I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 ,   p p .   3 0 7 ~ 3 1 4   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e. v 1 0 . i 4 . p p 307 - 314       307       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a p e. ia esco r e. co m   Simula tion o bo o st  AC - AC   co nv ert er using  sing le - ph a se ma trix   co nv erte r       Z ey nep B a la   Dura na y ,   H a nifi  G uld em ir   De p a rtme n o El e c tri c a l - El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   Tec h n o l o g y   F a c u lt y ,   F irat  U n iv e rsit y ,   E laz ig ,   T u r k e y       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   4 ,   2 0 21   R ev is ed   J u n   2 4 ,   2 0 21   Acc ep ted   J u l   23 ,   2 0 21       G e n e r a ll y ,   AC - AC   c o n v e rters   a re   imp lem e n ted   u sin g   th y risto rs.  T h e se   c o n v e rters   g e n e ra te  h a rm o n ics   a n d   h a v e   l o p o we fa c to r .   T o   e li m in a te  th e se   p ro b lem m a tri x   c o n v e rt e rs  (M C)  a re   b e c o m e   u se d   a AC - AC   c o n v e rter.   M a tri x   c o n v e rters   h a v e   th e   c a p a b il it y   o f   b e i n g   u se d   a s   fre q u e n c y   c h a n g e r,   re c ti fier,  i n v e rter  a n d   c h o p p e r.   In   th is  w o rk ,   it   is  p r o p o se d   to   a c h iev e   th e   d e sire d   o u t p u t   o A C - AC  Bo o st  c o n v e rter  u si n g   si n g le  p h a se   m a tri x   c o n v e rter  (S P M C).   Th e   o p e ra ti o n   o sin g le - p h a se   AC - AC  b o o st   c o n v e rter  u si n g   MC   is   stu d ied   i n   th is  p a p e r.   T h e   o u t p u v o l tag e   o th is  b o o st   c o n v e rter  is  h ig h e th a n   t h e   AC  i n p u su p p ly   v o lt a g e .   in s u late d   g a te  b i p o lar  tran sisto rs   ( IG BTs )   a re   u se d   a t h e   sw it c h i n g   e lem e n ts  in   t h e   S P M p o we c ircu it .   S in u so i d a P u lse   wi d th   m o d u lati o n   (S P WM )   tec h n i q u e   i a p p li e d   t o   g e n e ra te  sw it c h in g   sig n a ls  t o   o b tain   th e   o u t p u v o lt a g e .   T h e   m o d e o t h e   m a tri x   c o n v e rter  is  c o n stru c t e d   in   M ATLAB/ S imu li n k   p r o g ra m m in g   so ftwa re   p a c k a g e .   Th e   b e h a v i o o S P M C   is  sim u late d   wi th   v a rio u sw it c h in g   fre q u e n c ies .   T h e   si m u latio n   re su lt to g e th e wit h   h a rm o n ic  sp e c tru m   a n d   t o tal  h a rm o n ic   d ist o rti o n   (THD)  v a lu e a re   p re se n ted .   S u c c e ss fu o p e ra ti o n   o b o o st S P M is ac h iev e d .   K ey w o r d s :   AC - AC   co n v er ter   B o o s t c o n v er ter   Ma tr ix   co n v e r ter   Pu ls wid th   m o d u latio n   T o tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Z ey n ep   B ala  Du r an a y   Dep ar tm en t o f   E lectr ical - E lectr o n ics E n g in ee r in g   Fira t   Un iv er s ity   E lazig   2 3 1 1 9 ,   T u r k e y   E m ail: z b d u r a n ay @ f ir at. ed u . t r       1.   I NT RO D UCT I O N   So m in d u s tr ial  a p p licatio n s   r eq u ir a n   AC - AC   co n v e r s io n .   AC   v o ltag c o n tr o ller s   with   th y r is to r s   wer p er f o r m e d   th is   AC - AC   c o n v er s io n .   T h is   ty p o f   cir cu it s   d is to r ts   v o ltag an d   cu r r en wav ef o r m   an d   h av lo p o wer   f ac to r .   T h er ef o r e,   p o wer   f ac to r   c o r r ec tio n   a n d   h ar m o n ic  r ed u ctio n   ar e   n ec ess ar y   f o r   th ese   v o ltag r e g u lato r s .   T o   o v er c o m th ese  p r o b lem s   m atr ix   co n v er ter s   h as  tak en   p lace   o f   th e   AC   v o ltag e   co n tr o ller s .   