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.   7 ,   No .   2 ,  J u n e   201 6 ,   p p .   349 ~ 3 5 7   I SS N:  2088 - 8 694           349       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  O v erla ppi ng  C a rrier  Ba sed S P WM  f o r a 5 - Lev el  Cas ca ded  H - br idg e Multil e v el Inv erte r       K urev e  D.   T er y i m a ,  G o s hw e  Y.   Nent a w e,   Ag bo   O .   Da v id    De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   F e d e ra l  Un iv e rsit y   o f   A g ricu lt u re ,   M a k u rd i,   Ni g e ria       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   2 0 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   J an   2 2 ,   2 0 1 5   A cc ep ted   Feb   4 ,   2 0 1 6       T h is  p a p e r  p ro p o se s  a   s w it c h in g   c o n tro l  f o r  a   c a s c a d e d   H - b rid g e   in v e rter   stru c tu re   w it h   re d u c e d   sw it c h e s  w h ich   is  u se d   to   im p ro v e   th e   T HD   p e rf o r m a n c e   o f   a   si n g le  p h a se   f i v e   le v e l  CH B  M L I.   T h e   m u lt i  le v e l  in v e rte r   is  sim u late d   f o r  th e   c o n v e n ti o n a l  c a rrier o v e rlap p in g   A P OD   a n d   th e   p ro p o se d   c a rrier  o v e rlap p in g   A P OD   p u lse   w id th   m o d u latio n   ( P W M )  sw it c h in g   c o n tro l   tec h n iq u e .   T h e   to tal  h a rm o n ic  d isto rti o n   (T HD )  o f   th e   o u t p u t  v o lt a g e s  a re   o b se rv e d   f o r  b o th   P W M   c o n t ro l  tec h n i q u e s.  T h e   p e rf o rm a n c e   o f   th e   s y m m e tri c   CH B  M L I  is  sim u late d   u si n g   M A TL A B/S i m u li n k .   It  i s  o b se rv e d   th a t  t h e   p r o p o se d   c a rrier  o v e rlap p in g   A P OD P W M   p ro v i d e s  o u tp u t  w it h   re lativ e l y   lo w   THD  a s  c o m p a re d   to   t h e   c o n v e n ti o n a l  c a rrier  o v e rlap p in g   A P OD P W M .   K ey w o r d :   Mu lti - le v el  i n v er ter   A P ODP W M   T HD   MA T L A B /S i m u li n k   Co p y rig h t  ©   201 6   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 :   Ku r ev e  D.   T er y i m a,     Dep ar t m en t o f   E l ec tr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   Fed er al  Un iv er s it y   o f   Ag r icu lt u r e,   Ma k u r d i - Ni g er ia   E m ail:  K u r ev e_ d t @ u a m . ed u . n g       1.   I NT RO D UCT I O N   An   i n v er ter   i s   d ef i n ed   as  a n   elec tr ical  d ev ices  t h at  co n v er t s   d ir ec t  cu r r en t  ( d c)   in p u t  v o ltag e  to   a n   alter n ati n g   c u r r en t  ( ac )   o u tp u t  v o ltag e  o f   d esire d   m a g n i tu d e  an d   f r eq u en c y   [ 1 - 4 ] .   ML I   ai m s   at  ac h ie v i n g   h ig h er   p o w er   b y   u s i n g   s er ie s   o f   p o w er   s e m i - co n d u cto r   s w itc h e s   w it h   s e v er al  lo w   D C   s o u r ce s .   Se v er a l   m u ltil e v el  to p o lo g ies  h a v e  e m er g ed   a n d   th e  m o s t  co m m o n   a m o n g s t  t h e m   in cl u d e  t h e  Dio d e - C la m p ed   Mu ltil e v el  I n v er ter   ( DC M L I ) ,   Fl y i n g - C ap ac ito r   Mu ltil e v el  in v er ter   ( F C M L I )   an d   C ascad ed   H - b r id g e  Mu ltil e v el   I n v er ter   ( C HB M L I )   [ 6 ] .   T h er e  ar e  n u m er o u s   s witch i n g   co n tr o l  tech n iq u e s   f o r   th e   C HB M L I   b u t   th er e  ar e  t w o   P u ls e   W id th   M o d u latio n   ( P W M)   tech n iq u e   m o s tl y   u s ed   in   m u ltil e v el  in v er ter   co n tr o l  s tr ate g y   [2 - 5 ] .     