I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 1 8 ,   p p .   3 4 7 1 ~ 3 4 8 3   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 5 . pp 3 4 7 1 - 3483          3471       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Perf o r m a nce   C o m pa riso n of  Mult i Input  Ca pa citor  Conv erte r   C ircuits       Sree j it h S 1 ,   K a rt hik   B a la s ub ra m a nia n 2   1 S c h o o o f   El e c tri c a En g in e e ri n g ,   V e ll o re   In sti tu te  o f   T e c h n o lo g y ,   V e ll o re ,   In d ia   2 S c h o o o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic E n g in e e rin g ,   N a n y a n g   Tec h n o l o g ica Un iv e rsit y ,   S in g a p o re       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   18 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Sep   2 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Sep   9 ,   2 0 1 8     T h is  p a p e a n a ly z e   th e   o p e ra ti o n   o f   a   m u lt in p u sw it c h e d   c a p a c it o (M IC)   c o n v e rters   u sin g   a   c o u p le  o f   sw it c h e s,  d io d e a n d   c a p a c it o rs   f o se v e r a l   lev e ls.   W it h   tw o   in p u t   so u rc e it   i p o ss ib le  to   o b tain   8   o u t p u t   v o lt a g e   lev e ls.   He re ,   5   to p o lo g ies   o f   s w it c h e d   c a p a c it o c ircu it n a m e l y   s u m m a ti o n ,   su b trac ti o n ,   i n v e rti n g ,   d o u b le  a n d   h a lf   c ircu it a re   sim u late d   a n d   t h e ir  p e rf o r m a n c e a re   a n a l y z e d .   M u l t In p u t   Co n v e rters   h a v e   a   h ig h   re g a rd   f o r   m u lt ip le  re n e w a b le  e n e rg y   so u rc e u se d   in   sm a rt  g rid   s y ste m s,  e sp e c iall y   f o r   d istri b u ted   g e n e ra to rs.  T h e   e f fe c ts   o n   o u t p u v o lt a g e   w it h   v a riati o n   i n   l o a d   f o d iff e r e n f re q u e n c ies   a r e   a ls o   a n a ly z e d .   Ha rd wa re   i m p le m e n tatio n   o f   su m m a ti o n   a n d   su b trac ti o n   c ircu i is  c a rried   o u a n d   t h e   re su lt a re   c o m p a re d   w it h   th e   sim u late d   re su lt s   K ey w o r d :   I n v er ti n g   cir c u it    Mu lti I n p u t Co n v er ter s     Su m m in g   cir c u it     S w itc h ed   ca p ac ito r   cir cu its   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d 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 :   Sre ej ith   S,    Dep ar t m en t o f   E n er g y   a n d   P o w er   E lectr o n ic s ,   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   Vello r I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y ,     Vello r e, T am il Na d u ,   I n d ia .   E m ail: sr ee j ith . s @ v it.a c. i n       1.   I NT RO D UCT I O N     I n d u cto r s   an d   ca p ac ito r s   ar th m ai n   en er g y   s to r ag f o r   th s w itc h ed - m o d p o w er   s u p p lie s   ( SMP S).   T h s izes  ar u s u all y   d o m i n at ed   b y   t h in d u cto r   an d   tr an s f o r m er   [ 1 ] .   