I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7 ,   p p .   1 2 9 4 ~ 1 3 0 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v8 i 3 . pp 1 2 9 4 - 130 2     1294       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   I m ple m e ntati o n o Co upled  Induc t o r Ba sed 7 - l ev el I nv erte w ith  Reduce d Sw i tches       R.   P a la nis a m y K .   Vij a y a k u m a r ,   Ai s hw a ry a   B a g chi,  Va c hi k a   G up t a ,   Sw a pn il Sin ha   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   S R M   Un iv e r sity ,   Ka tt a n k u lath u r,   Ch e n n a i,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   1 0 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u l   8 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u 2 3 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e p ro p o se im p le m e n t a ti o n   o f   c o u p led   i n d u c to b a se d   7   lev e in v e rter  w it h   re d u c e d   n u m b e sw it c h e s.  T h e   in v e rter  w h ich   g e n e ra tes   th e   sin u so i d a o u t p u t   v o lt a g e   b y   th e   u se   o f   c o u p le d   in d u c t o w it h   re d u c e d   to tal   h a rm o n ic  d isto rti o n .   T h e   v o lt a g e   stre ss   o n   e a c h   sw it c h in g   d e v ice s,  c a p a c it o b a lan c i n g   a n d   c o m m o n   m o d e   v o lt a g e   c a n   b e   m in i m ize d .   T h e   p ro p o se d   s y ste m   w h ich   g i v e b e tt e c o n tro ll e d   o u t p u c u rre n a n d   im p ro v e d   o u t p u t   v o lt a g e   w it h   d im in ish e d   T HD   v a l u e .   T h e   s w it c h in g   d e v ice o f   th e   s y ste m   a re   c o n tro ll e d   b y   u sin g   h y ste re sis   c u rre n c o n t ro a lg o rit h m   b y   c o m p a rin g   th e   c a rrier  sig n a ls  w it h   c o n sta n p u ls e w it h   e n c lo se d   h y ste re sis  b a n d   v a lu e .   T h e   sim u latio n   a n d   e x p e rim e n tal  re su lt o f   th e   p ro p o se d   sy ste m   o u tp u ts  a re   v e ri f ied   u sin g   m a tl a b /S im u li n k   a n d   T M S 3 2 0 F 3 8 2 5   d s p   c o n tro ll e re sp e c ti v e l y .   K ey w o r d :   Dig ital  Sig n al  P r o ce s s o r   ( DSP )   H y s ter e s is   C u r r en t Co n tr o l   ( HC C )   Mu ltil e v el  i n v er ter   ( ML I )   P u ls W id th   Mo d u latio n   ( P W M)   Co p y rig h © 201 7   I n s t it u te o f   Ad v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R .   P alan is a m y   Ass t.  p r o f ,   Dep ar t m e n t o f   E lec tr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   SR U n i v er s it y ,   Katta n k u lat h u r ,   C h e n n ai   E m ail:  k r s p alan i@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   In   r ec en d a y s   m u ltil e v el  i n v er ter   b ec o m es  m o r p o p u lar   f o r   h i g h   p o w er   an d   m ed i u m   v o ltag e,   in d u s tr ial  a n d   p o w er   q u al it y   i m p r o v e m en b ased   ap p li ca tio n s .   As   th e   o u tp u o f   i n cr ea s i n g   t h n e tech n o lo g ies,  w h ic h   i n cr ea s e s   th e   d e m a n d   i n   q u ali t y   lev el  o f   elec tr ic  p o w er   a n d   en h an ce m e n o f   t h e     s y s te m   [ 1 ] .   T h in v er ter   p o w er   cir cu it  is   o b lig ato r y   f o r   co n v er ti n g   th d s o u r ce   i n to   ac   s o u r ce   ap p licatio n s   lik i n d u ctio n   m o to r ,   s er v o   m o to r ,   s y n ch r o n o u s   m o to r ,   etc, .   Si m ilar l y   f o r   i m p r o v ed   p o w er   s e m ico n d u cto r   s w itc h es,  t h e   r atin g ,   p o w er   q u alit y   le v el  an d   d i f f ic u lt ies  i n   th d ev ice  al s o   s tar ts   i n cr ea s i n g   [ 2 ] - [ 3 ] .   