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 4 0 ~ 1 2 5 0   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 4 0 - 1250     1240       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   Inv estig a tion o P o w er Q ua lity I m p ro v e m en in  Supe r Lift  Luo   Co nv erte       J.   G na na v a div el 1 N.   Senthil K u m a r 2 C. N.   Na g a   P riy a 3 K . S.   K rish na   Veni 4   1 , 2, 4   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 ,   M e p c o   S c h len k   En g in e e ri n g   Co ll e g e ,   S iv a k a si,  In d ia   3   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   S ri  V i d h y a   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   &   T e c h n o lo g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 0 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u l   25 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   3 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e p re se n ts  th e   i m p ro v e d   sin g le  p h a se   A C - DC   su p e li f L u o   c o n v e rter  f o e n h a n c i n g   q u a li ty   o f   p o w e b y   m it ig a ti n g   th e   is su e s.  T h e   p ro p o se d   c o n v e rter  is  u se d   f o o u tp u v o l tag e   c o n tro l ,   p o w e f a c to im p ro v e m e n a n d   re d u c e d   so u rc e   c u rre n h a rm o n ics   a su p p ly   sid e .   T h e   m a in   in ten ti o n   o f   th is  w o rk   is  to   d e sig n   a p p ro p riate   c lo se d   lo o p   c o n tr o ll e rs  f o th is   AC - DC  su p e li f L u o   c o n v e rter  to   a c h iev e     u n it y   p o w e f a c to in   t h e   so u rc e   e n d .   T h e   d e sig n e d   c o n tr o sy ste m   c o m p rise o f   t w o   c o n tro l   lo o p s,  v o lt a g e   c o n tro in   o u ter  l o o p   a n d   th e   c u r re n c o n tro ll e is  d e v ise d   in   th e   i n n e l o o p .   F u z z y   c o n tro ll e is  u se d   f o c u rre n c o n tro ll e w h e re a P c o n tro ll e a v o lt a g e   c o n tro ll e r.   In   th e   M A TL A B/ S IM UL I NK   p latf o r m ,   si m u latio n   o f   th e   p ro p o se d   A C - DC  su p e l if L u o   c o n v e rter  is  d o n e .   It   is  c lea f ro m   th e   sim u latio n   re su lt th a P i n teg ra ted   f u z z y   c o n tro ll e f o v o lt a g e   a n d   c o n tro l   is  p ro v e n   t o   b e   b e tt e th a n   c la ss ica P w it h   h y ste re sis  c o n tro ll e rs.  T h e   p ro p o se d   sy ste m   is  a b le  to   a c h iev e   h ig h   i n p u p o w e f a c to a lo n g   w it h   su p p ly   c u rre n h a rm o n ic d isto rti o n o f   les s th a n   5 % .   K ey w o r d :   AC - DC   s u p er   li f L u o   co n v er t er   Fu zz y     HC C   P o w er   Facto r     T o tal  Har m o n ic  Di s to r tio n     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 :   J.   Gn an av ad i v el ,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   Me p co   Sch len k   E n g i n ee r in g   C o lleg e,   Me p co   Nag ar ,   Siv ak a s   6 2 6   0 0 5 ,   T am iln ad u ,   I n d ia.   E m ail:  g v ad i v el @ m ep co en g . a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N     T h AC - DC   p o w er   co n v er ter   g r ab s   th e   atte n tio n ,   s i n ce   it  m ee ts   t h co m m er cia r eq u ir e m en ts   i n   p r ec is m a n n er .   B u w it h   d e v iatio n   i n   t h s o u r ce   p ar a m eter s   b y   t h u s e   o f   p o w er   co n v er ter s   m a y   r es u lt s   i n   p o ten tial  p o w er   q u alit y   p r o b le m s .   Am o n g   v ar io u s   p o wer   q u alit y   is s u e s   th h ar m o n ic  d is to r tio n s   ar e   co n s id er ed   to   b o n o f   th m o s i m p o r tan r ea s o n s   f o r   th p o w er   q u alit y   p r o b le m s .   O n   a cc o u n o f   r ed u ci n g   th p r ice  o f   th AC   to   DC   c o n v er s io n   s y s te m ,   d io d b r id g r ec tif ier   alo n g   w i th   ca p ac ito r   is   co m m o n l y   e m p lo y ed   in   cla s s ic  m et h o d s .   B u t th m ai n   d r a w b ac k s   o f   t h e   co n v e n tio n al  s y s te m s   ar lo p o w er   f ac to r ,   h i g h   h ar m o n ic  d is to r ti o n s ,   v o ltag d is to r tio n   an d   lo w   ef f icie n c y   [ 1 ] - [ 3 ] .   T o   p r ev ail  o v er   th ese   s h o r tco m i n g s ,   s i n g le   p h ase  r ec tifie r   w i th   b o o s to p o lo g y   is   ad o p ted .   