I n t e r n at ion al   Jou r n a l   of   P owe r   E l e c t r on ic s   an d   Dr ive  S ys t e m   ( I J P E DS )   Vo l .   8 ,   N o .   4 De c e m b e r   201 7 ,   pp.   1494 ~ 1502   I S S N:  2088 - 8 694 DO I 10 . 11591/ i j pe d s . v 8 i 4 . pp 1494 - 1502             1494       Jou r n al  h o m e page ht tp: // iaes jour nal. c om/onli ne / index . php/I J P E DS   M S P WM   B ase d   I m p le m e n t at io n  of   N ov e 5 - l e v e I n ve r t e r   w ith   P h ot ov ol t ai c   S y st e m       R.   P al an is am y K .   Vij ayak u m ar ,   D. S e l vab h a r at h i   D e p art men t   o E l ec t ri c a l   an d   E l ec t ro n i c s   E n g i n ee r i n g ,   S RM  U n i v e rs i t y ,   K at t an k u l at h u r,   C h e n n ai ,   I n d i a         Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d   A ug  20 ,   201 7   R e vi s e   S e 5 ,   201 7   A c c e pt e S e 29 ,   201 7       T h i s   p ap e p ro p o s e s   n o v el   5 - l e v el   DC - AC   co n v e rt e r   ci r c u i t   u s i n g   w i t h   6   p o w e r   s emi c o n d u c t o s w i t c h e s .   T h e   p ro p o s ed   mu l t i l e v e l   i n v e rt e g en e rat e s   fi v e - l ev e l   a c   o u t p u t   v o l t ag e   b y   i m p l emen t i n g   Mu l t i - c arri e s i n u s o i d a l   p u l s w i d t h   mo d u l at i o n   (MSP W M)  t ec h n i q u e   w i t h   r e d u ce d   n u m b e o s w i t c h e s .   T h e   v o l t ag e   s t re s s   o n   e a c h   s w i t ch i n g   d e v i ce s   an d   c o mmo n   m o d e   v o l t ag e   c a n   b e   mi n i m i z e d   fr o m   t h e   s u g g e s t e d   s y s t em .   T h e   d e s i g n ed   s y s t em   g i v e s   b e t t e r   c o n t ro l l e d   o u t p u t   cu rr e n t   an d   i m p ro v ed   o u t p u t   v o l t ag e   w i t h   d i mi n i s h e d   t o t al   H armo n i c   D i s t o rt i o n   v a l u e .   T h e   o p e rat i n g   p ri n ci p l e s   o t h e   p ro p o s ed   i n v e rt e r   are   d i s cu s s e d .   D In p u t   fo t h e   p ro p o s ed   s y s t em   i s   o b t ai n ed   fro m   P V   S y s t em .   Fi n a l l y ,   an   e x p e r i m en t al   p ro t o t y p e   o t h e   p ro p o s e d   s y s t em   w i t h     12 - V   i n p u t   v o l t ag an d   2 0   V / 5   W   o u t p u t   i s   i m p l eme n t e d   al o n g   w i t h   s i mu l at i o n   o u t p u t   o t h e   w a v e fo r m   t o   t h e   l o a d .   T h e   e ffi c i en cy   a n d   t h re d u c t i o n   o h ar mo n i c   co n t e n t   ar e   d i s cu s s e d .   K e y w o r d:   E l e c t r o m a g ne t i c   i n t e r f e r e nc e   ( E M I )   M u l t i - c a r r i e r   S i ne - wa v e   P u l s e   W i dt h   M o du l a t i o n   ( M S P W M )   M u l t i l e v e l   i nve r t e r   ( M L I )   N o v e l   5 - l e ve l   i nve r t e r     T ot a l   Ha r m o ni c   D i s t or t i o n   ( T HD )     Co p yr i g h t   ©   201 7   In s t i t u t o f   A d va n ced   E n g i n e e r i n g   a n d   S ci e n ce   A l l   r i g h t s   r e s er ved .   C or r e s pon din A u th or :   R .   P a l a ni s a my   De pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c s   E n g i ne e r i n g,   S R M   Uni ve r s i t y ,     K a t t a n ku l a t h ur ,   C h e nna i .   E m a i l kr s pa l a ni @g m a il . c o m       1.   I NT RODU C T I ON     R e n e wa bl e   e n e r g y   i s   e n e r g y   ge n e r a t e f r o m   n a t ur a l   r e s o ur c e s s uc h   a s   s u nl i g h t ,   w i n d,   r a i n ,   t i de s   a n g e ot h e r m a l   he a t whi c h   a r e   r e n e wa bl e   ( n a t ur a l ly   r e p l e ni s h e d) .   