Fo r   h ig h   s w itc h i n g   f r eq u en c y ,   s tr ate g ies  s u c h   as  s p ac e  v ec to r   P W M,   Selectiv e  Har m o n ic s   E li m in at io n   P W M  an d   Sin u s o id al  P W M   ar e  u s ed .   Am o n g   t h ese  P W M  m eth o d s ,   SP W M  w h ic h   is   a  ca r r ier   b ased   d is p o s itio n   m e th o d   ( P DP W M,   P ODP W M  an d   A P ODP W M)   is   m o s tl y   u s ed   f o r   ML I   [ 6 - 9 ] .   I n   t h is   p ap er ,   a  M A T L A B /Si m u lin k   a n al y s i s   o f   t h e  T HD  a n d   Mo d u latio n   i n d ex   co m p ar i s o n   b et w ee n   th e  A P OD  SP W M  co n tr o l  s tr ateg y   a n d   a  ca r r ier   o v er lap p i n g   P W M  s tr ateg y   f o r   a  5   lev el  C HB   ML I   w it h   r ed u ce d   p o w er   s w i tch e s   is   p r esen ted .         2.   RE S E ARCH   M E T H O D     2 . 1 .     Ca s ca de  H - bridg e  M ultilev el  I nv er t er   B elo w   is   t h e  g e n er al  b lo ck   d iag r a m   o f   m u ltil e v el  i n v er ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   2 ,  J u n e   201 6   :   3 4 9   –   3 5 7   350                   Fig u r e  1 .   Gen er al  b lo ck   d iag r a m   o f   M L I       I n   g e n er al,   C a s ca d ed   H - b r id g e  M L I   h a s   t w o   co n f i g u r ati o n s   n a m el y   a s y m m etr ical  C HB   ML I     an d   s y m m etr ical  C HB   ML I .     2 . 1 . 1 .   Asy m m et rica l C H B   M L I   As y m m etr ical  ca s ca d ed   H - b r i d g e  m u ltil e v el  i n v er ter .   T h ese  ar e  C HB   ML I   in   w h ic h   at  le ast  o n e  o f   th e  d c  s u p p l y   s o u r ce   p r esen t s   d if f er e n t  a m p l itu d e,   t h at  is   H - b r id g e  ce lls   ar e  n o t  f ed   b y   eq u al  v o lta g e  a n d   th e   ar m   ce ll s   h av e   d if f er e n t e f f ec t  o n   t h e  o u tp u t  v o lta g e  s tep s .   As y m m etr ical  M L I   is   ill u s tr ated   w it h   f i v e  le v els   i n   th e  F i g u r e  2.         Fig u r e   2 . 7 - lev el  as y m m etr ical   C HB   ML I       2 . 1 . 2 .   Sy m m et rica l C H B   M L I     S y m m etr ical  ca s ca d ed   H - b r id g e  m u lti lev el  i n v er ter ,   as Fig u r e  3   ar e  th e  o n e  in   w h ic h   th e  a m p lit u d e  o f   th e  e n tire   d c  s u p p l y   s o u r ce   to   ea ch   H - b r id g e  ce ll s   is   eq u al   [ 4 ] .           Fig u r e   3 .  5 - lev el  s y m m etr ical   C HB   ML I       DC   in p u t  v o ltag e   Gatin g   s i g n al  co n tr o l   L o ad / A C   o u tp u t   ML I   ( n - le v el)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     A   Ove r la p p in g   C a r r ier B a s ed   S P W M fo r   a   5 - Leve l Ca s ca d ed   H - b r id g e  Mu ltil ev el  I n ve r ter   ( K u r ev e  D. T . )   351   Fo r   ex a m p le,   ea c h   le v el  ca n   g e n er ate  f iv e  d i f f er en t  v o lta g e  o u tp u ts   ± 2 V dc ,   ± 1 V dc ,   a n d   0 V dc  b y   s w itc h in g   t h e  d i f f er en t  s w itc h es  o n   a n d   o f f .   T h e  o u tp u t  v o lt ag e  o f   a  m u l tile v el  i n v er ter   i s   th e  s u m   o f   all   th e   in d iv id u al  i n v er ter   o u tp u ts .                            [ (       )   ⁄ ]   ( 1 )     W h er e:    V an   = 1 - Ø  v o lta g e  o u t p u t,  V a1…an =  Ou tp u t V o lta g e  o f   in d i v id u a l  m o d u le s ,   x =  n u m b er   o f   lev els.   