I nte rna t io na l  J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l. 9 ,   No . 4 ,  A u g u s t   201 9 ,   p p .   2238 ~ 2 2 4 6   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 4 . p p 2 2 3 8 - 2246     2238       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   An AC - AC  high f requency  p ulse de nsity   m o d ula ted  f ull bridg e  series reso na nt  co nv erte r  for indu ct io n heating  appli c a tion       V. G ee t ha ,   V.   Siv a chida m ba r a na t ha n   De p a rt m e n t  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   S a t h y a b a m a   In stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   7 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   No v   2 6 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   1 5 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e r  d e a ls  w it h   a   n e w   A C - A C  sin g le  sta g e   f u ll   b rid g e   se ries   re so n a n t  c o n v e rter  f o r  in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n .   T h e   p ro p o se d   s y ste m   is   sim u late d   w it h   h ig h   p o w e r  d e n sity   m o d u latio n   tec h n i q u e   to   p ro d u c e   a n   o u t p u t  p o w e r  o f   1 . 8 Kw .   T h e   m a in   f e a tu re   o f   th e   p ro p o se d   c o n v e rter  is  to   re d u c e   th e   to tal  h a rm o n i c   d isto rti o n   p r o d u c e d   in   th e   o u t p u t  c u rre n t  f o r  th e   sw it c h in g   f re q u e n c y   o f   2 9 Kh z . A s y m m e tri c a l  p u lse   d e n sity   m o d u latio n   tec h n iq u e   is  p ro p o se d   to   a c h iev e   m a x i m u m   o u tp u t  p o w e r  w it h   les s  h a rm o n ic  c o n ten t.   It  is  f o u n d   t h a t  th e   T HD   o f   th e   p ro p o se d   h ig h - p o w e r  d e n sity   m o d u late d   c o n v e rter  is  1 3 . 4 3 % .   He re ,   th e   v a li d it y   o f  th e   p ro p o se d   c o n v e rter  f o r  d o m e stic in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n   is co m p a re d   a n d   su m m a rize d .     K ey w o r d s :   P o w er   P u ls e  d en s i t y   m o d u latio n   T o tal  h ar m o n ic  d i s to r tio n   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  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 l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   V.   Gee th a,   R esear ch   Sch o lar ,   Dep ar t m e n t   o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics  E n g i n ee r i n g ,    Sath y ab a m a  I n s tit u te  o f   Scie n ce   an d   T ec h n o lo g y ,     J ep p iaar   Nag ar ,   C h e n n ai,   T a m il Na d u   6 0 0 1 1 9 ,   I n d ia .   E m ail:   g ee th a s e n d r a y 2 8 @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n d u ctio n   h ea t in g   s y s te m   is   t h e  q u ite  ad v a n ce d   h ea ti n g   s y s te m   i n   t h e  c u r r en t  s ce n ar io .   T h is   s y s te m   i s   a  co n tactless   h ea ti n g ,   f as tn e s s   in   h ea ti n g ,   clea n li n es s   an d   s af et y   is   t h e  es s en t ial  f ac to r s   to   b e  co n s id er ed   d u r in g   h ea ti n g   p r o ce s s   [ 1 ] .   T h e  p r in cip le  b eh in d   th e  in d u ctio n   h ea t in g   p r o ce s s   i s   f ar ad a y s   la w   o f   elec tr o m ag n etic   p r in cip le.   He r e  th e  m ater ial   to   b e  h ea ted   a n d   t h e  h ea ti n g   ele m en t  d o   n o t  co m e   in   co n tact.   T h e   m a ter ial  to   b e  h ea ted   b eh av e s   co il  1   an d   h ea ti n g   ele m en t  as  co il  2 .   P r in cip le  o f   m u tu al   in d u cta n ce   i s   ap p lied   [ 2 ] .   