R e n e wa bl e   e n e r g y   t e c hn o l o g i e s   r a n ge   f r o m   s o l a r   po we r ,   wi n po we r ,   hy dr o e l e c t r i c i t y / mi c r o   hy dr o ,   bi o m a s s   a n bi o f ue l s   f o r   tr a n s po r t a t i o n .     Al t e r n a t i v e   e n e r g y   i s   a   t e r m   u s e d   f o r   a n   e n e r g y   s o ur c e   t h a t   i s   a n   a l t e r n a t i v e   t o   us i n f o s s i l   f ue l s .   Ge ne r a l ly ,   i t   i nd i c a t e s   e n e r g i e s   t ha t   a r e   n o n - t r a di t i o n a l   a n h a ve   l o e nvi r o nm e n t a l   im pa c t .   T h e   t e r m   a l t e r n a t i v e   i s   us e to  c o n t r a s t   wi t h   f o s s il   f ue l s   a c c o r d i n to   s o m e   s o ur c e s .   B y   m o s t   de f i ni t i o ns   a l t e r n a t i v e   e n e r g y   do e s n' t   h a r m   t he   e nvi r o nm e n t ,   a   di s t i n c t i o n   w hi c h   s e p a r a t e s   i t   f r o m   r e n e wa bl e   e n e r g y   w hi c h   m a y   o r   m a y   n o h a v e   s igni f i c a n t   e nvi r o nm e n t a l   i m pa c t .   T h e   s u n   i s   pr o b a bly   t h e   m o s t   i m po r t a n t   s o u r c e   o f   r e n e wa bl e   e n e r g y   a v a il a bl e   t o da y .   T r a d i t i o n a ll y ,   t h e   s u n   h a s   pr o vi de e n e r g y   f o r   pr a c t i c a ll y   a l l   li v i ng  c r e a t ur e s   o n   e a r t h ,   t h r o ugh   t h e   pr o c e s s   o f   ph o to s y n t h e s i s ,   i n   w hi c h   p l a n t s   a bs o r b   s o l a r   r a di a t i o n   a n c o nv e r t   i t   i n t o   s to r e e n e r g y   f o r   gr owt h   a n d   de v e l o p m e n t .   S c i e n t i s t s   a n e n g i ne e r s   to da y   s e e to   u t i l i z e   s o l a r   r a di a t i o n   d i r e c t l y   by   c o nv e r t i n i t   i n t o   us e f u l   h e a t   or   e l e c t r i c i t y .   T h e   u ni que   a d v a n t a ge s   o f   u s i ng  po w e r   e l e c t r o ni c   c o upl i ng s   h a ve   b e e d i s c u s s e d   t h r o ugh o u t   t h e   pa pe r   a n c a n   be   s u m m a r i z e i n   t h e   f o l l o w i ng  f e a t ur e s   l i ke   f l e xi b il i t y   t o   i n t e gr a t e   e n e r g y   s t o r a ge   uni t s ,   M a xi m u m   po we r   po i n t   tr a c ki n g   f o r   P a n d   w in e ne r g y   s y s t e m s ,   D i s pa t c hi ng  c a pa bil i t i e s   w i t h   e ne r g y   s to r a ge   uni t s ,   I m pr o v e e f f i c i e n c y ,   Va r i a bl e   s pe e o pe r a t i o n   a bi li t y   a l l o w i n g   f o r   f ue l   u s a ge   o pt i mi z a t i o n .   R e n e wa bl e   g e n e r a t i o n   u ni t s   a r e   W i nd  e n e r g y   s y s t e m ,   P h o to v o l t a i c   s y s t e m ,   wa v e   e n e r g y   s y s t e m .   T h e   a b o v e   s y s t e m s   t h e   po we r   e l e c t r o ni c   de vi c e s   c a n   b e   us e i n   p l a c e   o f   t r a di t i o n a l   po we r   de vi c e s   s uc h   a s   s w i t c h e s ,   c a pa c i t o r s ,   i n duc t o r s   e t c .   a n c a n   p e r f o r m   s e v e r a l   o f   t h e s e   f u n c t i o n s   w i t h   a   s i ng l e   d e vi c e .   T he   po we r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E DS     I S S N:  2088 - 8 694       M SP W M   B as e I mple me ntat ion  o N ov e 5 - lev e I nv e r ter   w it P hotovoltai c   Sy s tem ... ( R .   P alani s amy )         1495   e l e c t r o ni c   c o up l i ng  a c c e pt s   po we r   f r o m   d i s t r i b ut e e n e r g y   s o ur c e s   a n c o nv e r t s   i t   a s   de s i r a bl e   po we r   w i t h   f r e qu e n c y   a n v o l t a ge .   