I n   M L I ,   h as   ac q u ir ed   g r ea i n d u s tr ial  i m p o r ta n ce   m ai n l y   d u e   to   it s   a d v an ta g es,   s u ch   as   lo w er   co m m o n   m o d v o ltag e ,   lo w er   v o lta g s tr ess   o n   p o w er   s w itc h es,  lo w er   d v /d t r atio   to   s u p p l y   lo w er   h ar m o n ic  co n te n ts   in   o u tp u v o lta g e   an d   cu r r en t,  d r asti ca ll y   i m p r o v ed   d y n a m ic  p er f o r m a n ce ,   e x ten d ed   o p er atin g   r a n g e,   r ed u c ed   lin h ar m o n ics,   an d   an   ad j u s tab le  p o w er   f ac to r   at  th p o in o f   co m m o n   co u p lin g   T o   co n tr o th is   p o w er   c ir cu i p r o p er   p u ls w id t h   co n tr o m e th o d o lo g ies  a r u s ed   [ 4 ] - [6 ].   No w ad a y s   th a m o u n p o w e r   q u alit y   d ev ices  ar s tar ts   i n cr ea s i n g ,   d u to   th at  t h am o u n o f   h ar m o n ic  co n te n in   t h cir cu it  also   in cr ea s i n g .   T o   m i n i m i ze   th h ar m o n ic  co n te n lev e l   less   th a n   th I E EE  s tan d ar d ,   th e   s u itab le   p u l s w id t h   m o d u lat io n   s tr ate g ies   h as   to   b i m p le m en ted .   At  th s a m ti m e,   to   en co u n ter   t h i n d u s tr ia o r   d o m e s tic  ap p licatio n s   r eq u ir em en t h r ated   p o w er   s e m ico n d u cto r   d ev ice s   ar e   u s ed   [ 7 ] - [ 1 0 ] .     T h m ai n   d r a w b ac k   i n   th co n v e n t io n al  in v er ter ,   v o ltag s tr ess   o n   th ea ch   p o w er   s e m i co n d u cto r   s w itc h   is   i n cr ea s i n g   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   Du to   th at  m u ltil e v el  i n v e r ter   ca m to   ac tio n   i n   m o r e,   ev en   t h o u g h   w h il e   m o v i n g   to   n   n u m b er   o f   lev e ls   v o lta g s tr ess   i n   th s w itc h ,   co s o f   th d ev ice  an d   co n t r o m et h o d s   lik e   s w itc h in g   p u ls g en er atio n ,   v o ltag a n d   cu r r en co n tr o b ec o m e s   m o r co m p lica te d .   T o   av o id   th ese  d if f ic u lt ies,  t h i m p le m e n tatio n   o f   n   le v el  i n v er ter   p o w er   cir cu it u s i n g   r ed u ce d   s w i tch e s   m eth o d   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Co u p led   I n d u cto r   B a s ed   7 - Leve l I n ve r ter w ith   R ed u ce d   S w itch es   ( R .   P a la n is a my )   1295   T h [ 1 5 ]   m ai n   tas k   o f   th is   co n tr o tech n iq u is   to   f o r ce   th ac tu al  c u r r en v ec to r   to   r ea ch   th r ef er en ce   c u r r en v ec to r .   T h is   o r ig in a s tr ate g y   co n s is t s   i n   d ef in i n g   t w o   h y s ter es is   b a n d s   ar o u n d   th e   er r o r   cu r r en v ec to r .   T h en ,   ac co r d i n g   to   t h lo ca tio n   o f   t h is   er r o r   v ec to r ,   s elec t io n   p r o ce s s   o f   t h e   n e x ap p lied   v ec to r   is   u s ed   to   m i n i m ize   th e   er r o r   v ec to r   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] An d   b ase d   o n   th e   s i m p le  lo o k u p   tab les   to   d eter m in e   t h e   s w itc h in g   ti m ca lcu la tio n   a n d   s w itch in g   p u l s es.  Fin a ll y   it  g iv e s   t h g ati n g   p u ls e s   to   r ec o m m e n d   to   i n v er ter   p o w er   cir cu it   [ 1 8 ] .   I n   th is   p r o p o s ed   m et h o d ,   im p le m e n tatio n   o f   co u p led   in d u c to r   b ased   7   lev el  in v er ter   w it h   r ed u ce d   n u m b er   s w i tch e s .   T h m ai n   p u r p o s o f   th s y s te m   to   r ed u ce   th v o lta g r atin g s   o f   p o w er   s w itc h ,   r ed u ce d   d i/d p r o d u ctio n ,   r ed u ce d   h ar m o n ic   d is to r tio n ,   m u ltil e v el  o u tp u t   v o lta g w i th   co m b in ed   v o ltag e   v al u es,  lo w er   s w itc h in g   f r eq u e n c y   an d   co s t   o f   s y s te m   is   lo w .   An d   co u p le d   in d u cto r   a v o id   th u s a g o f   tr an s f o r m er   a n d   its   u s ed   to   s y n ch r o n ize  w it h   a ap p licatio n s .   