T h e  h ea ti n g   p r o ce s s   i s   d o n e  in   t w o   w a y s   o n e  i s   ed d y   cu r r en t  an d   t h e  o th er   i s   h y s ter e s is   e f f ec t.   T h e  ef f ec t  o f   tr an s f er r in g   th e   h ea t  en er g y   t o   th e  w o r k i n g   m ater ial  f r o m   th e  h ea ti n g   ele m en t  is   ca lled   j o u le   ef f ec t.  T h er e  ar e  o th er   h ea tin g   tec h n o lo g ies  li k e  f la m e  h ea ti n g ,   r e s is ta n ce   h ea ti n g ,   tr ad itio n al  o v en   h ea ti n g   [3 ] .   I n   m ed icin al  ap p licatio n   lik e  h ea ti n g   o f   t h e  b io lo g ical  tis s u e s   d u r in g   th e  tr ea t m en t  o f   th e  ca n ce r   p atien ts   d u r i n g   r ad io th er ap y   c o n v er ti n g   t h e  h ig h   f r eq u en c y   t o   th e  u ltra   h ig h   f r eq u en c y   f o r   u n i f o r m   s p r ea d in g   o f   th e   h ea t   en er g y   w it h   a  te m p er atu r e  o f   2 5 ˚ C   a n d   a  p o w er   o f   4 0   w atts   [ 4 ] .   T h e  m e th o d o lo g y   o f   t h e  s y s te m   is   s in g le  s tag e   ( A C - AC   )   an d   m u lti  s tag e  o p er atio n   ( AC - DC - AC )   t h is   s ta g es  in   o p er atio n   is   o n l y   to   co n v er t   u tili t y   f r eq u e n c y   i n p u t   to   t h e   h i g h   f r eq u en c y   i n p u t  w h ic h   is   t h e  m aj o r   r eq u ir e m e n t  f o r   th e  o p er atio n   [5 ].   T h e  r ec en t  is s u e s   o f   I H  s y s te m   d ea ls   w it h   h al f   a n d   f u ll  b r i d g e  c o n v er ter   b o th   i n   t h e  f iel d   o f   in d u s tr ial   an d   d o m e s tic  p u r p o s e.   I n   in d u s tr i al  ap p licatio n   li k e  m elti n g   o f   allo y s ,   f o r g i n g ,   h ar d en i n g   etc.   T h e  m o s t  e f f icie n t   m et h o d   e m p lo y ed   is   I H  s y s t e m .   [ 6 - 11 ].   D ep en d in g   o n   t h e  lo ad   th er e  ar e  o th er   class if icatio n s   li k e  s er ie s   co n n ec ted   lo ad ,   p ar allel  co n n ec ted   lo ad ,   s e r ies p ar allel  co n n ec ted   lo ad   [ 1 2 ].   T h is   p ap er   d is cu s s es  ab o u t  t h e  s i n g le  s ta g e  f u ll  b r id g e  AC - A C   co n v er ter   f o r   in d u cti o n   h ea ti n g   ap p licatio n   in   th e  f o llo w i n g   s e ctio n   I I   d is cu s s io n   i s   ab o u t d e s cr ip tio n   o f   th e  p r o p o s ed   co n v er ter , s ec tio n   I I I   th e   m o d e s   o f   o p er atio n   is   elab o r ated   an d   in   s ec tio n   I V  t h e  es s en t ial  r esu lt s   o f   t h e  p r o p o s ed   co n v er ter   is   d is c u s s ed .   T h e  co m p ar is o n   o f   t h e  co n v er t er   is   m ad e  in   s ec tio n   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:  2088 - 8708       A n   A C - A C   h ig h   fr eq u en cy   p u l s e  d en s ity  mo d u la ted   fu ll  b r id g e  s eries   r e s o n a n t c o n ve r ter  ( V .   Gee th a )   2239   2.   DE SCR I P T I O N  O F   T H E   P RO P O SE D  F UL L   B RID G E   SE R I E S  RE SO N ANT CO N VE R T E R   T h e  s in g le  s ta g e  A C - AC   s er ie s   r eso n an t  f u l l  b r id g e  co n v er t er   is   p r o p o s ed   f o r   th e  in d u cti o n   h ea ti n g   ap p licatio n   in   th e   f ield   o f   d o m e s tic.   T h e  F ig u r e1 d ep ict   th e  p r o p o s ed   f u ll   b r id g e  s er ie s   r eso n a n t  AC - AC   co n v er ter .   T h er e  ar e   v ar io u s   co n f i g u r ati o n   an d   to p o lo g ies  f o r   th e  d esig n   o f   t h e  p o w er   cir cu it  f o r   th e  in d u ct io n   h ea ti n g   ap p licatio n   f a m il iar   a n d   t h e  ea s il y   ac ce s ib le   o n e   is   th e   f u ll   b r id g e  co n v er ter .   