I nte rna t io na l   J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   10 ,   No .   4 ,   Dec em b er   2 0 2 1 ,   p p .   3 1 0 ~ 3 3 4   I SS N:  2 2 5 2 - 8 8 1 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j aa s . v 1 0 . i4 . p p 3 1 0 - 3 3 4       310       J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   Rev iew  of i m peda nce so urce  po w er  co nv erte for elec trical  a pplica tions       V.   Sa ra v a na n 1 ,   K .   M .   Venk a t a cha la m 2 ,   M .   Aru m ug a m 3 ,   M.   A.   K .   B o re less a 4 ,   K .   T .   M .   U.   H e m a pa la 5   1, 2, 3 De p a rtm e n o f   El e c tri c a &   El e c tro n ics   En g in e e ri n g ,   A ru n a En g in e e rin g   Co ll e g e ,   T a m il n a d u ,   In d ia   4, 5 De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   o f   M o ra tu w a ,   M o ra tu w a ,   S ri   L a n k a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   8 2020   R ev i s ed   J u l 2 4 2 0 2 1   A cc ep ted   A u g   2 2021       P o w e e le c tro n ic  c o n v e rters   h a v e   b e e n   a c ti v e l y   re se a r c h e d   a n d   d e v e lo p e d   o v e th e   p a st  d e c a d e s.  T h e re   is  a   g ro w in g   n e e d   f o n e w   so lu ti o n a n d   to p o g ra p h y   to   in c re a se   th e   r e li a b il it y   a n d   e ff icie n c y   o f   a lt e rn a ti v e w it h   lo w e c o st,  siz e   a n d   w e ig h t.   Re sisto so u rc e   c o n v e rter  is  o n e   o f   th e   m o st   im p o rtan p o w e e lec tro n ic  c o n v e rters   th a c a n   b e   u se d   f o A C - DC ,   A C - A C,   DC - DC  a n d   DC - DC  c o n v e rters   w h ich   c a n   b e   u se d   f o v a rio u a p p li c a ti o n s   su c h   a p h o t o v o lt a ic  sy ste m s,  w i n d   p o w e s y ste m s,  e lec tr icit y .   V e h icle a n d   f u e c e ll   a p p li c a ti o n s.  T h is  a rti c le  p ro v id e a   c o m p re h e n siv e   o v e rv ie w   o   Z - so u rc e   c o n v e rters   a n d   th e ir  i m p lem e n tatio n   w it h   n e w   c o n f i g u ra ti o n w it h   a d v a n c e d   f e a tu re s,  e m e rg in g   c o n tro stra teg ies   a n d   a p p li c a ti o n s.   K ey w o r d s :   C o n tr o s tr ate g ies   I m p ed an ce   s o u r ce   co n v er ter     P o w er   co n v er ter   T o p o lo g ical  d ev elo p m e n ts   Z - s o u r ce   co n v er ter   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 :   V.   Sar av an a n   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   A r u n ai  E n g in ee r i n g   C o lle g e   T ir u v an n a m ala i 6 0 6   6 0 3 ,   T am iln ad u ,   I n d ia   E m ail:  v s ar a n ae c@ y a h o o . co . i n       1.   I NT RO D UCT I O N   T h is   p ap er   r ev ie w s   t h d ev e lo p m e n t s   m ad in   th f ield   o f   Z - s o u r ce   co n v er ter   f r o m   t h y e ar   2 0 1 8   t o   till   d ate  ad d r ess i n g   s e v er al  s tr u ctu r e s   w it h   d etai led   an al y s is   o f   o p er atio n s ,   it s   s w itc h i n g   p atter n s ,   m o d u lat io n   tech n iq u es,  co n tr o m et h o d s   an d   d if f er en t a p p licatio n s .   I m p ed an ce   ( Z )   s o u r ce   co n v er ter   w as  in tr o d u ce d   b y   P e n g   in   2 0 0 2   w h ic h   a llo w s   s i n g le   s ta g co n v er s io n   w i th   b u c k   a n d   b o o s ca p ab ilit y   a n d   eli m i n ates   t h n ee d   f o r   d ea d - ti m p r o tectio n .   T h s h o r cir c u it  o f   leg   s w itc h es,  n a m ed   as  s h o o t - th r o u g h ,   w h ich   ca n   b u s ed   f o r   b o o s tin g   th i n p u v o lta g e .   Ma n y   d er i v ati v es  o f   th i s   b asic  to p o l o g y   ar d ev elo p ed   b y   v ar io u s   r esear ch er s   th r o u g h o u th w o r ld   an d   ad o p ted   to   all  ex is tin g   t y p es  o f   p o w er   co n v er ter s ,   i. e.   DC AC ,   DC DC ,   A C D C ,   an d   AC AC .   T h ese  to p o l o g ies  ar ai m ed   to   in cr ea s th e   co n v er s io n   s y s t e m   r eliab ili t y   an d   e f f icie n c y   w it h   d ec r ea s ed   co s t,  v o l u m e,   an d   w ei g h t.  T h e   to p o lo g ies  ar u s ed   f o r   v ar io u s   ap p licatio n s   s u c h   as  p h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m s ,   w i n d   en er g y   co n v er s io n ,   f u el   ce lls ,   u n in ter r u p tib le  p o w er   s y s te m s ,   m o to r   d r iv es,  en er g y   s to r ag s y s te m s ,   an d   p o w er   f ac to r   co r r ec tio n   [ 1 ] ,   [2 ] .   