T h e  Fo u r ier   tr an s f o r m   f o r   th e  s tep p ed   w av e f o r m   i s   ex p r ess e d   as;       (     )              [      (       )        (       )                (       ) ]      (       )       ( 2 )     W h er e  n =1 ,   3 ,   5 ,   7   …   E ac h   H - b r id g e  u n it  g e n er ates  a  s tair ca s e  w a v ef o r m   b y   p h a s e - s h i f ti n g   i ts   p o s iti v e  an d   n eg ativ e  p h a s e   s w itc h in g   t i m in g s .   Fu r t h er ,   ea ch   s w i tch in g   MO SF E T   al w a y s   co n d u ct s   f o r   1 8 0 ˚   ( o r   h alf   c y cle)   r eg ar d les s   o f   th e  p u ls e  w id th   o f   th e   q u as i - s q u ar e  w av e   s o   t h at  th i s   s w itc h in g   m eth o d   r es u lt s   i n   eq u alizi n g   t h e  c u r r en t  s tr ess   in   ea ch   ac ti v e  d ev ice.   C ascad e d   H - b r id g e  to p o lo g y   is   ch o s en   f o r   th is   p ap er .     2 . 2 .   Adv a nt a g es o f   Ca s ca ded   H - bridg e  M L I   T h e  ad v an tag e s   o f   C HB   M L I   co n f i g u r atio n   ar e  [ 3 ] :   i.   Stairc ase  w av e  f o r m   q u a lit y   wh ich   r ed u ce s   elec tr o m a g n etic  co m p ac tib il t y .     ii.   Mo d u lar it y   o f   co n tr o l c an   b e  ac h iev ed .     iii.   R eq u ir es le s s   n u m b er   o f   co m p o n en t s   to   ac h ie v e  th e  s a m e  n u m b er   o f   o u tp u t  v o ltag e  le v el s .       iv .   Dr a w s   in p u t c u r r en t  w it h   lo w   d is to r tio n .     2 . 3 .   Dis a dv a nta g es o f   Ca s ca ded   H - bridg e  M L I   T h e  d is ad v an tag e s   o f   C HB   ML I   co n f ig u r atio n   ar e  [ 3 ] :   i.   C o m m u n ica tio n   b et w ee n   t h e  f u ll - b r id g es  is   r eq u ir ed   to   ac h iev e  th e  s y n c h r o n izat io n   o f   r ef er en ce   an d   th e   ca r r ier   w a v e f o r m s .     ii.   Nee d s   s ep ar ate  d c  s o u r ce s   f o r   r ea l p o w er   co n v er s io n s ,   an d   t h u s   it s   ap p licatio n s   ar e  s o m e w h at  li m ited .     2 . 4 .   T y pes   o f   Ca rr ier  ba s ed  SPWM   T ec hn iqu e s   T h er e  ar e  d if f er en t   f o r m s   o f   m o d u latio n   tec h n iq u es  f o r   ML I .   Ge n er all y ,   in   th e   p u ls e  w id t h   m o d u latio n   tech n iq u e,   t w o   s ig n als ar e  u s ed ,   o n e  is   r ef er e n ce   s ig n al  a n d   th e  o th er   is   c ar r ier   s ig n a l [ 8 ] .     T h is   p ap er   a p p lied   ca r r ier   b ased   P W M  tech n iq u es  to   th e  C HB - M L I   b y   u s in g   m u lti p le  ca r r ier   w a v e f o r m s   an d   a  s i n u s o id al  r ef er en ce   w a v e  f o r m   [ 1 0 - 12 ] .   T h e  n u m b er   o f   ca r r ier   w a v ef o r m s   r eq u ir ed   to   p r o d u ce   Y  lev el  o u tp u t is ( x - 1 ) ,   w h er e  x   is   t h e   n u m b er   o f   ca r r ier   w av e f o r m s   [ 8 ] .     T h e  s in u s o id al  r ef er en ce   w a v ef o r m   h a s   p ea k   a m p l itu d e  A m   a n d   a  m o d u lati n g   f r eq u e n c y   f m .   T h e  tr ian g u lar   ca r r ier   w a v ef o r m s   h av e   a  p ea k   a m p lit u d e  A c   a n d   f r eq u en c y   f c .   T h e  s i n u s o id a l  r ef er en ce   s i g n a l  is   co n tin u o u s l y   co m p ar ed   w ith   all  th e  tr ian g u lar   ca r r ier   w a v e f o r m s .   W h e n ev er   th e  s in u s o id al  r ef er en c e   s ig n al/ w a v e f o r m   is   g r ea ter   t h an   t h e  ca r r ier   s ig n al,   a  m o d u lated   p u ls e   w id t h   i s   g en er ate d .   