He r e   w e   h av e   s i n g le   s tag e  ap er atio n   w h ich   w il l  h av e  a  h ar m o n ic less s y s te m .   T h e  o u tp u t  p o w er   r eq u i r ed   f o r   th e  d o m e s t ic   ap p licatio n   is   f o u n d   to   b e  < 2 k ilo w att s   th at  ca n   b e  ea s il y   p r o d u ce d   b y   th e  f u ll  b r id g e  co n v er ter .   T he   co il  co n f i g u r atio n   ca n   b e  s er ies,  s er ies   p ar allel  o r   p ar allel  to   h av e  e f f icie n t  p er f o r m an ce   o f   th e  s y s te m   s er ies   co n n ec tio n   o f   th e  e le m e n t s   i s   p r ef f er ed .   C h ec k i n g   o n   t h e   r eso n an ce   co n d itio n   o f   t h e  co il  th e  s w itc h i n g   f r eq u en c y   i s   s elec ted   s ati s f y i n g   th e  co n d it io n   F=1 /2 πR C .   Fo r   th e  ch o o s en   s w itc h in g   f r eq u en c y   t h e  t y p e  m o d u latio n   u s ed   s h o u ld   b e  h ig h   p o w er   d en s it y   m o d u latio n   f o r   co n v er ti n g   t h e   u til it y   f r eq u e n c y   to   t h e  h ig h   f r eq u en c y   o u tp u t.  T h er e   ar e  d if f er en t  t y p es  in   th e   p o w er   d en s it y   m o d u la tio n   o n e  is   ass y m m etr ical  a n d   s y m m etr ical  p u ls e  d en s i t y   m o d u lati o n .   T h e  co m p ar is o n   o f   th e  r es u lts   is   b et w ee n   t h e  t w o   tech n iq u es a n d   m o d es o f   o p er atio n   a r e  f r a m ed   ac co r d in g   to   th e  p u ls e  w id t h .           Fig u r e  1 .   Fu ll b r id g e  s er ies r es o n an t c o n v er ter   f o r   I H  ap p licatio n s       3.   M O DE S O F   O P E RAT I O N   T h e  o p e r atio n   o f   th e  cir cu i t  co m p r i s es  o f   f o u r   m o d es  f r o m   o r ig in   o f   t h e  p u l s e  g e n er atio n   an d   en d   o f   th e  s i n g le  p u l s e  t h is   r ep ea ted   n   n u m b er   o f   ti m es  i n   t h e  o n e  h al f   a  c y cle.   T h e  o p er atio n   d ep en d s   o n   t h e   ch ar g i n g   an d   d is c h ar g i n g   th e  ca p ac ito r   in   th e  cir cu i t  p r escr ib ed   in   Fig u r e   1 .   T h e  o n   an d   o f f   co n d itio n   o f   th e   s w itc h es  p r ese n t  i n   t h e  cir c u i t  is   s u m m ar is ed   at   th e   en d   o f   t h e  s ec tio n   w h ic h   clea r l y   d ep icts   th e   f lo w   o f   o p er atio n   an d   in   ea c h   m o d e  t h e  eq u iv ale n t c ir c u it p ath   is   s h o w n   f o r   th e  r ef er e n ce   to   m a k e  t h e  an al y s is   o f   ea ch   m o d e  i n   T ab le  1 .   T h e  m o d es o f   th e  p r o p o s ed   s y s te m   i s   elab o r ated   in   th e  s ec tio n .       T ab le  1 .   Su m m ar izatio n   of   m o d es o f   o p er atio n   M o d e s   C o n d i t i o n   o f   t h e   sw i t c h   I n f e r e n c e   T i me   p e r i o d   M o d e   1   M H, M L1 ( o n   s t a t e )   V o ut =0   T = 0   V o ut =V S   0 < T < t 1   M o d e   2   M L ,M L1 ( o n   st a t e )   V o ut =0   T = t 1   D L = R B   V o ut =V c o↑   t 1 < T < t 2   M o d e   3   M L ,M H1 ( o n   st a t e )   V o ut =0   T = t 2   D L = F B   V o ut =V c o↓   t 2 < T < t 3   M o d e   4   M L ,M H1 ( o n   st a t e )   V o ut =0   T = t 3   D L = F B   V o ut =V CD = V S   t 3 < T < t 4         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 2 3 8 - 2246   2240   3 . 1 .   M o de  1 ( 0 < T < t 1 )   Her e  th e  p o w er   s w i tch   M H   an d   M L1   is   u n d er   o n   s tate  an d   th e  f lo w   o f   c u r r en t  in   t h e  cir cu i t  f r o m   th e   s u p p l y   is   d i v id ed   in   to   t w o   p a th s   an d   n a m ed   as  I 1   a n d   I 2   an d   th e  to tal   cu r r en t  o f   I .   