Ab d elh a k i m   et  a l.   h as  p r ese n t ed   class i f icatio n   an d   r ev ie w   o f   m o d u latio n   s c h e m e s   o f   th t h r ee - p h a s e   i m p ed an ce   s o u r ce   i n v er ter s .   T h ey   clas s if ied   d if f er en t y p e s   o f   m o d u latio n   s c h e m e s   s u c h   as   t h r ee   p h ase   le g   s h o o t h r o u g h   b ased   ( 3 P )   m o d u latio n   s c h e m es;   an d   s i n g le   p h ase  leg   ST   b ased   ( 1 P )   m o d u l atio n   s c h e m es.   T h e   ex is t in g   w id el y   u s ed   p u ls w i d th   m o d u latio n   ( P W M )   s tr ateg ies  f o r   Z - s o u r ce   in v er ter   ( Z SI)   in clu d es  s i m p le   co n s ta n b o o s co n tr o ( SC PW M) ,   m ax i m u m   b o o s co n tr o ( MP W M )   an d   m ax i m u m   co n s ta n b o o s co n tr o ( MCP W M)   s in u s o id al  P W M,   s i n u s o id al  P W w i th   3 r d   h ar m o n ic  in j ec tio n   a n d   s p ac v ec to r   m o d u latio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       R ev iew   o f imp ed a n ce   s o u r ce   p o w er c o n ve r ter fo r   elec tr ica l a p p lica tio n s   ( V .   S a r a va n a n )   311   ( SVM) .   T h s tate  o f   th ar m o d u latio n   s c h e m e s   ar s i m u lated   u s i n g   M A T L A B /P L E C S   an d   ex p er i m e n tall y   ass es s ed   u s i n g   3   k V A   t h r ee   p h ase  Z SI   [3 ] [ 4] .   L an d   C h en g   h a v e   m ad s t u d y   o n   v ar io u s   to p o lo g ies  o f   i m p r o v ed   Z - s o u r ce   i n v er ter s   a n d   o b s er v ed   its   p er f o r m an ce   t h r o u g h   M A T L A B   s i m u la tio n   an d   th e y   s u g g ested   t h at   d io d e - as s i s ted   ex ten d ed   a n d   e m b ed d ed   Z SI   ca n   b u s ed   f o r   f u el - ce ll  g en er atio n ,   p h o to v o ltaic  p o w er   g en er atio n ,   w i n d   p o w er   g e n er atio n   an d   o th er   n e w   e n er g y   ap p licat io n s   [ 5 ] .       2.   Z - SO URC E   I NV E R T E T O P O L O G I E S   T h is   s ec tio n   d ea ls   w it h   d es i g n ,   d e v elo p m e n a n d   ex p er i m en tal  v alid atio n   o f   s in g le  p h ase/t h r ee   p h ase,   m o d i f ied   an d   s p ec ial  t y p o f   Z SI  to p o lo g ies   e m p l o y i n g   eit h er   i n d u cto r s ,   ca p ac ito r s   an d   d io d es  o r   co u p led   in d u cto r s   w h ich   h av e   f ea tu r e s   lik h i g h   v o ltag g ai n ,   r ed u ce d   s tr ess   o n   t h ca p ac ito r s   an d   in d u cto r s ,   s o f s tar c h ar ac ter is tic s ,   in h ib ited   in r u s h   c u r r en t,  r ed u ce d   s w itc h i n g   lo s s e s ,   an d   h a v i n g   b etter   ef f icien c y   a n d   r eliab ilit y .   T h ese  in v er ter s   w il p r o d u ce   th r ee   lev el  o r   h ig h er   v o ltag lev el s   w ith   b etter   w a v ef o r m   q u alit y   w i t h   lo w   to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n .   Dev elo p m e n t   o f   n e w   Z SI  t o p o lo g ies  b y   r ea r r an g i n g   th e   p ass i v ele m e n ts ,   lo ca tin g   t h v o ltag e   s o u r ce s   at   p r o m i n e n t lo ca tio n s   is   also   d i s cu s s ed .   T h q u a n titat iv e   an d   q u alitati v a n al y s i s   is   d o n i n   b o th   th e   co n ti n u o u s   c u r r en m o d an d   d is co n ti n u o u s   c u r r en t   m o d e.   Op er atio n   o f   th e s Z SI   to p o lo g ies  ca n   b co n tr o lled   b y   co n v e n tio n al  m o d u latio n   s tr ateg ies  o r   an y   s p ec ial  m o d u l atio n   s c h e m es  s u c h   as  m o d el  p r ed ictiv co n tr o o r   s lid in g   m o d co n tr o tech n iq u es.  Si m u lat io n   o f   t h ese  to p o lo g ies  ar ca r r ied   o u in   M A T L A B /Si m u li n k ,   P SIM ,   P L E C S,  P SC A D/E MT DC   p latf o r m s   an d   ex p er i m en v ali d atio n s   ar d o n in   DSP /FP GA ,   Op al  R T   p latf o r m   w it h   s ca led   d o w n   lab o r ato r y   p r o to ty p [ 6 ] - [ 4 2 ] .   Su r a p an e n a n d   Das   h ad   w o r k ed   o u Z - s o u r ce   d er iv ed   co u p led   in d u cto r   b ased   h i g h   v o ltag g ai n   m icr o   in v er ter .   C lo s ed - lo o p   co n tr o is   i m p le m en ted   w i th   T I   DSP   2 8 3 3 5   ( Delf in o )   co n tr o l - ca r d .   Ag ile n t   t ec h n o lo g ies  E 4 3 6 0 A   P s i m u lato r   is   u s ed   o n   th DC   s id e.   