T o   co n tr o th is   s y s te m   h y s ter esi s   c u r r en co n t r o m et h o d   i m p le m en ted   w it h   m atlab -   s i m u li n k   a n d   d s p   co n tr o ller .       2.   P O WE CIR CUI T   2 . 1 .     Circ uit  Str uct ure   I n   F ig u r 1   s h o w s   p o w er   cir c u it  o f   7   le v el  in v er ter ,   w h ich   co n s is ts   o f   d li n k   ca p ac ito r   C 1 ,   C 2 ,   C 3   ac r o s s   th e   ap p lied   d s o u r ce .   P o w er   s e m ico n d u cto r   s w itc h e s   S 1 ,   S 2 , S a n d   S 4   a n d   f r ee w h e elin g   d io d es D 1 , D 2 D 3 ,   an d   D 4   ar u s ed   to   co m b in th v o lta g es  to   ac q u ir th 7   lev el  v o lta g es.  An d   w h ic h   co n tain s   co n v e n tio n a l   2   lev el  VSI   cir cu it is   ad d ed   w i th   f r o n t c ir cu it,  w h ic h   co n s is ts   o f   p o w er   s w i tch e s   S 5 , S 6 , S 7 ,   an d   S 8   an d   co u p led   in d u cto r   is   u s ed   co n n ec w it h   l o ad   cir cu it.           Fig u r 1 .   P o w er   cir cu it o f   7 - le v el  v o lta g i n v er ter       2 . 2 .   M o des   o f   O pera t i o n   Fro m   t h p o w er   cir c u it  o f   7 - lev el   v o ltag e   in v er ter   h as   th e   f o llo w in g   s ev e n   s w itc h in g   m o d e   co m b i n atio n s .   I n   th at   m o d 1 - 3   s h o w s   t h p o s iti v v o ltag e   lev el  s w itc h i n g   co m b in at io n s ,   m o d 4 - 6   s h o w s   n eg at iv v o ltag le v el  s w itc h i n g   co m b i n atio n s   a n d   m o d 7   s h o w s   ze r o   v o ltag le v el  s w itc h in g   co m b i n atio n .     Mo d 1   to   attain   th e   o u tp u v o ltag le v el  a s   +V dc ,   t h s w it c h es  S 1 ,   S 2 , S 5 ,   a n d   S 8   k ep i n   ON  co n d itio n .   Her e   n o n o f   t h f r ee w h ee li n g   d io d in   ON  co n d itio n   h as  s h o w n   i n   F ig u r 2 . a.   Mo d 2 to   o b tain   th o u tp u v o ltag lev el  a s         V dc ,   th s w itc h e s   S 1 ,   S 3 ,   S 5 ,   an d   S 8   k ep in   ON   co n d itio n .   An d   h er f r ee w h ee li n g   d io d D 2   in   ON  co n d itio n   h a s   s h o w n   in   F ig u r 2 . b .   Mo d 3 to   ac q u ir th o u tp u v o ltag lev el   as        V dc ,   t h s witch es   S 1 ,   S 5 ,   a n d   S 8   k ep i n   O co n d itio n .   An d   h er f r ee w h ee li n g   d io d D 4   in   ON  co n d itio n   h as s h o w n   i n   F i g u r 2 . c.   Mo d 4 :   to   g en er ate  th o u tp u v o ltag lev el  as  - V dc ,   th s w i tch es  S 1 ,   S 2 ,   S 6   an d   S 7   k ep in   ON  co n d itio n .   An d   n o n o f   t h f r ee w h ee li n g   d io d in   ON  co n d itio n   h as  s h o w n   i n   F i g u r 3 . a.   Mo d 5 : to   o b tain   th o u tp u v o ltag lev el  a s   -         V dc ,   th s w itc h es S 2 , S 4 , S 6   an d   S 7   k ep t in   O co n d itio n .   A n d   h er f r ee w h ee li n g   d io d D 3   in   ON  co n d itio n   h as s h o w n   i n   F ig u r 3 . b .   Mo d 6 : to   ac q u ir th o u tp u v o ltag le v el  as  -         V dc ,   th s w it ch es S 2 , S 6   a n d   S 7   k ep t i n   ON  co n d itio n .   A n d   h er f r ee w h ee li n g   d io d D 1   in   ON  co n d itio n   h as s h o w n   i n   F ig u r 3 . c.   Mo d 7 : to   g ain   th o u tp u t v o l tag lev e l a s   0 ,   th s w i tch e s   S 5   an d   S 7   k ep t in   O co n d itio n .   An d   h er n o n o f   th f r ee w h ee li n g   d io d in   ON  co n d itio n   h a s   s h o w n   i n   F ig u r 4.   T h s w itc h i n g   co m b in at io n s   f o r   7 - lev el  o u tp u v o lta g lev el   w it h   p o s itio n s   o f   v ar io u s   ca p a cito r s ,   s w itc h es a n d   f r ee w h e el in g   d io d es a r s h o w n   i n   T ab le   1.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 9 4 1 3 0 2   1296     ( a)     ( b )       ( c)     Fig u r 2 .   P o s itiv s w itc h i n g   v o ltag lev el s   ( a)   V dc ;   ( b )   ( 2 /3 ) V dc ;    ( c)   ( 1 /3 ) V dc         ( a)     ( b )               ( c)     Fig u r 3 .   