I n   co m p ar is o n   to   b r id g r ec tif ier s ,   th b o o s to p o lo g y   o f f er s   r ed u ce d   s u p p l y   cu r r e n h ar m o n ics,  i m p r o v ed   i n p u t   p o w er   f ac to r   an d   r ed u ce d   f ilter   r eq u ir e m en ts   [ 4 ] .   E v e n   th o u g h ,   it  o f f er s   lo o f   ad v a n tag es   it  h as   its   o w n   d r a w b ac k   o f   h ig h   s w itc h i n g   lo s s   th er eb y   ef f icie n c y   g ets   lo w er ed .   T o   o v er co m th ese  d r a w b ac k s ,   b u ck - b o o s co n v er t er s ,   SEP I C ,   C UK  co n v er ter s   ar u s ed   alo n g   w ith   th A C - D C   r ec tif ier   [ 5 ] - [ 8 ] .   B r id g eless   to p o lo g y   w a s   in tr o d u ce d   in   co n v en tio n al  to p o lo g ies  in s tead   o f   r ec tif ier   cir cu itr y   to   r ed u ce   th co n d u ctio n   lo s s e s   [ 9 ] - [ 1 1 ]   an d   s in g le  s tag d u al - p u r p o s in v er ter   w a s   p r o p o s ed   to   i m p r o v co n tr o r eliab ilit y   a n d   to   i m p r o v p o w er   f ac to r   [ 1 2 ] .   T h o u g h ,   th e s t o p o lo g ies  o p er ates  w it h   m i n i m ized   co n d u ctio n   l o s s es,  th er o cc u r s   s w itc h in g   lo s s es  d u to   in cr ea s ed   n u m b er   o f   co m p o n en ts .   An d   al s o   th e   v o ltag e   tr an s f er   g ain   i s   lo w   a n d   r ip p le  co n te n t   in   o u tp u t   v o lta g is   h i g h .   So   t h s in g le   p h ase   AC - DC   s u p er   l if L u o   co n v er ter   i s   p r o p o s ed   h er e.   D u to   th e   i n h er e n r e s p o n s e,   s u p er   l if L u o   co n v er ter   i s   m o s t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n ve s tig a tio n   o f P o w er Qu a lity I mp r o ve men t in   S u p er Lift   Lu o   C o n ve r ter   ( J.   Gn a n a va d ivel )   1241   co m m o n l y   p r ef er r ed .   Hig h   v o ltag g ai n   co n v er ter s   e m p l o y   v o ltag li f t in g   tech n iq u th er eb y   th o u tp u t   v o ltag e   is   b ein g   in cr ea s ed   in   an   ar it h m etic  p r o g r es s io n   [ 1 3 ] - [ 1 6 ] .   Ho w ev er   in   s u p er   li f tech n iq u e,   t h e   g ai n   r atio   in cr ea s es  in   g eo m e tr ic  p r o g r ess io n   o n   s tag e - by - s tag e.   B u th e ir   cir cu it s   ar q u ite  co m p lex   to   d esig n .   T o   o v er co m th ab o v m e n tio n ed   d r aw b ac k ,   ele m e n tar y   s u p er   l if L u o   co n v er ter   w it h   p o s itiv o u tp u i s   u s ed   [ 1 7 ] - [ 1 9 ] .         T h m ain   p u r p o s o f   t h p r o p o s ed   s y s te m   i s   to   d esi g n   s in g le  p h ase  AC - D C   s u p e r   lif L u o   co n v er ter   o f f er i n g   h i g h   i n p u t   p o w er   f ac to r   w ith   r ed u ce d   T HD  ev en   u n d er   s o u r ce   an d   lo ad   v ar iatio n s .   T o   ac h i ev t h i s   P I - f u zz y   cu r r e n t   co n tr o ller s   f o r   v o ltag an d   cu r r en co n tr o ar ad ap ted   in   th i s   p ap er ,   s in ce   co n v e n tio n al  P I   cu r r en co n tr o ller   r eq u ir es  an   ac cu r ate  an d   p r ec is m a th e m atica m o d elli n g   a n d   it  in ef f ec ti v d u r in g   p ar a m eter   v ar iatio n ,   n o n lin ea r it y ,   l o ad   d is t u r b an ce ,   etc. , [ 2 0 ] - [ 2 4 ] ,   an d   w h er ea s   h y s ter esi s   co n tr o ller   w il l li m i t t h er r o r   v al u o n l y   to   ce r tain   li m its   [ 2 5 ] - [ 2 6 ] .   T h f u zz y   c u r r en t c o n tr o ller   g iv e s   v er y   f ast   r esp o n s e   an d   i m p r o v e s   th r eliab il it y   o f   th s y s te m   [ 2 7 ] - [ 2 9 ] .   T o   ev alu ate  t h p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   s y s te m ,   th e   o b tain ed   s i m u latio n   r esu lts   ar e   co m p ar ed   w ith   th co n v e n tio n al  P I - P I   co n tr o ller ,   PI - H y s ter esis   co n tr o ller .   T h p r o p o s ed   s y s te m   ca n   b u s ed   in   v ar io u s   elec tr ical   d r iv ap p licatio n s ,   b atter y   c h ar g i n g   a n d   elec tr ic  v eh icle   a p p licatio n s ,   etc.       2.   AC - DC  SUPE L I F T   L UO   CO NVER T E R   Fig u r 1   r ep r esen ts   th cir c u it   m o d el  o f   s in g le  p h a s A C - D C   s u p er   li f L u o   co n v er ter .   