T h e  m o d u latio n   f r eq u en c y   r atio   m f   i s   g i v e n   as:                     ( 3 )     T h e  f o llo w i n g   ar e  C ar r ier   b ase d   Ov er lap p in g   SP W M  s tr ateg i es:     1 .   C ar r ier   Ov er lap p in g   P h ase  Dis p o s itio n   P W M  s tr ateg y   ( C O - P D  P W M)   I f   all  ca r r ier s   s elec ted   h a v e  th e  s a m e  p h a s e,   th e  m et h o d   is   p h ase  d is p o s itio n   m e th o d .   I t  is   g en er all y   ac ce p ted   th at  t h is   m et h o d   g i v es  r is e  to   t h e  lo w e s t  h ar m o n ic   d is to r tio n   i n   h ig h er   m o d u lati o n   in d ice s .   Fi g u r e   4  s h o w s   t h e  ar r an g e m en t p h ase  d is p o s itio n   P W M  m e th o 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.   7 ,   No .   2 ,  J u n e   201 6   :   3 4 9   –   3 5 7   352       Fig u r e   4 .   A r r an g e m en t o f   ca r r ier   o v er lap p in g   p h ase  d is p o s i ti o n   P W M  m et h o d       Fig u r e   4   d e p icts   t h e  C ar r ier   o v er lap p in g   P D  P W M  tec h n i q u e  ( C O - P D  P W M) ,   w h er e  t h e  ca r r ier s   w it h   t h e  s a m e  f r eq u en c y   f c   an d   p ea k   am p li tu d e  A c   ar e  ar r an g ed   s u c h   t h at  th e y   o v er lap   ea c h   o th er   [ 5 ] .       2 .   C ar r ier   Ov er lap p in g   P h ase  Op p o s itio n   Dis p o s itio n   P W M  s tr ateg y   ( C O - P OD  P W M)   T h e  ca r r ier   w av e s   i n   th e  p o s iti v e  p lan e  ar e  1 8 0 o   o u t o f   p h ase   w it h   t h o s e  in   t h e  n eg at iv e  p la n e.   T h er e  is   n o   h ar m o n ic  at  t h e  ca r r ier   f r eq u en c y   a n d   its   m u ltip les a n d   th e  d is p er s io n   o f   h ar m o n ic  o c cu r s   ar o u n d   t h e m .           Fig u r e   5 .   A r r an g e m en t o f   ca r r ier   o v e r lap p in g   P OD  P W M  m eth o d       3 .   C ar r ier   Ov er lap p in g   A lter n ate  P h ase  Op p o s itio n   Dis p o s i t io n   P W M  s tr ateg y   ( C O - A P O D  P W M)   E ac h   ca r r ier   in   t h is   m et h o d   is   p h ase  s h i f ted   b y   1 8 0 0   f r o m   it s   ad j ac en t  ca r r ier .   I t  is   s i m ilar   to   p h ase   o p p o s itio n   d is p o s itio n .   Fig u r e   6   s h o w s   t h e  o v er lap p in g   ca r r ie r   A P OD  P W M  s tr ateg y .           Fig u r e  6 .   T h e  ar r an g e m en t o f   ca r r ier   o v er lap p in g   A P OD  P W M  m e th o d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     A   Ove r la p p in g   C a r r ier B a s ed   S P W M fo r   a   5 - Leve l Ca s ca d ed   H - b r id g e  Mu ltil ev el  I n ve r ter   ( K u r ev e  D. T . )   353   Am p lit u d e  m o d u lat io n   i n d ex   f o r   C ar r ier   Ov er lap p in g   P D  PW M,   P OD  P W M,   an d   A P OD  P W M  is                       ( 4 )     2 . 5 .   Si m ula t io n   M o del         T h e  ca s ca d ed   5 - lev el  s i n g le  p h ase  C HB   M L I   u s ed   f o r   th i s   i m p le m en ta tio n   h as   t w o   d c  s o u r ce s   a n d   s ix   s w itc h es a s   s h o w n   in   Fig u r e   7            Fig u r e   7 .   5 - lev el  s in g le  p h a s e  C HB - M L I       T h e  m ai n   ad v a n ta g e  o f   th is   t y p e  o f   ar r an g e m e n t  is   it s   s i m p licit y   an d   i m p r o v e m e n t  o f   th e  o u tp u t   v o ltag e  r eso l u tio n   w i th   r ed u ce d   n u m b er   o f   co m p o n en t s   [ 1 1 ] .     2 . 5 . 1 .   