DC - D C   co n v er ter s   p lay   v ital  r o le  in   r en e w ab le  en er g y   b ased   ap p licatio n s   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   R eso n an co n v er ter s   b ased   o n   th i s   SMP ca n   o p er ate  at  h ig h   s w itc h in g   f r eq u e n cie s   to   d ec r ea s t h s ize  o f   t h co n v er ter s ,   h o w e v er ,   t h eir   s w itc h i n g   f r eq u en cie s   ar n o t   co n s ta n a n d   h en ce   th e   elec t r o m a g n etic  i n ter f er en ce   ( E MI )   f ilter   ca n n o b o p ti m ized .   E x te n d ed   p er io d   q u asire s o n a n co n v er ter s   h a v e   b ee n   in tr o d u ce d   i n   [4 ] [ 5 ] .   T h ese  co n v er ter s   ar ab le  to   o p er ate  at  co n s tan s w itc h in g   f r eq u e n cies  a n d   al th s w itc h i n g   d e v ices  ar s w itc h ed   at  ze r o - cu r r e n o r   ze r o - v o ltag e.   T h e   r eq u ir e m en o f   m a g n e tic  co m p o n en ts   r e s tr icts   t h ap p licati o n   an d   i n cr ea s es  th d i f f icu lt y   i n   d esi g n i n g   t h e   co n v er ter s .   T h ese  d if f ic u ltie s   w er r ep lace d   w i th   s w itc h ed   ca p ac ito r   cir cu its .   S w itc h ed - c ap ac ito r   ( SC )   DC - DC   p o w er   co n v er ter s   [ 6 ]   ar s u b s et  o f   D C - DC   p o w er   co n v er ter s ,   u s i n g   o n l y   s w itc h es  an d   ca p ac ito r s   th at   ca n   ef f icie n tl y   co n v er o n v o ltag to   an o th er .   Sin ce   S C   co n v er ter s   d o es  n o h av a n y   in d u cto r s ,   t h e y   ar e   id ea f o r   in teg r ated   i m p le m e n tatio n s ,   as  co m m o n   in teg r ate d   in d u cto r s   ar n o s u itab le  f o r   p o w er   elec tr o n ic   ap p licatio n s .   T h m ai n   ad v a n tag o f   t h i s   k in d   o f   co n v er ter   is   th a n o   m ag n etic  co m p o n en is   r eq u ir ed   f o r   s to r in g   en er g y ,   m a k i n g   it  p o s s ib le  t o   f ab r icate   s m al ler   s ize  an d   lig h ter   w ei g h co n v er t er   in   an   in te g r ated   cir cu it [ 7 ] .   T h er ar v er y   m at u r th eo r ies a n d   tech n iq u es to   d esig n   v ar iet y   o f   DC D C   co n v er ter s   w it h   s in g le - in p u t.   B u ck   co n v er ter   ca n   f o r   lo w er   v o ltag e   t h an   in p u [ 8 ] ,   b o o s co n v er te r   o u tp u h i g h er   v o ltag e   [ 9 ] ,   b o o s t - b u ck   co n v er ter   an d     C u k   co n v er ter   ca n   o b tain   th o u tp u v o l tag w it h   s tep   u p   o r   d o w n   r ati o   [ 1 0 ]   I n   ad d itio n ,   Half - m o d e,   Do u b le - m o d [ 1 1 ] ,   s tep - u p   an d   s tep - d o w n   co n v e r ter   b ased   o n   s w itc h ed - ca p ac it o r   ca n   o u tp u h al f ,   t w ice   an d   m u ltip le  a n d   f r ac t io n al  v o ltag e   r atio s   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   I n   r ec en t   y ea r s ,   w it h   t h co n t i n u o u s   d e v elo p m e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 7 1     3 4 8 3   3472   o f   n e w   e n er g y   tec h n o lo g ies   an d   th p r o d u ctio n   o f   co m p lex   elec tr ical  eq u ip m en t,  m u lti - i n p u D C D C   co n v er ter   h as  ar o u s ed   s i g n i f i ca n atten tio n .   