T h p r o p o s ed   s y s te m   is   d es ig n ed   an d   t h eir   p er f o r m an ce s   ar an al y ze d   f o r   w id r an g e   o f   v ar iat io n   i n   lo ad   an d   s u p p l y   v o lt ag e.           Fig u r 1 .   Sin g le  p h ase  AC - D C   s u p er   lif L u o   co n v er ter       2 . 1         M o des   o f   O pera t io n   B ased   o n   th s w itc h in g   ac tio n ,   th er ar t w o   m o d es  o f   o p er atio n   o f   s u p er   li f L u o   co n v er te r .   T w o   m o d e s   ar ex p lain ed     2 . 1 . 1   M o de  1   Fig u r 2   r ep r esen ts   t h m o d 1   o p er atio n   w h er t h s w i tch   ( S)  is   b ein g   tu r n ed   O N’ .   C ap ac ito r   ( C 1 g ets  c h ar g ed   to   V d u r i n g   th i s   m o d e.   T h in d u cto r   cu r r en t   1 L i r is es  w i th   r esp ec to   s u p p l y   v o ltag e   V s .   T h e   in p u t c u r r en t i s   w i ll b eq u al  to   11 Lc ii . T h ch ar ac ter is tic  eq u atio n   d u r in g   m o d 1   o p er atio n .           Fig u r 2 .   Mo d 1   o p er atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS  Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   124 0 - 1250   1242   1 sc di v L V dt    ( 1 )     oo o d v v C0 d t R    ( 2 )     2 . 1 . 2 .     M o de  2   Fig u r 3   ex p lai n s   t h s ec o n d   m o d o f   o p er atio n   o f   s in g le  p h ase  AC     D C   s u p er   lif t   L u o   co n v er ter .   I n   th is   m o d e,   th s w i tch   ( S)  is   b ein g   tu r n ed   OFF   w it h   th d io d D 2   u n d er   f o r w ar d   b ias  an d   d io d D 1   u n d er   r ev er s b ias.  T h in p u c u r r en w ill  b eq u al  to   10 Lc ii   d u r in g   m o d 2   o p er atio n .   Du r in g   o f f - ti m o f   t h e   s w itc h ,           Fig u r 3 .   Mo d 2   o p er atio n       1 s c o di v L V V dt   ( 3 )     1 oo oL d v v Ci d t R    ( 4 )       3.   M O DE L I N G   O F   T H E   P RO P O SE CO NV E RT E R   T h in d u cto r   v o ltag w il g et   d ec r ea s es  to   v o ltag o f   o i n V 2 V  ,   d u r in g   s w i tch   u n d er   o p en   co n d itio n .   T h er e f o r e,   th in d u cto r   L ca n   b r ep r esen ted   as,     o i n 1 L v 2 v L If   ( 5 )     T h ca p ac ito r   v alu ca n   b ca lcu lated   b y   th f o r m u la  g iv e n   b elo w ,     o 1o o 1 D V CC f R V    ( 6)     Ou tp u t v o lta g ca n   b o b tain e d   f r o m ,       o i n 2D VV 1D   ( 7 )        w h er   -   d u t y   c y cle,   V -   o u tp u v o lta g e,   V in    is   t h v o lta g ac r o s s   th d io d b r id g r ec tif ier ,   L ΔI -   i n d u cto r   cu r r en r ip p le,   f   -   s w itc h i n g   f r eq u en c y ,   o ΔV   is   th r ip p le  v o lta g e,   R   is   th lo ad   r esis ta n ce .   B y   u s i n g   th e   d esi g n   eq u atio n s   th v al u es o f   cir cu it c o m p o n e n ts   ar ca lcu l ated   an d   it is   lis ted   i n   T ab le  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n ve s tig a tio n   o f P o w er Qu a lity I mp r o ve men t in   S u p er Lift   Lu o   C o n ve r ter   ( J.   Gn a n a va d ivel )   1243     T ab le  1 .   Desig n   P ar a m eter s             P a r a me t e r   S p e c i f i c a t i o n       I n p u t   l i n e   v o l t a g e   ( V s )   2 0   V   O u t p u t   D C   v o l t a g e ( V o )   4 8   V   R a t e d   p o w e r ( P o )   1 0 0   W   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   ( f )   1 0   k H z   L i n e   f r e q u e n c y ( F )   5 0   H z   I n d u c t o r   ( L f )   1 . 4   mH   I n d u c t o r   ( L 1 )   1 . 6   mH   C a p a c i t a n c e   C 1 =   C o   2 2 0 0   µ F       R ep r esen tat io n   o f   tr a n s f er   f u n ctio n   o f   s u p er   lif L u o   co n v er t er ,     o 2 1 s 11 v K L v 1 s s L C R    ( 8 )     w h er   2D K 1D   B y   s u b s t itu t in g   t h v al u es d es i g n ed   i n   th E q u a tio n   ( 8 )   w g et,     o 3 6 2 s v 2 . 6 9 4 9 v 1 6 . 0 8 1 0 s 2 . 8 1 0 s    ( 9 )       4.   B L O CK   DIAG RAM   O F   CO NT RO L   C I RCU I T   T h co n tr o la y o u o f   th e   s i n g le  p h a s A C - D C   s u p er   li f L u o   co n v er ter   i s   s h o w n   in   Fi g u r 4 .   T h p r o p o s ed   s y s te m   co n s is t s   o f   AC - DC   s u p er   lift  L u o   co n v er ter ,   v o ltag a n d   cu r r en co n tr o lle r ,   p o w er   esti m ato r   an d   p h a s lo ck   lo o p .   