I n   r e c e n t   da y s   M u l t il e v e l   i nve r t e r   ( M L I )   t e c h n o l o g i e s   b e c o m e   a   i n c r e d i b ly   m a i c h o i c e   i t h e   a r e a   o f   hi g h   po we r   m e d i u m   v o l t a ge   e n e r g y   c o n t r o l .   T ho ugh   m u l t il e v e l   i nve r t e r   h a s   a   n u m be r   o f   a d v a n t a ge s   i t   h a s   dr a wb a c k s   i n   t h e   v e i o f   hi g h e r   l e v e l s   b e c a us e   o f   us i n m o r e   n u m be r   o f   s e mi c o n duc t o r   s w i t c h e s .   T hi s   m a y   l e a d s   t o   v a s t   s i z e   a n d   pr i c e   o f   t h e   i nve r t e r   i s   ve r y   hi g h .   S o   i n   o r de r   to   o v e r c o m e   t hi s   pr o bl e t h e   n e w   m u l t i l e ve l   i nve r t e r   i s   pr o po s e w i t h   r e duc e d   n u mb e r   o f   s w i t c h e s .   M u l t i   c a r r i e r   S P W M   t e c hni que   i s   us e f o r   ge n e r a t i o n   o f   s t e ppe m u l t i l e ve l   o ut pu v o l t a ge   f r om   t h e   pr o po s e s y s t e m .       2.   P S YST E M S   Al t h o ugh   a   P a r r a y   pr o duc e s   po we r   wh e n   e x po s e to   s unl i g h t ,   a   n u m be r   o f   o t h e r   c o m po n e n t s   a r e   r e qu i r e t o   p r o pe r l y   c o nv e r t ,   c o n tr o l ,   d i s t r i b ut e ,   a n s to r e   t h e   e n e r g y   pr o duc e by   t h e   a r r a y .   De p e n d i ng  o t h e   f u n c t i o n a l   a n d   o pe r a t i o n a l   r e qu i r e m e n t s   o f   t h e   s y s t e m ,   t h e   s pe c if i c   c o m po n e n t s   r e qu i r e d   m a y   i nc l ude   m a j o r   c o m po ne n t s   s uc h   a s   i nv e r t e r ,   b a tt e r y   b a n k,   c h a r ge   c o n t r o l l e r   a n a n   a s s o r t m e n t   o f   b a l a nc e   o f   s y s t e m   ( B OS)   h a r dwa r e ,   i n c l ud i ng  w i r i ng,   o v e r c ur r e n t ,   s u r ge   pr ot e c t i o n ,   a r c   f a u l t   pr o t e c t i o n ,   d i s c o nn e c t   de vi c e s   a n d   ot h e r   p o we r   pr o c e s s i n e qu i p m e n t .   B a c b o n e   o f   a   s o l a r   P s y s t e m   i s   s o l a r   pa n e l s   w hi c h   c o nve r s un’ s   e n e r g y   i n t o   DC   e l e c t r i c i t y .   s o l a r   pa n e l   i s   m a de   o f   n u m be r   o f   s o l a r   c e ll s ,   t h e s e   c e l l s   a r e   c o nne c t e s e r i e s   a n pa r a ll e l   w i t hi n   a   pa n e l   t c r e a t e   de s i r e d   v o l t a ge ,   c ur r e n a n po we r   o u t pu t s .     T h e s e   c o nne c t e P c e l l   c i r c u i t s   a r e   t h e n   s e a l e d   i n   a n   e nvi r o nm e n t a l ly   pr ot e c t i ve   l a mi na t e ,   to  m a ke   a   s o l a r   P pa n e l s   w hi c h   a r e   t h e   f u n d a m e n t a l   b u i l d i ng  bl o c ks   o f   P s y s t e m s .   S i mi l a r   to   c e l l   c o nn e c t i o ns   w i t hi a   s o l a r   P pa n e l s   n u m be r s   o f   s o l a r   pa n e l s   a r e   c o n n e c t e i n   s e r i e s   a n pa r a ll e l   t o   o b t a i n   de s i r e s   po we r   o u t pu t s .   A   gr o up  o f   s uc h   c o nne c t e s o l a r   pa n e l s   a r e   c a l l e s o l a r   a r r a y .   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   P m o d u l e s   a n a r r a y s   a r e   ge n e r a l ly   r a t e a c c o r di n to   t h e i r   m a xim u m   DC   po we r .   T o da y s   ph o to v o l t a i c   m o d u l e s   a r e   e x t r e m e ly   s a f e   a n r e li a bl e   pr o duc t s ,   wi t h   mi n i ma l   f a il ur e   r a t e s   a n pr o j e c t e s e r vi c e   l if e t i m e s   o f   25  to   40  y e a r s .   