O pera t io n o f   Ca s ca de d H - bridg e  o f   F iv e - lev el  M L I   T o po lo g y   I n   an   i n d i v id u al  H - b r id g e,   t h e  o u tp u t  v o ltag e   is   p o s iti v e  v o ltag e  ( +V dc ) ,   ze r o   v o lta g e  ( 0 V dc )   an d   n eg at iv e  v o ltag e  ( - V dc ) .   Hen c e  th e  d esire d   o u tp u t  v o ltag e  le v els  f o r   Fiv e - lev e l  C HB   ML I   ar e  ± 2 V,   ± 1 V,   an d   0 V.   T h e  s w itc h i n g   s tates  f o r   th e  v o ltag e  lev el s   ar e  p r esen ted   as  s h o w n   in   t h e  tab le  b elo w :       T ab le  1 .   Sw itch in g   s tate s   o f   m o d if ied   5 - lev el  C HB   ML I   S wi t chi ng  s e qu e nce s   V ol t age   l e v e l s   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6   0   1   0   1   0   1   + 2 V dc   0   1   1   1   0   0   + 1 V dc   1   1   1   0   0   0   0V dc   1   0   0   0   1   1   - 1V dc   1   0   1   0   1   0   - 2V dc       T h e  ab o v e  cir cu it   d iag r a m   i n   Fig u r e   7   a n d   it s   s w itc h in g   s tat e  in   T ab le  1   h av e   b ee n   m o d if i ed   to   av o id   s w itc h in g   lo s s   a n d   u n n e ce s s ar y   co s t.  T h i s   C HB   ML I   w it h   s i x   s w itc h es  a n d   t w o   b atter ie s   w il l  i m p r o v e  o u tp u t  w a v e f o r m   a n d   r ed u ce   to tal  h a r m o n ic  d is to r tio n .   On e  o f   t h e  d is tin g u is h i n g   f ea t u r es  o f   th e  ab o v e  cir cu it  i s   th a t   it  ca n   b e  u s ed   a s   s ev e n   lev el   an d   f iv e   le v el    C HB   M L I   r es p ec ti v el y ,   b y   m a k i n g   t h e  t w o   d c  in p u t   v o ltag e s   to   b e    d if f er en t ( as y m m etr ic)   an d   m ak e  t h e  t w o   d c  in p u t  v o lta g e    eq u al  ( s y m m e tr ic) .     2 . 6 .    P r o po s ed  O v er la pp ing   AP O DP WM   T ec hn iqu e   T h e  n e w   s w itc h i n g   tec h n iq u e  d ep lo y ed   f o r   th i s   p ap er   is   th e  ca r r ier   b ased   o v er lap p in g   A P OD  P W M  w it h   n o n - ze r o   o v er lap .   T h e  s tr ateg y   u s ed   in   th i s   f o r m   o f   te ch n iq u e  is   a  m o d if ied   o v er la p p in g   A P ODP W M   tech n iq u e  alr ea d y   k n o w n .   I t  i n v o l v es   p lacin g   t h e  tr ian g u lar   s i g n al s   i n   o v er lap p in g   m o d e  w it h o u t  cr o s s i n g   t h e   D i s c re t e , T s   =  5 e - 005  s . V o l t a g e   M e a s u r e m e n t v + - S e r i e s   R L C   B r a n c h S c o p e 4 M o s f e t 5 g m D S M o s f e t 4 g m D S M o s f e t 3 g m D S M o s f e t 2 g m D S M o s f e t 1 g m D S M o s f e t g m D S F r o m 5 [ C 1 ] F r o m 4 [ C ] F r o m 3 [ n o t B 1 ] F r o m 2 [ n o t B ] F r o m 1 [ A 1 ] F r o m [ A ] D C   V o l t a g e 2 D C   V o l t a g e 1 d o u b l e b o o l e a n b o o l e a n b o o l e a n b o o l e a n b o o l e a n b o o l e a n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   2 ,  J u n e   201 6   :   3 4 9   –   3 5 7   354   ze r o   tim e  a x is .   T h e y   ar e  ali g n ed   b o t h   in   t h e  p o s itiv e  a n d   n eg at iv e  p la n es  r esp ec ti v el y .   T h is   is   ill u s tr ated   as   s h o w n   in   t h e  Fi g u r e   b elo w :           Fig u r e   8 .   T h e  ar r an g e m en t o f   t h e  p r o p o s ed   ca r r ier   o v er lap p in g   A P OD  P W M       T h is   f o r m   o f   s w itc h i n g   i s   ca r r ied   o u t a t a   ca r r ier   f r eq u en c y   o f   5   k Hz  an d   a  f u n d a m e n tal  f r e q u en c y   o f   5 0   Hz.         3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S     Si m u latio n   o f   th e  s u g g ested   m o d u latio n   tec h n iq u es  f o r   co m p ar i s o n   f o r   a  C HB   M L I   w i th   r ed u ce d   s w itc h es  is   ca r r ied   o u t  u s i n g   MA T L A B /S i m u li n k   a n d   t h e  f o llo w i n g   p ar a m eter s   w er e  u s e d :  V dc   =1 0 0 V,   f c =   5   k Hz  an d   f m =  5 0   Hz,   M a =1 . 