Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   2 ,  June  2020 ,  pp.  792 ~ 8 0 0   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 2 . pp792 - 8 0 0          792       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   A novel  single - stage P W M mic roinverter  topolo gy us i ng    two - power  switc hes       A.   R azi 1 ,  M.   Nabil  Hida y at 2 ,  M . N. Se ro ji 3 ,  S.  Z . Mo hamm ad N oor 4     1   Center  for   Rob oti cs  and  Industr ia l   Automation   ( CeRIA),   Univ er siti   T ekni k al Ma la ysia ,  Ma la ysia   1, 2 ,3,4   Cent r e  of   E le c tri c al Pow er Engi ne eri ng  Stu die s   (CEPES) ,   U nive rsiti T eknologi   MA RA ,   Mal aysia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Oct  20, 201 9   Re vised Dec  28, 2 019   Accepte d  Ja n 1 7,   2020     Thi s  p ape r   pre s ent s  a   novel  sin gle - stag e  microi nver te r   topo logy   using   only   two - power  sw it che s.  Th e  nu mbe r  of  co mp onent s  count   are   dir ec t ly   proporti ona l  to   t he  power  losses,  weight,  cost   an d  com pl exity  of  the   d esign.   Now ada ys,  conv ent ion al  Microi n ver te r   wit hou t   tr ansforme r   hav in g  mi n im um   of  six   power   s witc hes,   whi le  only  three   power  sw itches   inv olve d   in   a   Microi nver te r   st ruc ture  with   the  pre senc e  of   a   tr ansforme r.  Thus ,   th is  pap er   proposed  a  nov el   Micro inve rt er   topol ogy  with  only  two - power   sw it che s  to  conve r t  DC - vol t age   from   Photov olt aic  (PV )  mod ule   to  an  AC - out put.   Modes  of  oper a ti on  an d  cur ren t  flow   during  ea ch   c ycl e   are  be ing   explaine d .   Vari ation  of  mo dula ti on   inde x ,   i rra dia n ce   and  t e mpe ra ture   of  the  PV   modul e,   the   sw itching   fre quenc y  and   har moni c   content   o f  the  proposed   Microi nver te r   are  bei ng   ana lys ed.  A  simu lated   mode l   of   Microinverte r   topo logy ,   em ploy ed   only  two   power   sw it ch es  with   a   stand ard   Unipo la r   Sinus oida l   P ulse  Wi dth   Modulat ion  (SP WM)  havi ng   0. 85%  har mon ic   per ce n ta g e;   able  to   inject   cur ren t   to   th e  lo ad;   h ave  be en   succ essfully   bui lt  and   de monstra t ed  th rough   simul ation  base d   on  MA TL AB/S im uli nk ,   thus  pr ovide   th eor etic al  val id at ion   for  further re s ea r ch.   Ke yw or d s :   Harmo nic   M ic r oinverter   Photo vo lt ai c   Sing le - sta ge   SPWM   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   A.  Razi ,     Ce nter fo r  R obotics an d Ind ust rial  A ut om at io n (CeR IA),   Fakult i Keju ru t eraan  Elektri k,     Un i ver sit i Te knikal  M al aysia  M el a ka,  Jala n Hang  Tua h  Ja ya , 76100  D ur ia n  T unggal , Me la ka.   Emai l:  ati kah@u te m .edu. m y       1.   INTROD U CTION     M ic r oinverter   i s  popula r   am ong  in dustria l  a nd  researc h  fie ld  due  t o  it s   gr eat   ad va ntages   in   te r ms  of   com pact  desi gn,  le sse r  nu mbe r  of  c ompone nts  in vo l ved,  a nd   ef fici ency - f act or   c ompare d  to  oth e r  str uc ture  of   Photo vo lt ai c  ( PV )   s ys te m  [1 - 9].  T her e fore,   the  backg rou nd  stu dy  on  PV  a pp li cat io n  (Ce ntrali zed,   Stri ng,  a nd   M ic r oinverter )   re veals  that   the  M ic r oinverter   become s  the   t rend  f or  the  ne xt  gen e rati on  of  sy ste m   dev el opment  [1   , 4, 5,  10].   Ther e   are  t wo  cl assifi cat ion   of   powe r  c onve rsion  process   in  M ic ro i nv e r te r;  Tw o - sta ge   or   Sin gle - sta ge.   Cl assic a l  M ic ro i nv e rter   adopted  t wo - s ta ge  of  po wer  co nve rsion  w hi ch  has  bee n  br oad l y  u sed  i n  the  P V   sy ste m   [ 1,  11 - 13].  T wo - sta ge   M ic ro i nv e rte r  usual ly  deal  with  powe r  i nterf ace   chall e nge  betwee n  un sta ble  DC - vo lt age   source  t o  sta ble  high  DC - volt a ge  val ue  before   trans formi ng  into  AC - vo lt a ge  outp ut  [ 2,  5,   14].  Fu rt hermo re,   t wo - sta ge   M ic r oinver te r   c onta ins  la rg e   numb e r  of  c omp on e nts   co unt  [ 2,  15,   16],  i n  order  t o  reali ze  co nver te r  an d  in ver t er  powe r  c onver si on  sta ge   wh ic h  i nclu de s  semic onduct or  de vices,   in du ct or,   capaci tor ,  a nd/o r  di ode.   Higher   co mpon e nts  c ount  le a ds   t o  higher  s witc hing  lo s ses  a nd  pro du ct io n/mai ntena nce  c os t  [ 16 - 18].   I n  a dd i ti on ,   some   of  t he  c onve rter  a nd  in duct or  to polo gy  ma y  c omp rise  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A novel  sin gle - stag e  PWM  mi croinverter  to polo gy usin g  tw o - powe r swit ch es ( A . R az i)   793   trans forme r  [ 2,  6,  7,  19 - 22]  t o  ste p - up  the  vo lt age   val ue.  Con se quently ,  the  M ic ro i nver te r  str uctur e   be come   bu l ky.  T he  bes t  is  to  hav e  minimu m  sta ge  of  po wer   c onve rsion,  hen ce  Sing le - sta ge  M ic ro i nv e rter  to po logy ,   for  ease  in  modu le   inte gr at io n.   T hus,  it s  str ong  to  say  t ha t  inv erte r  to pology  is  a  maj or  area  of   i nter est   to   employe d  le ss   num ber  of  co mpon e nts.   T he se  num be r  of  com pone nts  in side  the   to pol ogy  are   sig nifi cantl y  aff ect ed   t he  s witc hing   losse s,  t he  overall   siz e,  c on t ro l   strat ergy   of   the   powe r  s witc he s,  a nd  man ufa ct ur in g  cost  of  t he Mic ro i nv e rter.     Sing le - sta ge  M ic r oinver   ca n  be  cat e gorized  base d  on  ga lvanic  is olati on  [ 23];  T rans forme r - base d  inv e rter  or   T ra ns f ormer - le ss  i nv e rter.   Earl y  year s   of  Sin gl e - sta ge  M ic r oi nv e rter  histo ry,  the  to polo gy  wer e  bu il d  with  t he   prese nt  of  tr ansfo rmer.  