An   a u x i liar y   m u lti  w i n d i n g   f l y   b ac k   co n v er ter   co n tr o lled   b y   L M5 1 6 0 DNT   is   d esig n ed   to   s u p p l y   is o l ated   p o w er   to   th d r iv er s   f r o m   P s i m u lato r .   E x p er i m e n tal  r e s u l ts   ar e   d e m o n s tr ated   f o r   2 5 0   W   p r o to ty p at  d if f er en o p er atin g   p o in t s ,   w h ich   s h o w   t h a t   th s w i tch   v o ltag s p ik i s   li m ited   an d   th m icr o   in v er ter   h a v h i g h   v o lta g g ai n   ca p ab ilit y   f o r   in ter f ac i n g   t h e   lo w   d v o lta g o u tp u t o f   PV   m o d u le  to   s i n g le - p h ase  ac   g r id   [ 6] .   Sin g h   et  a l.   p r esen ted   s tate   s p ac av er ag m o d eli n g ,   d esig n ,   an d   o p er atio n   o f   s i n g le  p h as e   m o d i f ied   Z SI  i n te g r ated   w i th   s p lit  p r i m ar y   is o lated   b att er y   c h ar g er   f o r   DC   c h ar g i n g   o f   elec tr ic  v e h icle   b atter ies.  Si m u latio n s   a n d   ex p er i m en tal  s et u p   ar ca r r ied   o u f o r   th e   o p er atio n   o f   3 . 3   k W   p r o p o s ed   in v er ter   ch ar g er .   T h is   to p o lo g y   ca n   b ap p lied   to   ce n tr alize d   co n f i g u r atio n   f o r   ch ar g i n g   i n   s e m co m m er cial   lo ca tio n s   s u c h   a s   p ar k i n g   lo o f   s h o p p in g   m all.   Fo r   r esi d en tial  ap p licatio n s ,   t h is   id ea   ca n   b e x ten d ed   to   s tr in g   i n v er ter s   w it h   t h c h ar g er   s id o f   t h s tr in g   i n v er ter   co n f i g u r atio n s   co n n ec ted   i n   s er ies  o r   p ar allel  f o r   cu r r en t s h ar in g   [ 7] .   B u s s a   et  a l.   h av e   d ev elo p ed   t w o   s i n g le - p h a s s w itc h ed   L C   ( SLC) - Z SI s   ( T y p 1   S L C - Z SI   an d   T y p 2   SL C - Z SI)   to   ac h iev h ig h - v o lta g g a in s   at  lo w   v a lu e s   o f   w it h   lo w er   p ass iv c o m p o n en co u n as   co m p ar ed   to   SLZ SIs.  T h p r o p o s ed   in v er ter s   ca n   b u s ed   i n   v ar io u s   D C A C   an d   DC D C   p o w er   co n v er s io n s   in   r en e w ab le  en er g y   ap p licatio n s   d u to   t h eir   h ig h - v o lt ag g ain ,   b etter   i m m u n it y   t o   e lectr o m a g n etic   in ter f er e n ce   ( EMI )   n o is a n d   h ig h er   r eliab ili t y .   Scaled   d o w n   e x p er i m e n tatio n   h as  b ee n   c ar r ied   o u to   v er i f y   th p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   in v er ter s   [ 8] .   L u o n g   et  a l.   in tr o d u ce d   n e w   s i n g le - p h a s f iv e - le v el  Z - s o u r ce   T - t y p in v er ter   w h ich   allo w s   th e   p o w er   s w itc h e s   i n   p h ase - le g   co n d u cti n g   s i m u lta n eo u s l y   w it h o u a n y   p r o b lem s .   I ca n   p r o d u ce   th b u c k - b o o s o u tp u v o ltag w it h   s in g le - s ta g p o w er   co n v er s io n   co n tr o lled   th r o u g h   t w o   s h o o t - th r o u g h   co n tr o s tr ateg ie s .   Si m u lat io n   r esu l ts   u s in g   P SIM   s o f t w ar ar p r o v id ed   alo n g   w i th   4 0 0   W   p r o to ty p to   co n f ir m   p r o p er ties   o f   th p r o p o s ed   co n ce p ts   [ 9] .   L iu   et  a l.   h a v s u m m ar ized   o f   2   ω   p o w er - d ec o u p li n g   tech n iq u e s   f o r   s i n g le - p h a s Z SI s / q Z SIs  a n d   ex p lain ed   its   ad v a n ta g es  a n d   d is ad v an ta g es,  p o s s ib le  p o ten tial  ap p licatio n s .   A n   i m p le m e n tatio n   e x a m p le  o f   an   A P F - b ased   t h r ee - to - s i n g le - p h ase  q Z S - M C   is   al s o   d ea lt   [ 10] .   Deep an k ar   et  a l.   p r esen ted   th r ee - w in d i n g   m u t u all y   co u p led   in d u cto r - b ased   L Z S I .   Fo r   th e   v alid atio n   o f   th eo r etica l a n al y s is ,   5 4 0   W   p r o to ty p is   d esi g n ed   an d   i m p le m en ted   [ 11] .   Z h an g   h ad   i n v e s ti g ated   u n i f ie d   co n tr o s tr ateg y   e m p lo y i n g   s p ac v ec to r   p u ls w id th   m o d u latio n   f o r   g r id - co n n ec ted   PV   s y s te m   w h ic h   co m p e n s ate  t h r ea ct iv p o w er   a n d   r estra i n   t h cu r r en h ar m o n ics.   