I n   m atr i x   c o n v e r ter   ( MC)  cir cu it  th e r ar e   in p u an d   o u tp u t   lin es.  Ma tr ix   co n v er ter   co n s is ts   o f   b id ir ec tio n al  s witch es  ar r a n g e d   in   m atr ix   f o r m ,   c o n n ec ted   b etwe en   in p u an d   o u tp u t   lin e s .   T h o u tp u t   lin es  ar co n n ec ted   t o   in p u lin es  in   ac co r d a n ce   with   s tr ateg y   [ 1 ] .   T h is   co n v e r ter   to p o lo g y   h as  th ad v an tag o f   n o   d lin k   s to r ag elem en [ 2 ] .   Up   to   n o w,   m an y   ty p es  o f   r e s ea r ch   ar d o n o n   s in g le  p h a s m atr ix   co n v er ter   ( SP MC )   in   th f ield   o f   AC - AC   [ 3 ] - [ 5 ] ,   DC - DC   [ 6 ] ,   [ 7 ] ,   DC - AC   [ 8 ] ,   [ 9 ]   an d   AC - DC   [ 10 ] ,   [ 1 1 ]   c o n v e r s io n .     MC  to p o lo g y   is   f i r s p r o p o s ed   in   [ 1 2 ]   a n d   t h SP MC  cir cu it  was  f ir s im p lem en ted   in   [ 1 3 ] .   T h is   SP MC  im p lem en tatio n   h as  a   m atr ix   o f   in p u a n d   o u t p u li n es  with   s witch in g   elem e n ts   wh ich   co n n ec t h in p u to   th e   o u tp u t.  T h s witch es  in   th e   co n v er ter   cir cu it  ar b o t h   ca p a b le  o f   c o n d u ctin g   c u r r en t   in   b o t h   d ir ec tio n s   th at  is   b id ir ec tio n a an d   ca p ab le  o f   b lo c k in g   v o ltag e.   Ma n y   r esear ch   w o r k s   h av b ee n   d o n o n   SP MC im p lem en tatio n   [ 4 ] - [ 9 ] [ 14 ] - [ 1 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 87 92   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 0 7     314   308   Ma tr ix   co n v er ter s   ca n   p r o d u ce   an   o u tp u with   v ar iab le  v o ltag es  an d   f r eq u e n cies.   V ar i o u s   cir cu it  to p o lo g ies  s u c h   as  f r eq u en cy   ch an g er ,   r ec tifie r ,   in v e r ter   an d   ch o p p er   ca n   b c o n s tr u cted   with   th MC  with   s im p le  s tr u ctu r an d   h ig h   r eli ab ilit y .   B ec au s e   th b o o s M C   is   p o o r ly   s tu d ied   in   th liter atu r e,   it  is   aim ed   to   em p h asize  th b o o s t c h ar ac ter is tics   o f   th m atr ix   co n v e r ter .   T h er ef o r e,   i n   th is   s tu d y ,   a   s in g le - p h ase  b o o s t A C - AC   m atr ix   co n v er ter   is   s tu d ie d   wh ich   h as  h i g h er   o u tp u v o ltag th an   lo in p u v o lt ag e.   I n s u lated   g ate  b ip o lar   tr an s is to r s   ( I GB T s )   a r u s ed   as  s witch in g   elem en ts   in   th e   SP MC  cir cu it.  T h e   o u tp u v o ltag e   is   o b tain ed   t h r o u g h   d u t y   cy cle   co n tr o o f   s witch in g   d ev ic u s in g   t h s in u s o id al  p u ls e   wid th   m o d u latio n   ( SP W M)   tech n iq u e.   r esis tiv lo ad   is   u s ed   with   an   L C   f ilte r   f o r   r em o v in g   r i p p les  at  th lo ad .   An   in d u ctan ce   is   co n n ec ted   in   s er ies  with   t h in p u t   s u p p ly   f o r   b o o s o p er atio n .   m o d el  o f   SP MC  f o r   b o o s AC - AC   o p er atio n   is   d ev elo p ed   in   Si m u lin k .   T h v alid atio n   o f   th m o d el  is   p er f o r m ed   th r o u g h   s im u latio n s .   T h m o d el  is   test ed   with   d if f er e n s witch in g   f r eq u e n cies.  T h s im u latio n   r esu lts   s h o w   th s u cc ess f u b o o s t   o p er atio n   o f   SP MC.       2.   SI NG L E   P H AS E   B O O S T   A C - AC  M A T RIX CO N VE R T E R   On o f   th p r ac tical  p r o b lem s   f ac ed   in   th im p lem en tatio n   o f   MC  is   co m m u tatio n .   Du to   h av in g   n o   f r ee wh ee p ath s ,   th e   s af tr an s f er   o f   th cu r r en b etwe en   th e   s witch es  is   d if f icu lt.  