0 .   T h e  Sim u lated   co n tr o l  tech n iq u es,  Ou tp u t  Vo ltag e  w a v ef o r m   a n d   FF T   an al y s i s   o f   th e  5 - le v el  C HB - M L I   u s i n g   b o th   th e  C O - A P OD  an d   t h e  p r o p o s ed   C O - A P OD  P W M  ar e  p r esen ted .           Fig u r e   10 .   R ef er en ce   a n d   ca r r ier   f r eq u en c y   s i g n a l o f   C O - A P OD     0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 -2 - 1 . 5 -1 - 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     A   Ove r la p p in g   C a r r ier B a s ed   S P W M fo r   a   5 - Leve l Ca s ca d ed   H - b r id g e  Mu ltil ev el  I n ve r ter   ( K u r ev e  D. T . )   355       Fig u r e   11 .   R ef er en ce   a n d   ca r r ier   f r eq u en c y   s i g n a l o f   p r o p o s ed   C O - A P OD       T h e  r ef er en ce   s i g n al   b ein g   s u p er   i m p o s ed   o n   th e   s i x   c ar r ier   s ig n als   ar e  g en er ated   v ia  lo g i c   co m b i n atio n   i n   SIM U L I NK  a n d   ar e  u s ed   f o r   s w itc h i n g   th e  g ates  o f   t h e  p o w er   MO SF E T S.  A   p o in t   to   n o te  i s   th at  f o r   th e  p r o p o s ed   C O - AP OD,   th er e  is   n o   o v er lap   ac r o s s   th e  ze r o   ti m e  a x es.  T h e   u n iq u en e s s   o f   th e   p r o p o s ed   C O - A P OD  m o d u la tio n   s c h e m e  ad o p ted   h er ein   is   th a t  it  d is tr ib u tes  t h e  lo ad   ev en l y   ac r o s s   th e   s w itc h in g   co m p o n e n t s   th er eb y   r ed u ce   s w itch i n g   lo s s e s         Fig u r e   12 .   Ou tp u t  w a v ef o r m   o f   5 - le v el  s i n g le  p h ase  C HB   M L I   in   SIM UL I N K  f o r   C O - A P OD         Fig u r e   13 .   Ou tp u t  w a v ef o r m   o f   5 - le v els  s in g le  p h a s e  C HB   ML I   in   SIM U L I NK  f o r   p r o p o s ed   C O - A P OD   0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 -3 -2 -1 0 1 2 3 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 2 0 0 - 1 5 0 - 1 0 0 - 5 0 0 50 100 150 200 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   2 ,  J u n e   201 6   :   3 4 9   –   3 5 7   356       Fig u r e   14 .   FF T   an aly s is   o f   T HD  f o r   5 - lev el  C HB   ML I   u s i n g   C O - A P OD                 Fig u r e   15 .   FF T   an aly s is   o f   T HD  f o r   5 - lev el   C HB   ML I   u s i n g   p r o p o s ed   C O - A P OD       T h e  ab o v e  g r ap h   r ep r esen ts   th e  T HD  o f   t h e  5 - le v el  s i n g le   p h ase  C HB   M L I   f o r   t h e  d if f er en t   m o d u latio n   tech n iq u e s .   I n   th e  C O - A P OD,   th e  ev e n   o r d er   h ar m o n ic s   ar e  eli m i n ated   as  s h o w n   in   F ig u r e   1 4   b u t  in   t h e  p r o p o s ed   C O - A P OD  F FT   an al y s i s   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   1 5 ,   th e  ev en   o r d er   h ar m o n ics  ar e  co m p letel y   eli m i n ated .       4.   CO NCLU SI O N     T h is   p ap er   s u g g e s ts   a   n o v el  P W M  tech n iq u e  u s i n g   o v er lap p in g   A P OD  P W M  f o r   s w i tch i n g   p u l s es o f   a  5   lev el  C ascad ed   Mu l tilev e l  I n v er ter   w it h   r ed u ce d   n u m b er   o f   H - b r id g e s   w h i le  p r o d u cin g   d esire d   m u lti lev el   v o ltag e   o u tp u t.  