E r r o r   in   o u tp u v o lta g a s   o b tain ed   f r o m   t h co m p ar is o n   o f   ac tu al   c o n v er ter   o u tp u a n d   r ef er en ce   o u tp u v o ltag i s   g iv en   to   th v o ltag co n tr o ller .   T h en ,   o u tp u s i g n al  f r o m   t h p o w er   esti m ato r   b lo ck   an d   t h co n tr o l s ig n al  f r o m   th e   v o lta g co n tr o ller   ar s u m m ed   u p .   T h o b tain ed   v al u is   t h en   m u ltip lied   w it h   t h P L L   o u tp u to   g et   r ef er en ce   c u r r en t.  Sen s ed   in d u c to r   cu r r en is   th e n   co m p ar ed   w it h   t h g e n er ated   r ef er en ce   cu r r e n t a n d   t h er r o r   cu r r en t si g n al  is   f ed   it in to   t h e   in n er   c u r r en t lo o p .           Fig u r 4 .   Sch e m atic  r ep r esen t atio n   o f   co n tr o l c ir cu it  f o r   p r o p o s ed   s in g le  p h ase  AC - D C   s u p er   lif t L u o   co n v er ter       4 . 1 .      P I   Co ntr o ller  Desig n   P I   co n tr o ller   is   u s ed   i n   t h o u ter   v o lta g lo o p .   W ith   th e   h el p   o f   p r o p o r tio n al  g ai n   ( K p )   a n d   in te g r al   g ain   ( K i ) ,   t h er r o r   s ig n al  ca n   b r ed u ce d   n ea r   to   ze r o .   Stead y   s tate  er r o r   is   eli m i n ated   b y   K i   an d   r is ti m ca n   b r ed u ce d   b y   K p . K p , K i   v al u e s   ar o b tain ed   b y   au to m atic  t u n in g   m et h o d   ar 0 . 0 1 5 ,   3 . 7   r esp ec tiv el y .   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   :   124 0 - 1250   1244   4 . 2 .      H y s t er esis   Curre nt  Co ntr o ller  Desig   H y s ter e s is   c u r r en co n tr o ller   i s   u s ed   i n   th i n n er   lo o p .   H y s te r esis   cu r r en co n tr o ller   li m it s   t h cu r r en t   s ig n al  ar o u n d   th d ea d   b an d   an d   p av es  w a y   to   r ed u ce   t h er r o r   v alu e.   H y s ter esi s   co n tr o lle r   p r o d u c es  s i g n a i n   ac co r d an ce   w i th   th e   li m it  o f   e r r o r   s ig n al.   W h en e v er   t h er r o r   s ig n al  r i s es   f r o m   m in i m u m   I l   to   m a x i m u m   I th e   s w itc h   w il g et  t u r n ed   ON  a n d   th s w itc h   g ets   t u r n ed   O FF   d u r in g   th e   f al p er io d .   T h h y s ter es is   b a n d w id th   ca n   b d eter m i n ed   f r o m   th f o r m u la .     i n 1 r e f o i n 1 r e f 1 o s V L i V V L i L V f     ( 1 0 )     w h er e,   V in  is   th v o ltag ac r o s s   t h d i o d b r i d g r ec tif ier   L 1   is   t h v alu o f   th i n d u cto r       is   th a n g u lar   f r eq u e n c y   i ref  is   th r ef er e n ce   in d u cto r   cu r r en t   V is   th o u tp u t v o lta g e   β is   th h y s ter es is   b an d w id t h                    B y   u s i n g   eq u a tio n   ( 1 0 ) ,   it  is   f o u n d   t h at  t h v al u o f   h y s ter esis   b an d w id t h   β   is   0 . 2 1 .   T h h y s ter es is   cu r r en co n tr o ller   w i th   its   i n h er en s i m p licit y   p av e s   w a y   to   d esig n   s y s te m   t h at  p r o v i d r eg u lated   o u tp u t   v o ltag a n d   lo w   d is to r ted   in p u t c u r r en w a v ef o r m s .     4 . 3 .   Desig n O f   F uzzy   Curre nt   Co ntr o ller   Fo r   th p r o p o s ed   s y s te m ,   th o p ti m ized   r es u lt  i s   o b tain e d   b y   i m p le m e n ti n g   F u zz y   i n   th in n er   cu r r en co n tr o lo o p .   T h f u z z y   lo g ic  co n tr o ller   is   g a in i n g   atten tio n   b ec au s i p r o v id es  g o o d   s u p p o r in   co n v er ti n g   b o th   t h h e u r is tic   k n o w led g ab o u t h p r o ce s s   an d   co n tr o m ec h a n i s m   w h ich   in to   n u m er ical   alg o r ith m s   ( i.e . ,   F L C   r ep licate s   th h u m a n   lo g ic  to   ta k d ec is io n ) .         Fig u r 5 .   Fu zz y   i n f er en ce   s y s t e 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 n ve s tig a tio n   o f P o w er Qu a lity I mp r o ve men t in   S u p er Lift   Lu o   C o n ve r ter   ( J.   Gn a n a va d ivel )   1245     ( a)                                                                    ( b )       ( c)     Fig u r 6 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   ( a)   in p u t ( o u tp u v o ltag er r o r ) ,   ( b )   in p u t 1   ( d er iv ativ e   er r o r   s ig n al) ,   ( c)   o u tp u t ( m an ip u lated   o u tp u t   s ig n al)       Fu zz y   r u le s   ( 5 ×5 )   ar g iv en   in   T ab le  2 .   