP W M  h av e  b ee n   a n al y ze d .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   C o mp a r a tive  S tu d ies o f Ca s ca d ed   Mu ltil ev el  I n ve r ters   Ha vin g   R ed u ce d   N u mb er . . . .   ( Lip ika   N a n d a )   41   2.   E XI ST I N G   T O P O L O G I E S   C o n v en t io n al  ca s ca d ed   s e v en   lev el  m u lt ilev e l  in v er ter   r eq u ir e  t w el v e  s w itc h es  a n d   3   d c  s o u r ce s   s ep ar atel y   [ 4 ].   T o   o v er co m e  t h e  d r a w b ac k s   o f   it   n e x t  to p o l o g ies  ar e  m ad e  w it h   s ev e n     l ev el    n i n e  s w itc h es     3   d c   s o u r ce s ,   s ev en   le v el  s ev e n   s w itc h es  an d   3   d c  s o u r ce s   e tc   [ 7 ].   T h e  p r o p o s ed   to p o lo g i es  ar e  d esig n ed   f o r   s ev e n   lev e l ,   6   s w i tch e s   w it h   4   d c  an d   3   d c  s o u r ce s   r esp ec tiv el y   w i th   b id ir ec tio n al  s w itc h es  w h er e  th e   h ar m o n ics ar e  r ed u ce d .     2 . 1 .   P ro po s ed  T o po lo g y - I   T h e  p r o p o s ed   to p o lo g y   i s   d esi g n ed   w i th   s i x   s w itc h es  w it h o u t H - b r id g e  a n d   f o u r   d c  s o u r ce s   as s h o wn   in   Fi g u r e  1 .   T h e  p r o p o s ed   to p o lo g y   is   s i m p le  i n   d esig n   c o m p ar ed   to   th e  ex is ti n g   to p o lo g ies.   S w itc h e s   S6     an d   S7   ar e  u s ed   f o r   g en er ati n g   th e  p u l s es  i n   p o s iti v e  an d   n eg ativ e  s e q u en ce   a n d   s w i tch   S1   is   co n n ec ted   to   th e   lo ad .   I t  is   u s ed   o n l y   w h e n   all  th e  s w itc h es  ar e  o p en   to   p r o d u ce   ze r o   v o lta g e  le v el.   S w itc h   S2 ,   S3 ,   an d   S4   ar e   u s ed   to   g e n er ate  th e  le v els Vd c,   2 Vd c,   3 V d c  in   b o th   p o s itiv e   an d   n eg at iv e  le v el s .   T h e  g en er alize d   ex p r ess io n   f o r   th e  n u m b er   o f   s w itch e s   an d   t h e  n u m b er   o f   Dc  s o u r ce s   ar e      S=( N+ 5 ) /2     an d   V= ( N+ 1 ) /2       W h er e  N= Nu m b er   o f   le v el s ,   S =  No .   o f   s w i tch e s       an d         V= No .   o f   DC   s o u r ce s .   B o th   th e  ca r r ier   b ased   P W M  t ec h n iq u es  i.e   I P D   P W M  an d   A P OD  P W M  m et h o d s   ar e  a n a l y ze d   w it h   r esis ti v e  an d   R L - t y p e  lo ad .           Fig u r e  1 .   C o n f ig u r atio n   o f   s e v en   lev el  s i x   s w itc h es  w i th   4   D C   s o u r ce s   p r o p o s ed   T o p o lo g y       T ab le  1 .   Sw itch in g   p atter n   f o r   s ev e n   lev e l si x   s w itc h es 4   Dc  s o u r ce s   S L . N o   S1   S2   S3   S4   S5   S6   D 1 D 4   D 2 D 3   D 5 D 8   D 6 D 7   D 9 D 1 2   O u t p u t   V o l t a g e   1   Off   Off   Off   On   On   Off   Off   Off   Off   Off   On   V dc   2   Off   Off   On   Off   On   Off   Off   Off   On   Off   Off   2V dc   3   Off   On   Off   Off   On   Off   On   Off   Off   Off   Off   3V dc   4   On   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   0   5   Off   On   Off   Off   Off   On   Off   On   Off   Off   Off   - V dc   6   Off   Off   On   Off   Off   On   Off   Off   Off   On   Off   - 2V dc   7   Off   Off   Off   On   Off   On   Off   Off   Off   Off   Off   - 3V dc       2 . 