T h e  p er io d   o f   o n   co n d itio n   o f   th e  p o w er   s w itc h es  is   f r o m   0   to   t 1   f o r   th e  p o s itiv e  h al f   cy cle  o f   t h e  o p er atio n   w it h   ass y m m etr ical  p u l s e   d en s it y   m o d u latio n .   T h e  eq u i v alen t  cir cu it  is   d ep icted   in   t h e  Fig u r e   2   s h o w i n g   f o r w ar d   m o d e  o f   o p er atio n   th e   o u tp u t   v o lta g e  a n d   th e  cu r r e n t   f o llo w s   t h e  ap p lied   in p u t v o lta g e  till   t h e  p o w er   s w i tch   i s   in   t h e  o n   s tate.     I =I 1 +I 2   V S =V m Si n w t   V cd =V coil =V s   So ,   V cd  =  1 /C d  ∫ I 2 dt   V coil  =I 1 R coil   +  L c oil  dI 1 /d t +   1 /C o   ∫I 1 dt   1 /C d   ∫I 2 d t =   I 1 R coil   +  L coil  dI 1 /d t +   1 /C o   ∫I 1 dt   ( 1 )     C y cle  co n ti n u e s   f o r   th e  p er io d   o f   0   to   t 1             Fig u r e  2 .   Mo d e  1 ( 0 < T <t 1 ), eq u iv ale n t cir cu i t       1 /C d0 ∫ t1   I 2 d t =   I 1 R coil   +  L coil  dI 1 / d t +   1 /C o0 ∫ t1   I 2 dt   ( 2 )     On   s o l v in g   t h e  r atio   b et w ee n   t h e  cu r r en t s   is   f o u n d   to   b e     I 1 ( S)/  I 2 ( S)=   1 /( 1 +RC S+ L C S 2 )   ( OR )   I 2 ( S)/  I 1 ( S)=   1 +RC S+L C S 2   ( 3 )     T h e  DC lin k   ca p ac ito r   is   ch ar g ed   to   a  v o ltag e  eq u iv ale n t to   t h e  s o u r ce   v o ltag e  V S . N o w ,     V cd =V S   V m Sin w t=1 /C d0 ∫ t1   I 2 dt     On   s o l v in g   w e  g et    I 2 = V m C / w t( co s w t 1 - 1)   ( 4 )     3 . 2 .   M o de  2 :   (t 1 <T<t 2 )   B y   u s in g   th e   co m m u tatio n   tec h n iq u e  t h e  p o w er   s w i tch e s   M H   an d   M L 1  i s   p u t  to   o f f   s tate  a n d   th e   co il   ca r r ies  a  v o ltag e  o f   ze r o   at  ti m e  T =t 1 ,   th e  DC   li n k   ca p ac ito r ch ar g es  to   a  m a x i m u m   o f   t h e  in p u t  v o lta g e  i n   Fig u r e   3.   N o w   t h e  p o w er   s w i tch   M L   an d   M L1   is   p u t  to   o n   s tate, th e   in s ta n t  t h e  s w itc h es   o r   p u t  to   o n   s tate .   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:  2088 - 8708       A n   A C - A C   h ig h   fr eq u en cy   p u l s e  d en s ity  mo d u la ted   fu ll  b r id g e  s eries   r e s o n a n t c o n ve r ter  ( V .   Gee th a )   2241   T h e  d io d e  D L  m o v es  to   r ev er s e  b ias  co n d itio n   a n d   n o w   t h e  s ec o n d   p ath   o f   t h e  c u r r en t   f lo w   is   t h e  d i s ch ar g i n g   o f   th e  r eso n ati n g   ca p ac itan ce   h as  s to r ed   ch ar g e  i n   th e  m o d e  1   n o w   d is ch ar g e s   an d   cir cu lates  th e  c u r r en t  to   f lo w   i n   t h e  co il  t h r o u g h   o u t  m ak in g   t h e  co n tin u o u s   f lo w   o f   cu r r en t  th r o u g h   t h e  co il  n o w   i n   t h is   p ar tic u lar   m o d e  w e  h av e  o u tp u t  v o ltag e  ac r o s s   th e  co il a s   t h e  v o lta g e  i n   th e  s to r ag e  ele m en t.     V coil = V co,   V coil =1 /C 0  ∫ I 1 dt   ( 5 )             Fig u r e  3 .   Mo d e  2 :   (t 1 <T <t 2 )       3 . 3 .     M o de  3 :   (t 2 <T<t 3 )   W h en   t h e  D C   li n k   ca p ac ito r   is   f u ll y   ch ar g ed   d u r in g   t h e  m o d e2   o p er atio n , th e  ex ce s s   c h ar g e  f r o m   t h e   DC   lin k   ca p ac ito r   s tar ts   d is ch ar g i n g   n o w   th i s   d is ch ar i n g   o f   th e  ca p ac ito r   m a k es  t h e  cu r r en t  to   f lo w   in   a   r ev er s e  d ir esctio n   s o   n o w   th e  d io d e  D L I S  m o v ed   to   t h e  f o r war d   b ias  co n d itio n   Ma k in g   t h e   p o w er   s w itc h   M L1   to   m o v e  to   o f f   s tate  a n d   allo w in g   t h e  s w i tch   M H1   to   g o   to   o n   s tate  i n   Fig u r e   4 .   