T h s witch in g   h as  to   b s o   d o n as  to   m ai n tain   co n tin u o u s   lo ad   cu r r en a n d   p r ev en t   s h o r cir cu it.  T h e   co m m u tatio n   o f   c u r r e n ca n   g en er ate  o v er   v o ltag es  th at  ca n   d is tu r b   t h s em ico n d u cto r   s witch es.  Fo r   in d u ctiv l o ad s ,   a th s witch   tu r n   o f f   in s tan ts   th er n ee d   to   b an   alt er n ativ cu r r en f lo p ath   th at   av o id s   o v e r   v o ltag es.  Fo r   th is ,   f o u r   b id ir ec tio n al   s witch es  in   wh ich   cu r r en f lo in   b o th   d i r ec tio n s   ar e   u s ed   i n   th SP MC  cir cu it  as  in   Fig u r e   1.   An   a n tip ar allel  I GB T   an d   d io d p air s ,   as  r ep r esen ted   in   Fig u r 2 ,   is   co n n e cted   to   o b tain   th b id ir ec tio n al  s witch es.   Dio d es   ar u s ed   to   a d d   r e v er s b lo ck i n g   ca p a b ilit y   to   b id ir ec tio n al  s witch es.       S 1 a S 1 b S 2 a S 2 b S 3 a S 3 b S 4 a S 4 b L o a d Vi ( t )     Fig u r 1 .   Sin g le  p h ase  m atr ix   co n v er ter       I G B T I G B T DI OD E D I O D E S 1 a S 1 b C u r r e n t f l o w C u r r e n t f l o w     Fig u r 2 .   b id ir ec tio n al  s witch       T h s tu d ied   co n v e r ter   cir cu it  t o p o lo g y   is   g iv en   in   Fig u r e   3 .   lo ad   is   co n n ec ted   to   th o u t p u o f   th e   co n v er ter .   T h is   lo ad   co m p r is e s   r esi s tiv lo ad   an d   an   L C   f i lter .   An   in d u cto r   L   is   co n n ec t ed   in   s er ies  with   th e   s u p p ly   to   p r o v i d b o o s t o p er at io n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       S imu la tio n   o b o o s t A C - A C   co n ve r ter u s in g   s in g le - p h a s ma tr ix  co n ve r ter   ( Zeyn ep   B a la   D u r a n a y )   309   S 1 a S 1 b S 2 a S 2 b S 3 a S 3 b S 4 a S 4 b Vi ( t ) L L 1 C L o a d     Fig u r 3 .   SP MC c ir cu it       3.   SI NU SO I DA L   P WM   Du to   its   s im p licity ,   SP W is   o n o f   th e   m o s co m m o n   u s ed   m eth o d s   in   p o wer   elec tr o n ic  cir cu its   f o r   d ig itally   co n tr o o f   th e   s witch in g   co m m u tatio n   [ 1 7 ] .   T h is   m o d u latio n   tec h n iq u e   h as  ad v an ta g es  o f   r ed u ce d   f ilter in g   r eq u ir em en t s ,   less   m ath em a tical  ca lcu latio n s ,   an d   h i g h   tr a n s m itted   o f   ef f ec tiv p o wer .   I n   SP W m eth o d ,   wh ich   is   p r e s en ted   in   Fig u r e   4 ,   b asically ,   h ig h   f r eq u e n cy   s awto o th   s h ap ed   ca r r ier   s ig n al,   Vc,   is   co m p ar ed   with   s in u s o id al  r ef er en ce   s ig n al,   Vr ,   with   th d esire d   f r eq u en cy .   T h e   s witch in g   tim es  ar e   d eter m in ed   b y   th i n ter s ec t p o in ts   o f   th r ef e r en ce   an d   ca r r ie r   wav es [ 6 ] - [ 13 ].       0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 01 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 02 - 1 - 0 . 5 0 0 . 5 1 V c ,   V r 1 ,   V r 2 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 01 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 02 0 1 P W M p 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 01 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 02 T i m e   ( S e c ) 0 1 P W M n     Fig u r 4 PW s ig n al  p r o d u ct io n       T h m o d u latio n   s ch em e   u s e s   th SP W tech n iq u to   o b tain   s ig n al  wh ich   r esem b les  o f   th r ef er en ce   s in u s o id al  s ig n al.   T h at  is ,   th p r o d u ce d   s ig n al   im p licitly   in clu d es  th a m p li tu d an d   f r e q u en c y   in f o r m atio n   o f   t h m o d u latin g   wav e.   SP W s ch em b lo ck   d iag r am   is   g iv en   i n   Fig u r 5 .   