M i cro i nv e rter   wi th  cl assic al - Fl yb ac k  to po l ogy  [7]   with   3 - powe r   switc hes  i n  19 98   i n  c on j uction  with  t he  li ne - fr e q uen c y  t ran s f or me r  for   ci rcu it   isolat ion   pur poses.  Lat er  in   2015,  a n  a ux il ia ry   ci rcu it   we r e  added  t o  the  Flyb ac k - to po l ogy  t hat  al lows  the  switc h  a nd  diode  at   the  pr i mar y  side  of  t he  t ra ns f ormer   c ould  be   tu rn  on  usi ng  s of t - switc hing  operati on.   I n  20 14,  Atta n asi o  et .   al   [2]   al lows  for  AC - wa veform  t o  be   ge ne rated   by   the   us in g  of  4 - po wer  s witc hes   a nd  the   e xisti ng  of   a  li ne - tra nsfo rme r   after  the  filt er  com pone nts  f or  protect io n  plan.   Howe ver,  Ag a nza - To rr e s   et .  al   in  2014  [19]   im pleme nt ed  10 - powe r  s witc he s  to   ov e r c om e   the  bigger   value  of  dec oupling  ca pacit or.  Lat er  i n  2016   [2],  6 - power  s witc he s   with  se ries  of  r eso nan t  ta nk  w ere  pro po se d  f or  Zer o  V oltag e  S witc hing  (Z VS )   th us  mini mize d  t he  s witc hing   loss.  A  Half - br idg e  M ic r oi nverter  t opolog y  util iz ing   4 - power  switc he s  wer e   pro pose d  by  V.   Be rza n  et .  al   in   2016  [ 20]  e m ployed   an  al te rn at in g  c urren t   source  (SAC)   to  ge nerat ed  AC - wav e f or m   with  s of t  s wi tc hin g  te chn iq ue.    Transf ormer - ba sed  t opolog y  is  on e   of  maj or  co nce rn e d  in  Sin gle - sta ge   M ic ro i nv e rter   due  t o  t he   la rg er   s pac e  c ontrib uted   by   th e  tran sf ormer,  h ence   a  t ran s f ormer - le ss  st ru c ture  a rr a ngeme nt  wa s  int rod uc ed  t o  ov e rc om e  t he  con ce r n.   Y.  Fa ng  an d  X .  M a  in  20 10  [ 24]   pro posed   a  c ou pled - in du ct or  to  a   4 - po wer  s wict he s   double - boos t  topolo gy  to  s ol ve  the  vo lt a ge  gain  iss ue  in  M ic r oinverter .  Howe ver,  a  co mp le x  DSP  co ntr oller   wer e   impleme nted  w hen  a  si mp le r   di gital   con t ro ll er  c an  be   us e d  for  M ic ro i nv e rter  unde r  300W  a pp li cat ion  [25].  Anothe r  te chn iq ue  f or   s ing le - sta ge  M i cro i nv e rter  wa s  us i ng   H ys te r esi s  Con t ro ll er ;  hav i ng   cu rr e nt  an d  vo lt age   c on tr ol le r  pro pose d  by D . P et re us   et .  al   in   20 13  [ 1].  T he  Hy ste resi s  Co ntr oller we re  im plement ed  int o  5 - powe r  s witc hes  of  dual   buck - boos t   M ic r oinverter   to pol ogy.  In  2018,   a   Bo os t  PWM   I nv e rter   [ 26]   wi th  total   of   4 - s witc hes  with  a  fl ying  capac it or   t o  el imi nate  the  le akag e  c urre nt.   Howe ver ,  a  minimu m  of  7 - le vel   microi nv e rter t opolog y were   bu il d i n o rd e r  t o reach  40 0V  DC volt age  b e f or e  un dergone  the in ver te r process.     Con si der i ng  the  a bove   as pects,  t his  pa per  prese nts   a  novel  S i ng le - sta ge   tra ns f o r mer - le ss  M ic r oinverter  t opolog y  us i ng   on l y  2 - po wer   s witc hes  w hic h  is   strai gh tf orw ard l y  impleme nted  with   sin gle  P V   modu le   us uall y  ta rg et e d  f or  the   re side ntial   ap plica ti on  with  le ss   t han  1k W .   T he   pr opos e d  M ic ro i nv e rter   topolo gy  onl y  us e  si ng le   act ive  powe r  dev i ces  duri ng  eac h  c ycle.  T he   tr end  of  t he  e xp ect ed  power  de li ver ed   by  th e  PV - m odule,   t he  t rend   of   outp ut   cu rrent  a nd  ha rm onic   c onte nt  wi th  respec t  to   modu la ti on   in dex  a nd  switc hing  fr e quenc y  we re  a nalyze d.  O veral l,  the  pro po s ed  Si ng le - sta ge   M ic ro i nv e rter   to polo gy  usi ng  2 - powe r  s witc he s  producin g  as   lo w   as   0.8 5%   harmo nic  c on te nt  w hich   su ccess fu ll y  buil t  an d  de monstrate d   thr ough sim ulati on   base d on  M A TLAB/Si m ulink, th us p rovide  t heoreti cal  v al idati on fo r  fur the r researc h .       2.   PROP OSE D MIC ROIN VE RTER T OPO LOGY     The  pro posed   t opolog y  is   co nst ru ct ed   base d  on  the   idea   of  po sit ive   AC - c yc le   is  act ivate d  by   sin gle  powe r  s witc h  wh il e  t he  oth e r   ne gative   AC - c ycle  is  act ivate d  by  a no t her  si ng le   po wer  sw it ch.   T he  uniq ue ness   of  this   to po l ogy  unde rlie s  i n  t he  fact  t hat  a   s ine   wav e   is   ge ner at e d  by  only  us i ng  2 - pow er  s witc hes   a nd  us i ng   sing le   PV   m odule.   T his  can   be  ac hieve d  by  sup ply i ng  on l y  on e   po w er  s ource  w hich  the n  c ha rg i ng  an d  discha rg i ng  t he   tw o - pa rall el   capaci tors  a nd   filt erin g - i nduc tor   co nnect ed   acr os s   point - A  a nd   point - B  of  the   ci rcu it  to po l ogy,  a s il lustrate d i n  Fi gure  1 .  T he powe r  s witc hes; S 1  a nd S 2,  ha ving   50%  of the  duty  cy cl e .       2.1   Photov olt aic (PV)  m od ule   Photo vo lt ai c  modu le   ( PV)  i s  a  domina nt  featur e  f or   M ic ro i nv e rter  to polo gy   desig n.   PV   m odul e   abs orb  i rr a dia nce  fro m  s olar   ene r gy  a nd  t urns   into   el ect rici ty.  N ormal ly,   one   P V   m odule   has  60 - ce ll   per  modu le   or   up   to  120 - cel ls  in   the  same  area .  N umber  of   c el ls  inside  sin gle  PV   mod ule  will   determi ne  the   modu le   ef fici ency.  Determi ne   the  P V   m odule  c ould   be   the  very  first   ste p   i n  desig ning  the   P V  s ys te m   app li cat io n.  Tr ina  S olar   F ra med   72 - cel l  330W   M od ule   [ 27]   was   c hose n  f or  this   pa pe r  a nd  it s   datas heet  is   sh ow n  in   Tabl e   1;  du rin g  ST C  (Irr a diance  1000 2 ⁄ ,       25℃ )  an d  dur ing   NO C T  ( Irr adiance  800 2 ⁄ ,       20℃ ) .  