A   f e w   to p o lo g ies  o f   m u lti  i n p u co n v er ter s   ( M I C s )   h av b ee n   p r esen ted   i n   [ 1 4 ] - [ 2 1 ] .   Du t o   th ad v an tag e s   o f   m u ltip o r co n v er ter ,   r ec en tl y   th er h a v b ee n   e x ten s i v e   r esear ch es  t h at  r esu lted   in   wid v ar iet y   o f   to p o lo g ies.  O n s i m p le  ap p r o ac h   is   to   in ter f ac s ev er al   co n v er ter   s tag e s   to   co m m o n   d b u s   w it h   in d ep en d en co n tr o f o r   ea ch   co n v er ter   s ta g e.   A   m u lti  in p u b o o s t - t y p e   co n v er ter   [ 2 2 ]   w a s   d esi g n ed   f o r   h y b r id   elec tr ic  v eh icle s   u s i n g   s u c h   lo o s s tr u ctu r e.       2.   M UL T I L E VE L   CO NV E RS I O CIRCU I T S   Fig u r e   1   s h o w s   th d iag r a m   o f   m u lt ilev el  d co n v er s io n   f r o m   t w o   d if f er en v o ltag l ev els.  T w o   v o ltag lev el s   as  i n p u t,  it  is   an ticip ated   th at  t h t w o   v o ltag l ev els  ca n   b co n v er ted   to   o th e r   v o ltag le v el s   in   o r d er   to   s u it  d if f er e n v o lta g n ee d s   f o r   o th er   ele ctr o n ic  ap p lian ce s .   W ith   t h ese  f i v co n v er s io n   cir cu it s   n a m e l y   s u m m atio n   cir c u it,  s u b tr ac tio n   cir cu it,  d o u b le  cir cu it,  h al f   cir cu it,  i n v er ti n g   cir cu it  it  is   p o s s ib le  to   co n v er t w o   i n p u v o lta g es  i n to   eig h le v el s   o f   v o lta g e.   W ith   o n l y   o n in p u s o u r ce   Vs  ,   th e   f a m il y   o f   s w itc h ed - ca p ac ito r   co n v er ter   ca n   tr an s f o r m   it  i n to   0 . 5 VS  ,   −V s ,   o r   2 Vs  .   W ith   t w o   in p u t   s u p p lies   Vs1   an d   Vs2 ,   it  ca n   tr an s f o r m   t h e m   in t o   Vs1   Vs2   o r   Vs1 Vs2 .   So ,   u s i n g   t h s w i tch ed - ca p ac ito r   co n v er ter   an d   th r ee   d is tr ib u tio n   li n es,  t w o   v o lt a g lev el s   ca n   b co n v er ted   in to   eig h v o lta g lev el s .   I in clu d es  V s 1 +V s 2   ( Su m m a tio n )   ,   Vs1 - V s 2   ( Su b t r ac tio n ) ,   2 Vs1   ( Do u b le)   ,   2 Vs 2   ( Do u b le)   ,   0 . 5 Vs1   ( Half ) ,   0 . 5 Vs2   ( Half ) ,   - Vs1   ( I n v er ti n g )   a n d   Vs2   ( I n v er ti n g ) .   E ac h   o f   th cir c u it s   u s es  o n l y   t w o   s w i tch e s ,   t w o   d io d es  an d   t w o   ca p ac ito r s .   T h er ef o r e,   th s ize  o f   t h cir c u its   is   v er y   s m all  a n d   s i m p le  e n o u g h   to   h a n d le.   A   p air   o f   co m p le m e n tar y   p u l s es   is   g i v e n   to   t w o   s w itc h es  w it h   f ix ed   d u t y   r atio   o f   0 . 5   f o r   all  th f iv cir c u it s .         Fig u r 1 .   Mu ltil e v el  co n v er t er       2 . 1 .   Su mm a t io n   c ircu it   T h b asic  cir cu it  d iag r a m   o f   a   s u m m atio n   cir c u it  i s   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   Her e,   w h e n   Q1   is   tu r n ed   O N   an d   Q2   i s   t u r n ed   OFF,   d io d D1   is   f o r w ar d   b iased   a n d   D2   is   r ev er s b iased .   