T h e  d is ch ar g in g   cu r r en t  f i n d s   th e  p at h   t h r o u g h   t h e  co il  a n d   n o w   w e   h a v e  t h e   cu r r en t  f r o m   t h e  s o u r ce   a ls o   f lo w i n g   v ia   co il  s o   t h e   ad d itiv e   cu r r en t  f lo w s   t h r o u g h   t h e  co il.  T h is   m o d e  o f   o p er atio n   allo w s   th e  m ax i m u m   cu r r e n t to   f lo w   t h r o u g h   t h e  co il.     I Coil =I supply +I CD   ( 6 )     T h e  v o ltag e  ac r o s s   th e  co il i s   f o u n d   to   b e  eith er   V S   o r   V CD     V Coil  = I Coil *Z coil   V Coil  = V S  = V CD   ( 7 )     3 . 4 .   M o de  4 :   (t 3 <T<t 4 )   T h e  DC   li n k   ca p ac ito r   h as  d i s ch ar g ed   to   a  m in i m u m   v alu e  in   t h e  p r ev io u s   m o d e  o f   o p er atio n   i n   Fig u r e   5 ,   n o w   t h e  d io d e  D L   m o v ed   to   t h e  r e v er s e  b ias   co n d i tio n   f o llo w i n g   t w o   p at h . T h e  c ap ac ito r   n o w   f in d s   th e  p at h   to   c h ar g e  i ts el f   to   t h e  s o u r ce   v o ltag e   an d   t h e  o t h e r   p ath   t h e  r eso n at in g   ca p ac ito r   in   t h e  co il  s tar ts   ch ar g i n g   an d   t h e  co il  ca r r y in g   th e  v o lta g e  i n   th e  p r ev io u s   m o d e  2 .   So   th e  cy cle  r ep ea ts   f o r   th e  ti m es  t h e  p u l s e   g en er ated   f o r   t h e  h al f   a  c y cle.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 2 3 8 - 2246   2242         Fig u r e  4 .   Mo d e  3 :   (t 2 <T <t 3 )           Fig u r e  5 .   Mo d e  4 :   (t 3 <T <t 4 )     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:  2088 - 8708       A n   A C - A C   h ig h   fr eq u en cy   p u l s e  d en s ity  mo d u la ted   fu ll  b r id g e  s eries   r e s o n a n t c o n ve r ter  ( V .   Gee th a )   2243   4.   SI M UL AT I O N  R E S UL T S   Si m u latio n   o f   th e  p r o p o s ed   s y s te m   w as   ca r r ied   o u t  f o r   t h e  as y m m etr ical   p u l s e  d e n s it y   s i g n a l  t h e   o u tp u t  w av e f o r m s   o f   th e  s i m u lated   s y s te m   is   as  i n   th e  Fi g u r e   6.   T h e  w a v ef o r m   o f   th e  f ilte r in g   ele m en ts   in   t h e   in p u t  p ar t  i s   al s o   s h o w n   i n   Fi g u r e   7.   T h e  o n   ti m e  o f   t h e  s witch   i s   r estricte d   to   3 0 %  a n d   t h e  r esp ec ti v e  p o w er   o u tp u t is al s o   s h o w n   i n   F ig u r e   8   th e  o u tp u t p o w er   r ea ch ed   with   t h is   tec h n iq u e  is   1 . 8 K w att s .             Fig u r e  6 .   A s y m m etr ical  p u l s e  d en s it y   m o d u lated   o u tp u t  w a v ef o r m           Fig u r e  7 .   Vo ltag e  ac r o s s   f i lter i n g   co m p o n en t           Fig u r e  8 .   P o u t V S ti m e( m s )   cu r v e       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 2 3 8 - 2246   2244   T h e  to tal  h ar m o n ic  co n te n t  o f   th e  o u tp u t  cu r r en t  i s   an al y s e d   b y   FF T   an al y s i s   to o l  an d   f o u n d   to   b e   less er   co m p ar ed   to   t h e  s y m m etr ical  p u ls e   d en s it y   m o d u lati o n .   T h e  f il ter in g   co m p o n en ts   in   t h e  i n p u t  p ar t  o f   th e  cir c u it  f ilter s   th e  m a x i m u m   h ar m o n ic   co n te n t  i n   t h e   o u tp u t  a n d   p r o v id es  u s   t h e   u n d i s to r ted   o u tp u t   w a v e f o r m s   an d   th e   F FT   an al y s is   d ep icts   t h e  T HD  le v el   o f   t h e  o u tp u t   cu r r en t  p r o d u ce d   i n   th e   co il.p r ac ticall y   in   t h e  s i m u lat io n   it   is   f o u n d   th e  t h e  h ar m o n ics  lev el   is   1 3 . 