The   ex pected   el ect rical   pow er;     ge ne rated  f rom  the  PV   m odule  wh e n  pl aced  ou tsi de  ( on  top  of   the   r oof ) ,  with  sp eci fic  irrad ia nce,   G   c an  be   determin ed  by  ( 1 )  –   (6)   [28] ;   w he re     a nd     a re  2%   and   1  res pecti vely  f or  a  ne w   PV   m odule.  Wh il e  the  der a ti ng   fact or s  a r e;      _    is  total   de - rati ng  factors  relat ed  to  powe r,    _   is  de - rati ng  fact or   du e  t o  m odule  mismat ch  pow er,  _   is  de - rati ng  facto r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   2 ,  J une  2020   :   79 2   –   8 0 0   794   of  power  du e   t o  cel l   te mp e rat ur e ,     is   de - rati ng  factor  due  t o  dirt,   a nd     is  de - rati ng  facto r  of  powe r   du e  to  a gein g.  All t hese  de - ra t ing   factor m ust  me in decima l po i nt.          C i n D2 C1 C2 + + A B V i n v +                   - I i n v V g s 1 V g s 2 S1 S2 L f     + + Lc R L   L o a d P V   m o d u l e     Figure  1: P rop os e d  to polo gy  with tw o pa rall el - capaci to r.       Table  1 :  P ho t ovoltai c  M od ule  datas heet duri ng  STC an d N OC T  [ 27]   Mod el  Tr in a  So lar  Framed  72 - cell 33 0 W  m o d u le   Du ring  ST C ( Ir radian ce 10 0 0 2 ⁄ ,      25℃ )   Peak  Power ,     (W)  d u ring  ST C (  )   330W   Maximu m  Powe r  Vo ltag e,     (V)   3 7 .4V   Maximu m  Powe r  Cu rr en t,     (A)   8 .83 A   Op en  Circuit Vo lta g e,     (V)   4 5 .8V   Sh o rt  Circu it Cu rr en t,     (A)   9 .28 A   Mod u le E ff i cien cy ,    (%)   17%   Du ring  NOCT  (I rr ad ian ce 80 0 2 ⁄ ,        20℃ )   Maximu m  Powe r,      (W) du ring  NOC T   245W   Maximu m  Powe r  Vo ltag e,     (V)   3 4 .6V   Maximu m  Powe r  Cu rr en t,     (A)   7 .08 A   Op en  Circuit Vo lta g e,     (V)   4 2 .4V   Sh o rt  Circu it Cu rr en t,     (A)   7 .49 A        =          _     (1)     _   =    _      _                (2)    _ = 1 −       (3)    _ = 1 + [ ( 100% )   (  −    ) ]   (4)   =   1000 ⁄   (5)    =    + [ (  − 20℃ 800 2 ⁄ ) ]       (6)     =  (  )   (7)       =   (  )   (8)     =           =    2 (  )     (9)       = 0.5   -   0 .5  ( 2  )   (10 )         2.2   Pri ncipl e of  oper ati on   Wh e n  the  swit ch  at   posit ion - 1  ( ref e rr i ng   t o  Fig ure   1 )  is  in   high  sta te ,  the   par al le l - ca pac it or   in  gets   connecte d  t o  the  input  sup ply   a nd   c harg e - m ood  O N  t hu s  posit ive  vo lt age  is  obs erv e d  at   the  ou t pu t.  Subseque ntly,   as  the   s witc h  i n  posit ion - 2  tu rn s   high,   the  pa rall el - capaci tor   te nds   to  dis charge   an d  he nce  a   neg at ive   volt age  is  ob se r ve d  at   the  outp ut.  T he  a bove   posit ion s  a re   bein g  rep eat ed  at   hi gh  s w it ching  fr e qu e nc y  to  mainta in  a  c onsta nt  vo lt age   acro s s  the  l oad.  P rinciple   of   il lustrati ng  the  c hargin g  an d  discha rg i ng  th e  pa rall el - cap aci tor  a re  bei ng  ma r ks   by   bl ue - dott ed  and  r ed - dott ed  li ne   resp ec ti vely .   Con cl us ively ,  switc h  S 1  c ha r ges  the   pa rall el - capaci to r  wh il e  switc h  S2  dis charges  it   the re by.  F rom  the   powe r   per s pecti ve,  th e  outp ut  cu r re nt,  vo lt ag e,  a nd  powe r  e qu at i on  of  t he  ou t put  wa ve forms   can  be  ref e rr e d   in  the  (10)  [ 29] .   W he re;      is  the  in ve rter  ou t pu t   cu r ren t,       is  the  in ver te r   out pu t  l oad  volt age ,  w hile      is  the  in ver te r   outp ut  powe r.  Inve rter  ou t put  po wer   i n  ( 9)  can   be   tran sf ormed  i nto   ( 10)  by  us in g  M at he mati cal   t ran s f or mati on.   In   ( 10) ,  2   can  be  substi tuted  with  = 2  ;  wh ere    is  the  gr i d  f requ ency   of   50Hz.      2.3   Contr ol  an d  mod ul at i on  s t rat e gy   The  pro posed   M ic r oi nve rter   mod ulati on   i s  ha nd le d  us i ng  a  sta nd a rd  unip olar  Sin us oi dal  P ulse   Width  Mo du la ti on   ( SP W M ),  as  sho wn   i n  Fig ure   2 .  T he  un i po la r  SP W M   normall y  re qu i res  tw o  si nuso i dal   wav e s  w hich  a re  of  same  ma gn it ude  a nd   frequ e nc y  but  180 °   out  of   phas e  as  dep ic te d  i n  Fig ure   2 a.  T he  t w o  modu la ti ng   wa ves   are   c ompa red  with  a   c ommo n  tria ng ular  ca rr ie r  wa ve   ge ne rati ng  t wo  gating  si gnal s  f or  switc h  S1  an d  S2  res pecti ve ly.  Her e ,  s witc h  S 1   is  m odulate d  i n  r efe r ence  t o  the   posit ive  si nu s oi dal  to   gen e rate  t he  posit ive  gri d  cycl e  an d  switc h  S 2  i s   m odulate d  with   ne gative   sinu s oid al   re fe ren ce   ( with     phase)   Po sitio n - 1   Po sitio n - 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A novel  sin gle - stag e  PWM  mi croinverter  to polo gy usin g  tw o - powe r swit ch es ( A . R az i)   795   to  create   the   ne gative  half   of  the  gr id   c ycle.  Hen ce ,  only  one  s witc h  car ries  the   in ver te r ’ s  cu rr e nt ,     du ri ng   the  posit ive  a s   well   as  t he  ne gative  c ycle.  T he  c hargin g  of  the  par al le l - ca pacit or  is  ac hieved  th rou gh  s witc h  S1  du rin g  posit ive  cy cl e.  T he se  tw o  switc he s  e xp e rience   hi gh  f reque nc y  switc hing   duri ng  bo t h  t he   po sit ive  and   ne gative c ycle, the reby e ns uri ng  vo lt ag e con tr ol ove r  the capacit ors.   The  s witc hing  seq uen ce  for  a  sing le - ph a se   c on st ru c ti on  is s how n  i n  Ta ble  2.       