Neg ati v s w itc h i n g   v o ltag le v el s   ( a)   -   V dc ;   ( b )   -   ( 2 /3 ) V dc ;   ( c)   -   ( 1 /3 ) V dc     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Co u p led   I n d u cto r   B a s ed   7 - Leve l I n ve r ter w ith   R ed u ce d   S w itch es   ( R .   P a la n is a my )   1297       Fig u r 4 .   Z er o   s w itc h in g   v o ltag lev el  ( V O =0 )       3.   H YST E RE SI S C URR E NT   CO NT RO L   I n   o r d er   t o   an al y ze   th co r r ec m u l tile v el  o p er atio n ,   th co n tr o s y s te m   h as  to   p er f o r m   t w o   er r o r   b an d s .   I m u s g e n er ate  t h co r r ec v o ltag e   v ec to r   an d   h en c th e   co r r ec m u ltil e v el   o u tp u w av e f o r m .   A th e   s a m t i m e,   i m u s m a in ta in   t h s a m v o ltag ac r o s s   th d lin k   ca p ac ito r s .   T h h y s ter e s is   c u r r en co n tr o l   d ec id es  o n   th m ag n it u d es  o f   er r o r   f o r   an   n   in v er ter   ca n   b lin k ed   w it h   n u m b er   o f   b an d s   ar o u n d   th e   r ef er en ce   v ec to r s .   B ased   o n   th er r o r   cu r r en v alu th h y s ter esis   b an d   h   an d   h 1   w ill  b d ec id ed ,   th o u tp u v o ltag lev el  o f   t h p r o p o s ed   s y s te m   d ep en d s   o n   t h v ar iatio n   o f   h y s ter es is   b an d .   T h er r o r   d ec id e d   b y   d if f er e n ce   b et w ee n   t h v ar iat i o n   ac tu al  c u r r en m ea s u r ed   f r o m   th s y s te m   an d   r ef er e n ce   cu r r en t v al u e.         ( a)     ( b )           Fig u r 5 .   HC C   ( a)   s ch e m atic  d iag r a m ; ( b )   er r o r   cu r r en       T ab le   1.   Sw itch in g   co m b i n ati o n s   f o r   7 - le v el  o u tp u t v o lta g e   O u t p u t   v o l t a g e   l e v e l   C a p a c i t o r s ON   S w i t c h e s ON   F r e e w h e e l i n g   d i o d e   O N   + V dc   C 1 ,   C 2 ,   C 3   S 1 ,   S 2 ,   S 5 ,   S 8   -         V dc   C 1 ,   C 2   S 1 ,   S 3 ,   S 5 ,   S 8   D2         V dc   C1   S 1 ,   S 5 ,   S 8   D4   0   -   S 5 ,   S 7   -   -   V dc   C 1 ,   C 2 ,   C 3   S 1 ,   S 2 ,   S 6 ,   S 7   -   -         V dc   C 2 ,   C 3   S 2 ,   S 4 ,   S 6 ,   S 7   D3   -         V dc   C3   S 2 ,   S 6 ,   S 7   D1       T h h y s ter e s is   c u r r en co n tr o s ch e m atic  d ia g r a m   a n d   er r o r   c u r r en ca lc u latio n   is   s h o w n   in   F ig u r 5 a     an d   F ig u r 5 b .   T h HC C   co n tr o is   ap p lied   f o r   7 - lev el  p o w er   i n v er ter   cir cu it  to   o b tain   th o u tp u v o ltag e   lev els  ar V dc       V dc       V dc 0 ,   -   V dc -         V dc -         V dc T h o u tp u v o lta g o f   th i n v er ter   r elate d   th R - L   lo ad   ex p r ess   i n   th e   f o llo w i n g   E q u a tio n   1 .   An d   F ig u r 6   s h o w s   t h o u tp u v o lta g c h an g es   b as ed   o n   er r o r   cu r r en t   v ar iatio n   u s i n g   h y s ter e s is   c u r r en t c o n tr o l f o r   p r o p o s ed   in 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.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 9 4 1 3 0 2   1298                                   (1 )     Fro m   F ig u r 6   t h v ar iatio n   7 - le v el  i n v er ter   p o w er   c ir cu it   o u tp u v o lta g o b tain ed ,   w h e n   v ar iatio n   o cc u r   in   th cu r r en er r o r .   W h en   it  attain s   th p o in c,   th v o ltag r ea ch es  m ax i m u m   i n   p o s itiv is   + V dc .   T h e n   it  r ea ch e s   t h p o in t   i ,   t h e   v o lt ag r ea ch e s   m a x i m u m   i n   n eg ativ r a n g e.   Si m ilar l y ,   t h o u tp u v o ltag e   v ar ie s   f r o m   p o s it iv e   v o lta g le v el   to   n e g ati v v o ltag e   le v el   o b tain ed ,   w h en   t h er r o r   cu r r e n t   v ar iatio n   o cc u r s   f r o m   p o in to   l T h f o llo w in g   eq u atio n s   b ased   o n   th v ar ia tio n   o f   h y s ter es is   b an d   v al u e   th ac tu al  cu r r e n ch an g es o cc u r   in   t h p r o p o s ed   s y s te m   to   m ain tain   t h er r o r   v alu e   in   t h s y s te m .                                              (2 )           Fig u r 6 .   H y s ter es is   cu r r e n t c o n tr o l f o r   7 - lev el  i n v er ter   cir cu it       H y s ter e s is   c u r r en co n tr o l,  w h ic h   is   n o n l in ea r   co n tr o m eth o d ,   p o s s ess e s   h i g h   p er f o r m an ce ,   s i m p le   r ea lizatio n   cir cu i t,  h i g h   s tab il it y ,   i n h er e n c u r r en t - li m iti n g   ca p ab ilit y ,   an d   f ast  d y n a m ic  r esp o n s h y s ter es is   b an d   r ea l - ti m r eg u latio n   i s ,     H y s ter e s is   b an d               (              )                  ( 3 )       r ep r esen t th er r o r   cu r r en t v al u f o r   th r ee   p h a s ac   cu r r en t s .                                              ( 4 )                                              (5 )       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h p er f o r m a n ce   o f   t h 7 - le v el  i n v er ter   p o w er   s y s te m   v alid ated   b y   u s i n g   M A T L A B   s i m u latio n   u n d er   d if f er en h y s ter e s is   b an d   o p er atin g   co n d itio n s .   T h s i m u latio n   r es u lt s   ar o b tain ed   w it h   t h f o llo w in g   ele m e n ts :   d li n k   ca p ac ito r s   ar C C =   C C 4 =   1 0 0   m icr o   Far ad ,   a n d   s p lit   i n d u cto r   =5   m a n d   ap p lied   v o ltag o f   V s   2 0 0   V;  th h y s ter es is   b an d   co n s ta n ts   ar h 1   0 . 3   an d   h 2   0 . 3 .   T h m o to r   is   1 HP   in d u ctio n   m o to r   w it h   r ated   v o ltag o f   2 2 0 an d   cu r r en o f   5 A .   A n   o p en   lo o p   co n s ta n V/ f   co n tr o is   u s ed   to   r eg u late  t h m o to r   s p ee d   an d   th d c - li n k   v o lta g is   s e t a t 2 0 0 V.   I n   th p r o p o s ed   s y s te m ,   t h o u tp u v o ltag a n d   cu r r en w it h   co u p led   in d u cto r   b ased   7 - lev el  in v er ter   w it h   1 6 3 . 3   an d   3 2 . 2 4   A   r esp ec tiv el y   s h o w n   i n   F ig u r 7 .   I n   F ig u r 8   s h o w s   th T HD  an al y s is   o f   o u tp u t   v o ltag a n d   c u r r en o f   0 . 0 6 an d   2 . 1 7 r esp ec tiv el y .   C o u p led   in d u cto r   w h ic h   a v o id s   th u s a g o f   tr an s f o r m er   an d   t h co u p led   in d u cto r   cu r r en w av e f o r m   i s   s h o w n   in   F ig u r 9.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Co u p led   I n d u cto r   B a s ed   7 - Leve l I n ve r ter w ith   R ed u ce d   S w itch es   ( R .   P a la n is a my )   1299       Fig u r 7 .   Ou tp u v o ltag a n d   cu r r en w it h   co u p led   in d u cto r   b ased   7 - lev el  i n v er ter       ( a)                                                           ( b )     Fig u r 8 .   T HD  an aly s is   ( a)   o u t p u t v o lta g ( b )   o u tp u t c u r r en t           Fig u r 9 .   C o u p led   in d u cto r   o u tp u t c u r r en w a v e f o r m       I n   F ig u r 1 0   s h o w s   th e   co m p ar is o n   o f   r e f er en ce   cu r r en an d   ac tu al  c u r r en o f   t h p r o p o s ed   s y s te m .   An d   in   F ig u r 1 1   s h o w s   t h o u tp u c u r r en co m p ar is o n   o f   S in u s o id al  p u ls w id t h   m o d u la t io n   an d   H y s ter esis   cu r r en co n tr o l.  Fig u r 1 2   s h o w s   t h X - ch ar o f   h y s ter esis   b an d   v ar iatio n   to   o b tain   th 7 - le v el  p r o p o s ed   o u tp u w a v e f o r m   a n d   th co m p ar i s o n   o f   v ar io u s   p ar a m et er s   lik d s o u r ce ,   DC   l in k   ca p ac ito r s ,   P o w er   s w itc h es,  Fre e w h ee lin g   d io d es,  Vo ltag Utilizatio n   a n d   T HD   lev el  f o r   d if f er e n m u lt ilev e in v er ter   to p o lo g ie s   ar s h o w n   i n   T ab le   2.