M o s t   m a j o r   m a n u f a c t ur e r s   o f f e r   wa r r a n t i e s   o f   20  o r   m o r e   y e a r s   f o r   m a i n t a i n i ng  a   hi g h   p e r c e n t a ge   o f   i n i t i a l   r a t e po we r   o u t pu t.   S i m u l a t i o n   m o da l   o f   P s y s t e m   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   1.                   F i g ur e   1.   s i m u li nk   d i a gr a m   P s y s t e m   M o du l e         3.       P ROP OS E RE DU CE S WI T CH  5 - L E VE L   I NV E RT E S YST E M   T h e   de m a n d   f o r   H i g h   Vo l t a ge   ( HV )   a n hi g h   po we r   a pp l i c a t i o ns   i s   a l s o   i n c r e a s i ng  r a p i d ly .   A t   t h e   s a m e   t i m e   t h e r e   a r e   i n c r e a s i ng  c o n s t r a i n t s   w i t h   r e s pe c t   to   s i z e ,   v o l u m e ,   c o s t   a n we i g h t   o f   t h e   s y s t e m s .   T hi s   r e s t r i c t s   t h e   us e   o f   l o f r e que n c y   h e a vy   we i g h t   t r a n s f o r m e r s   i n   HV   a n hi g h   po we r   a ppl i c a t i o ns   whic h   wo u l d   h a v e   b e e n   a   vi a bl e   s o l ut i o n .   Al s o ,   t h e   us a ge   o f   l o f r e que nc y   t r a n s f o r m e r   r e s t r i c t s   t h e   v a r i a t i o n   i n   in put   a n d   o u t pu t   v o l t a ge .   T h us ,   t h e r e   i s   a   r e qu i r e m e n t   f o r   powe r   c o n d i t i o n e r s   w hi c n o t   o nl y   g i ve   e x t e n de d   b a n dw i dt f o r   v a r i a t i o n s   i i n put   a n o ut pu t   v o l t a ge   b ut   a l s o   h a ve   t h e   a dva n t a ge s   o f   l o we i g h t ,   l o c o s a n d   c o n t r o l l a bi li t y .   F o r   t h e s e   r e a s o ns ,   t h e   HV   po we r   c o n v e r t e r s   a r e   a t   t h e   f o c a l   po i n t   o f   c o n t i n u i ng   s t ud i e s   f o r   t h e   r e s e a r c h e r s .   Am o n t h e   v a r i o us   o pt i o n s ,   M u l t i l e ve l   I nv e r t e r s   ( M L I )   a r e   a   go o s o l ut i o f o r   HV   a pp li c a t i o ns ,   a s   t h e y   a r e   s uppo r t e by   a d v a n t a ge s   li ke   hi g h   po we r   qua l i t y   ( l o T HD ) ,   r e duc e s w i t c hi ng  l o s s   a n l o we r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 694   IJ P E DS    V o l .   8 ,   N o .   4 De c e m b e r   201 7     1494     1 502         1496   dv /dt   s t r e s s .   T h e   pr o p o s e 5 - l e ve l   i nve r t e r   us e c o n t r o l l e po we r   s e m i c o n duc t or   s w i t c h e s   a n c l a m p i ng   d i o de s ,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   2.           F i g ur e   2.   P r o p o s e 5 - l e ve l   i nve r t e r   c i r c u i t       3. 1.       M od e s   of   Op e r at ion   M OD E   1:  Dur i n t hi s   m o de   o f   o pe r a t i o n ,   v o l t a ge   ge n e r a t e i s   e qua l   t o   + ( 1/2) Vdc .   T h e   c ur r e n t   f l o w   i s   f r o m   S1 - S3 - Lo ad - S6 - S4 - C 1,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   3a .   M OD E   2:  Dur i n t hi s   m o de   o f   o pe r a t i o n ,   v o l t a ge   ge n e r a t e i s   e qua l   to     ( 1/2) Vdc .   T h e   c ur r e n f l o w   i s   f r o m   S2 - S4 - Lo ad - S5 - C 1,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   3b .   M OD E   3:  Dur i n t hi s   m o de   o f   o pe r a t i o n ,   v o l t a ge   ge n e r a t e i s   e qua l   t o   + Vdc .   T h e   c ur r e n t   f l o i s   f r o m   S 1 - S3 - Lo ad - S6 - S2 - C 2,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   3c .   