T h r atio   o f   m a g n itu d e   o f   t h r ef er e n ce   wa v ( Vr )   t o   th e   m ag n i tu d e   o f   th e   ca r r ier   wa v ( Vc)   is   d ef in ed   as  th m o d u latio n   in d ex   ( Mi) .   Gen er ally ,   th ca r r ier   s ig n al  Vc  h as  a   f ix e d   am p litu d e.   T h o u tp u t   v o ltag ca n   b ch a n g ed   b y   c o n tr o llin g   th Mi  [ 1 8 ].     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 87 92   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 0 7     314   310   R e f   1 R e f   2 P W M _ p P W M _ n a b 0 . 5 M o d u l a t i o n   İ n d e x C a r r i e r     Fig u r 5 PW s ig n al  p r o d u ct io n   b lo c k       4.   SPMC  M O DE S   SP MC  h as  d if f er en to p o lo g i es  an d   o p er atio n   m o d es  d e p en d in g   o n   co m m u tatio n   s ch em e.   T h ese   m o d es o f   SP MC a r ch o p p er ,   b u ck ,   b o o s t,  r ec tifie r ,   r ec tifie r   with   p o wer   f ac to r   co r r ec tio n   a n d   cy clo c o n v e r ter .   On o f   th e   o p e r atio n   m o d e   o f   th m atr ix   c o n v e r ter s   is   AC - AC   co n v er ter   o r   cy clo c o n v e r t er .   I n   th is   m o d e,   th m atr ix   co n v er ter   is   u s ed   to   o b tain   AC   v o ltag wit h   v a r iab le  am p litu d e   an d   f r e q u en cy   with o u t   DC   lin k .   T h c o n tr o l sy s tem   is   u s e d   to   p r o d u ce   SP W p atter n s   t o   co n tr o l th p o wer   s witch es .     4 . 1 .   B o o s t   AC - AC  o pera t io n   T h b o o s AC - AC   co n v er ter   h as  f o u r   o p er atio n   m o d es  as  s h o wn   in   Fig u r e   6 .   T wo   o f   t h e   o p er atio n   m o d es  o cc u r   in   t h f i r s h alf   p er io d   an d   th e   o th e r   two   o p e r atio n   m o d es  o cc u r   in   th n e x h alf   p er i o d .   T h e   cu r r en t   f lo f o r   co m m u tatio n   s w itch es  is   r ep r esen te d   b y   b o ld   lin e   an d   th e   co n t r o ( SP W M)   s wi tch   is   r ep r esen ted   b y   th d o tted   lin e.   Mo d 1   is   th ch ar g i n g   o p e r atio n   m o d a n d   s tar ts   wh en   b o th   s witch es  S1 an d   S3 ar clo s ed .   T h in p u t   cu r r en t th r o u g h   th i n d u cto r   r i s es.   Mo d 2   is   th d is ch ar g in g   o p e r atio n   m o d e.   T h is   m o d s tar ts   wh en   s witch es  S1 an d   S4 a   ar clo s ed   wh ile  S3 a   is   o p en .   T h cu r r en f lo win g   t h r o u g h   S3 in   m o d 1   is   tr an s f er r ed   to   th l o ad   in   m o d 2 .   T h in d u cto r   cu r r en d ec r ea s es till S3 h as   tu r n ed   o n   ag ain .   T h lo ad   r ec eiv es th s to r ed   en er g y   o f   th in d u cto r   L .   T h o th er   two   m o d es h av th e   s am o p er atio n   d u r i n g   th n e x t h alf   p e r io d .       S 1 a S 1 b S 2 a S 2 b S 3 a S 3 b S 4 a S 4 b Vi ( t ) L L o a d   S 1 a S 1 b S 2 a S 2 b S 3 a S 3 b S 4 a S 4 b Vi ( t ) L L o a d   ( a)   ( b )       Fig u r 6 .   B o o s t A C - AC   co n v e r ter   to p o l o g y :   ( a )   Po s itiv cy cl e ,   ( b )   Neg ati v cy cle       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       S imu la tio n   o b o o s t A C - A C   co n ve r ter u s in g   s in g le - p h a s ma tr ix  co n ve r ter   ( Zeyn ep   B a la   D u r a n a y )   311   5.   M O DE L I NG   AN SI M U L AT I O R E SU L T S   T h b o o s SP MC  is   m o d eled   u s in g   MA T L AB /Si m u lin k .   T h co n v e r ter   cir cu it  p ar a m eter s   ar lis ted   in   T ab le  1 .   T h Simu lin k   m o d el  o f   b o o s AC - AC   co n v er ter   with   SP MC  an d   s w itch in g   s ig n al  p r o d u ctio n   a r s h o wn   in   Fig u r 7   an d   Fig u r e   8   r esp ec tiv ely .   