V s 1 ,   C 1 ,   Q 1 ,   an d   D1   f o r m s   clo s ed   lo o p .   Vs1   ch ar g es  C 1   an d   th v o ltag ac r o s s   C 1   is   t h s a m v o lta g as  Vs1 ,   i.e . ,   Vc1   Vs1 .   W h en ,   Q1   is   tu r n ed   O FF   an d   Q2   is   t u r n ed   ON,   D2   is   f o r w ar d   b iased   an d   D1   is   r ev er s b iased ,   Vs 2 ,   C 1 ,   Q2 ,   D2 ,   an d   C 2   f o r m   clo s ed   lo o p .   C 1   is   co n n ec ted   in   s er ies  w it h   Vs2   an d   d eliv er s   th to tal  v o ltag t o   C 2 ,   s o   th v o ltag e   ac r o s s   C 2   is   Vs2   Vc1 .   A s   Vc1   Vs1 ,   th o u tp u v o lta g Vo   Vs1   Vs2 .   Fig u r 3   s h o w s   t h o u tp u t   v o ltag o f   s u m m at io n   cir cu it.   Her Vs1   an d   Vs2   ar 2 4 an d   1 2   r esp ec tiv el y ,   t h o u tp u t   v o lta g ac r o s s   lo ad   is   3 3 . 8 7 V.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P erfo r ma n ce   C o mp a r is o n   o f Mu lti I n p u t Ca p a cito r   C o n ve r ter C i r cu its   ( S r ee jith   S )   3473     Fig u r 2 Su m m a tio n   C ir cu it     Fig u r 3 Ou tp u v o ltag a n d   ca p ac ito r   v o ltag o f   Su m m atio n   C ir cu i t       2 . 2 .   Su btr a ct io n c ircuit   T h cir cu it  d iag r a m   o f   s u b tr ac tio n   cir cu it  i s   s h o w n   i n   Fi g u r 4 .   W h en   Q1   is   tu r n ed   ON  an d   Q2   is   tu r n ed   OF F,  D1   is   f o r w ar d   b iased   an d   D2   is   r ev er s b iased .   Vs1 ,   Vs2 ,   C 1 ,   Q1 ,   an d   D1   f o r m   clo s ed   lo o p ,   an d   Vs1   i s   co n n ec ted   i n   s er ie s   w it h   Vs2   a n d   ch ar g es   C 1 ,   s o   th v o lta g ac r o s s   C 1   i s   V s 1 - Vs2 .   Ne x t,  w h e n   Q1   is   tu r n ed   OFF  an d   Q2   is   tu r n ed   ON,   D2   is   f o r w ar d   b iased   an d   D1   is   r ev er s b iased ,   C 1 ,   Q2 ,   D2 ,   an d   C 2   f o r m   clo s ed   lo o p .   C 1   is   co n n ec ted   in   s er ies  w i th   C 2 ,   s o   th v o lta g ac r o s s   C 2   is   eq u al  to   Vc1 .   T h o u tp u v o ltag Vo   V s - V s .   Fi g u r 5   s h o w s   t h o u tp u o f   s u b tr ac tio n   cir cu it.  Her V s 1   an d   Vs 2   ar 2 4 an d   1 2   V   r esp ec tiv el y ,   Vo   1 2 . 2 7 V.         Fig u r 4 Su b tr ac tio n   cir cu it     Fig u r 5 Ou tp u v o ltag a n d   ca p ac ito r   v o ltag o f   Su b tr ac tio n   cir c u it       2 . 3 .   Do ub le  circ uit   T h cir cu it  d iag r a m   o f   d o u b le   cir cu it  is   s h o w n   i n   F ig u r e   6 .   Du r in g   m o d 1 ,   w h e n   Q1   is   ON,   Q2   is   OFF,  D1   is   f o r w ar d   b iased   an d   D2   is   r ev er s b ia s ed ,   Vs1 ,   D1 , C 1 , Q1   f o r m s   a   clo s ed   lo o p   an d   ca p ac ito r   C 1   ch ar g es to   v o ltag V s .   T h is   is   k n o w n   as c h ar g i n g   s tate.   I n   m o d 2   Q2   is   ON,   Q1   is   OFF,  D 2   is   f o r w ar d   b iased   an d   D1   is   r ev er s b iased ,   V s ,   Q2 ,   C 1 ,   D2 ,   R L   f o r m s   clo s ed   lo o p .   C ap ac ito r   C 1   d i s ch ar g es  n o w   an d   ca p ac ito r   C 2   is   n o w   ch ar g i n g   to   v o ltag Vc1 +V s . T h is   is   k n o w n   as  d is c h ar g i n g   s tate.   