Si m u latio n   u s i n g   M A T L A B /Si m u li n k   s o f t w ar e  w as   p er f o r m ed   to   s h o w   t h e  s u g g e s ted   tech n iq u e  f o r   C O - A P OD  P W M  p er f o r m ed   b etter   w it h   a  T HD  o f   3 4 . 4 4   %  as  co m p ar ed   to   th e  co n v en tio n al   CO - A P OD  P W M  w ith   a  T HD  o f   3 9 . 7 6 % .       RE F E R E NC E S   [1 ]   F . Z.   P e n g   a n d   J.S .   L a i,   " m u lt il e v e l  c o n v e rters ,   A   n e w   b re e d   o f   p o w e r  El e c tro n ics   c o n v e rters . "   IEE E  T ra n s   In d u stries   A p p li c a ti o n ,   2 0 0 3 :  1 0 9 8   -   1 1 0 7 .   [2 ]   J.  Ro d rig u e z ,   J.S .   L a i  a n d   F . Z.   P e n g ,   " M u lt il e v e l  In v e rter;  A   su rv e y   to p o l o g y   c o n tro l  a n d   a p p li c a ti o n . "   IEE E   T ra n s  In d u strial  El e c tro n ics ,   2 0 0 3 :  7 2 4 - 738 .   [3 ]   Ku m a r   Ja g d ish .   " T HD   A n a l y sis   f o r  d iffere n t  lev e ls  o f  c a s c a d e   m u lt il e v e l  in v e rter  f o r  in d u strial s  a p p li c a ti o n s."   IJETA E,   2 0 1 2 :  2 0 - 30 .   [4 ]   M .   Ka v it h a ,   A .   A ru n k u m a r,   N.  Go k u ln a t h   a n d   S .   A ru n .   " Ne w   c a sc a d e d   H - b ri d g e   m u lt il e v e l  in v e rter  to p o l o g y   w it h   re d u c e d   n u m b e r  o f   s w it c h e s an d   so u rc e s."   JEEE ,   2 0 1 2 :  2 6 - 3 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2088 - 8 694     A   Ove r la p p in g   C a r r ier B a s ed   S P W M fo r   a   5 - Leve l Ca s ca d ed   H - b r id g e  Mu ltil ev el  I n ve r ter   ( K u r ev e  D. T . )   357   [5 ]   G .   P re m   S u n d e r,   B.   S h a n th i ,   A La m e h i  Na c h iap p a n   a n d   S .   P .   Na t ra jan   " p e rf o r m a n c e   A n a l y s is  o f   m o d if ied   CHB   M L I  u sin g   v a rio u s ca rrier m o d u la ti o n   sc h e m e s" ,   IJES A .   V o l .   3   Iss u e   5   S e p t   - Oc t.   2 0 1 3   p a g e   3 1 0 - 3 1 6 .   [6 ]   E.   S a m b a th ,   S . P .   Na tara jan ,   a n d   C. R.   Ba lam u ru g a n ,   " P e rf o r m a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   M u lt i  Ca rrier   Ba se d   P W M   T e c h n iq u e s  f o r  S in g le P h a se   F iv e   L e v e l  H - Brid g e   Ty p e   F CM L I" ,   I OSR  Jo u r n a l  o f   En g in e e rin g ,   Vo l u m e   2 ,   Iss u e   7 ,   P P   8 2 - 9 0 ,   J u ly   2 0 1 2 .   [7 ]   V in a y a k a   B. C  a n d   S .   Na g e n d ra   p ra sa d ,   M o d e li n g   a n d   d e sig n   o f   5 - lev e l  CHB  M L I  w it h   d c /d c   b o o st  c o n v e rter,   In tern a ti o n a l  j o u r n a l  o f   En g in e e ri n g   re se a rc h   a n d   A p p li c a ti o n ,   Ju n e   2 0 1 4 .   [8 ]   R.   Ra jes h ,   M .   Ba las u b tam a n i  a n d   J.  G o w rish a n k a r,   " N e w l y   c o n stru c te d   sin g le  p h a se   m u lt il e v e l  in v e rter  f o r   d istri b u ted   e n e rg y   re so u rc e s" ,   IJE T ,   p p .   1 4 4 5 - 1 4 5 2 ,   A p ril   2 0 1 3 .   [9 ]   Up v a n   Ta m ra k a r,   C. S .   S h a r m a   a n d   S u d h ir  P h u lam b rik a r,   " A n a l y s is  a n d   si m u l a ti o n   o f   sin g le  p h a se   a n d   th re e   p h a se   se v e n   lev e l   in v e rter " ,   In tern a ti o n a l  Jo u r n a l  f o r  S c ien ti f ic Re se a rc h   a n d   De v e lo p m e n t,   V o l.   2   issu e   7 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   Eb ra h im   Ba b a c i,   A   c a sc a d e d   m u lt il e v e l  c o n v e rter t o p o l o g y   w it h   re d u c e d   n u m b e r  o f   s w it c h e s.  