Si m u latio n   a n d   h ar d w ar i m p le m e n tatio n   is   ca r r ied   o u b as ed   o n   th e   d ig i tal  s ig n al  p r o ce s s o r   ( DSP ) ,   w h ic h   ca n   ef f ec ti v el y   r eg u late  ac ti v an d   r ea ctiv p o w er   g e n er ated   b y   t h g r id - co n n ec ted   P s y s t e m   [ 12] .   Ah m ad   et  a l.   h ad   p r esen ted   t h r ee - p h a s s w i tch ed - b o o s m o d if ied   Z SI   to p o lo g ies  s u c h   a s   s w itc h ed - b o o s Z SI,   DC - q Z SI,   an d   C C - q Z SI  w it h   i m p r o v ed   b o o s ca p ab ilit ies.  I n   t h ese  to p o lo g ies,   th v o lta g g a i n   is   in cr ea s ed   s i g n i f ican t l y   b y   ad d in g   o n au x iliar y   s w i tch   an d   o n d io d w it h o u u s i n g   ad d itio n al  p ass i v e   co m p o n e n t s .   Op er atin g   p r i n c ip le,   s tead y - s tate   an al y s is ,   v o ltag g ai n ,   v o lta g s tr es s ,   cu r r en s tr es s ,   s to r ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N : 2 2 5 2 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   310     3 3 4   312   en er g y   a n al y s i s ,   p o w er   lo s s ,   t o tal  h ar m o n ic  d is to r tio n ,   a n d   ef f icien c y   an a l y s is   ar ca r r ied   o u to   h ig h lig h t h ad v an ta g es o f   t h p r o p o s ed   in v er ter   to p o lo g ies as c o m p ar ed   to   th co n v e n tio n al  Z SIs   [ 13] .   Ah m ad   et  a l.   h a v p r esen ted   t w o   s w itch ed   Z SI   b ased   o n   ca p ac ito r   an d   d io d ass is ted   ex t en d ed   t y p e   w it h   h i g h   v o lta g co n v er s io n   r atio   h a v i n g   w id e   r an g o f   d u t y   c y cle   o p er atio n   an d   co n ti n u o u s   s o u r ce   c u r r en t   ch ec k ed   w it h   s i m p le  b o o s s w itc h i n g   alg o r it h m .   S i m u latio n   r esu l ts   o f   ca p ac ito r   ass i s ted   an d   d io d ass is ted   s w itc h ed   ca p ac ito r - ex te n d ed   b o o s a r ca r r ied   f o r   d u t y   c y cle  at  0 . 2   an d   m o d u latio n   i n d ex   at  0 . 8   in   P SIM   en v ir o n m e n t a n d   s tead y   s tate  ca p ac ito r   v o ltag es,  A C   o u tp u v o ltag e,   lo ad   v o lta g e,   lo ad   cu r r en t,  v o lta g ac r o s s   d io d es,  in d u cto r s   c u r r en t s ,   a n d   s w i tch   v o lta g es   ar o b tain ed .   T h ex p er i m e n t al   v er i f i ca tio n   i s   p er f o r m ed   u s i n g   FP G A   NE XYS  DD R   7   co n tr o ller   [ 14] .   Saj ad ian   an d   Ah m ad h a v p r esen ted   m o d el  p r ed ictiv co n t r o o f   d u al  m o d Z SI   w it h   ca p ab ilit y   to   o p er ate  in   is la n d ed   an d   g r id   c o n n ec ted   m o d e.   T h m ai n   p r e d ictiv co n tr o ller   o b j ec tiv es  a r d ir ec d ec o u p le d   p o w er   co n tr o i n   g r id - co n n ec t ed   m o d an d   lo ad   v o ltag e   r eg u latio n   i n   i s lan d ed   m o d e.   T h p r o p o s ed   co n tr o ller   o f f er s   s ea m les s   tr an s itio n   b etw ee n   t h t w o   m o d es   o f   o p er atio n s   w i th o u ca u s i n g   s i g n if ican d ev iatio n   i n   v o ltag a n d   cu r r en d u to   m is m atc h   in   p h ase,   f r eq u en c y ,   a n d   a m p lit u d o f   v o ltag es,  w h ic h   w as   ex p er i m e n tall y   v al id ated   u s i n g   th P L E C R T   B o x   [ 1 5 ] .   Saj ad ian   an d   Ah m ad h a v w o r k ed   o u r o b u s m o d el  p r ed ictiv e - b ased   co n tr o s tr ateg y   f o r   g r id - tied   Z SIs   f o r   P ap p licatio n s   w it h   l o w   v o l tag e   r id th r o u g h   ( L V R T )   ca p ab ilit y .   T h is   s y s te m   h as  t w o   o p er atio n   m o d e s n o r m al  g r id   co n d itio n   an d   g r id   f a u lt  co n d itio n   m o d es.  I n   n o r m al  g r id   co n d it io n   m o d e,   t h m ax i m u m   av ailab le  p o w er   f r o m   t h P p an els  is   in j ec ted   in to   th g r id   an d   th s y s te m   ca n   p r o v i d r ea ctiv p o w er   co m p e n s at io n   as  p o w er   co n d itio n in g   u n it  f o r   an cillar y   s er v ices  f r o m   DG  s y s te m s   to   m ai n   ac   g r id .   I n   ca s o f   g r id   f au l ts ,   th s y s te m   ch a n g es  th b eh av io u r   o f   r ea ctiv p o w er   in j ec tio n   in to   th g r id   f o r   L VR T   o p er atio n   ac co r d in g   to   th g r id   r eq u ir e m en ts   to   m ee b o th   th p o w er   q u alit y   is s u e s   an d   r ea ctiv p o w er   in j ec tio n   u n d er   ab n o r m al  g r id   co n d itio n s .   