T h e   co m p ar is o n   o f   t h s in u s o id al  r ef er en ce   wav with   th e   tr ian g u lar   ca r r ier   wav p r o d u ce s   th PW s ig n als.  T h tr ian g u lar   ca r r ier   wav is   p r o d u ce d   with   th e   “Rep ea tin g   Seq u en ce ”  b l o ck   o f   th Simu lin k .       T ab le  1 .   Par am eter s   o f   SP MC   C o m p o n e n t   V a l u e   S u p p l y   V o l t a g e   15   Vp   B o o st   I n d u c t o r   20   mH   Lo a d   R e s i st o r   50     LC   F i l t e r   5   mH ,   5 7 0   F       T h s witch in g   s ch em f o r   SP MC  as  b o o s A C - A C   co n v er ter ,   as  ex p lain ed   in   s ec tio n   iv ,   is   lis ted   in   T ab le  2   an d   th s witch in g   alg o r ith m   is   g iv en   b y   Fig u r e   9   f o r   5 0   Hz  o p er atio n .           Fig u r 7 Sin g le  p h ase  b o o s t m atr ix   co n v er ter           Fig u r 8 PW s ig n al  g en er at io n   f o r   s witch   g ates       T ab le  2 Switch in g   s tr ateg y   S w i t c h e s   S 1 a   S 1 b   S 2 a   S 2 b   S 3 a   S 3 b   S 4 a   S 4 b   P o si t i v e   C y c l e   M o d e 1   ON   O F F   O F F   O F F   ON   O F F   ON   O F F   M o d e 2   ON   O F F   O F F   O F F   O F F   O F F   ON   O F F   N e g a t i v e   C y c l e   M o d e 3   O F F   ON   O F F   O F F   O F F   ON   O F F   ON   M o d e 4   O F F   ON   O F F   O F F   O F F   O F F   O F F   ON   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 87 92   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 0 7     314   312       Fig u r 9 Switch in g   al g o r ith m   o f   AC - AC   b o o s t SPMC       T h b o o s SP MC  m o d el  is   s i m u lated   with   th p ar a m eter s   lis ted   in   T ab le  1 .   Fig u r e   1 0   a n d   Fig u r e   1 1   p r esen th o b tain e d   o u t p u v o ltag es  with   s witch in g   f r eq u en cy   o f   5   KHz   an d   1 0   KH r esp ec tiv ely .   T h e   m o d u latio n   in d ex ,   m i,  f o r   ea c h   s im u latio n ,   is   s et  to   0 . 5 .   1 5   p ea k   in p u v o ltag e   is   u s ed   in   th s im u latio n s .   T h p r o d u ce d   o u tp u v o ltag e   is   4 6 . 3 3   p ea k   f o r   s witch in g   f r eq u en cy   o f   5   KHz   an d   5 1 . 1   p ea k   f o r   s witch in g   f r eq u e n cy   o f   1 0   KHz.           Fig u r 1 0 SP MC o u tp u t v o lta g with   s witch in g   f r eq u en cy   f c= 5   KHz           Fig u r 1 1 SP MC o u tp u t v o lta g with   s witch in g   f r eq u en cy   f c= 1 0   KHz   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       S imu la tio n   o b o o s t A C - A C   co n ve r ter u s in g   s in g le - p h a s ma tr ix  co n ve r ter   ( Zeyn ep   B a la   D u r a n a y )   313   Fig u r e   12 ( a )   an d   1 2 ( b )   r ep r e s en th s p ec tr u m   an aly s is   f o r   m ea s u r in g   T HD  o f   o u tp u v o ltag f o r   s witch in g   f r eq u en cies  5   KHz   an d   1 0   KHz   r esp ec tiv ely .   I ca n   b e   s ee n   in   th e   s im u latio n s   p r esen te d ,   in cr ea s in g   th ca r r ier   wav f r e q u en c y ,   i n cr ea s es  th o u tp u v o ltag e .   T h s im u latio n s   s h o th at  th o u tp u v o ltag is   ab o u 3   tim es  h ig h er   th an   th at   o f   th i n p u t.   T h e   to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n s   ( T HD)   ar e   3 . 5 6   an d   3 . 7 1   f o r     5   Kh an d   1 0   Kh s witch in g   f r eq u en cies  r esp ec tiv ely .   T h to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ca lcu lated   f o r   th e   s im u latio n s   p r esen ted   s tay s   with in   th s tan d ar d s .   T h I E E E   s tan d ar d   f o r   T HD  is   5   % [ 1 9 ] ,   [ 20 ].           ( a)   ( b )       Fig u r 1 2 Har m o n ic  s p ec t r u m   o f   o u tp u t v o ltag e :   ( a)   f c= 5   K Hz,   ( b )   f c= 1 0   KHz       6.   