Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   4 ,  Decem be r 202 0 , p p.   2212 ~ 2222   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 4 . pp 2212 - 2222          2212       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Modifie d   asymmetri cal   13 - level   i nvert er   t opology   with   re duce   power   sem iconduct or   de vices       M   S aad   Arif 1 ,   Ze eshan   S ar wer 2 ,   Shahri n   Md   Ayo b 3 ,   M oh d   Zaid 4 ,   Sh ah b az   Ah m ad 5   1 ,2,4,5  Depa rtment   of  E lectr i ca l   En gine er ing, Z .   H.   Coll ege of   Engg. a nd  Tech,  Aligarh Mus li m  Univ ersit y ,   Alig arh ,   I ndia   3 Pow er  Engi ne er ing  Depa r tm e nt,  School  of El ec tr i ca l   Engi n ee r ing,  Univer siti   Te kno logi   Ma la ysia ,   J ohor,   Mal aysia       Art ic le   In f o     ABSTR A CT   Art ic le   hist or y:   Re cei ved   M a y   2 7 , 20 20   Re vised  A ug 3 , 20 20   Accepte d  Se pt   8 , 2 0 20       Thi s  pap er  introduce s  a   mo difi ed   multil ev el   inve rt er  top ology  with   asymm etric al  d c  sourc es  co m bina ti on .   The  signifi c ant   f eat ure s  of  the   proposed  c irc u it  ar e   the  r educed   numb er   of   sw itches  and   low   total   standi ng   volt ag e  (TSV).   Propos ed  topol o gy  uti l izes  t en   s witc hes  to  prod uce   13   l eve l   output  with   per   unit  TSV p.u   of   5 . 33.   An  addition al  fe at ure   of   th e   proposed   topol ogy  is   the  i nher ent  neg at iv e   le v el   g ene r at ion   as  th ere  is  no  r equi re me nt   of  an  H - bridg e   for  th e  pol arit y  rev ersa ls.  Ne are st  le ve l  control  (NLC)   te chn ique   is  use d  as  the  modula ti on  stra te gy .   Pe rform ance  of  th e  proposed  topol ogy  is  va lidate d  through  e xte nsive  ana lysi s  using  Simul in k  and  PLECS   software .   D et a iled  c irc ui t  an al ys is  and  i ts  power   loss,  as  we ll   as  eff i ci en cy   studie s,  hav e  be en  ca rr ie d  ou t  u nder   consta n t  an d  dynam i c  loa d  condi ti ons .   Result s  obtaine d  show s  tha t  the   proposed  t opology  is  working  well,   produc ing  an   ou tput   of   13 - l evel  with  to ta l   har mo nic   d istort ion   of   6. 36%  and  inve rt er  eff icien cy  of   98. 8% .   Th e  topo logy  is  ex te nded   to   n - l evel  stru c ture,   and  i ts  g ene ra liz ed  expr essions  f or  diff ere nt   p arame t ers  were   for mul ated.  Th e   com par ison  of   the  gen era l ized   struc ture  wi th   oth er   ex isti ng   topo logy   is  ca rri ed   out,  and   i t  is  found   th a t  the  proposed   topol ogy   outpe r form  o the r   topol ogie s   on  m any  par amet ers .   Ke yw or d s :   Asymmetric al   M ulti le vel in ve rter   Near est  le vel c on t ro l   Power swit che s   Total  h a rm onic  d ist ort ion   Total  stan ding  vo lt age     This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g   Aut h or :   Sh a hr i n Md A yob,    Dep a rteme nt of Pow e r En gine erin g,   Scho ol  of Elec tric al  E ng i neer i ng,   Un i ver sit i Te knol og i  M al a ys ia ,   Skud ai ,  J ohor  Bhar u 813 00, Mal aysi a   Emai l:   sh a hr in @fke. utm.m y       1.   INTROD U CTION   The   po wer  ge ner at io n  f rom   ren e wa ble  e ne rgy   sou rces   ha s  trem en dous l y  i ncr ea sed   in   the   la st  few  decad e s  le adin g  to  the  de velopment  of   ne w  po wer   el ect ronic - base d  co nv e rters .  Mult il evel  inv e rters   (M L I)   hav e   s how n  great   promise   i n  t he   area   of  so la r   e nergy  ge ner at io n,  el ec tric   ve hicle s,   HVDC   syst em s  a nd   Flexible  AC  T ran s missi on  S ys te ms  (F ACT S) .  M L Is  util iz e  a  pro per   c ombinati on  of   s witc hes,   diode s,  an d  capaci tors  to   ge ner at e  a   m ulti le vel  volt age  wav e f or m .  T he   M L Is   in  c ompa rison  t o  c onve ntion al   tw o - le vel   inv e rter  ha ve  r edu ce d  volt ag e  stress   acr os s   switc hes   a nd  lowe r  total   harmo nic  distor ti on  (T H D)  in   ou t pu t  vo lt age .  Furth er,  M L Is   ha ve   hi gh  po wer  ha nd li ng   capaci ty  a nd  ef fici en cy  with   re du ce d  E MI.   Co nve ntion al   M L I  to polo gies  inclu de   Flyi ng  ca pacit or  ( FC)  ty pe ,  Diode  cl am pe d  ty pe  (D C )  a nd  c ascade d  Bri dge - ty pe   (CHB) .  FC  a nd  DC  ty pe  to po l og ie s  util iz e  a  la rg e   num ber   of  di odes  and  capaci to rs   to  ge t  the  sta ircase   vo lt age  w a ve form.   M ore ov e r ,   the   pro blem  of  ca pacit or  vo lt a ge   bala ncin g  rem ai ns   a   maj or  issue  i n  FC  a nd  DC  ty pe   o f   topolo gies.  Th e  CHB  t opology  is  popula r  but  in de pende nt  dc   sou rce  for  each  H - bri dge  is  nee ded  to   in creas e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Mo difi ed  as y m metri cal  13 - le v el  inverte r to polo gy  wi th re duce  po we r   …  (M S aad Ari f)   2213   vo lt age   le vel   and  decr ease   t he  T H D  i n  ou tpu t  volt age.   