M OD E   4:  Dur i n t hi s   m o de   o f   o pe r a t i o n ,   v o l t a ge   ge n e r a t e i s   e qua l   t o   - Vdc .   T h e   c ur r e n t   f l o i s   f r o m   S 2 - S4 - L o a d - S5 - S1 - C 1,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   3d.   M OD E   5:  Dur i n t hi s   m o de   o f   o pe r a t i o n ,   v o l t a ge   ge n e r a t e i s   e qua l   t o   Vdc ,   s w i t c h e s   S a n S a r e   c l o s e d,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   3e   a n T a bl e   s h o ws   o p e r a t i n m o de s   w i t h   s w i t c h   c o n d i t i o n s .           ( a )   ( b )     F i g ur e   3.   M o de s   o f   o pe r a t i o n   ( a )   ( Vdc /2)     ( b )   - ( Vdc /2)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E DS     I S S N:  2088 - 8 694       M SP W M   B as e I mple me ntat ion  o N ov e 5 - lev e I nv e r ter   w it P hotovoltai c   Sy s tem ... ( R .   P alani s amy )         1497       ( c )   ( d)     ( e )     F i g ur e   3.     M o de s   o f   o pe r a t i o n   ( c )     Vdc       ( d)   Vd c   ( e )   V       T a bl e   1.   Ope r a t i n M o de s   w i t h   S w i t c h   C o n d i t i o ns   M O D E S   S1   S2   S3   S4   S5   S6   D1   D2   M O D E  1   X     X   X     X     X   M O D E  2     X     X   X       X     M O D E  3   X   X   X       X       M O D E  4   X   X     X   X         M O D E  5         X     X             4.       M UL T I CA RR I E S I NU S OI DA L   P UL S E   WI DT M ODUL AT I ON  ( M S P WM )   I n   o r de r   to   p r e s e r v e   o r   r e duc e   s y s t e m   c o s t   or   s t r u c t ur e ,   i m pe r a t i v e   t o   m a i n t a i n   t he   s h o ot   t h r o ugh   r a t i o   a s   c o n s t a n t .   A t   t h e   s a m e   t o   r e duc e   t h e   v o l t a ge   s t r e s s   a c r o s s   t h e   po we r   s w i t c h e s ,   t h e   b o o s t e v o l t a ge   w i t pr o pe r   v a r i a t i o n   o f   m o du l a t i o n   i nde x .   B a s e o t h e   M S P W M   s c h e m e   c o n t r o l ,   t h e   n o v e l   5 - l e v e i nve r t e r   o pe r a t e e i t h e r   po s i t i v e   o r   z e r ga t i n pu l s e   s e que n c e ,   whi c h   i s   s h o wn   i n   F ig ur e   4.   C o n s t a n t   b oo s r a t i o   o f   t h e   pr o p o s e s y s t e m   de f i ne a s ,                     (   )                                                                                 ( 5)     W h e r e   t h e   B   i s   b o o s t   r a t i o   &   M   i s   m o du l a t i o n   i n d e x .   An t h e   r i pp l e   c o n t e n t   i n   t h e   i n duc t o r   i s ,                                                                                                                           ( 6)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 694   IJ P E DS    V o l .   8 ,   N o .   4 De c e m b e r   201 7     1494     1 502         1498   He r e   i s   a pp li e d   v o l t a ge ,   K - c o n s t a n t ,   f - f r e que nc y ,   L -   de s i g n   v a l ue   i nduc t a nc e A   t r i a n g l e   c a r r i e r   wa v e   i s   e v a l ua t e w i t h   a   t h r e e   p h a s e   r e f e r e n c e   s i ne   w a v e ,   e a c h   p h a s e   f o r   a   po s i t i v e   s i de   s w i t c h   s h o ot   t h r o u gh   s t a t e   o c c ur s   e v e r y   t i m e   t h e   t r i a n g l e   pe a v a l ue   o v e r s h o ot s   t h e   s i nus o i da l   p e a a m p li t ude ,   s o   t w i c e   f o r   e a c p h a s e   i n   o ne   c y c l e   o f   o pe r a t i o n         F i g ur e   4.   