T h s y s te m   o p er atio n   is   v er i f ie d   ex p er im e n tal l y   i n   d SP AC E   1 0 0 6   p latf o r m ,   th e   r esu lt s   d e m o n s tr ate  f ast  d y n a m ic  r esp o n s to   ac co u n th c h an g i n   s o lar   i n s o latio n ,   s m a ll  tr ac k i n g   er r o r   in   s tead y - s tate,   a n d   s i m p le  co n tr o l sch e m e   [ 16] .   Gu o   et  a l.   h a v p r o p o s ed   n e w   m o d u latio n   s tr ateg y   n a m ed   3 D - SVP W m et h o d   to   r ed u ce   t h e   leak ag e   c u r r en f o r   Z - s o u r ce   f o u r - le g   tr a n s f o r m er   less   P in v er ter   to   ac h ie v t h e   s t ep - u p   f u n ct io n   a n d   co n s ta n co m m o n   m o d v o lta g an d   s u p p r ess io n   o f   t h lea k ag c u r r en t.  T h p r o p o s ed   s tr ateg y   i s   d ig itall y   i m p le m en ted   an d   test ed   o n   t h T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   DSP   an d   XC 3 S4 0 0   FP G A   co n tr o lled   h ar d w ar p lat f o r m   [ 17] .   C h a u h an   et  a l.   h ad   s tu d ied   n o n   ze r o   d is co n tin u o u s   in d u cto r   cu r r en m o d in   ce r tain   Z - s o u r ce   co n v er ter s   i n   w h ic h   co n s ta n t   cu r r en p h en o m en o n   ap p ea r s ,   ex is te n ce   co n d itio n   an d   ca s s tu d y   alo n g   w it h   p er f o r m a n ce   p ar a m eter s   a n al y s is   [ 18] .   C h e n   et   a l.   p r o p o s ed   an   eq u i v alen r u le  o f   s o u r ce   p lace m e n t   in   d if f er en t   p o s itio n s   o f   t h i m p ed a n ce   s o u r ce   n et w o r k .   T h r u le  i s   f ea s ib le  to   f i n d   o u al th e   p o s s ib le  s u b   n et w o r k s   f r o m   its   p ar en t - n et w o r k   m et h o d icall y   b y   j u s t   ch a n g i n g   th e   p o s itio n s   o f   t h v o ltag s o u r c e.   P er f o r m a n ce   d if f er e n ce s   o f   t h e   co r r esp o n d in g   s u b   n e t w o r k s   ca u s ed   b y   t h d i f f er en p o s it i o n s   o f   v o lta g s o u r ce   ar d is cu s s ed .   Si m u lat io n s   an d   ex p er i m e n t s   ar i m p le m e n ted   w it h   d lo ad   to   v alid ate  t h r u le  o f   s o u r ce   p lace m e n f o r   th Z   i m p ed an c e   s o u r ce   n et w o r k   ( Z I SN)   ca p ac i to r   ass is ted   q u asi  Z   i m p ed an ce   s o u r ce   n et w o r k   ( C AZ I SN)   [ 19] .   Z h u   et  a l.   h av d ev elo p ed   n e w   h al f - b r id g i m p ed an ce   s o u r ce   in v er ter   w it h   h i g h   v o ltag e   co n v er s io n   r atio   b y   h av in g   s m a ll  s h o o t - t h r o u g h   d u t y   c y cle.   T h to p o lo g ical  co n f i g u r atio n ,   o p er atin g   p r in cip le,   p o w er   lo s s   a n al y s i s ,   an d   p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   ar p r esen ted   an d   th e y   s u g g es ted   th at  th is   to p o lo g y   ca n   b ap p licab le  f o r   th elec tr o ch e m ical  an d   elec tr o p latin g   ap p licatio n s   [ 20] .   A lee m   e a l.   p r ese n ted   n e w   f a m il y   o f   i m p ed an ce   s o u r c in v er ter s   e m p lo y i n g   h i g h   f r eq u e n c y   elec tr ical  is o latio n   b et w ee n   th in v er ter   b r id g s w itc h es   an d   th e   lo ad   alo n g   w i th   v o lta g e   c la m p in g   ac r o s s   t h e   DC - li n k   v o lta g e.   I n   P s y s te m s ,   t h ad d itio n   o f   th h i g h   f r eq u en c y   tr a n s f o r m er   p r o v id es   s af et y   b y   a v o id in g   th i n j ec tio n   o f   DC   c ir cu lati n g   cu r r en in to   th g r id ,   w it h o u t h n ee d   o f   a n   ex ter n al  b u lk y   lin f r eq u e n c y   tr an s f o r m er .   T h g ain   o f   th i s   in v er ter   d esi g n   ca n   b ac cu r atel y   s elec ted   b y   ch o o s i n g   t h e   tu r n s   r atio   o f   th e   h ig h   f r eq u en c y   tr an s f o r m er   ( HFT )   o r   b y   ad j u s ti n g   t h s h o o t - th r o u g h   d u t y   c y c le  ( ST D C )   to   th in v er ter ,   w h ic h   g r ea ter   f r ee d o m   e s p ec iall y   w h e n   u ti lizi n g   h ig h er   m o d u latio n   i n d ex ,   w i th   t h ST DC   allo w i n g   d y n a m ic  g ai n   ad j u s t s   to   b d o n s p ee d il y   d u r i n g   o p er atio n   o f   t h i n v er ter .   T h is   tec h n iq u p r o v id es  b en e f it s   n o o n l y   i n   i m p r o v i n g   t h o u t p u v o lta g q u alit y ,   b u t   also   i n   r ed u ci n g   v o ltag s tr es s   o f   th ac tiv e   an d   p as s i v e   co m p o n e n t s   b y   m in i m iz in g   t h v o lta g s p i k es  ac r o s s   t h s w itc h i n g   d ev ice s .   