CO NCLU SI O N   s tu d y   o f   b o o s AC - AC   co n v er ter   u s in g   SP MC  i s   s tu d ied   in   th is   p ap er .   T h s y s tem   is   im p lem en ted   in   MA T L AB /Si m u lin k   en v ir o n m en t.  T h c o n v e r ter   cir c u it  i s   co n s tr u cted   u s in g   I GB T   an d   d io d e   p air s   w h ich   ar s o   co n n ec ted   to   allo w   b id ir ec tio n al  cu r r en f lo w.   T h s y s tem   is   s im u lated   with   d if f er en t   s witch in g   f r eq u e n cies.  T h s im u latio n   r esu lts   h av s h o wn   th at  th b o o s AC - A C   co n v er ter   with   SP MC  p r o d u ce   h ig h er   AC   o u tp u v o ltag f r o m   a   g i v en   AC   s u p p ly   v o ltag e .   I h a s   b ee n   o b s er v ed   f r o m   th s i m u latio n   r esu lts   th at  ch an g in g   th m o d u latio n   in d e x   h as n o   e f f ec t o n   th v al u o f   o u tp u v o ltag e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   Z.   Id r is,  M .   K.  Ha m z a h   a n d   M .   F .   S a i d o n ,   " Im p lem e n tatio n   o si n g le - p h a se   m a tri x   c o n v e rter  a a   d irec AC - AC   c o n v e rter   with   c o m m u tati o n   stra t e g ies , "   2 0 0 6   3 7 t h   I EE E   Po we El e c tro n ics   S p e c ia li sts   Co n fer e n c e ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 - 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /p e sc . 2 0 0 6 . 1 7 1 2 1 0 6 .   [2 ]   K.  P .   S h a ik ,   S Ka rimu ll a   a n d   S M Irsh a d " S imu lati o n   o sin g l e   p h a se   b u c k   b o o st  m a tri x   c o n v e rter  with o u t   c o m m u tatio n   iss u e s, "   Eu r o p e a n   J o u r n a l   o f   El e c trica l   En g in e e rin g ,   v o l.   2 0 ,   n o .   2 ,   p p .   2 0 5 - 2 1 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 3 1 6 6 / EJEE . 2 0 . 2 0 5 - 2 1 4 .   [3 ]   A.  Kh o e a n d   S .   Y u v a ra jan ,   " S in g le - p h a se   AC - AC  c o n v e rters   u si n g   p o we M OSF ET s, "   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria El e c tro n ics ,   v o l .   3 5 ,   n o .   3 ,   p p .   4 4 2 - 4 4 3 ,   A u g .   1 9 8 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / 4 1 . 3 1 1 9 .   [4 ]   A.  K.  G o la   a n d   V.  Ag a rwa l " Im p lem e n tatio n   o a n   e fficie n a lg o rit h m   fo a   sin g le p h a se   m a tri x   c o n v e rter , "   J o u rn a l   o P o we r E lec tro n ics ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 8 - 2 0 6 ,   2 0 0 9 .   [5 ]   H.  F .   Ra sh a g ,   " Op ti m iza ti o n   o f   e fficie n c y   f o p o we s y ste m   u si n g   th re e   p h a se   AC  t o   AC  m a tri x   c o n v e rter  with   t h e   a lg o rit h m   o f u z z y   c o n tr o ll e r, "   In ter n a ti o n a J o u r n a o A p p li e d   P o we En g in e e rin g   (IJ AP E) ,   v o l.   8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 9 - 1 3 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jap e . v 8 . i2 . p p 1 2 9 - 1 3 3 .   [6 ]   Z.   M .   No o r,   N.  F .   A.   Ra h m a n   a n d   M .   K.   Ha m z a h ,   " S im u latio n   o f   DC  t o   DC  c o n v e rter  u si n g   sin g l e   p h a se   m a tri x   c o n v e rter t o p o lo g y , "   2 0 1 0   IEE S y mp o si u m o n   I n d u stria E lec tro n ics   a n d   Ap p li c a t io n s (IS IEA ) ,   2 0 1 0 ,   p p .   1 4 9 - 1 5 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IS IEA . 2 0 1 0 . 5 6 7 9 4 8 0 .   [7 ]   S .   Z.   M o h a m m a d   No o r,   M .   Ka m a Ha m z a h   a n d   A.  F a rid   Ab id i n ,   " M o d e ll i n g   a n d   sim u lati o n   o f   a   DC  Ch o p p e r   u sin g   sin g le  p h a se   m a tri x   c o n v e r ter  to p o lo g y , "   2 0 0 5   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive S y ste ms ,   2 0 0 5 ,   p p .   