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 9 4 1 3 0 2   1300       Fig u r 1 0 .   C o m p ar is o n   o f   r ef e r en ce   cu r r en t a n d   ac tu al  c u r r en t           Fig u r e   1 1 .   Ou tp u t c u r r e n t c o m p ar is o n   o f   SP W an d   H y s ter e s is   co n tr o l           Fig u r 1 2 .   X - ch ar t o f   h y s ter esis   b an d   v ar iat io n       T ab le   2 .   R esu lt d is c u s s io n   f o r   d if f er e n t to p o lo g ies  f o r   7 - lev e l o u tp u t v o lta g e   F e a t u r e s/ T o p o l o g i e s   P r o p o se d   D i o d e   c l a mp e d   H - b r i d g e   F l y i n g   c a p a c i t o r   D C   so u r c e   1   1   3   1   D C   l i n k   c a p a c i t o r s   3   6   3   2   P o w e r   s w i t c h e s   8   12   12   12   F r e e w h e e l i n g   d i o d e s   4   10   0   0   V o l t a g e   U t i l i sat i o n   9 1 %   8 8 %   8 8 %   8 7 %   T H D   l e v e l   0 . 0 6 %   1 . 2 %   1 . 6 %   1 . 2 %       5.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   T o   c o n f ir m   t h s i m u latio n   r esu lt s   o f   t h 7 - le v el  i n v er ter   p r o p o s ed   s y s te m ,   ex p er i m en t al  s etu p   o f   co u p led   in d u cto r   b ased   7 - le v el  in v er ter   w it h   r ed u ce d   s w itc h es  f o r   h y s ter esis   cu r r en t   co n tr o w it h   h y s ter es is   b an d   v ar iatio n   d esi g n ed   an d   test ed .   I n p u s u p p l y   o f   2 0 0   V   ac   is   co n v er ted   to   1 6 2 . 4   V   d u s in g   p r o p o s ed   in v er ter   s y s te m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I mp leme n ta tio n   o f Co u p led   I n d u cto r   B a s ed   7 - Leve l I n ve r ter w ith   R ed u ce d   S w itch es   ( R .   P a la n is a my )   1301       Fig u r 13.   Ou tp u v o lta g &   c u r r en t o f   p r o p o s ed   s y s te m   at  m o d u latio n   in d e x   0 . 9 8           Fig u r 1 4 .   Ou tp u cu r r e n t o f   p r o p o s ed   s y s te m   at  m o d u latio n   in d ex   0 . 8 9         ( a)     ( b )     Fig u r 15.   Sn ap s h o o f   h ar d w ar s etu p   ( a)   d r iv er   cir cu it a n d   p o w er   s w itc h es ( b )   co u p led   in d u cto r       A t   m o d u latio n   in d e x   0 . 9 8 ,   th s tair ca s o u tp u t   v o lta g o f   1 6 2 . 4   is   o b tain ed   at   t h p r o p o s ed   7 - le v e l   in v er ter   a n d   s in u s o id al  o u tp u t   f o r   t h s a m e   attai n ed   b y   u s in g   co u p led   i n d u cto r   b et w ee n   t h in v er ter   an d   lo ad   s y s te m   at  i s   s h o w n   in   F ig u r 1 3 .   I n   Fig u r 14   s h o w s   th e   o u tp u cu r r e n o f   5 . 9   A   at  m o d u l atio n   i n d ex   o f   0 . 8 9 .   Fig u r 1 5 s h o w s   th h ar d war s etu p   o f   co u p led   in d u cto r   b ased   7 - lev el  in v er ter   w it h   I R 8 4 0   MO SF E T   s w itc h es  w er u s ed   f o r   th I n v er ter   leg s   a n d   co u p led   in d u ct o r   is   s h o w n   i n   F ig u r 1 5 b .   T h o u t p u w av e f o r m s   ar o b tain ed   o n   Dig ital  Sto r ag Oscill o s co p ( DSO) .   H y s t er esis   cu r r en co n tr o is   i m p l e m en ted   u s i n g   d s p   co n tr o ller   f ed   w i th   5 d v o lt ag e.       6.   CO NCLU SI O N   I m p le m e n tatio n   o f   tr an s f o r m e r   less   co u p led - i n d u cto r   b ased   7 - lev el  i n v er ter   p o w er   cir cu it  w it h   h ig h   co n s is ten c y   an d   lo w - lea k a g cu r r en ch ar ac ter i s tics   h as  b ee n   p r esen ted   in   t h is   p ap er .   T h p r o p o s ed   in v er ter   f ea t u r es  lo w   d ev ice  v o lta g s t r ess   an d   co n s ta n co m m o n - m o d v o ltag e,   w h ic h   ex i s ts   in   t h e   tr ad itio n al  7 - le v el   in v er ter   p o w er   cir cu it   s tr u ctu r e.   