s w i t c hi n g   pu l s e   ge n e r a t i o n   us i ng  M S P W M       5.       S I M UL AT I ON  RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T h e   S i m u l a t i o n   r e s u l t s   we r e   v e r i f i e i n   M a t l a b   R 2016a .   F i g ur e   s h o ws   t h e   m a t l a b   s im u l a t i o m o de l   o f   t h e   pr o p o s e n o v e l   i nve r t e r   s y s t e m .   F ig. s h o ws   t h e   o u t pu t   p o we r   ge n e r a t e f r o m   P s y s t e m s .   P r o p o s e 5 - l e v e l   o ut pu v o l t a ge   w i t h   d i r e c t   dc   s upp l y   a n w i t h   P s y s t e m   i s   s h o wn   i F ig ur e   a n d   F ig ur e   r e s pe c t i ve ly .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E DS     I S S N:  2088 - 8 694       M SP W M   B as e I mple me ntat ion  o N ov e 5 - lev e I nv e r ter   w it P hotovoltai c   Sy s tem ... ( R .   P alani s amy )         1499   F i g ur e   5.   S i m u l i nk  d i a gr a m   o f   pr o p o s e 5 - l e v e l   i nv e r t e r   s y s t e m     F i g ur e   6.   Ou t pu p o we r   f r o m   P s y s t e m           F i g ur e   7.   P r o p o s e 5 - l e ve l   o ut pu v o l t a ge   w i t h   d i r e c t   dc   s upp l y           F i g ur e   8.   P r o p o s e 5 - l e ve l   o ut pu v o l t a ge   w i t h   P s y s t e m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 694   IJ P E DS    V o l .   8 ,   N o .   4 De c e m b e r   201 7     1494     1 502         1500       F i g ur e   9. Ga t i n pu l s e   ge ne r a t i o n   us i ng  M S P W M   s c h e m e                   F i g ur e   10.   o u t pu v o l t a ge   w i t h   f il t e r   c i r c u i t           F i g ur e   11.   o u t pu c ur r e n wi t h o ut   f i l t e r   c i r c u i t       I n   F ig ur e   s h o ws   ga t i n pu l s e   ge n e r a t i o n   f o r   5 - l e v e l   i nve r t e r   us i n M S P W M   s c he m e   a n F i g ur e   10   a n d   11   s h o ws   t h e   o u t pu v o l t a ge   ge n e r a t i o n   w i t h   f i l t e r   c i r c u i t   a n w i t h o ut  f il t e r   c i r c u i t   r e s pe c t i v e ly .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J P E DS     I S S N:  2088 - 8 694       M SP W M   B as e I mple me ntat ion  o N ov e 5 - lev e I nv e r ter   w it P hotovoltai c   Sy s tem ... ( R .   P alani s amy )         1501     6.       E XP E RI M E N T AL   RE S U L T S   AN DI S CU S S I ON   T hi s   e x pe r i m e n t a l   b o a r c o n s i s t s   o f   t h e   l a t e s t   f l o a t i n po i n t   DSP   pr o c e s s o r   whi c h   i s   T I s   T M S 320C 6713  i s   t h e   hi g h e s t   pe r f o r m a n c e   f l o a t i ng  po i n t   DSP ,   h a s   28 K   x   16  bi t   R A M   f o r   P r o g r a m   m e m o r y .   F i g ur e   12  s h o ws   h a r dwa r e   im p l e m e n t a t i o n   o f   pr opo s e n o v e l   5 - l e v e l   i nve r t e r   s y s t e m .   An i t a bl e - s h o ws   h a r dwa r e   s p e c i f i c a t i o ns .   T h e   o ut pu o f   l e v e l   s t e ppe v o l t a ge   ge n e r a t e d,   whi c h   i s   s h o w n   i n   F ig ur e   13  a n d   F ig ur e   14  s h o ws   t h e   o u t pu c ur r e n t   o f   t h e   s y s t e m .       T a bl e   2.   Ha r dwa r e   s pe c i f i c a t i o ns   S . N o .   C o m p o n e nt s   S pe c i f i c a ti o ns   R a nge   Q ua nt it y   1.   D S P   ds P I C 30F 2010   2.5 - 5.5 V   1   2.   T L P  250     10 - 35 V   1   3.   I R F  840       0 - 500 V   6   4.   L M  7805     3.3 - 5 V   2   5.   C a pa c it o r s         6.   C o upl e d I ndu c t o r       1   7.   D io d e   I N 4007       8.   T r a ns f or m e r s     230 - 12V   2                         F i g ur e   12.   