8 2 7 - 8 3 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / P EDS . 2 0 0 5 . 1 6 1 9 7 9 9 .   [8 ]   M .   K.   Ha m z a h ,   S .   Z .   M .   No o r   a n d   S .   F .   A.  S h u k o r ,   " A   n e sin g le - p h a se   in v e rter  u si n g   sin g l e - p h a se   m a tri x   c o n v e rter   to p o l o g y , "   2 0 0 6   IE EE   I n ter n a t io n a l   P o we a n d   En e rg y   C o n fer e n c e ,   2 0 0 6 ,   p p .   4 59 - 4 6 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / P ECON.2 0 0 6 . 3 4 6 6 9 5 .   [9 ]   S .   Zali h a ,   M .   No o r,   M .   K.   Ha m z a h ,   R .   Ba h a ro m   a n d   N.  Y .   Da h la n ,   " A   n e si n g le - p h a se   i n v e rter   wit h   b id irec ti o n a l   c a p a b il it ies   u sin g   si n g le - p h a se   m a tri x   c o n v e rter , "   2 0 0 7   IE EE   Po w e El e c tro n ics   S p e c ia li sts  C o n fer e n c e ,   2 0 0 7 ,   p p .   464 - 4 7 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / P ES C. 2 0 0 7 . 4 3 4 2 0 3 2 .   [1 0 ]   R.   Ba h a ro m ,   M .   K.  Ha m z a h ,   N.  R.   Ha m z a h   a n d   L.   M o h d   Ka s im,  " Bo o st  re c ti fier  u si n g   si n g le - p h a se   m a tri x   c o n v e rter   with   b ip o lar  o u t p u t , "   2 0 0 8   IE EE   2 n d   In ter n a ti o n a l   Po w e a n d   En e rg y   Co n fer e n c e ,   2 0 0 8 ,   p p .   1 1 4 1 - 11 4 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /P ECON. 2 0 0 8 . 4 7 6 2 6 4 7   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 87 92   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 0 7     314   314   [1 1 ]   D.  M .   B u k a ri,   R.   Ba h a ro m ,   A.  Id ris  a n d   M .   K.  Ha m z a h ,   " B o o st   re c ti fier  u sin g   sin g le  p h a se   m a tri x   c o n v e rter  wit h   re d u c e d   sw it c h   c o u n ts, "   2 0 1 3   IE EE   B u sin e ss   E n g i n e e rin g   a n d   I n d u stria A p p li c a ti o n s   Co ll o q u i u m   (BE IAC) ,   2 0 1 3 ,   p p .   5 9 3 - 5 9 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /BE IA C. 2 0 1 3 . 6 5 6 0 1 9 8 .   [1 2 ]   L.   G y u g y i,   a n d   B.   R .   P e ll y ,   S ta t i c   p o we fre q u e n c y   c h a n g e rs   T h e o ry ,   p e rfo rm a n c e ,   a n d   a p p li c a ti o n ,   Ne Yo r k :   Wi ley ,   1 9 7 6 .   [1 3 ]   A.  Zu c k e rb e r g e r,   D.  Wein st o c k D.  Wein st o c k   a n d   A.  Ale x a n d ro v it z " S in g le - p h a se   m a tri x   c o n v e rter , "   IE E   Pro c e e d in g s - El e c tric   P o we r A p p l ica ti o n s ,   v o l.   1 4 4 ,   n o .   4 ,   p p .   2 3 5 - 2 4 0 ,   1 9 9 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 4 9 / ip - e p a : 1 9 9 7 0 8 4 8 .   [1 4 ]   H.  M .   Ha n a fi,   Z.   Id ris,   M .   K.  Ha m z a h   a n d   A.  S a p a ro n ,   " M o d e ll i n g   &   sim u latio n   o si n g le - p h a se   m a tri x   c o n v e rter   a a   fre q u e n c y   c h a n g e wit h   S in u s o id a l   p u lse   wi d th   m o d u la ti o n   u si n g   M ATLAB/ S imu li n k , "   2 0 0 6   I EE E   In ter n a t io n a Po we r a n d   En e rg y   Co n fer e n c e ,   2 0 0 6 ,   p p .   4 8 2 - 4 8 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / P ECON.2 0 0 6 . 3 4 6 6 9 9 .   [1 5 ]   K B.   Taw fi q ,   A.   S .   M a n so u r   a n d   E .   E.   EL - K h o l y " Im p lem e n tatio n   o u lt ra - m o d if ied   s y m m e tri c   se q u e n c e   a lg o rit h m   fo r   sp a c e   v e c to r   m o d u latio n   o f   m a tri x   c o n v e rter , "   I n ter n a ti o n a J o u rn a l   o f   Ap p li e d   P o w e En g i n e e rin g   (IJ AP E) ,   v o l.   7 ,   n o .   3 ,   p p .   