T h in p u p ar a m eter s   ( o u tp u v o ltag er r o r   &   d er iv ativ e   er r o r   s ig n al)   a n d   th o u tp u p ar am eter   ( m an ip u lated   o u tp u s i g n al)   ar h elp f u i n   d es ig n in g   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller .   Fig u r 7   s h o w s   t h s u r f ac v ie w   o f   f u zz y   c u r r en co n tr o ller   f o r   th p r o p o s ed   s y s te m .       T ab le  2 .   Fu zz y   co n tr o l r u les     NB   NS   ZE   PS   PB   NB   NB   NB   NS   ZE   PS   NS   NB   NS   NS   ZE   PS   ZE   NS   NS   ZE   PS   PB   PS   PS   ZE   PS   PS   PB   PB   PB   PS   PS   PB   PB   NB -   N e g a t i v e   B i g ,   N S - N e g a t i v e   S mal l ,   Z E - Ze r o ,   P S - P o si t i v e   S mal l ,   P B - P o si t i v e   B i g .           Fig u r 7 .   C o n tr o l su r f ac o f   f u zz y   cu r r en t c o n tr o ller           5.   SI M UL AT I O A ND  R E SU L T   E   CE   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   :   124 0 - 1250   1246   T h s i m u latio n   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   i s   ca r r ied   o u b y   u s i n g   M A T L A B   p ac k a g e.   Fi g u r 8   d ep icts   th s i m u lat io n   d ia g r a m   o f   s i n g le   p h ase   A C - D C   s u p er   li f t   L u o   co n v er ter   an d   Fi g u r 9   ex p lain s   t h f u zz y   s u b s y s te m   u s ed .           Fig u r 8 .   Si m u latio n   o f   s i n g le  p h ase  A C - D C   s u p er - li f L u o   co n v er ter           Fig u r 9 .   Su b   s y s te m   o f   f u zz y   cu r r en t c o n tr o ller       Fig u r 1 0   ( a)   d ep icts   t h w av e f o r m   o f   i n p u v o ltag e   an d   cu r r en a n d   f r o m   th e   w a v ef o r m   it   is   e v id en t   th at  d is to r tio n s   i n   t h s o u r ce   s id p ar a m eter s   ar to o   lo w.   T h o u tp u v o ltag w av e f o r m   o f   s i n g le  p h a s e     AC - DC   s u p er   lif L u o   co n v er ter   is   s h o w n   i n   Fig u r 1 0   ( b ) .   T h FF T   s p ec tr u m   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   u n d er   r ated   co n s tr ain ts   i s   f o u n d   to   b 1 . 9 3 % a n d   it is   s h o w n   i n   Fi g u r 1 0 ( c) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       I n ve s tig a tio n   o f P o w er Qu a lity I mp r o ve men t in   S u p er Lift   Lu o   C o n ve r ter   ( J.   Gn a n a va d ivel )   1247     ( a)       ( b )       ( c)     Fig u r 1 0 .   ( a)   So u r ce   v o ltag an d   s o u r ce   cu r r en t   w a v e f o r m s ,   ( b )   Ou tp u t v o ltag w a v e f o r m ,   ( c)   FF T   an aly s is   u n d er   r ated   co n s tr ain ts           Fig u r 1 1 .   C o m p ar ativ r es u lt s   o f   o u tp u v o lta g w av e f o r m   u n d er   r ated   co n s tr ain ts     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   :   124 0 - 1250   1248   T o   ev alu ate  t h p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   s y s te m ,   t h r es u lts   o b tai n ed   f r o m   P I     Fu zz y   co n tr o ller   ar co m p ar ed   w it h   P I - P I   an d   P I - H y s ter esi s   co n tr o ller   co m b in at io n s .   T h co m p ar ati v e   r esu lt s   o f   v ar io u s   co n tr o ller s   ar s h o w ca s ed   in   Fig u r 1 1 .   T h co m p ar is o n   o f   o u tp u t   v o ltag e   w av e f o r m   cle ar l y   r ev ea ls   th at,   f o r   PI - P I   co n tr o ller   o v er s h o o v a l u i s   8 . 1 2 %,  w h er ea s   i n   P I - H y s ter es is   it  i s   i n   t h o r d er   o f   3 . 1 2 an d   w it h   P I - Fu zz y   i is   r ed u ce d   f u r t h er   to   2 . 5 8 %.  P I - Fu zz y   co n tr o ller   p r o d u ce s   th o p ti m ized   r esu lt  with   f a s ter   r esp o n s e,   q u ick   s ettli n g   ti m an d   w i th   v er y   lo w   h ar m o n ic  co n ten o f   1 . 9 3 %.  T h d etailed   co m p ar is o n s   o f   th P I - P I ,   P I -   H y s ter e s is   a n d   P I - Fu zz y   ar tab u lated   in   T ab le  3   an d   T ab le  4 .           T ab le  3 .   P er f o r m a n ce   an a l y s is   o f   s in g le  p h a s A C - D C   s u p er   lif L u o   co n v er ter   u n d er   lo ad   v ar iatio n   L o a d   ( %)   O u t p u t   v o l t a g e   ( V )   P o w e r   f a c t o r   a t   s u p p l y   si d e   T o t a l   H a r mo n i c   D i st o r t i o n s o f   s u p p l y   c u r r e n t   ( %)   PI - PI   PI - H y st e r e si s   PI - F u z z y   PI - PI   PI - H y st e r e si s   PI - F u z z y   1 0 0   48   0 . 