2 .   P ro po s ed  T o po lo g y - I I   I t  is   s i m p le  i n   d esig n   an d   co m p ar ed   to   o th er   e x i s ti n g   to p o lo g ies.  I t  co n s i s ts   o f   t h r ee   DC   s o u r ce s     an d   s i x   s w itc h e s . th e   g e n er ali ze d   ex p r ess io n   f o r   th e   n u m b er   o f   s w itc h es   ad   n u m b er   o f   Dc  s o u r ce s   f o r   t h e   to p o lo g y   i s   g i v e n   b y     S=( N+ 5 ) /2       an d     V= =( N - 1 ) /2 .     DC V DC V DC V DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 7   :    40   –   50   42   B o th   th e  ca r r ier   b ased   P W M  tech n iq u e s   i.e   I P D  an d   AP OD  P W M  m et h o d s   ar e  an a l y ze d   w it h   r esis ti v e  lo ad   t y p e.           Fig u r e  2 .   C o n f ig u r atio n   o f   s e v en   lev el  s i x   s w itc h es  w i th   3   D C   s o u r ce s   p r o p o s ed   T o p o lo g y       T ab le   2 .   C o n f ig u r atio n   o f   7   lev el  6   s w itc h es a n d   3 Dc  s o u r ce s   S L . N o   S1   S2   S3   S4   S5   S6   D 1 D 4   D 2 D 3   D 5 D 8   D 6 D 7   O u t p u t   V o l t a g e   1   Off   On   Off   O ff   O ff   On   Off   Off   On   Off   V dc   2   O n   Off   O ff   Off   O ff   O n   O n   Off   O ff   Off   2V dc   3   Off   O ff   O n   Off   O ff   O n   O ff   Off   Off   Off   3V dc   4   O ff   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   Off   0   5   O n   O ff   Off   On   Off   O ff   Off   On   Off   Off   - V dc   6   Off   O n   O ff   O n   Off   O ff   Off   Off   Off   On   - 2V dc   7   Off   Off   Off   On   O n   O ff   Off   Off   Off   Off   - 3V dc       3.   M O DE S O F   O P E RAT I O N   3 . 1 .   T o po lo g y   - 1             Mo d e   1     Mo d e   2               1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S DC V DC V DC V DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V DC V DC V Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   C o mp a r a tive  S tu d ies o f Ca s ca d ed   Mu ltil ev el  I n ve r ters   Ha vin g   R ed u ce d   N u mb er . . . .   ( Lip ika   N a n d a )   43         Mo d e  3     Mo d e  4             Mo d e   5     Mo d e  6           Mo d e  7     Fig u r e  3 .   Dif f er en t  m o d e s   o f   o p er atio n   o f   7   lev els,  6   s w itc h e s   an d   4   DC   s o u r ce s   C M L I                   DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V DC V DC V DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V DC V DC V DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V DC V DC V DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V DC V DC V DC V 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 1 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D 9 D 10 D 11 D 12 D L O A D DC V DC V DC V Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 7   :    40   –   50   44   3 . 2 .   T o po lo g y   – II             Mo d e  1     Mo d e   2           Mo d e  3     Mo d e    4           Mo d e  5     Mo d e  6         Mo d e  7     Fig u r e   4.   