E x pe r i m e n t a l   s e t up  f o r   p r o p o s e s y s t e m         F i g ur e   13.   pr o p o s e 5 - l e v e l   s t e ppe o u t pu t   v o l t a ge             F i g ur e   14.   o u t pu c ur r e n o f   pr o p o s e i nv e r t e r   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8 694   IJ P E DS    V o l .   8 ,   N o .   4 De c e m b e r   201 7     1494     1 502         1502   7.       CONC L USI ON   T h us   t h e   pr o p o s e f i ve - l e v e l   n o v e l   i nve r t e r   c i r c u i t   wa s   de s i g n e a n t e s t e d.   T h e   s i m u l a t i o n   o f   t h e   n e i nve r t e r   wi t h   r e duc e n u m be r   o f   s w i t c h e s   i s   c a r r i e o ut  i n   M A T L A B .   T h e   o bs e r ve o u t pu t   wa v e f o r m s   whi c h   we r e   o b t a i n e f r o m   M A T L AB   we r e   c o m pa r e w i t h   t he   w a v e f o r m   o b s e r v e d   f r o m   t h e   e x p e r i m e n t a l   s e t up.   T h e   pr o p o s e e ne r g i s e w i t h e l o f   p h o to  v o l t a i c   s y s t e m   a n d   w hi c h   i s   c o n t r o l l e u s i ng  m u lt i c a r r i e r   s i n u s o i da l   P W M   s c h e m e .   T h e   pr o p o s e m u l t i l e ve l   c i r c u i t   wa s   c o s t - e f f e c t i v e   o w i n to   t h e   l a c o f   c a pa c i t o r s   a n wa s   o b s e r v e t o   b e   f r e e   f r o m   t h e   pr o bl e m s   o f   v o l t a ge   b a l a nc i n g.   T he   P c e l l   wo r k i n wa s   a l s o   di s c us s e d   a l o n w i t i t s   m o de li ng.   T h e   wo r k i n o f   t h e   c i r c u i t   a n d   i t s   m o de s   o f   o pe r a t i o n   we r e   a l s o   e x p l a i ne d   i n   d e t a i l .   F i na ll y ,   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   s i m u l a t i o n   we r e   v e r if i e us i n h a r dwa r e   pr otot y pe .       RE F E R E NC E S     [1 ].   M.   R.   Ban a e i   an d   E .   Sal ar y ,   N ew   mu l t i l e v el   i n v e rt e w i t h   r e d u c t i o n   o s w i t c h e s   an d   g at e   d ri v e r, ‖  i n   Pro c .   IE E E   1 8 t h   I ran .   C o n f.   E l ec t .   E n g .   ( I E CC),   2 0 1 0 ,   p p .   7 8 4 7 8 9 .   [2 ].   S. D ah e r, J . S ch m i d , an d F. L . M. A n t u n e s , Mu l t i l e v el i n v e rt ert o p o l o g i e s   fo s t an d - al o n e   P V   s y s t em s , ‖  I E E E   T ran s .   I n d .   E l ec t ro n . ,   v o l .   5 5 ,   n o .   7 ,   p p .   2 7 0 3 2 7 1 2 ,   J u l .   2 0 0 8 .     [3 ].   R.   Pal an i s amy ,   K .   V i j a y ak u m ar  Max i m u m   B o o s t   Co n t ro l   f o 7 - l e v el   z - s o u r ce   c as c ad ed   h - b r i d g i n v e rt e r‖, In t e r n at i o n al   J o u rn a l   o Po w er  E l ec t ro n i c s   an d   D ri v S y s t em s ,   v o l   8 ,   I s s u 2 ,   J u n e   2 0 1 7 .   [4 ].   M.   Fracc h i a,   T .   G h i ara,   M.   Marc h e s o n i ,   an d   M.   Mazzu cch e l l i ,   O p t i m i z e d   m o d u l at i o n   t e ch n i q u e s   fo t h g eme ra l i z ed   N - l ev e l   co n v e rt e r,   i n   p ro c .   IE E E   p o w er  e l ec t ro n i c s   s p ec i a l i s t   co n f ,   1 2 0 5 - 1 2 1 3 ,   Mad ri d ,   Sp ai n ,   1 9 9 2 .     [5 ].   R.   Pal an i s amy ,   K .   V i j a y a k u m ar,   K o m ar i   N i k h i l ,   Mad h u m at h i   Iy er,   Ra m a c h a n d ar  Ra o , A   Pro p o s ed   SV fo 3 - l e v el   T ran s fo rme r - l e s s   D u al   I n v e rt e S ch eme   f o G ri d   Co n n ec t e d   PV   S y s t em , In d i an   J o u r n al   o f   S c i en ce  an d   T e ch n o l o g y , 2 0 1 6   N o v ,   9 (4 2 ).   [6 ].   Y .   Ca i ,   C .   W a n g ,   F.   Z h ao ,   an d   R .   D o n g ,   D e s i g n   o a   h i g h - fr e q u e n cy   i s o l at e d   D T H B   c L L b i d i r ec t i o n al   r e s o n an t   DC - D co n v e rt e r,   i n   Pro c.   I E E E   Co n f.   T ran s p .   E l ec t ri f i c at i o n   A s i a - Pa c . ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 6.   [7 ].   D .   Y .   K i m,   J .   K .   K i m ,   an d   G . - W .   M o o n ,   A   t h r ee - l ev e l   c o n v e r t e w i t h   r e d u ce d   f i l t e s i z u s i n g   t w o   t ran s fo r me rs   an d   fl y i n g   c ap aci t o rs , ‖  I E E E   T ran s .   P o w e E l ec t ro n . ,   v o l .   2 8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 6 5 3 ,   J an .   2 0 1 3 .   [8 ].   Bh arat i raj a,   C . ,   Ra g h u ,   Pa l i n i a my ,   K . R. S .   Co m p arat i v an a l y s i s   f o d i ff e r e n t   P W t ech n i q u e s   t o   r ed u ce  t h ec o mmo n   m o d v o l t ag e   i n   t h r ee - l e v e l   n eu t ral - p o i n t -   cl a m p e d   i n v e rt e rs   f o v ar i ab l s p e ed   i n d u ct i o n   d ri v e s ‖, In t e r n at i o n al   J o u rn a l   o Po w er  E l ec t ro n i c s   an d   D ri v e   S y s t em s ,   v o l .   3 ,   I s s u e   1 ,   Mar ch   2 0 1 3 ,   Pag e s   1 0 5 - 1 1 6 .   [9 ].   N .   A .   Ra h i m ,   K .   Ch a n i a g o ,   an d   J .   S el v araj ,   Si n g l e - p h as e   s ev e n - l e v el   g r i d - co n n ec t ed   i n v e rt e f o p h o t o v o l t ai s y s t em , ‖  IE E E   T ran s .   In d .   E l ec t ro n . ,   v o l .   5 8 ,   n o .   6 ,   p p .   2 4 3 5 2 4 4 3 ,   J u n .   2 0 1 1 .     [1 0 ].   F.   Z .   P e n g ,   A   g en e ral i z e d   mu l t i l e v el   i n v e rt e t o p o l o g y   w i t h   s e l v o l t ag e   b al an ci n g , ‖  IE E E   T ran s .   In d .   A p p l i c a , ‖  v o l .   3 7 ,   p p .   6 1 1 - 6 1 8 ,   Mar. / A p ri l   2 0 0 4 .     [1 1 ].   M.   D .   Man j r ek ar,   P.   K .   St e i me r ,   an d   T .   A .   L i p o ,   H y b ri d   mu l t i l e v e l   p o w e c o n v e rs i o n   s y s t em:   c o m p et i t i v s o l u t i o n   f o h i g h - p o w e r   ap p l i c at i o n s , ‖  I E E E   T ran s .   In d .   A p p l i c a, ‖  v o l .   3 6 ,   p p .   8 3 4 - 8 4 1 ,   May / J u n e   2 0 0 0 .     [1 2 ].   L .   M.   T o l b e a n d   T .   G .   H ab e t l e r,   N o v e l   M u l t i l e v el   In v e rt e Carr i e b as e d   PW M e t h o d , ‖  I E E E   T ran s .   In d .   A p p l i c,   v o l .   3 5 ,   p p .   1 0 9 8 - 1 1 0 7 ,   Se p / O c t   1 9 9 9 .     [1 3 ].   B.   P. M c G rat h   an d   H o l me s ,   Mu l t i c arri e P W s t rat e g i e s   f o mu l t i l e v el   i n v e rt e r,   I E E E   T ran s .   In d .   E l ec t ro n ,   v o l .   4 9 ,   n o .   4 ,   p p .   8 3 4 - 8 4 1 ,   A u g   2 0 0 2 .     [1 4 ].   S.   K h o m f o i ,   L .   M .   T o l b e rt ,   Mu l t i l e v el   P o w e r   Co n v e rt ers , ‖  2 n d   ed .   P o w e r   E l ec t ro n i c s   H a n d b o o k , ‖  E l s ev i e r ,   2 0 0 7 ,   c h .   3 1 ,   p p .   1 - 5 0 .     [1 5 ].   R.   Pal a n i s a my ,   A . U   M u t a w ak k i l ,   K .   V i j a y ak u m ar  H y s t e r e s i s   SV M   fo r   c o u p l e d   i n d u c t o s o u r ce   d i o d c l a m p ed   3 - l ev e l   i n v e rt e b as e d   g r i d   c o n n ec t e d   P V   s y s t em ‖,   In t e r n a t i o n al   J o u rn a l   o Po w e E l ec t ro n i c s   an d   D r i v e   S y s t em s ,   v o l   7 ,   I s s u 4 ,   D ec   2 0 1 6 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.