9 9 9 1   0 . 9 9 9 4   0 . 9 9 9 6   3 . 9 2   2 . 7 2   1 . 9 3   80   48   0   9 9 8 7   0 . 9 9 9 3   0 . 9 9 9 5   4 . 9 8   3 . 1 2   2 . 0 4   60   48   0 . 9 9 7 9   0 . 9 9 9 2   0 . 9 9 9 3   6 . 7 3   3 . 5 2   2 . 0 0   40   48   0 . 9 9 5 4   0 . 9 9 9 0   0 . 9 9 9 1   9 . 1 2   4 . 3 8   2 . 2 6   20   48   0 . 9 8 5 3   0 . 9 9 8 1   0 . 9 9 8 6   1 7 . 0 2   4 . 3 0   3 . 8 4       T ab le  4 .   P er f o r m a n ce   an al y s is   o f   Sin g le  p h a s A C - D C   s u p er   lif L u o   co n v er ter   u n d er   s u p p l y   v o lta g v ar iatio n   S u p p l y   v o l t a g e   (V)   P o w e r   f a c t o r   a t   s u p p l y   si d e   T o t a l   H a r mo n i c   D i st o r t i o n s o f   s u p p l y   c u r r e n t   ( %)   PI - PI   PI - H y st e r e si s   PI - F u z z y   PI - PI   PI - H y st e r e si s   PI - F u z z y   15   0 . 9 9 6 3   0 . 9 9 6 6   0 . 9 9 7 3   6 . 7 8   6 . 6 0   4 . 8 4   20   0 . 9 9 9 1   0 . 9 9 9 5   0 . 9 9 9 5   3 . 9 2   2 . 7 2   1 . 9 3   25   0 . 9 9 8 6   0 . 9 9 9 1   0 . 9 9 9 7   4 . 9 9   2 . 5 3   1 . 7 2   30   0 . 9 9 7 6   0 . 9 9 9 0   0 . 9 9 9 6   7 . 2 1   2 . 8 6   1 . 9 9   35   0 . 9 9 5 6   0 . 9 9 8 6   0 . 9 9 9 6   1 0 . 5   3 . 1 4   2 . 4 0       T ab le  3   d ep icts   th f u n ctio n al  an al y s is   o f   AC - D C   s u p er   li f L u o   co n v er ter   u n d er   v a r io u s   lo ad   co n d itio n .   Fro m   t h a n al y s i s ,   it  is   ev id e n th at   o u tp u v o lta g i s   r eg u lated   a n d   m ai n tai n e d   co n s ta n at   4 8   V,   w it h   p o w er   f ac to r   at  s u p p l y   s i d n ea r er   to   u n it y   a n d   s o u r ce   cu r r en h ar m o n ics i s   lies   less   t h an   5 % d u r in g   w id v ar iatio n   o f   lo ad .   T ab le  4   s h o w s   th p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   o f   s i n g le  p h a s A C - D C   s u p er   lif L u o   co n v er ter   d u r in g   ch a n g i n   s u p p l y   v o lta g b o th   b elo w   a n d   ab o v t h r ated   co n d itio n   ( 2 0 V) .   T h is   p r o p o s ed   ac - d s u p er   lif t   L u o   co n v er ter   i s   co m p ar e d   w it h   o t h er   co n v e n tio n al   p o w er   f ac to r   co r r ec tio n   co n v er t er s .   I is   s h o w n   in   T ab le  5 .   T h is   p r o p o s ed   co n v er ter   g iv e s   b etter   p o w er   q u alit y   i m p r o v e m e n t.       T ab le  5 C o m p ar is io n   C o n v e r t e r s   T H D %   P o w e r   F a c t o r   B o o st   c o n v e r t e r   [ 2 6 ]   2 . 1 0   0 . 9 9 7 0   B u c k   B o o st   c o n v e r t e r   [ 7 ]   9 . 6 4   0 . 9 6 4 8   C u k   c o n v e r t e r   [ 6 ]   2 . 2 2   0 . 9 9 9 4   B r i d g e l e ss C u k   c o n v e r t e r   [ 9 ]   3 . 3 8   0 . 9 9 9 3   P r o p o se d   c o n v e r t e r   1 . 9 3   0 . 9 9 9 6       7   CO NCLU SI O N     T h p r o p o s ed   s y s te m   i s   ex p l o r ed   to   m ee t h p o w er   q u al it y   co n s tr ai n ts   b y   i n co r p o r ati n g   P I   an d   f u zz y   co n tr o ller s   f o r   v o lta g an d   cu r r en co n tr o l.  T h s i m u latio n   o f   clo s ed   lo o p   co n tr o o f   s i n g le  p h ase  AC - DC   s u p er   lif L u o   co n v er ter   is   ca r r ied   o u in   MA T L A B / S I MU L I NK  p lat f o r m .   T h b eh a v io r   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   in   co m p ar i s o n   to   th e   P I     P I   an d   P I   -   Hy s ter esi s   co n tr o ller ,   it  is   n o ted   t h at  th s o u r ce   c u r r en t   h ar m o n ics   is   1 . 9 3 an d   p o w e r   f ac to r   at  s u p p l y   s id is   al m o s u n i t y .   W id r an g o f   lo ad   v ar iatio n   a n d   ch a n g e   in   s u p p l y   v o lta g d o es n o t a f f ec t th s y s te m   p er f o r m a n ce   wh ich   p r o v e s   th co n tr o ller s   s u s tain ab il it y .         RE F E R E NC E S   [1 ]   Ba rr y   A   M a th e r,   Dra g a n   M a k si m o v ic.  A   S i m p le  Dig it a P o w e r - F a c to Co rre c ti o n   Re c ti f ier  Co n tr o ll e r,   IE EE   T ra n sa c ti o n s   on   Po we r   El e c tro n i c s .   