Dif f er en t  m o d e s   o f   o p er atio n   o f   7   lev els,  6   s w itc h e s   an d   3   Dc  s o u r ce s   C M L I     1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S 1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S 1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S 1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S 1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S 1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S 1 S 2 S 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D L O A D DC V DC V DC V 3 S 6 S 4 S 5 S Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   C o mp a r a tive  S tu d ies o f Ca s ca d ed   Mu ltil ev el  I n ve r ters   Ha vin g   R ed u ce d   N u mb er . . . .   ( Lip ika   N a n d a )   45   4.   P WM   T E CH NIQU E S   T h e  ca r r ier   b ased   m o d u lat io n   tech n iq u es   f o r   m u ltil e v el  i n v e r ter s   ca n   b e  g en er all y   cla s s i f ie d   in to   t w o   ca teg o r ies:   p h ase  s h i f ted   an d   lev el  s h i f ted   m o d u latio n s .   B o th   m o d u latio n   s c h e m es  ca n   b e  ap p lied   to   th e   ca s ca d ed   m u ltil e v el  i n v er ter   [ 8 ] - [ 9 ].   T o tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   o f   p h ase  s h i f ted   m o d u lati o n   is   m u ch   h i g h e r  th an   le v el  s h i f ted   m o d u la tio n .   Hen ce   le v el  s h if ted   m o d u latio n   tech n iq u e  i s   b ein g   ch o s en .   I n   th i s   p ap er   SP W M  m et h o d   w i th   d i f f er e n t  ca r r ier   b ased   d is p o s itio n   as P DP W M  an d   A P ODP W M  h av e  b ee n   an al y ze d .                           Fig u r e  5 .   A P OD  an d   I P D  P W M  S w itch in g   Sc h e m es       5.   SI M UL AT I O N  R E S UL T S   5 . 1 .   T o po lo g y   -   I   A ll   th e  s w itc h es  u s ed   i n   t h is   cir cu it  ar e  MO S FET S.   T h e  s w itc h e s   S 2 ,   S 3 ,   S 4   ar e  b id ir ec tio n al  an d   r e m ain in g   s w i tch e s   ar e  u n id ir ec tio n al. th e  lo ad s   ar e  r esis t iv e   an d   R L - lo ad . T h e  DC   s o u r ce s   ar e  1 0 V.           Fig u r e  6 .   Si m u latio n   Diag r a m   o f   P r o p o s ed   T o p o lo g y   1       Sin e  an d   tr ian g u lar   ca r r ier s   a r e  co m p ar ed   an d   7   lev els  ar e  g en er ated .   B o th   th e  Dc  an d   d if f er en t  lev els  g en er ated   ar e  f ed   to   lo g ic   g ates  to   p r o d u ce   g ate  s ig n al s .   T h ese  g ate  s i g n al s   ar e  f ed   to   s w itc h es   S 1  to   S 7   r esp ec tiv el y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 7   :    40   –   50   46         Fig u r e  7 .   Dif f er en t le v els  g e n e r atio n           Fig u r e  8 .   Gate   P u ls e  Gen er ati o n                     Fig u r e  9 ( a) .   Ou tp u t v o lta g e  an d   cu r r en t  w ith   R esi s ti v e  lo ad   ( b )   w ith   R L   - L o ad       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   C o mp a r a tive  S tu d ies o f Ca s ca d ed   Mu ltil ev el  I n ve r ters   Ha vin g   R ed u ce d   N u mb er . . . .   ( Lip ika   N a n d a )   47                              ( a)                                                                                                                                                                      ( b )     Fig u r e  1 0 ( a) .  A P OD  s w i tch i n g   s c h e m e   ( b )   I P D  s w itc h i n g   s c h e m e       5 . 