Fu rt hermo re,   no  vo lt age   boos ti ng  ta kes  p la ce  in  conve ntion al   topolo gies.   All   these   pr ob le ms  le ad   to   a n  incre ase  i n  w ei gh t,   cost ,  siz e  an d  co mp le xity  of  conve ntion al   M L Is.     In  the  la st  fe w   yea rs,  to  mit igate   the   pro ble ms  ass ociat ed  with  c onve ntio nal  M LIs ,  man y  new  a nd  modifie d  str uctur es   of  M L Is  a re  re porte d  in   the  li te ratu re  [ 1].  T he  main   f oc us   of  the   rese arch e rs  is  t o  de velo p  new  M LI   to polog ie s   with   a  re du ce d  num ber  of  switc hing  a nd  pa ssive   el ements  a nd  l ow  volt age  stress   acro s s   switc hes.  Mo r eov e r,   l ow  TH D  in  volt age,  i nh e re nt  volt ag e  boos ti ng,   an d  fa ult - tole ran t   operati ons  a re   oth e r   desira ble  feat ures  pr ese nt  in  new  MLI  t opol og ie s.    As ymmet ric  MLIs  ha ve  gaine d  ac ceptance  a s  it   us es   diff e re nt  val ue s  of  in put  volt age  s ources   to  ge ner at e  more   volt age  le ve ls  as  co mpa red  to     sy m metri c str uc tures.    A   co mpre hen s ive  re view  of  M L Is  with  ge ner al iz ed  f ormulae  f or  the   numb e r  of   s witc hes,   gat e   dr i ver s ,  dc  volt age  le vels  a nd  TSV  is  pr es ent ed  i n  [1].  A   ne w  mu lt il evel  i nv e rter   with   bid irect io nal  s witc hes   with  symmet ri c  and   as ymme tric   config ur at i on s  is  pro po se d  in  [ 2].  A uthors  ha ve  al so   pro po se d  gen e rali zed   topolo gies  of  modu la r  casca ded   H - bri dge  M L Is  w hich  c an  ge ne rate  a  maxim um   nu mb e r  of  vo lt a ge  le vels   with  le sse r  numb e r  of  switc he s  [ 3 - 5]  a nd  dc   source s.  Ne w  T - ty pe  a nd  E - typ e   as ym met ric  to po l og ie s   of   M L I   is  pro posed   in   [ 6 - 7].  T hese   topolo gies  do  not  us e  a ny  H - br i dg e   f or  crea ti ng   ne gative  l evels,  a nd  a   s mall er   numb e r   of   swit chin g  de vices  and  dc   sou rces   are   em ploye d  for  ge ner at in g  more  volt age   le vels  as   c ompa red  to   conve ntion al   CHB  str uctu re s.  S om e   ne w  t opologies  of  M L Is  a re  pro pose d  to   ge ne ra te   thirte en   an d  fiftee n   le vels o f o utpu t vo lt age  [8 - 9].  N earest l evel  con t ro l ( NLC ) t echn iq ue  is  use d  to s witc h  de vices at  f un da mental   fr e qu e nc y  [ 8]   t o  re du ce  t he  s witc hing  losse s  of   c onve rter.  A  ne w  casca de d  MLI  f or  hi gh  vo lt age  a ppli cat ion s   employin g  s ubun it s   with   lo w   vo lt age   stre ss  i s  pr opos e d  in   [ 10].  S witc he d  capaci tor - base d  M L I   with   in her e nt   boos t ca pa bili t y  is  pro posed  by a uthors i n [ 11 - 12].    The  SC M L I  to po l og ie s  ha ve  gaine d  acce ptance  in  rece nt  ye ars  as  t hey   use   capaci t ors  in   place  of  dc   so urces .  With  pro per   c hargin g  an d  discha rgi ng   of   ca pacit ors,  the  i nput  volt age  can  be  boos te d  up.  H ow e ve r,  current  s pik e s  thr ough  switc hi ng   dev ic es  a nd  cap aci tor  vo lt age  balance  are  the  pro blems  to  be  s olve d  f or  SCML I  t opol ogy.  Some   ot he r  s witc he d  ca pacit or - ba sed   t opologies   w hi ch  us es   ca paci tors  in   place  of  dc   so urces  a re  propose d  in   [ 13 - 14].   H ow e ve r,   in  [ 14],  an   ad di ti on al   H - bri dg e  is  re qu ir ed  t o  inv e rse  t he  pola rity   of  the  volt age.   A  casca de d  H - br i dg e   to po l ogy  for  t he  gen e r at ion   of  the   13 - le vel  ou t pu t   volt age  is   pro po sed  i n  [15].  I n  [ 16],   a   modifie d  th ree - le vel  NP C wit h  bo os t  capa bili ty  and   a reduc ed  num be r  of  s witc hes  is  pro pose d  to  ge ne rate  se ven  volt age   le vels.  A  hybri d  M L I  e mp l oying  ad va ntages   of  SC M LI   an d  co nventio nal  M L I  i s   pro po se d  in  [17].  The  t opology   has  le ss  pea k  volt age  stre s s  on   de vices,  a nd   sim ple  c on t ro l  te ch nique  i s  us e d  to  bala nce  t he  capaci tor   volt a ge.   I n  [18],  as ym met rical   MLI  pro du ci ng  nin e  outp ut  le vels  is  pr e sent ed.   The   topolo gy  is  ca pab le   of  pro duce  al l  po sit iv e  an d   ne gative   le vels  bu t  uti li ses  casca de  H - br i dg e   f or  pola rity  changin g.  A  la te st  an d  novel   pack e d  E - cel l  ( PEC)   MLI   wit h  t he  i nhere nt  boos ti ng   capa bi li ty,  an d  sel f - volt age   balance   of   ca pacit or s   is   pr opos e d  in   [ 19]  t o  ge ner at e   a  9 - le vel   outp ut  vo lt age .  T he  t op olog y  ha s  six   un i directi onal   switc hes,  one  bid irect io nal  s witc h,   one  dc  so urce  a nd  tw o  ca pacit ors.  Howe ver,  the   dc - li n k  vo lt age  n e eds  to be se ns e d  to   regulat e the ca pacit or volt age . H e nce a  close  loop  c ontr ol is r e qu ire d.     In  this  pa per,  a  ne w  13 - le vel  as ymmet ric   M L I  is  pro pos ed.  The   propos ed  t opolog y  is   an   imp r ov e d  ci rcu it   of  st ruct ur e  presente d  in   [ 19] .    