IEE E  T ra n s o n   P o w e r  El e c tro n ics ,   V o l. 2 3   No .   6 ,   No v .   2 0 0 8 .   [1 1 ]   C.   Ka n n a n ,   a n d   C. K .   Kish o re ,   “ A   Co m p a risio n   o f   T h re e   P h a se   2 7   L e v e l  In v e rter  S c h e m e   u n d e r  No   L o a d   a n d   M u lt i p le  L o a d   Co n d it io n s” ,   Bu ll e ti n   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g   a n d   In f o rm a ti c s  V o l.   3 ,   N o . 4 ,   p p .   2 4 5 - 2 5 0 ,   De c e m b e r  2 0 14.   [1 2 ]   S u ro s o ,   A g u n g   M u b y a rto ,   T o sh ih ik o   No g u c h i,   “ A   Diffe re n t  S in g le - P h a se   H y b rid   F iv e - L e v e l  V o l tag e   S o u rc e   In v e rter Usin g   DC - V o lt a g e   M o d u les ” ,   T E L KO M NIK A ,   V o l. 1 2 ,   No . 3 ,   p p .   5 5 7 - 5 6 2 ,   S e p tem b e r  2 0 1 4 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       En g r .   Te r y i m a   D.  K u r e v e ,   is  c u r re n tl y   u n d e rg o i n g   a   P h D   in   P o w e r  El e c tro n ics   a n d   h o ld s  a   M a ste r  o f   En g in e e rin g   (M . En g . )  i n   Co m m u n ica ti o n s  f ro m   th e   F e d e ra l  Un iv e rsit y   o f   Ag ricu lt u re ,   M a k u rd i - Nig e ria,  He   is  a   L e c tu re r  a t  th e   De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   F e d e ra l  Un i v e rsity   o f   Ag ricu lt u re ,   M a k u rd i - Nig e ria.  His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o w e r  c o n v e rters ,   se n so rles s  c o n tro ll e r s  a n d   re n e w a b le  e n e rg y .   He   is   a   re g ister e d   a n d   p ra c ti c in g   En g in e e r.           En g r .   Dr .   Ne n ta w e   Y.  G o s h w e ,  h o l d s  a   P h D  in   P o w e r  El e c tro n ics   f ro m   Un i v e rsit y   o f   Nig e ria,  Ns u k a - Nig e ri a .   He   is  lec tu re r  a t  th e   De p a rtm e n t   o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g in e e ri n g   a n d   th e   Dire c to r  o f   Dire c to ra te  o f   In f o rm a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n   T e c h n o lo g y   (ICT ),   F e d e ra l   Un iv e rsit y   o f   Ag ricu lt u re ,   M a k u rd i - Nig e ria.  He   is  a   Re g i ste re d   En g in e e r  w it h   th e   Co u n c il   f o r  th e   Re g u latio n   o f   En g in e e rin g   in   Nig e ria  (COREN)   a n d   h a s  a   w id e   r a n g e   o f  p ra c ti c a l  e x p e rien c e s.  His m o st r e c e n t  in tere sts a re   in   Re n e wa b le en e rg y ,   P o w e r  c o n v e rters   a n d   c o n tro ll e rs.           En g r .   Da v id   O .   Ag b o ,  is  c u r re n tl y   u n d e rg o in g   a   P h D  in   El e c tr o n ics   a n d   h o l d s  a   M a ste r  o f  En g in e e ri n g   (M . En g . )  in   El e c tr o n ics   f ro m   th e   F e d e ra l  Un iv e rs it y   o f  A g ricu lt u re ,   M a k u rd i - Nig e ria,  He   is  a   L e c tu re r  a t  th e   De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   F e d e ra l   Un iv e rsit y   o f   Ag ricu lt u re ,   M a k u rd i - Nig e ria.  His  re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   p o w e r  c o n v e rters ,  m icro - c o n tro ll e rs,  d ig it a l  im a g in g .   He   is  a   re g istere d   a n d   p ra c ti c i n g   En g in e e r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.