Table  2 : S witc hing stat es  of the  pro po se d M ic ro in ver te r   State    S1   S2   Vlo ad   Zer o  state   0   0   0   Po sitiv e state   1   0   Vin /2   Neg ativ e state   0   1   -   Vin /2   Zer o  state   1   1   ~ 0         (a)       (b)       (c)       (d)     Figure  2 :  Un i pola r SP WM fo r  the  prop os e d mi cro i nv e rter t opolog y : (a )  Si nu s oi dal & tria ng le   ref e re nces , (b)  Po sit ive satt e S 1,   (c) Ne gative  S2, (d )  Ze ro st at e S1   S2       2.4   Modes  of oper at i on   To   sat isf y  t he   po wer  c onve rsion  proce ss,   t wo   m od e s  of  op e rati on  ha ve   bee n  de ri ved  for   this   topolo gy.  T he  switc hing  se qu ence  for  a   sin gl e - phase  c onstr uction  is  s how n  in   Ta ble  2  a nd   Fi gure  3  sho w   the   equ i valent circ uit o f  the  prop os e d  micr oinve rter top ology d ur i ng sw it chi ng stat es.        C i n D2 C1 C2 + + A B V l o a d +                   - I i n v V g s 1 V g s 2 S1 S2 L f     + + Lc R L   L o a d P V   m o d u l e   C i n D2 C1 C2 + + A B V l o a d +                   - I i n v V g s 1 V g s 2 S1 S2 L f     + + Lc R L   L o a d P V   m o d u l e   C i n D2 C1 C2 + + A B V l o a d +                   - I i n v V g s 1 V g s 2 S1 S2 L f     + + Lc R L   L o a d P V   m o d u l e   (a)   (b)   (c)     Figure  3: E qu i valent circ uit o f  the  prop os e d mi cro i nv e rter t opolog y durin g swit chi ng stat es:  ( a)  P os it ive stat e,  (b) Negati ve  st at e, and  (c)   Zer o  sta te     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   2 ,  J une  2020   :   79 2   –   8 0 0   796   2. 4 .1 .   Posi tive  state   The  posit ive  modu la ti ng  si gnal   is  subje ct e d  f or  co m par is on  to  a  ref e re nce  tria ngular  wav e f or m   in  order  to   genera te   the   re qu i red  pulse   f or  s witc h  S 1 .  Th us ,   c reati ng  a   gate   pu lse   f or  s witc h  S1  durin g  thi s  sta te   wh il e  s witc h  S 2  re main  OF F  for  the  c omplet e  po sit ive  c yc le .  This  en sure s  the  pa rall el - capaci tor  c ha rg i ng   i n  this  sta ge .  High  fr e quenc y  s witc hing  helps   to  re du ce   the   siz e  of  the   ca pa ci tors.  Th e  ga t e  pulse   f or  s w it ch  S 1   and the  flo w of cu rr e nt du rin g t his stat e are   r epr ese nted  in F ig ure   2 b   an d Fi gure  3a res pecti vely.           2. 4 .2 .   Ne gativ e  st at e   The  neg at ive   modu la ti ng  si gn al   with  a  phase  a ng le   of  180º   is  s ubje ct ed  f or   c omp ariso n  to  a   ref e ren ce   tria ngula r  wav e f orm  in   or der  to   gen e rate  t he  re qu i red  pulse   f or  switc h  S 2 .  Th us ,   creati ng   a  gate  pu lse   f or   switc h  S 2  durin g  t hi s  sta te   wh il e  s witc h  S 1  rema in  O FF  for  the   com plete   ne ga ti ve  cycle.  Th e  gate   pu lse   f o r  s witc h  S 2   a nd  the   flo w  of   c urre nt  duri ng  this  sta te   are  re pr e sented  i n  Fi g ure   2c   an d  Fig ur e  3 b  resp ect ivel y.     2. 4 .3 .   Ze r o  s t ate    Ther e   a re   tw o  zero - sta te   c ondi ti on s  f or  this   t opolog y.  Fir st  zero - sta te   c ondi ti on   is   create d  by   tu r ning   OF F  both  s witc hes.   At   this  mo me nt,  t her e   is  no  outp ut  coming  out  from  t he  micr oi nv e rter.   Both   ou t pu t   current,      an d  load   volt age ,     are   e qu al   to   zero.  Seco nd  zero - sta te   c onditi on  ha ppen s   w he n  both   switc hes   are   a ct ive  at   the   sa me  ti me.  At  t hi s  moment,   both  ou t pu t  c urre nt,     an d  loa d  volt age,      are  cancel li ng  eac h  oth e r  fro m  posit ive  a nd  ne gative  sta te ,  th eref or e   produc ed  nea rly   zer o   outp ut ,   as  sho wn  in   Fig ure   3 c .  Ba r e  in  min ds   t hat ,  zer o - sta te   c onditi on s  f or   t his  topolo gy  only   occ ur   at   very  sh ort   ti me  du ring  th e   transiti ons  between  ne gative   an d  po sit ive  s ta te .  The  gate  pu lse   a nd  the   f low  of  cu rr e nt  durin g  ze ro  sta te   are   represe nted  i n Fi g ure   2d a nd  Figure  3c res pe ct ively.       3.   SIMULATI O N RESULTS   N ume rical   sim ulati on   of  the  pro po se d  M ic r oinverter   is   co nducted   t o  veri fy   the   pe rfo r mance  of  th e   topolo gy .  Sim ulati on  wa s  pe rformed   by  us ing  M A TLAB/ Simuli nk,   in   a  detai le d  model .  T o  de monstr at e  the   ci rcu it   pr inci pl e,  the   P V   m odule   f rom  Tri na  So la r  F ram ed  72 - cel l  Mo du le   is  us e d.  The   pa rameter s   an d  com pone nts r e al ise d  f or  MA TLAB/Si m ulin k  sim ulati on  ar e li ste d  in  Tabl e  3 .       3.1 .   Tr end  of      and  THD  with re s pect  to Fs   The  s witc hing  fr e qu e nc y,     we re  va ried  from  5kHz,   10kHz,   25kHz  an d  50 kH z ,  in  orde r  to  anal ys e   the  im pacts   on  t he   outp ut  current,       a nd  harmo nic  c onte nt,   TH D   of   the  pro po s ed   Sing le - sta ge   M ic r oinverter .     T he   irra dia nc e  an d  te mp e r at ur e   of  t he  P V  mod ule  were  fi xed  acc ord ing  to   STC   co nd it io n  (Irr a diance  1000 2 ⁄ ,       25℃ ) . T he  m odula ti on  in de x was  fixe d,   M a =  1.   Figure  4  il lustrate s  the  tre nd   betwee n  ou t put  cu rr e nt,      an d  T HD   with  r espect  to  s witc hing  fr e qu e nc y,   .  Th e  switc hing  f r equ e nc y,     aff e ct ed  the  am plit ud e  of   the  outp ut  cu rr e nt,      as  the   switc hing  fr e quenc y,   bec om e   higher ,  the   am plit ud e  of  outp ut  cu rr e nt,      decre ased  si nce   the   chargi n g  and   disc hargin g  ti mes  of  the   par al le l - ca pac it or   bec om e  sign i ficantl y  s ho rter  with   an  i nc rease  in  s witc hing   fr e qu e nc y ,    (chan ge  from  10kHz,  25kHz  an d  50kHz).  T he  ha rm on ic   c on te nt,  TH D  al so   de creases  w he n  the  switc hing  fr e quenc y,     inc reas es, since  it  r e quires less  ti me  to complet e  on e cycle.        