T h o u tp u o f   d o u b le   cir cu it  b ec o m es  Vo   2 Vs.   Fi g u r e   7   s h o w s   t h o u tp u o f   d o u b le  cir cu it.  Her Vs1   a n d   Vs 2   ar 2 4 an d   1 2   r esp ec tiv el y ,   t h o u tp u t v o lta g Vo   4 5 . 6 7 V .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 7 1     3 4 8 3   3474     Fig u r 6 Do u b le  c ir cu it     Fig u r 7 Ou tp u v o ltag a n d   ca p ac ito r   v o ltag o f   d o u b le  cir cu it       2 . 4 .   H a lf   c ircuit   T h d iag r am   o f   h al f   cir cu it  i s   s h o w n   i n   F ig u r e   8 .   I n   m o d 1   Q1   is   ON,   Q2   is   OFF,  D1   i s   f o r w ar d   b iased   an d   D2   i s   r e v er s b ia s ed ,   Vs,   Q1 ,   C 1 ,   D1 ,   C 2   f o r m s   clo s ed   lo o p .   C ap ac ito r   C 1 an d   ca p ac ito r   C 2   eq u all y   ch ar g es   to   v o ltag e   0 . 5 Vs.  I n   m o d 2   Q2   is   ON,   Q1   is   O FF ,   D2   is   f o r w ar d   b iased   an d   D1   i s   r e v er s e   b iased .   T h v o ltag e   ac r o s s   c ap ac ito r   C 2   r e m ai n s   co n s ta n t.  T h o u tp u t   o f   h al f   c ir cu it   is   Vo   0 . 5 Vs2 .     Fig u r e   9   s h o w s   t h o u tp u t o f   h alf   cir cu i t.  Her Vs2   is   2 4 V ,   th o u tp u v o lta g Vo   1 1 . 1 4 V.         Fig u r 8 Half   cir cu i t         Fig u r 9 Ou tp u v o ltag a n d   ca p ac ito r   v o ltag o f   h al f   cir c u it     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P erfo r ma n ce   C o mp a r is o n   o f Mu lti I n p u t Ca p a cito r   C o n ve r ter C i r cu its   ( S r ee jith   S )   3475   2 . 5 .   I nv er t ing   c ircuit   T h e   in v er ti n g   cir c u it  i s   s h o w n   in   F i g u r 1 0 .   I n   m o d 1   Q1   is   ON,   Q2   is   OF F,  D1   is   f o r w ar d   b iased   an d   D2   is   r ev er s b iased , Vs, Q1 , C 1 , D1   f o r m s   clo s ed   lo o p   an d   ca p ac ito r   C 1   ch ar g es  to   v o ltag V s   . T h is   is   k n o w n   as   ch ar g i n g   s tate.   I n   m o d 2   Q2   is   ON,   Q1   is   O FF ,   D 2   is   f o r w ar d   b iased   an d   D1   i s   r e v er s b iased ,   Q2 ,   C 1 ,   D2 ,   C 2   f o r m s   clo s ed   lo o p   an d   ca p ac ito r   C 1   s tar t s   d is c h ar g i n g .   C ap ac ito r   C 2   is   n o w   ch ar g i n g   to   v o ltag e   Vs  w it h   r ev er s p o lar it y .   T h is   is   k n o w n   as  d i s ch ar g i n g   s tat e.   T h o u tp u t   o f   i n v er ti n g   cir cu it  Vo   - Vs.   T h e   o u tp u v o lta g o f   a n   i n v er ter   cir cu it  is   s h o w n   i n   F ig u r e   1 1 .   T h in p u v o ltag is   1 2 an d   o u tp u v o ltag is     - 1 2 V.         Fig u r 10 I n v er tin g   c ir cu i t         Fig u r 11 Ou tp u t v o lta g a n d   ca p ac ito r   v o ltag o f   in v er ti n g   cir cu it       3.   VARIA T I O O F   L O AD  A ND  F RE Q UE NCY  O CO N VE RS I O CIR CUI T S   T h p er f o r m a n ce   o f   th e   ab o v e   s aid   cir c u its   ar a n al y ze d   u n d er   d if f er e n lo ad s   an d   f r eq u e n cies.   