A t h s a m ti m e,   it  ca n   escap th s h o o t - th r o u g h   p r o b lem   a n d   cu r r e n t   co n tr o o f   in v er ter   attai n ed   b y   u s in g   h y s ter e s is   c u r r en co n tr o l,  w h ic h   g u ar an tee  f o r   r ed u cin g   o f   ca p ac ito r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 9 4 1 3 0 2   1302   b alan cin g   an d   eli m i n ati n g   o f   co m m o n   m o d v o lta g e.   T h p r o p o s ed   in v er ter   ca n   ac h ie v h ig h   e f f icien c y ,   lo w   co s t,  lo w   lea k ag c u r r en t a n d   h ig h   r eliab ilit y   to   s ati s f y   t h r eq u ir e m e n ts   o f   th tr a n s f o r m e r less   in v er ter .   a.   A c h ie v ed   cu r r en co n tr o an d   v o ltag co n tr o o f   7 - le v el  p r o p o s ed   in v er ter   s y s te m   w it h   T HD  o f   2 . 1 7 &   0 . 0 6 % r esp ec tiv e l y .   b.   Av o id   th s h o o t th r o u g h   p r o b l e m   an d   C MV   p r o b lem   i n   t h is   p r o p o s ed   s y s te m   c.   P r o p o s ed   s y s te m   a v o id s   t h u s ag o f   T r an s f o r m er .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Y.   M a h m o u d ,   W .   X iao ,   a n d   H.   Zein e ld in ,   si m p le  a p p ro a c h   to   m o d e li n g   a n d   si m u latio n   o f   p h o to v o l taic   m o d u les ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   S u sta in a b le  E n e rg y ,   v o l .   3 n o .   1 ,   pp.   1 8 5 - 186 ,   Ja n .   2 0 1 2 .   [2 ]   O.   A lo n so ,   P .   S a n c h is,   E.   G u b i a   a n d   L .   M a rr o y o ,   Ca sc a d e d   H - b rid g e m u lt il e v e l   c o n v e rter  f o r   g rid   c o n n e c te d   p h o to v o lt a ic  g e n e ra to rs  w it h   in d e p e n d e n m a x i m u m   p o w e r   p o in t   trac k in g   o f   e a c h   so lar  a rra y ,   I n :   Pro c .   IEE E   Po we r E lec tro n ics   S p e c ia li st   Co n f . ,   p p .   7 3 1 7 3 5 ,   J u n   2 0 1 2 .   [3 ]   R.   P a lan isa m y ,   K.  V ij a y a k u m a r   M a x i m u m   Bo o st  Co n tr o f o r   7 - l e v e z - so u rc e   c a sc a d e d   h - b r id g e   in v e rter ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e   S y ste m s,  v o 8 ,   Iss u e   2 ,   Ju n e   2 0 1 7 .   [4 ]   T .   Ke re k e s,  R.   T e o d o re sc u ,   a n d   M .   L ise rre ,   Ev a lu a ti o n   o f   th re e - p h a se   tran sf o r m e rle ss   p h o to v o lt a ic  in v e rter  to p o lo g ies ,   IEE E   T ra n s.  P o we r   El e c tro n . ,   v o l.   2 4 ,   n o .   9 ,   p p .   2 2 0 2 2 2 1 1 ,   S e p .   2 0 1 3 .   [5 ]   H.  S h i n o h a ra ,   K.  Kim o to ,   T .   Itam i,   T .   Am b o u ,   C.   Ok a d o ,   K.  Na k a ji m a ,   S .   Ho jo ,   K.  Ow a d a ,   M .   Ku n iy o sh i,   a n d   Y .   S a to ,   De v e lo p m e n o f   a   re sid e n ti a u se ,   u t il it y   in tera c ti v e   P V   i n v e rter  w it h   is o latio n   tra n sf o rm e r - les c ircu it De v e lo p m e n a sp e c ts‖ ,   in   Pro c .   I EE Ph o t o v o lt .   S p e c .   Co n f. ,   2 0 0 9 ,   p p .   1 2 1 6 1 2 1 8 .   [6 ]   E.   G u b ra ,   P .   S a n c h is,   A .   Urs u a ,   J.  L o p e z ,   a n d   L .   M a rro y o ,   Gro u n d   c u rre n ts  in   sin g le - p h a se   t ra n sf o r m e rles p h o to v o lt a ic sy ste m s ,   Pro g .   Ph o to v o lt . :   Res .   A p p l. ,   p p .   6 2 9 6 5 0 ,   M a y   2 0 0 9 .   [7 ]   O.  L o p e z ,   R.   Teo d o re sc u ,   F .   F r e ij e d o ,   a n d   J.  Do v a l - G a n d o y ,   El im in a ti n g   g ro u n d   c u rre n i n   a   tran sf o r m e rles p h o to v o lt a ic ap p li c a ti o n ,   i n   Pr o c .   IEE Po we r E n g .   S o c .   Ge n .   M e e t. ,   p p .   1 5 ,   Ju n .   2 0 0 9 .   [8 ]   A .   Na b e a ,   I.   T a k a h a sh i,   a n d   H.  A k a g i,   A   n e w   n e u tral - p o in t - c lam p e d   P W M   in v e rter‖ ,   IEE T ra n s.  I n d .   A p p l. ,   v o l .   1 7 ,   n o .   5 ,   p p .   5 1 8 5 2 3 ,   S e p . /Oc t.   1 9 8 1 .   [9 ]   R.   P a lan isa m y ,   K.  