Th e  ad va ntages  of  the  pro pose d  to polo gy  are   the  reduce d  ov e ral l   com pone nts  a nd  le sser   val ue  of   pe r  un it   TS V  as  c ompa red  to  oth e r  to polog ie s .  Sect io n  I  w il l  re view   e xisti ng   M L I  to polo gies  w her e   their   merit s  an d  li m it at ion s  are   hi gh li ghte d.    I n  Sect ion   II,  br i ef  descr i ption s   on  the   ci rcu it   m od e  of   operati ons  and  de ploye d  switc hing  st r at egy   for  t he  pro po se d  M L I   is  desc ribe d.    The   simulat ion  r es ults  are   discu s sed  i n  sect ion  III,  an d  sect ion  I V  c overs   t he  powe r  l os s  ana lysis  of  the   pro po s ed   structu re.  A  c omparati ve  a na lysis  is  pr e se nted  in  sect io n  V  f ollow e d  by   a  bri ef  c oncl us io n  in  the  end   i n  sect ion   VI.        2.   PROP OSE D   TOPOL OG Y   2.1.   Descripti on   and   op er at i on   Figure  1  s how s,  the  basic  str uctu re  of  th e  pro posed   MLI  c on sist e d  of   ei ght  switc he s,  w her e  six  a re   un i directi onal , an d  t he  tw o  a r e  bid irect io nal sw it ches.  Each   un i directi onal  sw it ch  is  ma de   up  of  an   I GBT   with  an  a ntipa rall el   diode,   a nd  a   bi directi on al   s w it ch  is  c omp ose d  of  t wo  un i di recti on al   swit ches.   T he   dc   s ource  pr ese nt  i n  t he  l eft  par t  of  th e  ci rcu it   is  V 1,   w her eas   the   rig ht   unit   dc   s ourc es  ha ve   the   sa me  ma gnit ude  equ al   to   V 2   a nd both  ar e in a rat io  of  3: 1.   Table  1  e xp la i ns  the   va rio us  ope rati ng  sta t es  of  the   pro pose d  M L I.  It   s hows   the   sta te s  of  al l  the  switc hes   in   a   pa rtic ular   outp ut   sta te   of  a   co mp le te   c ycle.   The   'O N'   an d  ' OF F'   sta te   of  t he  switc h  is   de no te d  b y  1  a nd  0  re sp ect ively.  The   di fferent  outp ut  le vels  wh ic h  a re  achieva ble  are   0,   ± V/3,  ± 2V / 3,   ± V,   ±4V/3 ,  ±5V/3   and  ± 2V.  Sw i tc hes  ( S1,  S 4)   an d  (S2,  S5)   operate  i n  a  com pleme ntar y  ma nner ,  i.e.   they   ca nnot  t urn  on  simult ane ou sl y  to  avo i d  the  s hort  ci rcu it   of  the  dc  s ources .  Zero   volt age  c an  be  ob ta i ned  ei ther  by  tur ni ng   on  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2212   –   2222   2214   (S 1,  S 2,   S3)  or  (S4,  S 5,  S 6).   First  volt age  le vel,  i.e.  V/ 3  is  achieve d  wh e n  switc h  c ombi nation  (S4,   S 5,  S8)  is  in  on  sta te .  Li kew ise ,  2V / 3,   the  sec ond  volt age  sta te ,  is  obta ined   by  (S4 ,  S 5,   S7).  S6  r emai ns   c omple te ly  off   in  the  posit ive   cycle.  S2  is  a lso  in  t he  off  sta te   in  the  po sit ive  volt age  l evels  c ycle  ex cept  at   zer o  volt age.  Howe ver, in  ac hieving t he ne gative  vo lt a ge l evels, S 2 has t o remai n o n  al l  the time.             Figure  1. Pro pose d 13 - Le vel  topolo gy   Table  1.   Sw it c hing stat e f or  one c omplet e cy cl e   States   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6   S 7   S 8   V o   Zero   1   1   1   0   0   0   0   0   0   Pos itive  States   0   0   0   1   1   0   0   1   V/3   0   0   0   1   1   0   1   0   2 V/3   0   0   1   1   1   0   0   0   V   1   0   0   0   1   0   0   1   4 V/3   1   0   0   0   1   0   1   0   5 V/3   1   0   1   0   1   0   0   0   2V   Zero   0   0   0   1   1   1   0   0   0   Neg a tive  States   1   1   0   0   0   0   1   0   - V/3   1   1   0   0   0   0   0   1   - 2 V/3   1   1   0   0   0   1   0   0   - V   0   1   0   1   0   0   1   0   - 4 V/3   0   1   0   1   0   0   0   1   - 5 V/3   0   1   0   1   0   1   0   0   - 2V         The   rati ng   of   s witc hes   in direc tl y  governs   the   co st  of  the   i nverter.   It   is   co nsi der e d  a s  a dva ntage ous  i f   low  rati ng  swit ches  can   be   e m ployed   in   in ve r te r  desig n  w hich  is   only   poss ible  if   the   volt age  t o  be   bl ock e d  by  the  switc h  is  not  hi gh.  Acc ordin gly ,   the  v ol ta ge  stress  on  diff e re nt  switc hes  need s   to  be   cal culat ed.   T he  s um  of   t he  volt age  stress  on  al l  th e  switc hes   can   be  te r med   as  T otal  Stan ding  Vo lt age   (T SV) .  Lesse r  value  of   TS V   is an i nd ic at or  of sw it ch  r at in gs  i n  a t opolog y.     The  volt age   str ess on  dif fer e nt  sw it ches ca n be e valuate d  as :     V S1 = V S4 = V 1 ;     V S3 = V S6 = 3V 2   ;   V S2 = V S5 = (V 1 + 3V 2 );   V S7 = V S8 = 4V 2   Hen ce , th e  TS V  f or the  pr opos e d 13 le vel t opolog y  ca n be  w ritt en  as    TSV = 2 (V 1 + 3V 2 + (V 1 + 3V 2 ) + 4V 2 )   TSV = 4V 1 + 20V 2 = 32   V dc     ( 1)     So meti mes , pe r - un it  T SV,  whic h  is t he  r at io   of TS V  a nd the  max im um  ou t pu t  volt age,  is  al so  calc ulate d. I n  our  case , per - unit  TS V,     TSV p.u . = TSV/ V o,m ax = (4V 1 + 20V 2 )/2 = 5.33     ( 2)     2.2.   