2 .   T o po lo g y   II   A ll  t h e  s w itc h es  u s ed   in   th is   cir cu it  ar e  u n id ir ec tio n a l  ex ce p t  s w itc h es  S1   an d   S2   o f   cir cu it   d iag r a m . A ll t h e  Dc  s o u r ce s   ar e  tak en   a s   1 0   Vd c  an d   R esis ta n ce   as 8 0   o h m s .           Fig u r e  1 1 .   Si m u latio n   o f   7   le v els s i x   s w i tc h e s   an d   3   Dc  s o u r ce s   to p o lo g y           Fig u r e   12.   I P D  P W M  s w itc h i n g   s c h e m e,   7  lev e ls ,   6   s w itc h es,   3   DC   s o u r ce s       C o m m e n ts :   Vo u t=3 0 V  at  R =8 0 o h m s   a n d   ca r r ier   f r eq u en c y = 5 KHz       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 7   :    40   –   50   48       Fig u r e  1 3 .   T HD  A n a l y s is       A t  R =8 0   o h m s ,   T HD= 2 0 %,   F u n d a m en tal  o u tp u t v o lta g e= 2 8 . 9 V       6.   CO M P ARIS O N  O F   T WO   T O P O L O G I E S   6 . 1 .   T H D  Ana ly s is       T ab le   3.   C o m p ar i s o n   o f   t w o   to p o lo g ies  w ith   A P OD   a n d   I P D  s w itc h in g   s c h e m es   7   l e v e l s,  6   sw i t c h e s,  4   D C   so u r c e s T o p o l o g y   P W M   MI   T H D   F u n d a me n t a l   ( S i mu l a t e d )   F u n d a me n t a l   ( C a l c u l a t e d )   A P O D   0 . 8   2 3 . 7 3   2 2 . 4 6   2 3 . 7     0 . 9   2 3 . 1 5   2 4 . 9 8   2 5 . 6     1   19   2 7 . 8   2 8 . 3   I P D   0 . 8   2 3 . 4 8   2 2 . 5 3   2 3 . 4     0 . 9   2 3 . 1 1   2 5 . 0 9   2 5 . 9     1   1 9 . 0 8   2 7 . 9 4   2 9 . 3             7   l e v e l s,  6   sw i t c h e s,  3   D C   so u r c e s T o p o l o g y   P W M   MI   T H D   F u n d a me n t a l   ( S i mu l a t e d )   F u n d a me n t a l   ( C a l c u l a t e d )   A P O D   0 . 8   2 4 . 8 7   2 2 . 6 9   2 4 . 2     0 . 9   2 4 . 7 2   2 5 . 6 6   2 6 . 3     1   2 0 . 2 9   2 8 . 9   30   I P D   0 . 8   2 4 . 8 2   2 2 . 8 2   2 4 . 2     0 . 9   2 4 . 6   2 5 . 7 3   2 6 . 4     1   1 9 . 8   2 9 . 0 1   2 9 . 9               Fig u r e  1 4 .  T HD  Vs M o d u latio n   I n d ex   o f   7   lev el  6   s w itc h es a n d   4   Dc  s o u r ce s ,   C o m m e n t:   W ith   in cr ea s e  o f   Mo d u latio n   i n d ex   T HD  r ed u ce d     Mo d u latio n   i n d ex   T HD D   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   C o mp a r a tive  S tu d ies o f Ca s ca d ed   Mu ltil ev el  I n ve r ters   Ha vin g   R ed u ce d   N u mb er . . . .   ( Lip ika   N a n d a )   49   6 . 2 .   Vo lt a g e  Str ess   Acr o s s   Sw it ches   I t  h as  b ee n   o b s er v ed   th a t  r ed u ce d   n u m b er   o f   s w itc h es  g iv e   m o r e  v o ltag e  s tr es s   co m p ar ed   t o   co n v e n tio n al  C M L I .         T ab le  4 .  Vo ltag e  s tr ess es a cr o s s   t h e  s w itc h es   C o n v e n t i o n a l   7   l e v e l s 4   D C   so u r c e s i n   V   7   l e v e l s 3   D C   so u r c e s i n   V   1 0 V   ( A c r o ss a l l   s w i t c h e s)   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6   2 8 . 4   20   10   20   40   40   1 8 . 2   1 8 . 2   30   30   30   30           Fig u r e  1 5 .  C ar r ier   f r eq u en c y   Vs S w itc h i n g   lo s s   o f   7   lev e l 6   s w itc h es 4 Dc  s o u r ce s       7.   