V ij a y a k u m a r,   Ko m a ri  Nik h il ,   M a d h u m a th I y e r,   Ra m a c h a n d a Ra o , A   P ro p o s e d   S V M   f o 3 - lev e T r a n sf o r m e r - les Du a In v e rter  S c h e m e   f o G rid   Co n n e c ted   P V   S y ste m ,   In d ian   Jo u r n a o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   2 0 1 6   N o v ,   9 ( 4 2 ) .   [1 0 ]   T .   Ke re k e s,  R.   T e o d o re sc u ,   a n d   M .   L ise rre ,   Ev a lu a ti o n   o f   th re e - p h a se   tran sf o r m e rle ss   p h o to v o lt a ic  in v e rter  to p o lo g ies ,   IEE E   T ra n s.  P o we r   El e c tro n . ,   v o l.   2 4 ,   n o .   9 ,   p p .   2 2 0 2 2 2 1 1 ,   S e p .   2 0 1 2 .   [1 1 ]   H.  F .   X iao   a n d   S .   J.  X ie,  L e a k a g e   c u rre n a n a l y ti c a l   m o d e a n d   a p p l ica ti o n   i n   sin g le - p h a se   tran sf o r m e rles p h o to v o lt a ic g rid - c o n n e c ted   in v e r ter‖ ,   IEE T r a n s.  El e c tro ma g n .   C o mp a t . ,   v o l .   5 2 ,   n o .   4 ,   p p .   9 0 2 9 1 3 ,   No v .   2 0 1 0 .   [1 2 ]   T .   Ke r e k e s,  R.   Teo d o re sc u ,   a n d   U.  Bo ru p ,   T ra n s f o rm e rles p h o to v o lt a ic  in v e rters   c o n n e c ted   to   t h e   g rid ,   Pro c .   IEE A p p l.   Po we r E lec tro n .   C o n f . ,   p p .   1 7 3 3 1 7 3 7 ,   J u n 2 0 1 4 .   [1 3 ]   R.   P a lan isa m y ,   A . U M u taw a k k il ,   K.  V ij a y a k u m a H y ste r e sis S V M   f o c o u p le d   in d u c t o z   so u rc e   d io d e   c lam p e d   3 - lev e in v e rter  b a se d   g rid   c o n n e c ted   P V   sy ste m ,   In tern a ti o n a J o u r n a o f   P o w e El e c tro n ics   a n d   Dri v e   S y ste m s,  v o 7 ,   Iss u e   4 ,   De c   2 0 1 6 .   [1 4 ]   M . B.   Ba n a   S h a rif ian ,   Y.  M o h a m a d re z a p o u r,   M .   Ho ss e in p o u r,   S .   T o ra b z a d e ,   S in g le - sta g e   g rid   c o n n e c te d   p h o to v o lt a ic   sy ste m   w it h   re a c ti v e   p o w e c o n tro a n d   a d a p ti v e   p re d ictiv e   c u rre n c o n tro ll e r‖ ,   J.  Ap p l.   S c i.   1 8 1 2 5 6 5 4 .   J u n . 2 0 1 2 .   [1 5 ]   Bh a ra ti ra ja,  C. ,   Ra g h u ,   P a li n iam y ,   K.R. S .   Co m p a ra ti v e   a n a l y sis  f o d iff e re n P W M   tec h n iq u e to   re d u c e   th e   c o m m o n   m o d e   v o lt a g e   in   th re e - lev e n e u tral - p o in t -   c lam p e d   in v e rters   f o v a riab le  sp e e d   in d u c ti o n   d riv e s‖ ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   P o w e El e c tro n ics   a n d   Driv e   S y ste m s,  v o l.   3 ,   Iss u e   1 ,   M a rc h   2 0 1 3 ,   P a g e s 1 0 5 - 1 1 6 .   [1 6 ]   H.  X .   M a ,   C.   Y.  G o n g ,   a n d   Y.  G .   Y a n ,   Ou tp u f il ter  d e sig n   o f   h a lf - b rid g e   d u a l - b u c k   in v e rter  u sin g   h y ste r e sis   c u rre n c o n tro l ler‖ ,   in   Pro c .   C h in .   S o c .   El e c tr.   En g . ,   Ju l.   2 0 0 7 ,   v o l.   2 7 ,   n o .   1 3 ,   p p .   9 8 1 0 3 .   [1 7 ]   L .   Da les sa n d ro ,   S .   D.  R o u n d ,   a n d   J.   W .   Ko lar,   Ce n ter - p o in t   v o lt a g e   b a lan c in g   o f   h y ste r e sis  c u rre n c o n tro l led   th re e - lev e P W M   re c ti f iers ,   IEE T ra n s.  P o we r E lec tro n . ,   v o l.   2 3 ,   n o .   5 ,   p p .   2 4 7 7 2 4 8 8 ,   S e p .   2 0 1 0 .   [1 8 ]   R.   P a lan isa m y ,   K.  V ij a y a k u m a r,   S h a u ry a   M isra ,   K.  S e lv a k u m a r,   D.  Ka rth ik e y a n ,   A   Clo se d   L o o p   Cu rre n t   Co n tro l   o f   P V - W in d   Hy b rid   S o u rc e   F e d   G rid   Co n n e c ted   T ra n sf o r m e rles Dio d e   Cla m p e d - M u lt i   L e v e In v e rter ,   In tern a ti o n a Re v iew   o n   M o d e ll in g   a n d   S im u latio n s   (I. RE. M O.S v o l .   8 . ) ,   n o .   4 ,   A u g u st 2 0 1 5     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.