4 3 % w h ich   is   le s s   co m p ar ed   to   th e  s y m m etr ical   p u ls e  d en s i t y   m o d u lated   o u tp u t  in   Fi g u r e  9 .   Si m u la tio n   r es u lts   f o r   s y m m etr ical  p u ls e  d e n s it y   m o d u lated   f u ll  b r id g e  s er ies  r eso n a n t  co n v er ter   is   as  f o llo w s   a n d   th e  r es u lts   p r o d u ce d   at  th e  o u tp u t  o f   th e  s y s te m   a n d   th e   f ilter i n g   ele m en t s   ar e  d ep icted   in   F ig u r e  1 0   an d   th e   o u tp u t p o w er   v er s es t h e  ti m e  c u r v e  is   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 1 .   T h e  o u tp u t  p o w er   is   f o u n d   to   b e  2 . 8 9 K w .   Fi g u r e  1 2   d ep icts   th e  w a v e f o r m s   o f   th e  f ilter i n g   co m p o n en t  an d   h er e  T HD  is   ca lcu lated   p r ac ticall y   an d   f o u n d   to   b e  3 6 . 6 6 % i n   Fi g u r e  1 3 .           Fig u r e  9 .   T HD  o f   o u tp u t c u r r en t p r o d u ce d   in   th e  p r o p o s ed   s y s te m           Fig u r e  1 0 .   Sy m m etr ical  p u ls e  d en s it y   m o d u lated   o u tp u t  w a v ef o r m s   o f   f u ll b r id g e  s er ie s   r es o n an t c o n v er ter       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:  2088 - 8708       A n   A C - A C   h ig h   fr eq u en cy   p u l s e  d en s ity  mo d u la ted   fu ll  b r id g e  s eries   r e s o n a n t c o n ve r ter  ( V .   Gee th a )   2245       Fig u r e  1 2 .   Vo ltag e  ac r o s s   th e  f ilter i n g   ele m e n t           Fig u r e  1 1 .   Ou tp u t  p o w er   VS T   ti m e( m s )           Fig u r e  1 3 .   T HD  o f   th e  o u tp u t  cu r r en t  f o r   th e  p r o p o s ed   s y s te m       Her e  th e  as y m m e tr ical  p u ls e  d en s it y   m o d u lated   an d   s y m m et r ical  p u ls e  d en s it y   m o d u lated   s ig n al s   ar e   co m p ar ed   a n d   t h e  co m p ar i s o n   ch ar t  is   s h o w n   in   t h e  T ab le  2 .   T h e  r esu lt   o f   th e   s y s te m   is   as  tab u lated   i n   th e   f o llo w in g   T ab le   2 .        T ab le  2 .   R esu lt   co m p ar is o n   P a r a me t e r   A s y mm e t r i c a l   mo d u l a t e d   o u t p u t   S y mm e t r i c a l   mo d u l a t e d o u t p u t   V o u t ( v o l t s)   1 2 4 . 9   1 5 0 . 4   I o u t ( a mp s)   1 3 . 2 6   2 1 . 0 2   P o u t ( k w )   1 . 8   2 . 8   T H D %   1 3 . 4 3   3 6 . 6 1   P o w e r   f a c t o r   1 . 0 8   0 . 9   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I n t J   E lec&   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 2 3 8 - 2246   2246   5.   CO NCLU SI O N   T h e  s y s te m   s i m u lated   f o r   t h e  d esig n   o f   t h e  i n d u ctio n   h ea ti n g   s y s te m   f o r   d o m esti c   ap p licatio n .   T h e   ab o v e  d ep icted   r esu lts   o n   co m p ar i s o n   e x p licit  t h e  p er f o r m an ce   o f   t h e  s y s te m .   Her e  t h e  as y m m etr ical  p u l s e   d en s it y   m o d u lated   a n d   s y m m etr ical  p u ls e   d en s it y   m o d u late d   s ig n al s   ar e  co m p ar ed   an d   th e  co m p ar is o n   c h ar t   is   s h o w n   i n   t h e  T ab le  2 .   T h e  r esu lt s   h a v e  a  co n tr ad icto r y   v ie w   l ik e  w e  co u ld   s ee   t h e  T HD  o f   th e  s i m u lated   s y s te m   to   b e  1 3 . 4 3 %  an d   3 6 . 6 3 %  f o r   th e  r esp ec ti v e  s y s te m   an d   o n   b eh al f   o f   p o w er   i s   f o u n d   to   b e  1 . 