Generali zed   ci rcui t   ex ten sio n   of   th e   propo sed   t opolo gy   The   basic   str uc ture   of   the   pro posed   to pology   can   be   ea sil y  e xten ded  to  a n  n - le vel   structu re   by   add i ng  a  dc   source  al ong  with  a  bid irect io na l  switc h,   as   s how n  in  Fig ure  2.   The  ge neral iz ed  ex pr es sion s   f or   the  pro pose d  e xtensi on  ha ve  been  f ormulat e d  a nd  prese nted  by  ( 1) – ( 4)  be low  w her e  N dc ,  N sw ,  N gd   re presen t   the  num be r  of  dc  source s,  s witc hes  a nd  ga te   dr i ver  ci rc uits  res pecti vel y.   These   ex pre ssion s   are   f ormulat ed   base d  on  t he  numb e r   of   le ve ls  ge nerat ed.  Fo r   e xam ple,   for  a   par ti cula r  le vel,  t he   nu mb e r  of  dc   so ur ces   require d  ca n b e cal culat ed b y ( 4)  a nd s o o n.      = − 5 2     ( 4)    = 5 ( − 1 ) 6       ( 5)    = + 3 2       ( 6)    = 8 ( − 1 ) 9       ( 7)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Mo difi ed  as y m metri cal  13 - le v el  inverte r to polo gy  wi th re duce  po we r   …  (M S aad Ari f)   2215       (a)   (b)   Figure  2 .   Exte ns io n  t o  the  n - le vel str uctu re  of the  pro pose d  to polo gy, (a)   A dd e d U nit , ( b)   Ge ner al iz e d  Stru ct ur e       2.3.   Modula tio n   s t rat e gy   Ther e   a re   va ri ou s   te c hn i qu e s   us ed   for   m odulati on   in  a  m ulti le vel  inv ert er.  T hese  te ch niques  can  be   cl assifi ed  into   high  f reque nc y  an d  lo w - f r equ e nc y  s witc hing  te ch niqu es.  I n  [ 20],   s el ect ive  har m on ic s   el imi nation  us i ng  ne wton  Ra ps on  meth od  is  impleme nted .  S witc hing  c ontr ol  of  casca de d  c ompact   m odular   M L I  is  im plem ented  us i ng  pu lse   with  mod ulati on   in   [ 21].  Hybr i d  as ymm et rical   topolo gy  i s  pro po se d  i n  [ 22] ,  in  t his  w ork   T HD  is   re duces   us in g  imp r ov e d  m odulati on  t echn i qu e .   Va riou s   oth e r   meth od s   of  high   f re qu e nc y  PWM   te ch niques   we re  us e d  to   imp r ov e   t he  TH D   an d  qu al it y  of   the   in ver te r   [23 ].  Le vel  s hifted   P W M   impleme nted   on  casca de d  H - br i dg e   to polo gy  has   bee n  dis cusse d  i n  detai l  in   [ 24].  L ow - fr e qu e nc y  te ch niques   offer  the   a dv a ntages   of  lo w   switc hing   loss   as   the   nu mb e r  of  s witc hing   in   a   pa rtic ula r  c ycle  is   le ss   [ 25].   Near est   le vel  c on t ro l  ( NLC )  is  a  fun dame ntal  fr eq ue ncy   s witc hing  te ch ni qu e  wh ic h   is  us e d  in  the  propose d  M L I  to  obtai n  t he  s witc hing si gn al s . F i g ure   3 sh ow the  level  g e ner at io n me thod  us in g  t he NLC met hod.       ( N - 1 ) / 2 V r e f V o u t ω t 4 3 2 1 0 x V d c α 1 α 2 α 3 α 4 α k 1 2 1 . 5     Figure  3 .   Level  g e ner at io n me thod  us in g  t he NLC t ech nique       The  s witc hing  ang le  is  g i ven  by (5) :     α k = M sin − 1 ( k − 0 . 5 ) ( N − 1 ) / 2     (5)     wh e re ,  M is t he  mod ulati on ind e x  a nd is  defi ned  a s  giv e n  i n (2), k = 1,   2 ….   (N - 1) / 2.     M = V r ef V ou t         ( 6)     wh e re ,  V r  a nd  V o   is t he  r e fer e nce a nd outp ut  vo lt age , respe c ti vely.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2212   –   2222   2216   3.   RESU LT S   A ND   DI SCUS S ION   Op e rati on  a nd   the  pe rforman ce  of  t he  pro pose d  ci rc uit  ar e  validat e d  t hroug h  e xtensi ve   simulat io n  analysis  unde r   varyin g  loa d  conditi ons.  D C  so urces  val ue  of  V1 = 300V  an d  V2 = 10 0V   a re  ta ke n  in  the  analysis.  Resul ts o btained  are   discusse d i n de ta il  b ased  on th e typ e  of l oad  us e d  a nd the  m odulati on in de x.     3.1.   Constan t   R - L   loa d   Figure  4(a)   shows  the   s witc hi ng  pulse s  giv e n  t o  the   power  switc he s  duri ng  one   co mp le te   cycle  at   a   modu la ti o n  f re qu e nc y  of  50H z.  O utput  volt age  an d  c urren t  wav e f or m s  are   ob ta ine d  us in g  co ns ta nt  R - L   load   of  Z = 100 + j2 5  Ω  are   sho wn  i n  Fig ur e   4(b ).  Fr om  t he  FFT   analysis,   it   is  f ound  t hat  the   volt age  TH D  is   6.36%  and  is  s how n  i n  Fi gure  4( c ).  At  the  same  ti me,  al l  the   in di vid ual  ha rm onic   co mpo nen t s  ha ve  le ss   tha n  5%   con t rib ution   t o  the  total   TH D.   Vo lt a ge  wa veform  s hows   that  the  to pology  s uccess f ully  achie ves  13  le ve l   ou t pu t   ha ving  al l  the  posit ive   an d  ne gative  le vels,  a nd  the   loa d  c urren t   wav e f or m   s hows  t hat  the   to po l og y  works  well  the  inducti ve  l oad.           (a)       (b)    (c)     Figure  4 .   Re su l ts o btained  u si ng consta nt RL  load,  (a)   Pu lse s to  t he power   switc hes, ( b) Volt age a nd loa d  current  wa vefo rm, (c )  F FT a na lysis o f  t he out pu t  vo lt ag e       3.2.   Va ry in g   R   and   RL   l oad   To  asse ss  the  dynamic  perf orma nce  of  pro po s ed  i nv e rter   struct ur e  perf ormance  i s  e va luate d  f or   varyin g  R  a nd  RL  l oad.  