T h e   r esu lt s   o b tain ed   ar s h o w n   i n   F ig u r 1 1   ( a)   to   F ig u r 1 1 ( e ) .   T h in p u v o lta g e s   co n s id er ed   ar 2 4 an d   1 2 V.   T h f r eq u en c y   c h o s e n   ar 5 0   k Hz   an d   100   k Hz .   T h lo ad   is   v ar ied   f r o m   1   to   5 0 0 .   I is   clea r   th at,   th e   p er f o r m a n ce   o f   t h cir cu it  i s   i n d ep en d en o f   t h s w i tch i n g   f r eq u en c y .   T h in it ial  v o lta g s h o o in cr ea s es  w i th   f r eq u en c y ,   f in a ll y   s ettle  d o w n   to   co n s tan v al u e.               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 7 1     3 4 8 3   3476     ( a)       ( b )       ( c)     ( d )         ( e)     Fig u r 1 2 .   ( a)   Su m m in g   cir cu i t u n d er   v ar iab le  lo ad   an d   f r eq u en c y ,   ( b )   s u b tr ac tin g   cir cu it  u n d er   v ar iab le  lo ad   an d   f r eq u e n c y ,   ( c)   d o u b le  C ir cu it u n d er   v ar iab le  lo ad   an d   f r e q u en c y ,   ( d )   h al f   c ir cu i t u n d er   v ar iab le  lo ad   an d   f r eq u en c y ,   ( e)   in v er tin g   ci r cu it   u n d er   v ar iab le  lo ad   an d   f r eq u en c y         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P erfo r ma n ce   C o mp a r is o n   o f Mu lti I n p u t Ca p a cito r   C o n ve r ter C i r cu its   ( S r ee jith   S )   3477   4.   H ARDWA R E   RE U L T S AN DIS CU SS I O N   T o   v alid ate  th s i m u latio n   f i n d in g s   h ar d w ar p r o to ty p f o r   s u m m at io n   an d   s u b tr ac tio n   c ir cu it a r f ab r icate d .   T h cir cu it is   test e d   f o r   th f r eq u e n cies o f   5 0   k Hz ,   1 0 0   k Hz   an d   lo ad s   o f   1 0 0   an d   3 3 0   .           Fig u r 1 3 .   Har d w ar s et  u p   f o r   s u m m at io n   cir cu it       Fig u r 1 3   s h o w s   t h e x p er i m en tal  s et u p   f o r   s u m m atio n   cir cu it.  Fo r   lo ad   o f   3 3 0   an d   s w itc h i n g   f r eq u en c y   o f   1 0 0   k Hz ,   th i n p u v o lta g es  g iv e n   to   th s u m m atio n   co n v er ter   ar 2 4 an d   1 2   r esp ec tiv el y .   T h o u tp u v o lta g o b tai n ed   i s   3 2 . 1 an d   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 4 .   T h is   i s   s i m ilar   to   th e   v al u es   o b tain ed   i n   s i m u lat io n .       T ab le  1 .   Su m m atio n   C ir cu it  R esu lt s   f o r   1 0 0   k Hz                     Fig u r 1 4 .   Ou tp u t v o lta g f o r   s u m m atio n   cir c u it       4 . 1 .   Va ria ble lo a d w it h f ix ed  f re qu ency   o f   1 0 0   k H z   W h en   C 1   an d   f   ar f ix ed ,   t h v ar i atio n   i n   f r eq u e n c y   i s   s h o w n   i n   F ig u r 1 5 ( a )   an d   Fig u r 1 5 ( b ) in d icate s   t h i n f l u en ce   o f   v ar y in g   lo ad   o n   Vo .   T h o u tp u v o lta g es  f o r   r esis ta n ce s   o f   1 0 0   an d   3 3 0     ar e   s h o w n .   I i s   clea r   th at,   t h o u t p u v o lta g ch a n g es  w i t h   v ar i atio n   in   lo ad   r esis tan ce .   T h co m p ar is o n   b et w ee n   L o a d   ( )   C a l c u l a t e d   o u t p u t   v o l t a g e   ( V )   S i mu l a t e d   o u t p u t   v o l t a g e   ( V )   Ex p e r i me n t a l   o u t p u t   v o l t a g e ( V )   1 0 0   3 3 . 