Table  3 :  Pro posed mi cro i nver te r  pa rameter s   Para m eter   Variable   Valu e   PV m o d u le       330W   DC lin k  capacito r      400µF   Grid f requ en cy     5 0 Hz   Switch in g  f reqeu n cy       5 0 k Hz   Parallel - capacito r  1   1   20µF   Parallel - capacito r  2   2   20µF   Ind u cto r  filter     1 5 0 m H   Co u p lin g  ind u cto r     1 5 0 m H   Load       ,    1 0 Ω,  5 m H   Po wer  switch es   1   ,   2   IGBTs   Dio d es   1 ,  2   -       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A novel  sin gle - stag e  PWM  mi croinverter  to polo gy usin g  tw o - powe r swit ch es ( A . R az i)   797       Figure  4: T rend  of outp ut c urren t,       and TH D  p e rcen ta ge wit h resp ect  t o  s w it ching   fr e que nc y,         3.2 .   Tr end  of      and  THD  with re s pect  to M a   The  mod ulati on   in de x,  M a   f or  both   SP W M   ( ∅ = 0      180° )  we re  vari ed  wit h  the   s ame  value s   from  0.1  unti l  1,   to  a nalyse  t he  impact s  on   the  outp ut  curr ent,      and   ha rm on ic   c on te nt,  THD   of  the   pro po se d  Sin gle - sta ge  M ic r oi nv e rter.   T he  ir r adiance  an d  te mp e ratur e   of  t he  P V  mod ule  wer e   fixe d  ac c ordin g   to  STC  co ndit ion   (Irr a diance   1000 2 ⁄ ,       25℃ ) .  The  s witc hing  f requ ency,    was  ch os e n  at   50kH z   since it  prod uc ed  lo we r harm on ic  c onte nt  from p rev i ou s  a nalysis.     Figure  5  il lustr at es  the  t rend   of   outp ut  c urre nt,       an d  T H D  pe rcen ta ge  repr esented   by  the   red  and  blu e   li ne  a ccordin gly,  with  res pect  to   m odulati on  in de x,  M a .  It  is   obs erv e d  that  as   modu la ti on  i nd ex,  M a   increase d,  the   ou t pu t   volt age ,       al so  inc rease d .  Wh e n  the   m odulati on  i n dex,   Ma   i ncr ease d,  the  ti me   f or   the  switc h e s  s yn t hesized  by  S PWM  t o  tu rn  ON   will   al so   increase,   res ulti ng   in   m uch   l onge r  c hargin g  ti me.  Ther e f or e,   the   energ y  st or e d  in  t he  pa rall el - capaci tor   will   increase d.  In  th e  ot her  hand,  a s  m odulati on  i nd e x,   Ma   inc rea se d ,  the  ha rm on ic   pe rcen ta ge,  T H D  will  d ecrea s ed  f rom 5.2 8%  to  0.8 5%,  fo r mo du la ti on in de x,   M a   0.1  un ti l  0.7  a ccordin gly.  Howev e r,   ha rm onic   con te nt,  T H D  will   increas ed  f r om   1.0 8%   to  2.0 7% ,  when  the   modu la ti on   in de x,  M a   va ried   f rom  0.8   un ti l  1  acc ordin gly .   T he   pro pose d  Mi cro in ver te r   suc cessf ully  f ollow e d  the  IEC  61727   sta nd a rd   f or   S ing le - sta ge  M ic ro i nv e rter  nominal  powe r  le ss  than  10kW  and   50Hz  sy st em  tha t   harmo nic  c urr ent’s  c onte nt,   THD  m us t  be  le ss  than   4%,   represe nted  by   the  dott ed - bla ck  li ne   in  Fig ur e   5.   Th us ,  f or   c ontr olli ng   meth od  i n  the   f uture,   th e  al gorithm   m ust   be  ca refull y  pick  out  the   m odulati on  in de x  that   pro du ces  h a rm on ic  c onte nt  be low  t hat dott ed - blac k  li ne o f 4 % THD sta nda rd.      3.3 .   Tr end  of     of  t he P V  wi th  re spect t o  ir ra diance  and  amb ie nt  t e mper ature   The  ir rad ia nce   an d  am bient  t empe rature  val ues  wer e  va ried  to  a naly se  th e  impact   on   t he   ex pected   powe r  pro duce d  by  th e  P V  m odule,   .  The  e xpect ed  powe r  de li ver ed  by  the   PV - m odule  ca n  be  cal culat ed   by  us i ng  ( 1 ) .  Figure  6  il lust rates  t he  t rend   of  ex pecte d  powe r  deli vered  by  P V - m odule,      wh e n  t he  irrad ia nce  a nd   am bient  te m per at ur e   we re   va ried   f rom  100 2 ⁄   to  1000 2 ⁄   and  27℃   unti l  45 ℃   accor dingly .  B oth  blac k - dott ed  li ne s  i nd ic at e   the   ma ximum   po wer  du rin g  STC,     a nd  NOC T,     with   330W a nd 24 5W  resp ect iv el y.    The   bl ue  an d  r ed  li nes  re pr e s ent  the  ex pecte d  po wer ,     w he n  am bient  te m per at ur e  a nd   ir rad ia nce   wer e   fix ed   at   32 ℃   an d  60 0 2 ⁄   accor dingly .  It  is  cl early  sho w  t hat,  e xpect ed  powe r  delivere d  by  the   P V - modu le ,      pro du ci ng  sli gh tl y  ch an ge  of   powe r  w he n  the  ir rad ia nce  is  fixe d.   T he   expect ed  power  eff ic ie nc y  during   STC  an d  NO CT  a re  ar ound  ab out  60. 61%  an d  81.63 %  at   the  P V - mod ule  w he n  th e   irrad ia nce  is  fixed  at   60 0 2 ⁄ wh i le   the  am bient   te mp e ratur e   is  va ried  from  27℃   unti l  45 ℃ .  H oweve r,   exp ect e d  powe r  de li ver e d  by  the  P V - mod ule,      is  di rectl y  a ffec te d  by  t he  ir r adiance  val ue  r ecei ved   by  th e   PV   m odule.  T hu s ,  it   ca n  be   co nclu de d  t ha t,  irra diance   giv e   m or e   im pact  to ward   e xp ect e d  powe r ,      com par e d  t o  t he  a mb ie nt  te mp e ratur e   of  the  s urr oundin g.   If  the   Sin gl e - sta ge   M ic ro i nv e rter   is  inte nd e d  t o  pro du ce   powe r   ap pro ximate ly   or   great er   tha n  powe r   du rin g  N OCT   c on diti on ,   the   700 2 ⁄   ir rad ia nce  must   be  achie ved   for  highe r  ex pect ed  po wer   e ff ic ie ncy .  The  pro po s ed  Si ng le - s ta ge  M ic r oinv erter  with  700 2 ⁄   and  ab ove  ir ra diance  ca n  be   us e fu l  durin g  arou nd  10. 05 am  unti l  15. 05pm,  M al a ys ia n  hour  ba sed  on  the   sample  daily  s olar  ir ra diance  prof il e  giv e n  i n  [23] .       2 .04 2 .08 2 .12 2 .16 6 1 . 2 6 1 . 4 6 1 . 6 6 1 . 8 62 6 2 . 2 0 10 20 30 40 50 Switch in g  f requ en cy ,  Fs (Hz) Tren d  of   Iinv erter  &  THD with  resp ect   to  Fs I inve rte r ( m A ) TH D  (% ) I  in v erter ( m A)   THD  (%)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   2 ,  J une  2020   :   79 2   –   8 0 0   798       Figure  5. Tre nd  of outp ut c urren t,       and  THD pe rce ntage wit h resp ect  to  m odulati on  ind e x,   M a.           