Fig ure  5  sho ws  a   r esi sti ve  loa d  c hange   co ndit ion   i n  w hich   the re  is   a  l oad  va riat io n  from  open   ci rc uit  co nd it io n  t o  Z = 100  Ω  to   Z = 50  Ω.   As   th e  resist ance   is  decr ease d,  the r efore  a n  i ncr ea se  in   current   ma gn it ud e   ca n  be  s ee n.   R L  loa d  va riat ion   is   sho wn in  Fi gure  6  c omp rising  a  c ha ng e   f r om  open ci rcu it   conditi on  t o  Z = 100 + j2 5  Ω  t o  Z = 50  + j1 2.5   Ω.  And   the   val ue  of  t he  l oad  current   ch an ge s  f r om  zer o  t o  6A  to   12A. All  the  volt age   le vels ar e  visi ble w it h  a   sin usoidal   cu r ren t   ha ving   sm oo t h  t ran sa ct io n  from   a   ste p  c hange  in loa d.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Mo difi ed  as y m metri cal  13 - le v el  inverte r to polo gy  wi th re duce  po we r   …  (M S aad Ari f)   2217         (a)   (b)   (c)       Figure  5. V oltage a nd loa d  c urren t  wa veform  with  varyin g  R  load co ndit ion , ( a )   Vo lt age  a nd loa d  c urren t   wav e f or m  w it h va ry i ng R loa d,   ( b)   M a gnifie d wav e f or m  du rin g  the  f irst  ste p,   (c)  M ag nifi ed wave f or m  dur i ng  ste p - c hange i n l oad             (a)   (b)   (c)     Figure  6 .   Vo lt age  a nd  lo ad   c urren t   wa vefo r m  with  varyin g  RL   loa d  c on diti on ,   (a )  V oltage  a nd  lo ad   c urren t  wav e f or m , (b ) Ma gn ifie d wave form d ur i ng the  first step , (c ) Magnifie d w avefor m  durin g  ste p - c hange i n  loa d       3.3.   Va ry in g   L oad   Po wer   F ac to r   In  Fig ure  7,  th e  ef fect  of  cha ng e   in   loa d  po wer  fact or  on   the  outp ut  vo lt a ge  a nd  c urre nt  is  presente d.  The  powe r  fact or  of  t he  l oad  var ie s   f rom  unit y  to   la ggin g  powe r  facto r  by  pro vid in g  a   ste p - c ha ng e   in   th e  loa d  from  Z = 100  Ω   to  Z = 100 + j2 5  Ω  wh ic h  is  e vi den t  by  t he  cu rr e nt  wa vefo r m  as  the  c urre nt  bec om es  sin us oi dal  after the  insta nt  o f  loa d  c hang e.         (a)   (b)   Figure  7 .  V oltage a nd loa d  c urren t  wa veform  with  varyin g  l oa d powe r  fact or c onditi on, (a)  Volt age a nd lo ad  current  wa vefo rm, ( b) M a gnif ie d  wa ve form   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2212   –   2222   2218     3.4.   Va ry in g   Mod ulat i on   I ndex   The   ste p - cha nge  i n  m odulati on  i nd e x  is  al s o  c onside re d  t o  e val uate  th e  performa nce   of  t he  i nverter .   Figure  8  de picts  the  re su lt   f or  va r ying  m od ulati on   i ndex   ( M )   f rom  M = 1  to  M = 0.8  to   M = 0.8 .  T he  e f fect  of  decr easi ng  the  value  of  M   is  visible   as  the   numb e r  of   le ve ls  gets  re duce d  f rom  13   le ve ls  to  11  le vels ,   an d  it  furthe r gets re duced  to 9 le vel s.         (a)     (b)       (c)     Figure  8 .   V oltage a nd loa d  c urren t  wa veform  with  varyin g Mod ulati on in dex,  (a)   V oltag e an d  loa d  c urr ent  wav e f or m , (b ) Ma gn ifie d wave form, (c ) Ma gnifie d v oltage  wav e f or m       4.   POWER   LOS S   A N ALYSIS   The  s witc hes   in  m ulti le vel  in ver te r   nee d  t o  switc h  on  a nd  off  f re qu e ntly  in  a  c omplet e  cycle.  T hese   switc hing  oper at ion s  res ult  in   powe r  lo ss  w hich  a ff ect s   th e  eff ic ie nc y  of   the  to polo gy.  These  l os ses  i nclu de  cond uction  l oss  a nd  s witc hing  l os s.   T her e f ore,   the   po wer  l os s   anal ys is  of   the   pr opos e d  t opolog y  is   done   with  the  help  of  PL ECS  s of twa re.   Fig ur e   9(a)   a nd  9( b)  re pr es ent  the   co nduc ti on   a nd  s witc hing  l os s  res pe ct ivel y  for  dif fer e nt  lo ads.   T he  th ree  diff e re nt  loads   are  Z1 = 50  Ω,  Z2 = 100 + j1 2.5  Ω  and   Z 3 = 100 + j2 5  Ω.  Fi gure   9( c )  dep ic ts  the  t otal  loss  an d  ef fici ency   at   the  t hr ee  mentio ne d  loa ds .  T he  volt age  stresse s  on   dif fer e nt  s witc hes,  in  te rms  of  V dc ,  is  sh ow n  in  Figure  9( d) .  Ma ximum  volt ag e  stress  is  experience d  by  sw it ches  S2   a nd   S5   a s   bo t h  t he  switc hes  bl oc k  the   volt ages   duri ng  com plete   half  cycle  al te r nativel y.  T he   ef fici ency  of   the   pr opos e d  structu re  is  co mp a red   with  th e  oth e r  13  le ve ls  top ol og ie s  presente d  in  [ 7]  and   [8].   From  Figure  9(e)  it   c an  be   seen t hat the  pr opos e d  t opolog y has  bette r  e ffi ci ency   wh e n c ompare d  t o oth er top ologies.       5.   COMP AR I S ON WIT H  O THE R  TOP O LOGIE S   The   pro pose d  structu re   is  c ompa red  with  s om e   ot her  in ve rter  t opologie s  in   order  to   validat e  t he   cl ai m.  Table  2  pr ese nts  a   co m par is on  stu dy  of  dif fer e nt  t opologies.  T he   pa rameters   ta ke n  for  c omparis on  are   the  numb e r  of   switc he s  (N s w) ,   gate  dr i ve rs  (Ng d),  dc  li nk s   (Ndc),  per - unit   TS V.  