0 9   3 1 . 5 2   3 0 . 3   3 3 0   3 4 . 1   3 3 . 4 6   3 2 . 1   4 3 0   3 4 . 2 3   3 3 . 6 7   3 2 . 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 7 1     3 4 8 3   3478   s i m u lated   a n d   h ar d w ar r es u lt s   ar f u r n is h ed   in   T ab le  2 .           ( a)         ( b )     Fig u r 1 5 .   ( a )   Ou tp u t v o ltag f o r   1 0 0 ,   ( b )   Ou tp u t v o lta g f o r   3 3 0       T ab le  2 Su m m atio n   C ir cu it  R esu lt s   f o r   Var iab le  L o ad               L o ad   ( )   C a l c u l a t e d   o u t p u t   v o l t a g e   ( V )   S i mu l a t e d   o u t p u t   v o l t a g e ( V )   Ex p e r i me n t a l   o u t p u t   v o l t a g e ( V )   100   3 3 . 8 3   3 2 . 8 8   3 0 . 9   330   3 4 . 3 6   3 3 . 9 1   3 2 . 1   430   3 4 . 4   3 4 . 0 2   3 2 . 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P erfo r ma n ce   C o mp a r is o n   o f Mu lti I n p u t Ca p a cito r   C o n ve r ter C i r cu its   ( S r ee jith   S )   3479   4 . 2 .   Va ria ble lo a d w it h f ix ed   f re qu ency   o f   5 0   k H z   T h h ar d w ar o u tp u f o r   5 0   k Hz   f o r   v ar iab le  r esis tan ce   is   s h o w n   i n   F ig u r e   16 ( a )   an d   Fig u r 16 ( b ) T h o u tp u t v ar ies  w i th   t h ch a n g i n   lo ad   r esis ta n ce .           ( a)         ( b )     Fig u r 1 6 .   ( a. )   Ou tp u t v o ltag f o r   1 0 0 ,   ( b)   o u tp u t v o lta g f o r   3 3 0       4 . 3 .   Va ria ble f re qu ency   w it h f ix ed  o f   lo a d 1 0 0     Fo r   f ix ed   lo ad   o f   1 0 0   ,   t h e   s w itc h i n g   f r eq u en c y   is   v ar ied   f o r   5 0   k Hz   a n d   1 0 0   k Hz   an d   th r es u lt s   o b tain ed   ar s h o w n   i n   f i g   1 7 . an d   1 7 . b .   T h s i m u lated   an d   h ar d w ar r esu lt s   ar f u r n i s h ed   in   T ab le  3 .   I is   clea r   th at,   th o u tp u t d ep en d s   o n   b o th   lo ad   r esis tan ce   a n d   f r e q u en c y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 7 1     3 4 8 3   3480       ( a)         ( a)     Fig u r 17 .   ( a)   Ou tp u t v o ltag f o r   5 0   k Hz , ( b)   o u tp u t v o ltag f o r   1 0 0   k Hz       T ab le  3 Su m m atio n   C ir cu it  R esu lt s   f o r   Var iab le  Fre q u en c ie s   F r e q u e n c y   ( k H z )   C a l c u l a t e d   o u t p u t   v o l t a g e   ( V )   S i mu l a t e d   o u t p u t   v o l t a g e   ( V )   Ex p e r i me n t a l   o u t p u t   v o l t a g e   ( V )   50   3 3 . 0 9   3 1 . 5 2   3 0 . 3   1 0 0   3 3 . 8 3   3 2 . 8 8   3 0 . 9       4 . 4 .   Su btr a ct io n c ircuit   Fo r   lo ad   o f   3 3 0   an d   s w itc h in g   f r eq u en c y   o f   1 0 0   k Hz ,   th in p u v o lta g es  g i v en   to   th s u b tr ac tio n   co n v er ter   ar 2 4 an d   1 0   r e s p ec tiv el y .   T h o u tp u t v o lta g e   o b t ain ed   is   1 2 . 2 an d   is   s h o w n   i n   Fi g u r 18.           Fig u r 18 Ou tp u t v o lta g f o r   s u b tr ac tio n   cir c u it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.