Figure  6. Ex pe ct ed  po wer del ivere d by the  PV - mod ule,     w it h  res pect to  Ir rad ia nce a nd  Ambie nt tem pe ratur e .       4.   COMP AR I S ON  B ET WEE N  P ROP OSE D  MICRO IN VERTER   TO POLOG Y  A N D  OT HER  TOPOL OGIE S   In  this   sect io n,  the   propos ed  Sin gle - sta ge   M ic r oinvert er  t opolog y  is   co m par e d  wi th  hybri d  of   cl assic al  inv ert er top ologies e xp la ine d  i n  t he  Introd uction s ect ion  ea rlie r,   as sho wn in T a ble 4.    Ba se d  on  the  Table  4,  it   is  cl early  sho wing   that  the  pro po sed  Sin gle - sta ge  M ic ro i nv e rt er  to po l ogy  on l y  hav e  2 - po wer   switc hes ,  and  only  sin gle - po wer   s witc h  is  act ive  duri ng  each  cycle.  The  numb e r  of  powe r   switc hes  hav e   bigger  im pa ct   on   the  c ost ,  siz e  and   weig ht   of  the   M ic r oinverte r  unit .  All  of  thi s     pap e rs [ 1 - 9,   26 ]  s upporte d  thi s r el at ionshi p o f numbe r of sw it ches v e rs us  c os t/ siz e of the  inv e rter.   F   ur t hermo re,  base d  on  the  pro posed  M ic r oi nv e rter’ s  oper at ion   m od e s  di scuss  ea rlie r,   only  1 - powe r   switc h  is  act iv e   du rin g  t hat  s ing le   c urre nt  pa th  durin g  pos it ive  or  ne gative  sta te ;  w hich  le a ds  to   re duce  t he   powe r  los ses.  Since  th e  pow er  los ses  c om e   from   the   dy na mic  volt age  a nd  cu rr e nt  of  the  s witc h  duri ng  th e   tur n - off  a nd  t urn - on   tran sie nt s,  th us  the   sma ll er  num ber  o f   powe r  s witc he s  are   re quire d  t o  pro du c e  a n  outp ut  vo lt age  re flect ed  to  le sse r  po wer   l os ses  [11,  17,  18 ,   26] .  T he  pr opos e d  Si ng le - sta ge  M ic ro i nv e rter  to po logy  wer e  ver i fied  with  di ff e ren t  analysis  to  obs erv e  t he  tren d  of   e xpect ed  power,      ou tp ut  cu r re nt,      and h a rm onic   con te nt,  T H D.         Table  4.   C omp ariso n of Sin gl e - sta ge Micr oi nv e rter   t opol ogie s   Ref   Micr o in v erter Top o lo g y   Po wer  Switch es   Tr an sfo r m er   Ad d itio n al Co m p o n en ts     Prop o sed  M icroin v erter  w ith   Para llel - Cap acito r   2   -   2  Cap acito rs,  2  Di o d es   [19 ]   Fu ll - b ridg e with p u sh - p u ll & ripp le - p o rt  co n v erter   10   Hig h - Frequ en cy   -   [2]   Fu ll - b ridg e with freq u en cy  con v ersio n  cir cu it   6   Hig h - Frequ en cy   1  I n d u cto r   [20 ]   Half - b ridg e  with  H F tr an sfo r m er   4   Hig h - Frequ en cy   2  Cap acito rs   [7]   Fly b ack au x iliary circuit   3   Low - Fr eq u en cy   1  Cap acito r,  3 Ind u cto rs,  3  Diod es   [24 ]   Co u p led - in d u cto r  d o u b le - b o o st   4   -   4  Ind u cto rs   [1]   Du al bu ck - b o o st   5   -   1  I n d u cto r,  2 Dio d es   [26 ]   Bo o st PW M  Inv ert er   4   -   1  Cap acito r       5.   CONCL US I O NS   This  pap e r  pr e sents  a  Si ng le - sta ge  M ic ro i nverter  in ver te r  with  a  new   t opology,  w hic h  use   a   pa rall el - capaci tor ,  t ransforme r - le ss   a nd  inte gr at in g  with  only   tw o  (2) - powe r  s wit ches .  A  SP W M   with   tw o  sinu s oi dal  wav e   that   18 0º  a par t   are   rea li zed  to   init ia te   the   switc hing  se que nces.   The   operati on,   switc hing  sta t e  an d  ou t pu t   cu rr e nt   f or  the  pro po sed  t op olog y  hav e   been  dis cusse d.   From   t he  sim ulati ons   res ults,  t he  propose d  Sing le - sta ge  M ic r oinverter   topolo gy  we re   su ccess fu ll y  te ste d  to  per c ei ve  the  tre nd   of   e xpect ed  powe r  delivere d  by  t he   PV - m odule   with  res pect  to   irra diance   a nd  am bient  te m pe ratur e ,  t he  tre nd  of  outp ut  c urren t   and  T HD  wi th  re sp ect   t o  m odulati on  ind e x  a nd  s witc hing  fr e quenc y.   T he   pro posed   Si ng l e - sta ge   M ic r oinverter   topolo gy  has   s ever al   ad va nta ges   ove r  oth e r   in ver te r  t opol og ie s   in   te r ms   of   (i)   t otal  c ount   of   act ive d e vices,   and (ii) t he n umbe r of   switc he s in  c urre nt p a th which  is  dir ect ly r el at ed  t o p ow e r  l os ses.   30 35 40 45 50 55 60 65 1 0 .9 0 .8 0 .7 0 .6 0 .5 0 .4 0 .3 0 .2 0 .1 0 1 2 3 4 5 6 Mod u latio n  ind ex ,  Ma  Tren d  of   Iinv erter  and   THD   with  resp ect   to  Ma   TH D  (% ) Iinve rte r ( m A ) 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 P roc  (W ) w it h fix e d Ta mbi e nt at  32  ͦ C P roc  ( W ) w i th f i xe d Ir r a dianc e  a t  600W / m2 Trend  of     of th e PV  with  r es pe ct  to     Irra diance  or   Ambie nt  te m pe ratur e .   ( I EC 61727)    TH Di st a nda rd   P S TC = 330W   P NO C T =  245W   I  in v erter ( m A)   THD  (%)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A novel  sin gle - stag e  PWM  mi croinverter  to polo gy usin g  tw o - powe r swit ch es ( A . R az i)   799   ACKN OWLE DGE MENTS     This  w ork  was   fina ncial ly  suppo rted  by   t he   M inist r y  of  H igh e r  Ed ucati on  ( MoHE ),   M a la ys ia .  The   auth or s   w ould   li ke  to   tha nk  1  Star   Acc re diati on  U nde r   Asea n  Ene rgy  M a nag e men t  Sche me  (A E M A S )   Pr oject   N o.  60 0 - IRMI/D ANA  5/3 /B ES TA RI  ( K Y)  ( 001/ 2019)   f or  fina ncial   s upportin g  for   the   pa pe r.   The   auth or s   al so  w ou l d  li ke  t o  ac knowle dge   the   Ce nter  f or   R obotics  a nd  I nd us tria l  A utoma ti on   (CeR IA),   Fakult i  Keju ru te raa n  E le ktrik ,   Un i versi ti   Tek nik al   M al aysia   M el aka,   76 100,  D uri an  T unggal ,   M el aka ,  M al a ysi a  an d  Ce ntre  of  El ect rical   Po we r  En gin ee rin g  Stud ie s  (CE PES),  Fa ku lt i  Kejuruteraa n  Ele ktrik ,  U ni ver sit i  Tek no l og i  MA RA,   4045 0   S ha h Alam,  Sela ngor,  M al a ys ia .       