A s   there   a re  to polo gies  involvin g  a  diff e ren t  num be r  of  le vels  ( N L),   the refore   on e  more  pa r amet er  ( NL/N sw)   is  a dd e d  in  the     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Mo difi ed  as y m metri cal  13 - le v el  inverte r to polo gy  wi th re duce  po we r   …  (M S aad Ari f)   2219   ta ble.  [ 2,  16 ]  a nd  [ 17]  are  7 - le v el   to polo gies  ha ving  T SV  6,  7.3   a nd  6.3 ,  r especti vely ,  w hich  is   m or e   th an  th e   pro po se d  to po l ogy.  T he  num ber  of  s witc he s  us e d  in  t he  t opologies  of  [ 9]  an d  [ 12],  ha ving  9 - le vels,   are   11   and  17,  res pec ti vely.   M ore over,  the   TS V  va lue  is  6.7 5  a nd   5.8 3,   resp ect i vely.  At  th e  sa me  ti me,  the  f act or   NL/Ns w  f or  th ese  to po l og ie s   is  al so  lo wer  than   the  pro po sed  t opolog y.   Per - unit   TS V  i s  al so  on  t he  hi gh e r  side  as   co mp a red  to   the  t opology  pr ese nte d  i n  this   pa pe r .  T he  c ompari so n  ta ble   al so  sh ows   the   to polo gies  hav i ng   13  l eve ls.  By  lo okin g  at   the  ta ble,  we   can  see  that  al l  these  13 - le vels  struct ur es  c onta in  ei ther  an  equ a l   or   gr eat e r  nu m ber   of  switc he s   than  t he  pr opose d  to polo gy.  The  per - unit   T SV   of   t he  pr opos e d  str uctu re  is  al so   lowe r  tha n  the se  topolo gies.   Simi la rly,   oth e r  str uctu res  ca n  al so  be   co m par e d  with  the   pro po se d  t opol ogy.  A   qu ic k  l ook  at   t he  c ompa rison   ta ble  s how s  th e  supe rior it y  of  the   pro po se d  inv e rter  t opology  in   te rm s  of  le sser  numb e r  of  swi tc hes  a nd  lo we r  volt age   stres s  valu e.  A  higher  val ue  of   N L/Nsw   an d  le s ser  value  of  T SVp. u.  sh ows   that  t he   pro posed   to polo gy  is  bette r   than   the   ot he r  discuss e d  str uctu res  i n  te r ms  of  the  nu mb e r  of   com pone nts a nd  reduce d vo lt age stre sses.           (a)     (b)        (c)     (c)     (e)       Figure  9 .   Re su l ts o btained  from t he  Powe r  L os s  A nalysis  of the  pro po se d  t opolog y ,  (a) C onduct ion l os s es,  (b)  S witc hing  Loss es , (c)  Ef fici ency  a nd T ot al  p owe r  los s, ( c) T otal St an di ng Volt age  (T SV ) , (e)  Va riat ion  i n  Eff ic ie nc y wit h ou t pu t  powe r         Table  2 .   C omp ariso n of va rio us  t opologies   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  11 , N o.   4 ,  D ecembe r  2020   :   2212   –   2222   2220   Top o lo g y   N L   N sw   N L /N sw   N gd   N dc   TSV p . u .   [2]   7   8   0 .87 5   7   3   6   [6]   17   12   1 .42   10   4   6   [9]   9   11   0 .82   11   4   6 .75   [10 ]   17   12   1 .42   10   4   5 .5   [12 ]   9   17   0 .53   17   5   5 .83   [13 ]   13   14   0 .93   11   4   5 .33   [14 ]   13   18   0 .72   18   6   5   [15 ]   13   12   1 .08   12   3   24   [16 ]   7   10   0 .7   8   5   7 .3   [17 ]   7   9   0 .78   8   4   6 .3   Prop o sed   13   10   1 .3   8   4   5 .33       6.   CONCL US I O N   This  pap e r  pre sents  a n  im pro ved  m ulti le vel  inv e rter  t opology  ha ving  l ow  total   sta nd i ng  vo lt age   a nd  util iz ed  a   re du ced  num ber  of  s witc hes   to   pr oduce   a   13 - le ve l  outp ut  volt age.   T opolog y  i s  e xten ded  to   t he  n - le vel  ge ner al iz ed  str uct ur e   by   ad ding  e xtra   un it s  c onsist   of  2  s witc hes   a nd  dc   s ource  t o  th e  basic  str uctu re.   An al ys is  of  co ns ta nt  an d  dyna mic  load  c ondi ti on s  as  well   a s  varyin g  loa d  powe r  facto r  ar e  al so   presente d  an d  discusse d  in  de ta il .  Fo r  c on st ant  RL  load ,  the  TH D v  an d  the  value  of   pe r  unit   total   sta n di ng   volt age   (TSV)   are  fou nd  t o  be   6.3 6%   a nd  5.33,  res pecti ve ly  with   an   e f fici ency  of  a r ound  98. 8%.    Unde r  varyi ng  loa d  conditi on ;   cha ng e   in   cu rr e nt  from  z er o  to   6A  a nd  the n  t o  12A  with   resis ti ve  loa d  a nd  f r om   z er o  to   5.8  to  11. 6  A  with   in duct ive   RL  l oad  i s   at ta ined.  As   t he   m odulati on   ind e x  c hanges   from  1  to  0.6  ou t pu t  le vels  r edu ce   from  13   le vels   to  9  le vels .  T he  co mp a rison   of   the  pro pos ed  str uctu re  wi th  oth e r  e xisti ng   t opologies  i s  al so   pro vid e d,  a nd i t i s noted t hat the  pro po se d  t opol ogy o utp e rformed  o t h ers  topolo gies  on  man y para mete rs.       REFERE NCE S   [1]   M.  Vije h ,   M .   Re za ne ja d ,   E .   Sa m ada e i  and  K.   Ber ti lsson ,   "A   Gen e ral   R evi ew   of  M ult ilevel  Inve rte r s  Based  on   Main   Submodule s:   Str uct ura l   Point   of   View, "  I EEE  Tr ansacti ons  on   P ower  E lectronics ,   vol .   34,   no .   1 0,   pp .   9479 - 950 2,   Oct.   2019 .   [2]   H.  Samsa mi ,   A .   Ta her i  and   R.   