P SIM   s i m u latio n s   ar p r o v id ed   f o r   th p r o p o s ed   class   o f   is o lat ed   in v er ter s   to   v er i f y   th eir   w o r k in g   alo n g   w it h   e x p er i m e n tal  i n v e s ti g atio n   [ 21] .   C h a u h an   et  a l.   h a v r ep o r ted   s w itc h ed   i n d u cto r - i m p ed a n c s o u r ce   in v er ter   ( L - Z SI)   b as ed   h y b r id   co n v er ter   as  p o te n tial  ca n d id ate  f o r   d u al  o u tp u ( DC   an d   A C )   ap p licatio n s .   T h is   co n v er ter   h a s   t w o   o p er atin g   m o d es  b ased   o n   in d u cto r   cu r r en n atu r e:  co n ti n u o u s   cu r r e n m o d ( C C M)   an d   d is co n tin u o u s   cu r r en m o d ( DC M) .   Als o   a   m o d if ied   h y b r id   L - Z SI   ( MH L Z SI)   w a s   r ep o r ted   to   d e m ar ca te  th e   C C a n d   DC M,   b o u n d ar y   co n d itio n   b a s ed   o n   t h e   av er a g i n d u cto r   c u r r en t.  T h eo r etica an al y s is   i s   p r esen ted   b y   ta k i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       R ev iew   o f imp ed a n ce   s o u r ce   p o w er c o n ve r ter fo r   elec tr ica l a p p lica tio n s   ( V .   S a r a va n a n )   313   in to   ac co u n th e f f ec o f   in d u cto r   cu r r en r ip p le  to   p r o v t h at  MH L Z SI  is   ca p ab le  o f   ac h iev in g   h ig h er   g ai n   w h e n   o p er ated   in   DC M.   T h eo r etica l a n al y s i s   is   v a lid ated   b y   ex p er i m e n tal  an al y s is   [ 22] .   Ho   an d   C h u n   h a v p r ese n ted   th to p o lo g y   an d   m a x i m u m   b o o s co n tr o b ased   m o d u latio n   tech n iq u e   f o r   th r ee   p h a s t h r ee - le v el  m o d if ied   Z - s o u r ce   n e u tr al - p o in t - cla m p ed   ( M Z S - NP C )   i n v er te r ,   h av i n g   t w ice  t h e   v alu o f   b o o s f ac to r   an d   b alan ce d   th d c - li n k   n e u tr al - p o in v o ltag e.   A   clo s ed   lo o p   co n tr o o f   t h ac   lo ad   v o ltag i n   t h f u el - ce ll  o r   p h o to v o ltaic  ap p licatio n s   is   r ea l ized   f o r   th s y s te m ,   in   o r d er   to   s u p p l y   d esire d   v o ltag to   t h cr itical  lo ad   in   is lan d i n g   m o d o f   m icr o g r i d .   T h b o o s tin g   ab ilit y   a n d   o p er atio n   v alid it y   o f   th p r o p o s ed   to p o lo g y   a n d   m o d u latio n   tech n iq u ar d em o n s tr ated   w it h   P SIM   s i m u latio n   an d   ex p er i m en ta l   r esu lt s   w it h   3 2 - b it DSP - t y p e   T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   [ 23] .   No za d ian   et  a l.   h av s tu d ied   h ig h   s tep - u p   s w itc h ed   Z - s o u r ce   in v er ter s   ( HSZSI s )   w i th   t w o   m ai n   g r o u p s   n a m el y   t y p es  I   an d   I I   u s ed   f o r   r en e w ab le  p o w er   s y s te m s   w h ich   h as  h ig h er   b o o s f ac to r .   A   n e o b j ec tiv f u n ctio n   i s   d ef i n e d   s o   th at  all  co m p ar ed   p ar a m eter s   ca n   b in v est ig ated   w it h   ea c h   o th er   s i m u lta n eo u s l y .   T h p o w er   l o s s es  a n d   ef f ic ie n c y   a n al y s es   f o r   all  o f   t h p r o p o s ed   s tr u c tu r es  ar d o n a n d   co m p ar ed   w it h   t h co n v e n tio n al  s tr u c tu r es.   I is   s h o w n   th at   f o r   P o u o f   2 0 0   W ,   th m ea s u r ed   ef f icie n cie s   f o r   b asic  HS Z SI  t y p I ,   q u asi - H S Z SI  t y p I ,   b asic  HS Z SI  t y p e   I I   an d   q u asi - H S Z SI  t y p I I   ar 9 1 ,   8 5 ,   9 6 ,   an d   9 2 %,  r esp ec tiv el y   [ 24] .   B u s s et   a l .   h a v p r o p o s ed   en h an ce d   h i g h   g ai n   s w itc h ed   i n d u cto r   ca p ac ito r   Z - s o u r ce   in v er ter ,   w h ic h   h as  les s er   n u m b er   o f   ele m e n t s   to   ac h iev h ig h   g ai n   i n v er s i o n   a y   lo w   d u t y   r eg io n .   I g iv es  co n tin u o u s   in p u t   cu r r en at  r ed u ce d   h i g h   f r eq u e n c y   r ip p le.   T h s tead y   s tate  b eh av io r   o f   th i s   i n v er ter   i s   v er if ied   th r o u g h   P SIM   b ased   s i m u latio n   a n d   s ca led   d o w n   2 5 0   W   lab o r ato r y   p r o to ty p e   [ 2 5 ] .   