2 0 1 1 2 6 ( 1 ):  9 - 1 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 n ve s tig a tio n   o f P o w er Qu a lity I mp r o ve men t in   S u p er Lift   Lu o   C o n ve r ter   ( J.   Gn a n a va d ivel )   1249   [2 ]   Ya m o m o to   I,   M a stu   K .   c o mp a riso n   o v a rio u DC - DC  c o n v e rte rs   a n d   th e ir  a p p l ica ti o n ,   P ro c e e d in g   o f   P CC   (P o w e Co n v e rters   Co n f e re n c e ).   2 0 0 2 1 2 8 - 1 3 8 .   [3 ]   Bin d u   V ,   Ju stu Ra b   B .   A   No v e P o w e F a c to Co rre c ti o n   Re c ti f ier  f o En h a n c in g   P o w e Qu a li ty ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m.  2 0 1 5 6 (4 ) 7 7 2 - 7 8 0 .   [4 ]   G n a n a v a d iv e J,  S e n th il   Ku m a r   N ,   Yo g a lak sh m P .   Co m p a ra ti v e   S t u d y   o P I,   F u z z y   a n d   F u z z y   tu n e d   P Co n tro l lers   f o S in g le - P h a se   A C - DC  T h re e - L e v e Co n v e rter J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g   &   T e c h n o lo g y ,   2 0 1 7 1 2 ( 1 ):   78 - 90.   [5 ]   Zh u   M ,   L u o   F L .     V o lt a g e - li f t - t y p e   Cu k   c o n v e rters to p o lo g y   a n d   a n a ly sis,  IET   Po we El e c tro n ics .   2 0 0 9 2 ( 2 ):  1 7 8 1 9 1 .   [6 ]   S a n jee v   S in g h ,   B h im   S in g h .   Vo lt a g e - Co n tro ll e d   P F C u k   c o n v e rter  Ba se d   P M BL DCM  Driv e   f o A ir - c o n d it io n e rs,   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a A p p li c a ti o n s ,   2 0 1 2 ;   4 8 (2 ):   8 3 2 - 8 3 8 .   [7 ]   Ja y a h a D,  Ra n ih e m a m a li n R,   R a th n a k a n n a n   K.   De sig n   a n d   im p l e m e n tatio n   o f   S in g le  P h a se   A C - DC  Bu c k - Bo o st  Co n v e rter  f o p o w e f a c to c o rre c ti o n   a n d   Ha rm o n ic  El im in a ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms .   2 0 1 6 7 ( 3 ):  1 0 0 4 - 1 0 1 1 .   [8 ]   S e rg io   Bu sq u e ts - M o n g e ,   S a lv a d o A lep u z ,   Jo se p   Bo r d o n a u .   A   Bid irec ti o n a M u l ti lev e Bo o st Bu c k   DC DC  Co n v e rter,  IEE T ra n s a c ti o n s o n   Po we r E lec tro n ics ,   2 0 1 1 ;   2 6 (8 ):   2 1 7 2 - 2 1 8 3 .   [9 ]   S a ra v a n a n   D,  G o p in a th   M .   A   No v e P o w e F a c to Co r re c ti o n   M o d if ied   Bri d g e   L e ss - CUK   Co n v e rter  f o L E D   L a m p   A p p li c a ti o n s,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m.   2 0 1 6 7 ( 3 ):  8 8 0 - 8 9 1 .     [1 0 ]   Yu n g tae k   Ja n g ,   M il a n   M .   Jo v a n o v ic.  Brid g e les Hig h - P o w e r - F a c to Bu c k   Co n v e rter,  IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Po we El e c tro n ics .   2 0 1 1 2 6 ( 2 ):  6 0 2 - 6 1 1 .   [1 1 ]   T h e re se   Re e n a   S m il in e   E,   G n a n a v a d iv e J,  Ja y a   Ch rista  S .   T ,   S e n t h il   Ku m a N. Per fo rm a n c e   e v a l u a ti o n   o f   PI  a n d   fu zz y   tu n e d   PI  c o n tro ll e rs   fo s in g le  p h a se   b rid g e les mo d if ied   S EP IC  c o n v e rte r,   In tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   on  Circu it ,   P o w e a n d   Co m p u ti n g   T e c h n o l o g ies   (ICC P CT ).   2 0 1 6 :   1 - 6.   [1 2 ]   S e y e d   M o h se n   H,   S e y e d   M o h a m m a d   S ,   Yo u se f   A li n e jad   B.   A   n e w   m e th o d   f o a c ti v e   p o w e fa c to c o rre c ti o n   u sin g   a   d u a l - p u r p o se   i n v e rter  in   a   f l y b a c k   c o n v e rter,  T u rk ish   J o u rn a o El e c trica En g in e e rin g   &   Co m p u ter   S c ien c e s.   2 0 1 6 2 4 4 7 3 6     4 7 5 0 .   [1 3 ]   L u o   F L .   A n a l y sis  o f   L u o   c o n v e rters   w it h   v o lt a g e li f c ircu it ,   I EE Pro c e e d i n g   o n   El e c tric  P o w e Ap p li c a ti o n s 2 0 0 5 ;   1 5 2 (5 ) 1 2 3 9 - 1 2 5 2 .     [1 4 ]   L u o   F L .   P o siti v e   Ou tp u L u o - Co n v e rters ,   V o lt a g e   L i f T e c h n i q u e .   IEE   Pro c e e d in g o n   El e c tric  p o we Ap p li c a ti o n s.   1 9 9 9 ;   1 4 6 ( 4 ):  4 1 5 - 4 3 2 .     [1 5 ]   L u o ,   F .   L . ,   L u o   c o n v e rte rs ,   v o lt a g e   li ft   tec h n i q u e ,   P ro c e e d in g o f   th e   IEE E   P o w e El e c tro n ics   sp e c ial  c o n f e re n c e   IEE E - P ES C’ 9 8 ,   1 9 9 8 2 1 7 8 3 - 1 7 8 9 .     [1 6 ]   L u o ,   F .   