Sama nb akhsh,  "N ew  bidi re ct io nal   mul t il ev el  i nve rte r   topo log y  with   stai r ca se   ca sca d ing  for   symme tr ic a nd   asy mm et r ic struc tu r es, "  IET  Powe r  El e ct ronics ,   vol .   10,   no.   11,   pp.   1 315 - 1323,   2017 .   [3]   Kaka r  S,  Ayob  S,  Nordin  N,  Ar if  M,  Jus oh  A,  Muhama d  N ,   “ A   novel   sing le - ph ase   PWM  asym me trica l  mu lt i level  inve rt er  with   nu mbe r  of   sem ic on duct or  sw itches  red uction ,”   Int ernati onal  Journal   of  Powe r  El e ct r onic s  and  Dr ive   Syste ms   (IJ PE D S) ;   Vol.   10 ,   No.   3 ,   pp.  1133 - 114 0 ,  2019 .   [4]   Arif  MS b,   Ayob  SM ,   Iqba l  A,   Wi lliam son  S,   Salam  Z ,   ed it ors.  “ Nine - l eve l   asy mm et r ical  sing le  phase   mu lt i le ve l   inve rt er   topol og y  with   low  sw itc hing  fr eque n cy   a nd  red u ce  d evi c e   coun ts ,”   2017   I EE E   Int ernati on al  Con fe renc e   o n  Industrial  Techn ology   (ICIT) ,   22 - 25  Marc h   2017.   [5]   Arif  MS b,   Ay ob  SM ,   Sa la m   Z ,   editors.   “ As ymm et ri ca l   mul tilevel   inve r te r   topol ogy   w it h  red uc ed   po wer   semi condu ct or  d evi c es ,”   2016   I EE E  Industria l  El e ct ronics  and   Appl i cat ions  C onfe renc e  (IE A Con) ,   20 - 22  No v.   2016.   [6]   E.   Sa ma da ei,  A .   Sheikholesla m i,   S.   A.  Ghol a mi an  and  J.   Adabi,  "A   Square   T - Type   (ST - Type )  Modul e  for  As ymm et ri ca l   Multi le v el  Inve r t ers, "  IEEE  Tr a nsacti ons  on   Po wer  Elec tronic s ,   vol .   33 ,   no.   2,   pp.   987 - 996 ,   Fe b.   2018.   [7]   E.   Sam adaei ,   S.  A.  Gholamian,  A.  Sheikholesla mi ,   and  J.  Ad abi,  "A n  envelope   t ype  (E - Type )  m odule :  As ymmet ric   mul tilevel  inve r t erswith  red u ce d   com ponen ts,"  IE EE   Tr ans.  Ind .   El e ct ron . ,   vol .   6 3,   no .   11 ,   pp .   71 48 –   7156,   Nov.   2016   [8]   M.  D.  Sidd ique  et.  al.,  "Low  Sw it chi ng  Freq uenc y  B ase d  A symme trica l  M ult ilevel  Inv ert e r  Topol ogy   wit h   Reduc ed   Sw it ch   Count, "  IE EE A c ce ss ,   vol .   7 ,   pp .   86734 – 86383,   2 019.   [9]   E.   Bab ae i ,   S.  Laali   and  Z .   Baya t ,   "A   Single - Phase  Casca d ed  Mul ti le v el   Inv erter  Based  on  a  New   Basic   Unit  wi th   Reduc ed  Nu mber  of  Pow er  Sw itches, "  IE EE   Tr a nsacti ons  on  Ind ustrial  Elec troni cs ,   vol .   62,   no.   2,   pp.   922 - 929,   Feb.   2015 .   [10]   R.   S.   Alishah ,   S.   H.  Hos seini,  E.  Baba e i  and  M.   Sabahi,  " A  New   Gene ral  Mult il e vel   Conv erter  T opology  Based   o n  Casca ded  Conn ec t ion  of  Subm ult ilevel  Units  with   Reduced  S witc hing  Co mp onent s,  DC  Sou rce s,  and  Blo ck ed   Volta ge   by  Sw itches, "   I EE E   Tr ansacti ons on  Ind ustrial  Elec troni cs ,   vol .   63 ,   no .   1 1,   pp .   7157 - 716 4,   No v.   2016.   [11]   R.   Sha lc hi   Al ishah,  S.   H.   Hos seini ,   E .   Bab ae i ,   M .   Sab ahi  an d  A.   Z are,   "Ext ende d   high   step - up  struc ture  fo r   mul tilevel  converte r, "   IET  Powe r   Elec troni cs ,   vo l .   9 ,   no .   9 ,   pp .   18 94 - 1902,   27   7  2 016.   [12]   H.  Khoun  Jah a n,   M.   Abapour   and   K.   Za r e,  "S witc hed - C ap ac i tor - Based   Si ngle - Source   Ca sca ded   H - Bridg e  Multi le v el  Inve r t er  Fe at uring   Boo sting  Abil it y , "   I EE E   Tr ansacti o ns  on  Powe r  El e ct ronics ,   vol .   34,   no.   2 ,   pp .   1113 - 1124,   Feb .   2019 .   [13]   E.  Sam ada e i,  M.   Kavi ani  and   K.   Bert il ss on,   "A   1 3 - Le ve ls  Modul e  (K - T ype)   W it h   Two   DC   Sourc es  for   Mult il ev el  Inve rte rs,"   IE EE Tr ansacti ons on   Industrial Elect ronics ,   vol .   66 ,   n o.   7 ,   pp .   5186 - 5 196,   July 2 019 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Mo difi ed  as y m metri cal  13 - le v el  inverte r to polo gy  wi th re duce  po we r   …  (M S aad Ari f)   2221   [14]   J.  Li u ,   K .   W.  E.   Ch eng  and  Y.  Ye,  "A   Casc ade d  Mul ti l evel   Inve rt er  B ase d   on  Sw it ch ed - C apa c it or   for  Hig h - Freque ncy  AC  P ower  Distribut i on  Sys te m, "  IE EE   Tr ansacti on s  on  Powe r  El e ct ronics ,   vo l.   29 ,   no.   8 ,   pp.   421 9 - 4230,   Aug.   2014 .   [15]   T.  K.   Chakra bor ty,  A.   Anan,  S.   H.  Rak ib,  M.   I.  Prodhan,   M.   M.   Kama l   and   M.   Maha bubunnabi,   "G ene r at ion   of   13 - Le ve l  Output   Volta g e  from   Sing le - Phase  Mul ti l e vel   Inv ert e r  Con sisting  of  C asc a ded  Thr ee  H - Bri dge  Units,"   201 8   2nd  IEE E   Inte r nati onal  Conf er enc e  on   Powe r  El e ct ronics,   Intelli gen t  Control  and  Ene rgy  S yst ems  (ICPE ICES ) ,  Delhi ,   Indi a, 201 8,   pp .   361 - 364 .   [16]   S.  S.  Le e   and   K.  Le e ,   "D u al - T - Type  Seve n - Le ve l  Boost   Acti v e - Neutr al - Point - Cla mp ed   Inve rt er, "   IEEE   Tr ansacti ons on Power  E le c troni cs,   vol .   34 ,   no .   7 ,   pp .   6031 - 6035 ,   July 2 019.   [17]   J.  L iu,  J.   Wu   a nd  J.   Z eng,  "S y mm et r ic/As ymmetric  Hybr id  Mu lt ilevel  Inv erters  Int egr a ti ng   Sw it che d - C apa c it or   Te chn ique s,"  I E EE   Journal  of   E merging  and  Se l ec t ed  Topics   in  Powe r  E le c troni cs ,   vol .   6 ,   no .   3 ,   pp.   1616 - 1626,   Sept.   2018 .   [18]   M.  Arif,   S .   Ayo b ,   and   Z .   Sal am ,   "A symme trica l   Nine - Le v el   Inv e rte r  Topol ogy  w it h  Redu ce  Pow er  Sem ic ondutor   Devic es, "  TEL K OMNIKA  (Telec omm unic ati on  C omputing  Elec tr onic s  and  Contr ol) ,   vol .   16 ,   no . 1 ,   pp.   38 - 45,   Feb .   2018.   [19]   M.  Sharifzade h   and  K.  Al - Ha ddad,   "P ac k ed  E - Cel l   (PEC)   Convert er  Topo logy  Opera t ion   and  Exp eri m e nta l  Vali da ti on, "   IEEE  A ccess ,   vol .   7 ,   pp.   93049 - 9306 1,   2019 .   [20]   W.   A .   Ha li m ,   N.   A.  T.  Te ngku ,   K.  Applasa m y,   and  A.   Jidin,  “S el e ct iv e  Har mon ic   El i mi na ti on   Based  on  N ewton - rap hson  Method  for  Casca d ed  H - bridge   Mult il e ve l  Inve r te r,”  In te r nati onal  Journal   of  Pow er  Elec tronic s  and  Dr ive  Syste ms   (IJ PE D S) ,   vol .   8 ,   no .   3 ,   pp.   1193 – 1202 ,   2017.   [21]   S.  S.   Lee,  M.   Sidorov,   N.  R .   N.  Idr is,  and   Y.  E.  Heng,  "A   Sy mm et r ical   Casc ade d   Compact - Module  Mult il e ve l   Inve rte r   (CCM - MLI)  With  Puls ewi dth  Modul at i on, "  IE EE   Tr an sacti ons  on  Indu strial  Elec tronics ,   vol.  65,   no.   6,   pp.   4631 - 4639 ,   2018.   [22]   S.  Kumar ,   M.S.  Kumar ,   "A sym me tric  hybr id  m ult ilevel  inv ert e r   with  r educ ed   h arm oni c  using  h ybrid  modulat io n  te chn ique ",   Int ernati onal Journal   of Powe r  El e ct r o nic s and  Dr ive System ,   vo l. 11,  no.   2 ,   pp .   605 - 6 10,   Jun.   2020.   [23]   Mus ta fa  U,   Arif   MS B,   Ahmad  S,  Ta r iq  M,   Ayob  SM ,   “Per for ma nc e  Ev al u at io n  of  Modifi ed  5 - Le ve l  T - Type  H - Bridge   Inve rt er   Utilizi ng   Diff e ren t   PWM  Mo dula ti on   Sch emes”  2019   Innov ati ons  in   Pow e r  and  Ad vance d   Computing  Tech nologi es  ( i - PA C T) ;  2019  22 - 23   Marc h  2019 .   [24]   R.   Nade r i  and   A.  Rahmati,  "P hase - shifte d  ca rri er  PWM  t ec hniqu e  for  g ene ra l  c asc ad ed   inve rt ers, "  IE EE  Tr ansacti on  on  I ndustrial  Elec tronic s ,   vo l. 23, no. 3, pp. 1257 - 126 9,   2008 .   [25]   Sale h,   Wa i l   Ali   Ali,  Nurul   Ain   Mohd  Said,  and   W ahi d ah   Abd  Hali m ,   "H arm on ic  mi n im i zation   of  a   sing le - ph ase   asymm etric al   T CHB  mul ti l evel   inve rt er  b ase d  on  nea r est  l eve l   cont rol   method ",  Inte rnat ional   Journal  of  Pow er   El e ct ronics  and   Dr iv e  Syst em ,   vo l.   11 ,   no .   3 ,   pp .   1 406 - 14 14,   Sept .   2020.       BIOGR AP HI ES   OF   A UTH ORS       M  Saad   Bin   Arif   re ceive d   M.   Tech  d egr e e   in   E lectr i ca l   Engi ne ering  with   spe cializ at ion   in   Pow er   Sys te m  and  Driv es  and  Gradu at i on  in  E le c trica l   Engi ne eri ng  in  2 010  and  2010  r e spec ti v el y.   His  rese arc h   ar ea  of   intere st   -   pow er  e lectr oni cs,   a ppli c at ion   of  po wer  elec troni cs   in  ren ewa bl e  ene rgy  sys tems, ene rgy  sys tems, and  eng ineeri ng  educ a ti on.         Ze esha n  Sarw er   com pl et ed  B . T ec h  (E lectr i ca l   Engi ne eri ng)  an d  M.T ec h   (Instr ume nt at ion  and   Control )  in  201 3  and   2015  r espe ctivel y   from   Z. H.Col le g e  of   Engi ne eri ng   an d  Technol ogy ,   Aliga rh  Mus li m   Univer sity ,   A MU .   His  rese ar ch  intere sts  are  ma in ly  in   the  are a   of  Pow er  El e ct roni c  Con ver te rs,   R ene w abl e   En erg y   Sys te ms.   He  h as   t aug ht   cour ses   on   Elec tr ical  Mea sureme n ts,   Dynami c   Sys tem  Ana lysis,   Signal s  and   Sys te ms.  Curr ent ly ,   he  is  t eachi ng   Micropr oce ss or S ystem s a nd  Ap pli c at ions  and  Si gnal s a nd   Sys tems.         Shahrin  bin   Md.   Ayob  was  born   in  Kua la  Lum p ur,   Mal aysia.  H e  obt ai ned   his  f irst  degr ee  in   El e ct ri ca l   Eng in ee ring ,   Mast er   i n  Elec tri c al  En gine er ing  (Pow er)   and  Doc tor  of  Philosophy   (PhD )  from   Uni ver siti   T eknol og i  Ma la ysia   in   20 01,   2003   and   20 09,   r espe c ti ve ly.  Curre n tl y   he   is   an  associ ate  pro fessor  at  School   of  El e ct r ic a l  E ngine er i ng,   Fac ult y  of   Eng ineer ing,   Univ ersiti   Te knologi  Malays ia .   He  is  a  r e giste red   Gr adua t e  Engi n ee r  und e r  Board  of  Enginee r  Mal aysia   (BEM)  and  Seni or  Membe r  of  I EE E  (2018) .   Hi s  cur ren t  rese arch  int er est  is  sola r  photovol t ai c   sys te m,   e le c tric   vehi c le   t ec hno logy ,   fuz zy  sys te m ,   and  evo lu ti onar y  al gori th ms  for  power   el e ct roni cs  app lications.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.