2 6 4 2 7 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jap e . v 7 . i3 . p p 2 6 4 - 2 7 6 .   [1 6 ]   Z.   Id ris ,   M .   K.  Ha m z a h   a n d   N.   R.   Ha m z a h ,   " M o d e ll i n g   &   sim u latio n   o a   n e si n g le - p h a se   t o   sin g le - p h a se   c y c lo c o n v e rter  b a se d   o n   si n g le - p h a se   m a tri x   c o n v e rter  t o p o lo g y   with   sin u so i d a p u lse   wi d th   m o d u latio n   u sin g   M ATLAB/S imu li n k , "   2 0 0 5   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   P o we E lec tro n ics   a n d   Dr ive S y ste ms ,   2 0 0 5 ,   p p .   1 5 5 7 - 1 5 6 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / P EDS . 2 0 0 5 . 1 6 1 9 9 3 6 .   [1 7 ]   P .   W.   Wh e e ler,  J.   Ro d rig u e z ,   J.   C.   Clare ,   L .   Emp r in g h a m   a n d   A.  Wein ste in ,   " M a tri x   c o n v e rters a   tec h n o lo g y   re v iew , "   in   IEE T ra n s a c ti o n s   o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l .   4 9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 7 6 - 2 8 8 ,   Ap ril   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 4 1 . 9 9 3 2 6 0 .   [1 8 ]   S .   H.   Ho ss e in i   a n d   E.   Ba b a e i,   " n e g e n e ra li z e d   d irec t   m a tri x   c o n v e rter,"   I S IE   2 0 0 1 .   2 0 0 1   IE EE   In ter n a ti o n a l   S y mp o si u o n   I n d u stria El e c tro n ics   Pro c e e d i n g (C a t.   N o . 0 1 T H8 5 7 0 ) ,   2 0 0 1 ,   p p .   1 0 7 1 - 1 0 7 6   v o l . 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /I S IE. 2 0 0 1 . 9 3 1 6 2 4   [1 9 ]   " IEE re c o m m e n d e d   p ra c ti c e a n d   re q u irem e n ts  fo h a rm o n ic  c o n tro i n   e lec tri c a p o we sy ste m s , "   in   IE EE   S t d   519 - 1 9 9 2 ,   p p . 1 - 1 1 2 ,   9   A p ril   1 9 9 3 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I EE ES TD . 1 9 9 3 . 1 1 4 3 7 0   [2 0 ]   " IEE re c o m m e n d e d   p ra c ti c e   fo m o n it o ri n g   e lec tri c   p o we q u a li ty , "   i n   IEE S td   1 1 5 9 - 1 9 9 5 ,   p p . 1 - 8 0 ,   3 0   No v .   1 9 9 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I EE ES TD . 1 9 9 5 . 7 9 0 5 0 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Ze y n e p   Ba la   Dur a n a y   wa b o rn   in   1 9 8 5 re c e iv e d   th e   BS c   i n   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   fr o m   th e   F a c u lt y   o En g i n e e rin g ,   Un i v e rsity   o F irat,   Tu rk e y ,   in   2 0 0 9 s h e   re c e iv e d   M S c   fro m   G a z Un iv e rsity ,   T u rk e y ,   in   2 0 1 3   a n d   P h i n   2 0 1 7   fr o m   th e   F irat  Un i v e rsity ,   Tu r k e y .   No sh e   is  a ss istan t   p r o fe ss o in   F irat  Un iv e rsity ,   Tec h n o lo g y   F a c u lt y .   He r   re se a rc h   in tere sts  a re   a c   d riv e rs,  d c - d c   c o n v e rters   a n d   r e n e wa b le en e rg ies .         H a n ifi   G u ld e m ir   re c e iv e d   t h e   B S c   a n d   M S c   d e g re e in   El e c tri c a l   a n d   E lec tro n ics   E n g i n e e rin g   fro m   F irat  Un iv e rsit y ,   El a z ig ,   T u rk e y ,   in   1 9 8 9   a n d   1 9 9 1   re sp e c ti v e ly ,   a n d   P h d e g re e   in   S c h o o l   o El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g   fr o m   No tt in g h a m   Un i v e rsity ,   E n g la n d ,   in   1 9 9 9 .   He   is   c u rre n tl y   a   p r o fe ss o i n   t h e   De p a rtme n o El e c tri c a a n d   El e c tro n i c En g i n e e rin g   a Tec h n o l o g y   F a c u lt y ,   F irat   Un i v e rsity ,   El a z ig ,   Tu r k e y .   His  re se a rc h   i n v o lv e c o n tr o o f   e lec tri c a d riv e s   a n d   p o we c o n v e rters .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.