L .   L u o   c o n v e rters - v o lt a g e   li f te c h n iq u e   (n e g a ti v e   o u tp u t) ,   Pro c e e d in g o t h e   se c o n d   W o rl d   En e rg y   S y ste m   in ter n a t io n a l   c o n fer e n c e   W ES 9 8 ,   T o rn o to ,   Ca n a d a ,   1 9 9 9 ,   2 5 3 -   2 6 0 .     [1 7 ]   F a n g   L in   L u o ,   Ho n g   Ye .   P o siti v e   o u tp u su p e r - li f c o n v e rters ,   I EE T ra n s a c ti o n   o n   P o we El e c tro n ics .   2 0 0 3 ;   1 8 ( 1 ):   1 0 5 1 1 3 .   [1 8 ]   M iao   Zh u ,     F a n g   L in   L u o .   S u p e r - li f DC DC  c o n v e rters g ra p h ica a n a l y sis  a n d   m o d e li n g ,   J o u rn a o P o we El e c tro n ics .   2 0 0 9 9 (6 ) 8 5 4 8 6 5 .   [1 9 ]   Ye f i m   B,   Bo ris  A ,   Ro tem   M ,   A v r a h a m   T .   I m p ro v e d   L u o   c o n v e rter m o d if ic a ti o n s w it h   in c re a sin g   v o l tag e   ra t io ,     IET   Po we r E lec tro n ics .   2 0 1 5 ;   8 ( 2 ):  2 0 2 - 2 1 2 .   [2 0 ]   Zen g sh C,   W e n z h o n g   G ,   Jia n g a n g   H,  X iao   Y.   Clo se d - L o o p   A n a l y sis  a n d   Ca sc a d e   Co n tr o o f   a   No n m in im u m   P h a se   Bo o st C o n v e rter,  IEE T ra n sa c ti o n s o n   P o we r E lec tro n ics .   2 0 1 1 2 6 ( 4 ):  1 2 3 7 - 1 2 5 2 .   [2 1 ]   Ra m e sh   Ku m a r,     Je e v a n a n th a n S .   P Co n tr o f o P o siti v e   Ou tp u El e m e n tar y   S u p e L i f L u o   Co n v e rter,  W o rld   Aca d e my   o S c ien c e ,   En g i n e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y .   2 0 1 0 4 ( 3 ):  6 4 0 - 6 4 5 .   [2 2 ]   Co m in o P ,   M u n r o   N.  P ID  c o n tro ll e rs:  Re c e n t u n i n g   m e th o d a n d   d e sig n   to   s p e c if ica ti o n ,   IE EE   Pro c e e d i ng  Co n tro T h e o ry   Ap p li c a t io n s .   2 0 0 2 1 4 9 ( 1 ):  4 6 - 5 3 .   [2 3 ]   Die g o   G .   L . ,   e a l. ,   A   Un it y   P o w e F a c to C o rre c ti o n   P re re g u lato r   W it h   F a st  Dy n a m ic  Re sp o n se   Ba se d   o n   a   L o w Co st M icro c o n tr o ll e r,   I EE T r a n sa c ti o n   o n   P o we r E lec tro n ics .   2 0 0 8 2 3 ( 2 ):  6 3 5 6 4 1 .   [2 4 ]   M a rti n   K .   H .   Ch e u n g ,   M a rti n   H.   L .   Ch o w ,   Ch K.  Tse .   P ra c ti c a De sig n   a n d   Ev a lu a ti o n   o f   a   1   KW   P F P o w e r   S u p p ly   Ba s e d   o n   Re d u c e d   Re d u n d a n P o w e P ro c e ss in g   P ri n c ip l e ,   IEE T ra n sa c ti o n   o n   In d u stri a El e c tro n ics .   2 0 0 8 5 5 ( 2 ):  6 6 5 6 7 3 .   [2 5 ]   W u   R. De wa n ,   e a l . ,   A   P W M   A C - DC  c o n v e rter  w it h   f ix e d   s w it c h in g   f re q u e n c y ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   I n d u stria l   Ap p li c a ti o n s.   1 9 9 0 ;   2 6 (5 ):   8 8 0 - 8 8 6 .     [2 6 ]   Ke ss a A ,   Ra h m a n L ,   M o ste f a i   M ,   Ga u b e rt  J.  P o w e F a c to Co rre c ti o n   b a se d   o n   F u z z y   L o g ic   Co n tro l ler  w it h   F ix e d   S w it c h in g   F re q u e n c y ,     El e k tro n ika   IR  El e k tro tec h n ika .   2 0 1 2 ;   2 67 - 72.   [2 7 ]   L ij u n   H,  S e n   S e n   L ,   Ga n g   Y,  Bo   Qu   ,   Zh e n g - y u     L U.  A n   I m p ro v e d   De a d b e a S c h e m e   w it h   F u z z y   Co n tro ll e f o th e   G rid - sid e   T h re e - P h a se   P W M   Bo o st Rec ti f ier,  IEE T ra n s a c ti o n s o n   Po we r E lec tro n ics .   2 0 1 1 2 6 1 1 8 4 - 1 1 9 2 .     [2 8 ]   L u is  A lb e r to   T o rre S a lo m a o ,   e a l. Fu zz y - PI  C o n tr o l,   PI  Co n tro a n d   F u zz y   L o g ic  Co n tro l   Co m p a r iso n   Ap p li e d   to   a   Fi x e d   S p e e d   Ho rizo n t a Axis  1 . 5   M W   W in d   T u rb i n e ,   P ro c e e d i n g o f   th e   W o rld   Co n g re ss   o n   En g in e e rin g   a n d   Co m p u ter S c ien c e .   2 0 1 2 2 2 4 - 2 6 .   [2 9 ]   Ba d e NA ,   Kh a led   H A ,   S tep h e n   JF,   Ba rry   WW .   F u z z y - L o g ic - Co n tr o A p p ro a c h   o f   a   M o d if ie d   Hill - Cli m b in g   M e th o d   f o M a x im u m   P o w e P o in i n   M icro g ri d   S tan d a lo n e   P h o to v o lt a ic  S y ste m ,   IEE T ra n sa c t io n o n   P o we r   El e c tro n ics .   2 0 1 1 2 6 ( 6 ):  1 0 2 2 - 1 0 3 0 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.