Ku m ar   et  a l.   h a v d is c u s s ed   ab o u s w itc h ed   b o o s i n v er ter   f o r   co n ti n u o u s   a n d   d is co n ti n u o u s   an d   also   f o r   n o n   ze r o   d is co n tin u o u s   c u r r en t   m o d ( N Z - D C M )   o f   o p er atio n .   T h a n al y tica ex p r es s io n   d u r in g     NZ - D C is   d er iv ed   a n d   an a l y ze d   in   ter m s   o f   p ea k   to   p ea k   r ip p le  in d u cto r   cu r r en t.  m o d if ied   s w i tch ed   b o o s in v er ter   w h ic h   co n s i s ts   o f   an   ex tr ac ti v s w itc h   an tip ar allel  ac r o s s   th d io d is   ch ec k ed   t h r o u g h   MA T L A B   s i m u latio n   an d   ex p er i m en tal  r esu lts   ar p r esen ted   [ 26] .   Xu   p r o p o s ed   f iv e   n e w   co n tr o l   m et h o d s   s u c h   as   as y m m etr ic   b   m et h o d ,   s y m m et r ic  a   b   m et h o d ,   s e m i   -   s y m m etr ic  a   b   m et h o d ,   as y m m etr i a   x   b   m e th o d   a n d   s y m m e tr ic  x   b   m et h o d   f o r   s in g le - p h a s Z S I   h av i n g   o p ti m ized   clo s ed - lo o p   co n tr o s c h e m w i th   b etter   h ar m o n ic  e li m in a tio n   p er f o r m a n ce .   E x p er i m e n tal  r esu lt s   ar o b tain ed   f r o m   1   k W   u n - i s o lated   Z SI   p r o to ty p e   h av b ee n   d e m o n s tr ated   th ef f ec tiv e n e s s   o f   th e   co n tr o m et h o d s   w h ich   h a s   b etter   p er f o r m an ce   w i th   r ed u c ed   h ar m o n ic s ,   m o r f le x ib le  v o ltag g ai n ,   an d   s i m p le  al g o r ith m   [ 27] .   Yil m az   a n d   E r k m e n   h a v an al y s ed   an   iter ati v r ed u ctio n   b ased   h eu r is tic  al g o r ith m   ( I R HA )   b ased   clo s ed   lo o p   co n tr o an d   s p ac v ec to r   PW ( SVPW M)   c o n tr o o f   th Z SI .   T h th ir d   h ar m o n ic  ad d itio n   m et h o d   is   u s ed   to   r ea lize  th SVP W s tr u ctu r in   p r o g r a m m ab le  e m b ed d ed   en v ir o n m en t.  T h co n tr o l   p ar am eter s   ar o p tim all y   d eter m in ed   b y   I R H A   to   o v er co m th p r o b lem   o f   in s tab ilit y .   T h co n tr o ller s   ar i m p le m en ted   in   s in g le  f ie ld - p r o g r am m ab le  g ate  ar r a y   ( F P GA )   ch ip   u s i n g   h ar d w ar d escr ip tio n   lan g u a g e   w it h o u h e lp   o f   an y   I P   co r u n its   w h ic h   i n cr ea s es  s p ee d ,   ac cu r ac y ,   co m p ac tn e s s ,   a n d   co s ef f ic ie n c y .   Fu r t h er m o r e,   p o w er   co n s u m p tio n   o f   th e   co n tr o ller s   i s   lo w er   t h a n   co n v e n tio n al   o n es   w h ic h   i s   p r o m in e n t   ad v an ta g o f   e m p lo y i n g   FP GAs.  T h e f f ec t iv e n es s   a n d   ac cu r ac y   o f   t h co n tr o s tr u c tu r ar v er if ied   b y   ex p er i m e n tal  r es u lts   [ 28] .   L y u   et   a l.   p r o p o s ed   n o v el  p er m an e n m a g n et  s y n c h r o n o u s   m o to r   ( P MSM )   d r iv en   s y s te m   b ased   o n   is o lated   s h o o th r o u g h   Z - s o u r ce   in v er ter   ( I ST - Z SI)   h av i n g   t h f ea tu r e s   o f   h i g h er   b o o s f ac to r   an d   m o d u lat io n   b u al s o   p r o v id lar g r eg u latio n   r an g o f   t h e   o u tp u t   v o ltag e.   Fo r   t h P MSM   d r iv e   s y s te m ,   a   v ar iab le   d am p i n g   i n j ec tio n   co n tr o ller   is   p r o p o s ed   v ia  th p as s iv it y - b ased   co n tr o an d   m a x i m u m   to r q u p er   am p er e   co n tr o p r in cip le.   T h en ,   th l o ad   to r q u o b s er v er   is   d esig n ed   to   im p r o v t h s tab il it y   o f   th P MSM   s y s te m   w it h   u n ce r tai n   lo ad   to r q u e.   T h s i m u latio n   an d   ex p er i m e n tal   r esu lts   s h o w   th a th v ar iab le   d am p i n g   i n j ec tio n   co n tr o l h as sat is f ac to r y   d y n a m ic  an d   s tatic  co n tr o l p er f o r m a n ce   [ 29] .   C h e n   et  a l.   p r o p o s es  s lid in g   m o d co n tr o m et h o d   w ith   a   m u lti  p o w er   ap p r o ac h in g   la w   ( MP A L )   f o r   th D C - lin k   co n tr o o f   in v er ter s .   T h is   n o v el  ap p r o ac h   ca n   s o l v th s lo w   co n v er g e n ce   r ate  an d   s er io u s   b u f f eti n g   o f   t h tr ad itio n al  s l i d in g   m o d co n tr o l.  T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   m a k es  th s y s t e m   s tate  r ea ch   th e   s lid in g   s u r f ac r ap id l y .   