REFERE NCE S     [1]   D.  Petre uş,   S.  Dara ban ,   I.  Cio ca n,   T.  Pat ara u,   C.   Morel ,   and  M.  Mac hmou m,  “L ow  Cost  Sin gle   Stag e  Micro - inve rt er  with   M PP T  for  Grid  Co nnec t ed  Appli cat ions,”   So lar E n e rgy ,   vol .   92 ,   pp .   241 – 255,   Jun.   2 013.   [2]   J.  Jana ,   H.   Saha ,   and   K.   Das  B hat t ac har y a,  “A   Rev ie w  of   Inve r te r  Topol ogi es  f or  Single - Phase   Grid - Connec t ed   Phtovolt aic  Sys t em s,”   R ene wabl e  and  Susta inable  En ergy   Revie w s ,   vol. 72, pp. 12 56 – 1270,   May   2 017.     [3]   Z.   E .   T.   Te rnif i,  P.  Peti t ,   G.  B ac h ir,   and  M.  Ail le r ie ,   “Ne w  Topo lo gy  of  Photovolt a ic   Micro inv er te r  base d  on  Boost   Convert er , ”   Ener gy  Proce d ia ,   vo l.   119 ,   pp .   938 – 9 44,   2017 .   [4]   H.  A.   Sher   and   K.  E.  Addow ee s h,   “Mic ro - inve r t ers  —   Promisin g  Solut ions  in   S ola r   Photovolt aics,”  En ergy   for  Sustainabl e   Dev el opment ,   vo l. 1 6,   pp .   389 – 400 ,   2012.     [5]   M.  H.   Z are,  M.   Moham adi an ,   and  R .   B ei ran v and,  “Single - Sta ge  AC  Modul e   with   Seri es  Pow er  Dec oup li ng   Capa bility   for   C onnec t ing  PV   to   a   Singl e - Phase   Pow er  Grid, ”   IE T  Powe r   E le c tronic s ,   vol .   10,   no.   5,   pp .   517 – 524,   2017.   [6]   J.  J.   Shriginia  and  V.   Siva chidhamba r ana th an ,   “PV  Microi n ver te r   Topo logy   base d   on  Pha se  Shift   Pow er   Modulat ion   T echnique   using   Fre quenc y   Conversi on  Cir cui t , ”   in   2 016  Se cond   Int e rnational   Confe r enc e   on   S ci en ce  Technol ogy   Enginee ring a nd   Ma nageme nt  (ICO NST EM) ,   vol .   11 9,   pp .   281 – 284 ,  2016.     [7]   M.  Khal il i an,  M.  Mal eka ne   R ad,  E.  Adib ,   an d  H.  I .   Farz anehfard,  “Ne w  Si ngle - Stag e  Soft - Sw it chi ng  Flyb a ck  Inve rte r   for  AC   Module  Appl icati on   with  Si mp le   Ci rcu i t.,”   in  The  6th  Powe r  El e ct ronics,   Dr iv es  Syst ems  &   Technol ogi es  Co nfe renc e  ( PE DS TC   2015  ) ,   pp.   4 1 – 46 ,  2015 .   [8]   S.  Z .   Moha mm a d  Noor,  A .   M.   Omar ,   N.  N .   Ma hza n,   and   I .   R .   I bra him,  “A  rev i e w  of  Sing le - Ph ase   Singl e  St age  Inve rte r   Topo lo gie s  for  Photov olt aic  Sys tem, ”  in  Proc ee dings  -   2013  IE EE  4t h  Control  and   Syste m  Gr aduat e  Re search  Co ll oq uium,   ICSGRC   2 013 ,   pp .   69 – 74 ,  2013.   [9]   S  S.  Z .   Moham ma d  Noor ,   A .   M.  Omar ,   and   M.  A.   M.  R adzi,  “Single - Ph ase   Single   St age  Str ing  Inve rte r   for   Grid   Connec t ed  Phot ovolt aic  Sys tem, ”  Journal   of   App li ed   Me chan ic s  and  Mate ria ls,   v ol.   785 ,   pp .   177 – 181,   2015 .   [10]   S.  Kaka r ,   S .   M.   Ayob,  N .   M.   N ordin,  M.  S.   Ari f,   A.   Jus oh,   and   N.  D .   Muha mad,  “A  nove l  sin gle - phase   PWM   a symme t rical   m ult ilevel  inve r ter  with   nu mbe r   of  sem ic ondu ctor  sw it ch es  r ed uct ion , ”   Int ernati onal   Journal   of   Powe r E le c troni c  and  Dr ive  S yst em  (IJ PE DS) ,   vo l.   10 ,   no .   3 ,   pp .   1 133 – 1140,   2019 .   [11]   R  R.   Hasan   and   S.  Mekhi le f ,   “ Highly  Eff ic i ent  Flybac k   Microinve rte r   for  Grid - conne c te d   Roof top  PV   Sys te m,”   Solar E nergy ,   vo l.   146 ,   pp .   511 – 5 22,   2017 .   [12]   Te ch ina vo. com, “Re port   -   Glob al Sola r  Mi cro inv e rte r  Mark et,” 20 16.   [13]   N.  Mohd  Al i  e t  al . ,   “A  r evi e w  of  d iffe r ent  appl i ca t ions  of   Wi re le ss   Sensor   Network   (W S N)  in   monitorin g   reh abilitati on , ”   J ournal  of  Te le co mm unic ati on,   Elec troni c  and   Co mputer  Engi n ee r ing ,   vo l. 10, no.  1 – 9,   2018 .   [14]   R.   Pal ani sa my,  K.  Vij aya kum ar ,   V.   Venka tach al a m,  R.   M.  N a ray ana n ,   D .   Sar ava naku ma r ,   an d  K.  Sar ava n an,   “Sim ulation   of  var ious  DC - DC  c onve rte rs   for   photovoltaic  s ystem , ”  In te rnat ional   Journal  o f  E lectric a l  and   Computer  Engi n ee ring ( I JE C E) ,   vol.   9 ,   no .   2 ,   p .   9 17,   2019 .   [15]   A.  Raz i ,   M.  N .   Hiday at ,   and   M.  N.  Seroji,   “Mic roinv erter   Topol ogy  bas ed  Single - st age  Grid - connect e d  Photovolt aic   Sys te m :  A   Rev ie w, ”  Indon esian  Jo urnal  of  El e ct ri c al  Engi ne ering  a nd  Computer  Scienc e  (I JEECS) ,  vol.   11 ,   no .   2 ,   pp .   645 – 651 ,   2018 .   [16]   R.   Hasa n ,   S.   M ekhi l ef,  M.  Sey edm ah moudi an ,   and   B.   Horan,  “Gri d - Connecte d  Isolated  PV   Microi nver te rs:   A   Revi ew,”  Re new able   and   Sustain able   Ene rgy   Rev ie ws ,   vo l. 67, pp. 1065 – 1080,   Jan .   2017 .   [1 7 ]   K.  Y.  R aval  an d  V.  J.   Rupap a ra,  “Nove l   Mul ti le v el  Inve r te r   Design  wit h   Re duce d  D evi c e  Count, ”   in   201 8   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Curr ent   Tr ends  tow ards   Conve rging   Technol og ie s (I CCT CT ) ,   pp.   1 – 4 ,  2018 .     [1 8 ]   Z.  Ahmad   and   S.  N.   Singh,   “ I mprove d   modulati on   stra te gy   fo r  singl e  ph ase   g rid  conne c te d   tr ansforme rl ess  PV   inve rt er  t opo logies wit h  r eact iv e power  gen era t io n  ca p abi l it y , ”   So lar E nergy ,   vo l.  163,   pp .   356 – 37 5,   201 8.   [1 9 ]   A.  Aganz a - Torr es,   V.  C árd en as,   H.  Mirand a - Vi dal es,   and  J .   Al ca l á,   “De coup li n g  Capaci tor   Min im izati on   in   HF - li nk  Singl e - Phas e  Cyc loc onve rter ba sed   Microi n v ert er , ”   Solar  En ergy ,   vo l. 105, p p.   590 – 602 ,   201 4 .   [ 20 ]   V.  Berzan,   I .   Er mura ch i,   S.  Pos t oronc a,   and  C.   Radu,   “Mi cro - in ver te r  for   Photovolt aic  Modules, ”  in  Proc ee d ing s  of  the  2016  Int e rnational   Conf e renc e  and  Ex po siti on  on  E lectri cal   and  Powe r  Engi ne ering,   EPE  2016 ,   pp .   626 – 631 ,  2016 .   [2 1 ]     R.   K.  Surap aneni  and  A.   K.  Rat hore ,   “A  Si ngle - Stag e  CC M  Ze ta  Microinverte r  for  Sola r  Photovolt a ic   AC  Module, ”   2015  I EE E   Ene rgy   Co nve rs ion  Congre ss   and  Ex posit io n,   ECC E  2015 ,  v ol.   3 ,   no .   4 ,   pp .   8 92 – 900,   2015 .   [2 2 ]   R.   K.   Surapa n en i,   “Sola r   Microi n ver te r   Topo lo gies   for  Photovolt aic  Gene ration  Sy stem s,”   2017.   [2 3 ]   SEDA  Mala ysia G rid - Connec te d   Phot ovoltai c  Sys te ms   Design  Co urs e ,  2016.   [2 4 ]   Y.  Fang  and   X.   Ma,   “A  Novel   PV   Microi nver te r  wi th  Coupl e d  Induc tors  and   Double - Boost  Topol ogy, ”  IE E E  Tr ans act ions o n   Powe r E le c tron ic ,   vo l. 25, no. 12 ,   pp .   3139 – 3147 ,   2010.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   2 ,  J une  2020   :   79 2   –   8 0 0   800   [2 5 ]   H.  Athar i,  M.  N iroom and ,   and  M.  Ata ei ,   “R eview  and   Cla ss ific at ion   of  Cont rol   Sys te ms  in   Gri d - ti ed   Inve r te rs, ”   Re newab le   and   Sustainabl e   Ener gy  Revi ews ,   vol .   72 ,   pp .   1167 – 1 176,   2017 .   [2 6 ]   C   C.   Lucia no ,   K.  A.  Agana h ,   M.  Ndoye,   and   B.   Oni,   “Ne w  Sw it che d - Mult i - Source   Inve rt er   Topol ogy  with   Optim um  Nu mb er  of   Us ed  Sw it c hes, ” in  2018   IE EE   PE S/I AS Po werAf rica ,   2018 ,   pp.   414 – 419.   [2 7 ]   Tri na   Solar   Datas hee t ,   “Fra me d   7 2 - ce l l  Module , ”   2017 .   [2 8 ]   We bpag e   SEDA   Mala ysi a  ww w. seda . gov. my,  a c ce ss   at Sept em b er  15 th ,   2019 .     [2 9 ]   Y.  Cai,  Y.  Ji a,  a nd  Y.  Li,  “Ci rcu it   Analysis  of   A  Single   Phase  Mi cro -   Photovolt aic  Inve r te r , ”  in  2 012  Asia - Pacific   Powe r and Ener gy  Eng ine ering   Confe renc e ,  pp.   1 – 4 ,  2012 .       BIOGR AP HI ES  OF  A UTH ORS       Atika h  Ra zi  recei ved  h er  B ac h e lor  of  E lectr i ca l   Engi ne eri ng  in  2 010  from  Univ e rsiti   T eknol ogi   Mala ysia   and   M Sc  Industri al  E lectr oni cs  &   Cont rol  fro m  Univ er sity  of   Mal aya  i n  2013.   She   is   with  Center  for   Roboti cs  and  I ndustria l  Auto m at ion  (C eRIA),   Fakult i  Ke jurut e raa n  E le k tri k,   Univer siti   Te kni kal   Mal aysia   M el ak a,   Ja la n  Ha ng  Tua h  Jay a,   7 6100  Duria n  Tu nggal ,   Me la k a   (em a il :   a ti kah@ ute m . edu . my ).  Curre ntl y   lectur er  on - l ea v e  pur suing  PhD   study  in   Cent r e  of   El e ct ri ca l   Pow er   Engi n ee ring   Stu die s,  Univ ersit i   Te knologi MA RA,  Shah  Al am ,   S el angor .           Dr.  M.  Nabi l  H id ayat  re ce iv ed  his  El e ct ri cal  an d  El e ct ron ic   En gine er ing  Ba chelor’s  Degre e ,   Master s  of   Eng i nee ring   and   Ph. D.  Of   Eng ine er i ng  in   2006 ,   200 8  and   2011   r espe ctivel y   fro m   th e   Univer sity  of  T ott ori  Jap an.   Cu rre ntl y  h e  is  a   senior  l ec tu rer   in   Univer sity  T ek nologi   M ARA ,   Mala ysia .   He  is  a  m em be r  of  t he  Instit u te   of   El e ct roni cs,   Inf orma ti on   and  C omm unication   Engi ne ers  (IE IC E)  and  me mb er   of  the   The  Ill u mi nating  Eng ineeri ng  Insti tut e   o f  Japa n.   H e  is  al so  a   Regi st ered  Elec tr ical  Energy  Mana ger   (R EE M)  from   Ma la ysian   Elec tr ic  Comm ission,  Cert ified  En erg y   Mana ger   (C EM)  and  a  C ertifie d   Profess iona ls  in  Mea sureme n t  an d  Veri ficat ion  (CPM V) from   AEMA S.         As soc.   Prof.  Dr .   M.   Nawawi  Seroji   is  an   As socia t e  Profess or  at  th e  Fa cul t y  of  El e ct ri cal   Engi ne eri ng  (FK E),   Ui TM.   He  r e ce iv ed  his  fi rst  d egr ee  in  El e ct ri c al   Eng ineeri ng  f rom  UiTM  in  2001.   He  pursu ed  his  Master ’s  degr e e  in   Pow er  Elec troni cs  a nd  Drive s  at  Th e  Univer sity   of  Birm ingham  and   Th e   Univ ersit y   of  Notti ngh am  a nd  succ essfully  com pl et ed   th e  d oct ora l  d egr e e  in  Elec tr ic a l,   El e ct roni c  &  Comp ute r  Eng ine er ing   in  2008  from  T he  Univer sity  of   Birm ingham,   UK .   He   has   con t ribut ed   to   the  Fa cul ty   and   Ui TM  through   v ari ous   ad mi nistr at iv e   p osts:  Dea n   of   IPS is,  Deputy  Dea n  of   IPS is,  Hea d   of  Gr ad uat e   Studie s   (I PS is)  and  Hea d   of  C ent re   for   Pos tgra duat e   Studie s  (FK E).   He   is  al so  a  m em b er  to  I EEE  Prof essional   associa t ion  since  2003   and  cur ren t ly  i nvolve d  activel y  in   rese arc h   works   per tainin g  to   Pow er  E l ec tr on ic  High - Freque ncy  Conv ert er .         Ts.   Dr.   S.   Z ali ha  ob ta in ed  B a che lor   of   Elec tr ic a l  Engi ne eri ng   (Hons )  in   200 5,   MS c   Pow er   El e ct roni cs  in   2 008  and   Ph.D.   in  E lectr i cal  En gine er ing  in  20 18  from   Univer siti   Te kno logi  MA RA  (UiTM),   Ma la ysia .   She   is  cur ren tl y   a   Senior  L ecture r   at  th e   Faculty   of  Elec tr ical   Engi ne eri ng,   Ui TM.   She  h as  a uthore d  and  co - aut hore d   over   3 0  technical   pap ers  in  inde xed  int ern at ion al  jo urna l  and  conf ere nc es.   H er  r e sea rch   intere sts   are  r ene wabl e   ene rgy ,   powe r  el e ct roni cs,   mod el ing t   and   simul at ion ,   signa l  pro ce ss ing  and   e mb edde d  cont rol le r   appl i ca t ions.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.