8 KW   an d   2 . 8   KW   in   th e  r esp ec tiv e  p ar t  o f   th e  s y s te m .   P o w er   f ac to r   o f   th e  s y s te m   s i m u lated   i s   ca lcu l ated   b y   co m p ar i n g  th e  p h ase  d i f f er en ce   b et w ee n   t h e  o u tp u t  v o lta g e  an d   o u tp u t c u r r en t.        RE F E R E NC E S   [1 ]   Os c a r  L u c ía,P a sc a l  M a u ss io n ,   En riq u e   J.   De d e , Jo sé   M .   Bu r d ío ,   " In d u c ti o n   h e a ti n g   tec h n o l o g y   a n d   it s  a p p li c a ti o n s ,   p a st  d e v e lo p m e n ts,  c u rre n t  tec h n o l o g y , a n d   f u tu re   c h a ll e n g e s ,"   IEE E  T ra n sa c ti o n s  On   In d u stri a l  El e c tro n ics ,   v o l.   6 1 ,   n o .   5 ,   M a y   2 0 1 4   [2 ]   Ku n a p u li   sa h it i  a n d   V . G e e th a ,   " S im u latio n   o f   se ries   re so n a n t  in v e rter  u sin g   p u lse   d e n sit y   m o d u latio n ,"   AR PN   jo u rn a l  o f  e n g i n e e rin g   a n d   a p p li e d   sc ien c e s ,  v o l. 1 0 ,   n o . 7 ,   p p . 3 0 4 5 - 3 0 5 1 ,   A p r  2 0 1 5 .   [3 ]   V . G e e th a ,   V . S iv a c h i d a m b a ra n a t h a n , ”   A n   o v e rv ie w   o f   d e sig n in g   a n   in d u c ti o n   h e a ti n g   s y ste m   f o r  d o m e stic  a p p li c a ti o n s , ”  In ter n a ti o n a l  J o u r n a l  o f  Po we r  El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m   ( IJ PE DS ) ,   IS S N:   2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   V o l .   1 0 ,   No .   1 ,   p p .   3 5 1 ~ 3 5 6 ,   M a rc h   2 0 1 9 .   [4 ]   V . G e e th a ,   V . S iv a c h id a m b a ra n a th a n ,   " A   S in g le  sw it c h   p a ra ll e l  q u a si  re so n a n t  c o n v e rter  to p o l o g y   f o r  in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n , "   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  Po we r  El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m  ( IJ PE DS ) ,    v o l. 9 ,   n o . 4 ,   p p .   1 7 1 8 - 1 7 2 4 ,  De c   2 0 1 8 .   [5 ]   P ra d ip   K u m a r  S a d h u ,   P a las h   P a l,   Nitai  P a   a n d   S o u rish   S a n y a l,   " S e lec ti o n   o f   p o w e r  se m ico n d u c to r  sw it c h e s  in   m . h . b . r. i.   f it ted   in d u c ti o n   h e a ter  f o r  les s  h a r m o n ic  in jec ti o n   i n   p o w e r  li n e , "   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  P o we r   El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m   ( IJ PE DS ) ,  v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 1 - 1 2 8 , M a r  2 0 1 5 .   [6 ]   K .   S e lv a m u th u k u m a r,   M .   S a th e e s w a ra n ,   A .   Ra m e sh   Ba b u ,   " S in g le  p h a se   t h irt e e n   lev e l  i n v e rter  w it h   re d u c e d   n u m b e r  o f   s w it c h e s  u sin g   d iff e r e n t  m o d u latio n   tec h n i q u e s , "  AR PN  J o u rn a l  o f  En g in e e rin g   a n d   A p p li e d   S c ien c e s ,  v o l.   1 0 ,   n o .   2 2 ,   p p . 1 0 4 5 5 - 1 0 4 6 2 , 2 0 1 5 .   [7 ]   S h o h e iKo m e d a , Hid e a k i  F u ji ta ," A   p h a se - sh i f t - c o n tro ll e d   d irec t  A C - to - A C  c o n v e rter  f o r  in d u c ti o n   h e a ters , "   IEE E  T ra n sa c ti o n s  o n   Po we r E lec tro n i c s ,  v o l.   3 3 ,   n o .   5 ,   p p . 4 1 1 5 - 4 1 2 4 ,   2 0 1 8 .     [8 ]   T . M ish im a ,   S . M o rin a g a   a n d   M . Na k a o k a ,   " A ll - S iC  p o w e r  m o d u le - ap p li e d   si n g le - sta g e   ZV S - P W M   A C – A C  c o n v e rter  f o r  h ig h - f re q u e n c y   in d u c ti o n   h e a ti n g , " Pro c .   4 1 st  An n u a l .   Co n f.   IEE E  I n d .   El e c tro n .   S o c ,   p p .   