L O SS   CA L CU L A T I O N   E ac h   Mo s f et  lo s s   h a s   b ee n   ca lcu lated   f r o m   s i m u la tio n   r es u lt.   T h e  v o ltag e  an d   cu r r en t  wav e  f o r m s   ar e  o b s er v ed   f r o m   s i m u latio n   d iag r a m   o f   ea ch   s w itc h   a n d   th u s   p o w er   is   b ei n g   ca lcu lated .   Fro m   p o w er   p u ls e   o f   ea c h   s w itc h   at   d if f er en t  ca r r ier   f r eq u e n cies   th e   s w itc h in g   an d   co n d u ctio n   lo s s es   ar e  ca l cu lated .   A t   ca r r ier   f r eq u en c y   1   KHz,   d if f er en t lo s s es a r e  ca lcu lated   as  s h o w n   b elo w .       T ab le   5 .   C alcu latio n   o f   S w itc h in g ,   C o n d u c tio n   a n d   T o tal  C ir cu it lo s s   at  d i f f er en t  C ar r ier   Fre q u en cie s     S1   S2   S3   S4   S5   S6   T o t a l   S w t c h i n g   l o ss   ( i n   W )   0 . 0 3 5   0 . 0 0 1 6   0 . 0 0 1 2   0 . 0 0 2 3   0 . 0 5   0 . 0 4 8 9   0 . 0 4 8 9   C o n d u c t i o n   L o ss   ( i n   W )   0 . 0 0 4 5   0 . 0 0 4 2   0 . 0 0 4   0 . 0 0 4 2   0 . 0 0 4 5   0 . 0 0 4 1   0 . 0 0 5   T o t a l   L o ss   ( i n   W )   0 . 0 3 9 5   0 . 0 0 5 8   0 . 0 0 5 2   0 . 0 0 6 5   0 . 0 5 4 5   0 . 0 5 3   0 . 0 5 3 9       T ab le  6 .  L o s s   at  d if f er e n t c ar r i er   f r eq u en cie s   C a r r i e r   F r e q u e n c i e s  ( i n   K H z )   I n p u t   V o l t a g e     ( i n   V o l t )   I n p u t   C u r r e n t     ( i n   A mp )   I n p u t   P o w e r   ( i n   W a t t )   O u t p u t   V o l t a g e     ( i n   V o l t )   O u t p u t   C u r r e n t     ( i n   A mp )   O u t p u t   P o w e r     ( i n   W a t t )   C i r c u i t   T o t a l   L o ss   ( i n   W a t t )   1   40   0 . 3 5 4   1 4 . 1 6   2 8 . 3 5   0 . 3 5 1   9 . 9 5   4 . 0 5   2   40   0 . 3 5   14   2 8 . 3 5   0 . 3 5   9 . 9 2   4 . 0 8   5   40   0 . 3 5 1   1 4 . 0 4   2 8 . 3 5   0 . 3 4 8 2   9 . 8 7   4 . 1 3   10   40   0 . 3 4 5 8   1 3 . 8 3   2 8 . 3 5   0 . 3 5 4   1 0 . 0 3   3 . 9 7   20   40   0 . 3 5   14   2 8 . 3 5   0 . 3 4 7 5   9 . 8 5   4 . 1 5       I t sh o w s   w it h   i n cr ea s e  o f   ca r r i er   f r eq u en cie s       s w itc h i n g   lo s s es in cr ea s e s .       8.   CO NCLU SI O N    I n v er ter   o p er atio n   o f   6   s w i tch es  an d   4   D C   s o u r ce s   b ased   to p o lo g y   w as   ca r r ied   o u t  a n d   th e  r eq u ir ed   o b j ec tiv e  o f   lo w   h ar m o n ics   a n d   7   le v el  o u tp u t   at   T HD  i s 1 9 . 0 8 %  &   F u n d a m e n tal   o u tp u t   at  2 7 . 9 V  at  MI =1 .   I n v er ter   o p er atio n   o f   6   s w itc h es  a n d   3   D C   s o u r ce s   b a s ed   to p o lo g y   w a s   ca r r ied   o u t   an d   th e  r eq u ir ed   o b j ec tiv e  o f   lo w   h ar m o n ics  an d   7   lev el  o u tp u t  at    T HD  is   1 9 . 8 %  &   F u n d a m en tal  o u tp u t  at  2 9 . 0 1 V  at  MI =1 .   Sw itch in g   L o s s ,   C o n d u ctio n   L o s s   a n d   t o tal  cir cu it   lo s s   at  d i f f er en t   ca r r ier   f r eq u en cie s   ar e  ca r r ie d   o u t  s u cc e s s f u ll y .   Vo ltag e  s tr es s   o f   co n v e n tio n al   an d   m o d if ied   to p o lo g ies ar e  co m p ar ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.