4 2 1 1 – 4 2 1 6 ,  2 0 1 5 .   [9 ]   H.  S a rn a g o ,   O.  L u c ıa,  A .   M e d ian o ,   a n d   J.M .   B u rd ı o ,   " Dire c tA C - A Cre so n a n t  b o o st  c o n v e rter  f o r  e fficie n t  d o m e stic  in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n s, "  I EE E  T ra n s.  P o we r E lec tro n . ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   T o m o k a z u M ish im a ,   S h u ich i  S a k a m o to   a n d   Ch iak i  Id e ,   " ZV S   p h a se - sh if t  P W M - c o n tro ll e d   sin g le - sta g e   b o o st  f u ll - b rid g e   A C – A C  c o n v e rter  f o r  h ig h - f re q u e n c y   in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n s , ”  IEE E  T r a n sa c ti o n s  On   I n d u stri a l   El e c tro n ics ,   v o l.   6 4 ,   no .   3 ,   2 0 1 7 .   [1 1 ]   T .   M ish im a ,   Y.  Na k a g a w a ,   a n d   M .   Na k a o k a ,   " A   b rid g e les s  BHB  ZV S   P W M   A C – A C  c o n v e rter  f o r   h ig h - f re q u e n c y   in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n s, "  I EE E  T ra n s.  I n d .   Ap p l. ,   v o l.   5 1 ,   n o .   4 ,   p p .   3 3 0 4 – 3 3 1 5 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   M . P é re z - T a rra g o n a , H.S a rn a g o ,   Ó.L u c ía,  J.  M .   Bu rd ío ,   " F u ll   b ri d g e   se ries   re so n a n t  m u lt i - in v e rter  f e a tu rin g   n e w  900 - V  S iC   d e v ice s  f o r  im p ro v e d   in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li a n c e s,"   IEE E  A p p l ied   P o we r  El e c tro n ics   Co n fer e n c e   a n d   Exp o siti o n ,   p p .   1 7 6 2 - 1 7 6 6 ,   2 0 1 6 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       V . G e e t h a   h a s   re c e iv e d   h e r  B. E  d e g re e   in   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   A n n a   u n iv e rsity ,   T a m il n a d u ,   In d ia  in   2 0 0 5   a n d   M . E  d e g re e   in   P o w e r  e le c tro n ics   a n d   i n d u strial  d riv e s  f ro m   S a th y a b a m a   in stit u te o f   sc i e n c e   a n d   tec h n o lo g y ,   T a m il n a d u ,   In d ia i n   2 0 0 8 .   S h e   is p u rsu i n g   h e r  P h .   D  u n d e r  t h e   f a c u lt y   o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   a t  S a t h y a b a m a   In stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   f ro m   2 0 1 5 .   He r  re s e a rc h   in tere st  in c lu d e s  F u z z y   l o g ic  c o n tro ll e r,   A rti f icia l   Ne u ra l   n e tw o rk   a n d   P o w e r  El e c tro n ic C o n v e rters   f o r  in d u c ti o n   h e a ti n g   a p p li c a ti o n .         V .   S iv a c h id a m b a r a n a t h a n   re c e iv e d   h is  M . E.   d e g re e   in   P o w e r  El e c tro n ics   a n d   In d u str ial  Driv e s  f ro m   S a th y a b a m a   In stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Ch e n n a i  in   2 0 0 5   a n d   o b tain e d   h is  P h . D.   d e g re e   in   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   S a th y a b a m a   i n stit u te  o f   sc ien c e   a n d   tec h n o lo g y   Ch e n n a i  in   t h e   y e a r  2 0 1 3 .   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a s  A ss o c iate   P r o f .   a n d   He a d   o f  th e   De p a rt m e n t  o f  El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   He a d   -   In tern a l  Ex a m   Ce ll ,   a t  S a th y a b a m a   In stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   Ch e n n a i.   His  re se a rc h   in tere st  i n c lu d e s  p o w e r  c o n v e rter,  d riv e s  a n d   c o n tr o l  a n d   re n e w a b le en e rg y   so u rc e s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.