T h i n h er e n b u f f eti n g   o f   t h s lid i n g - m o d co n tr o i s   s i m u lta n e o u s l y   w ea k en ed   a n d   ev en   eli m i n ated   i n   f e w   ca s e s .   Ma tlab   s i m u latio n   an d   Op a R T   b ased   ex p er im e n tal  an al y s e s   p r o v th at  t h e   p r o p o s ed   s lid in g - m o d co n tr o w it h   a n   MP AL   f ea t u r es  s i g n if ica n ad v an ta g e s   u n l ik e   t h tr a d itio n al  s lid in g - m o d co n tr o l a n d   p r o v id es a   ce r tain   p r ac tical  v al u e   [ 30] .   Asl   et  a l.   h a v p r o p o s ed   n e w   s w itc h in g   p atter n   f o r   s w i tch ed   Z SIs   w h ich   ca n   g en er a te  g en er al   b o o s f ac to r   w i th   d i f f er en f u n ctio n s .   T h p r o p o s ed   m o d u l atio n   tec h n iq u is   g e n er al  t ec h n iq u a n d   ca n   b ap p lied   f o r   all  t y p e s   o f   s w it ch ed   b o o s in v er ter s ,   s w itc h ed   Z SIs   an d   ac t iv Z SIs,  wh ich   d o es  n o t   u s e   ad d itio n al  p ass i v ele m e n ts   i n   co m p ar is o n   w it h   t h co n v e n tio n al   Z SI.   Mo r eo v er ,   v ar iab le  b o o s f ac to r   w it h   ab ilit y   o f   ch a n g i n g   b o t h   s w i t c h in g   f ac to r   an d   s h o o t - th r o u g h   d u t y   c y cle  m a k es   th e s i n v er ter s   m o r v alu ab le   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N : 2 2 5 2 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   310     3 3 4   314   th an   tr an s f o r m er - b ased   Z SI.   T h e x tr ac tio n   o f   eq u at io n s   a n d   s tead y - s ta te  an a l y s es  f o r   t y p o f   s w i tch ed   Z SIs   in   d if f er en o p er atin g   m o d es  is   p r esen ted .   I n   ad d itio n ,   th d esig n   c o n s id er atio n s   an d   ca l cu latio n   o f   cr itical   in d u cta n ce   i n   th n e w   s w itc h i n g   p atter n   ar g iv e n .   T h lo g ical  d iag r a m   o f   t h s w itc h i n g   p atter n   is   i n tr o d u ce d   an d   co m p ar is o n   b et w ee n   d if f e r en t y p es  o f   s w itc h ed   Z SIs  w ith   th p r o p o s ed   s w itch in g   p atter n   f r o m   d if f er e n t   asp ec ts   is   d o n e.   Fin a ll y ,   th s i m u lat io n   a n d   ex p er i m e n tal  r esu lt s   ar g i v e n   to   s h o w   th g o o d   ag r ee m e n t   b et w ee n   th t h eo r etica l a n d   m ea s u r ed   r esu lt s   [ 31] .   Ko j ab a d i   et  a l.   p r o p o s ed   h ig h   b o o s tr an s - Z - s o u r ce   in v er ter   w it h   co n tin u o u s   i n p u c u r r en t.  B ec au s o f   th h i g h   b o o s ti n g   ca p ab ilit y   o f   t h p r o p o s ed   in v er ter ,   t h m o d u latio n   i n d ex   w ill  b h ig h er   w it h   lo w er   s h o o t - th r o u g h   d u t y   r atio .   Hig h er   m o d u latio n   in d ex   w il lead   to   im p r o v ed   to tal  h ar m o n i d is to r tio n   o f   th e   o u tp u v o lta g e.   T h ef f ec t iv e n ess   an d   v al id it y   o f   t h in v er te r   ar p r o v id ed   w it h   ex p er i m e n tal  an d   s i m u latio n   r esu lt s   [ 32] .   Ga m b h ir   et  a l.   h av e   w o r k ed   o u c u r r en t - f ed   s w i tch ed   i n v er t er   ( C FS I ) ,   d er iv at iv e   o f   Z SI  h av i n g   t h ad v an ta g es  o f   lo w er   co m p o n en co u n t,  s in g le  s tag co n v er s io n ,   h ig h   g ain ,   a n d   in h e r en s h o o t - t h r o u g h   p r o tectio n .   Ho w e v er ,   d u to   th li m itatio n   o f   m o d u latio n   in d ex ,   C FS I   is   f o r ce d   to   o p er at at  h ig h er   DC - lin k   v o ltag e,   w h ich   lead s   to   v o lta g s tr ess   ac r o s s   t h s w itc h es  an d   ca p ac ito r s .   T o   m it ig ate  t h is   p r o b le m ,   n e w   P W tech n iq u is   p r o p o s ed ,   w h er C FS I   ca n   b o p er ated   at  lo w er   DC - li n k   v o lta g e   b y   i n cr ea s i n g   th e   m o d u latio n   i n d ex ,   w h ic h   in cr ea s es  p ea k - to - p ea k   r ip p le  in   t h i n d u cto r   c u r r en a n d   lead s   to   co n d itio n   o f   ea r l y   DC M.   So   v ar iab le  d u t y   c y cl ( VDC)  s c h e m e   is   i m p le m en ted ,   w h ich   r e d u ce s   t h p ea k - to - p ea k   r ip p le  in   t h e   in p u t i n d u cto r   cu r r e n t a n d   i n cr ea s es th C C o p er atin g   r an g o f   C FS I   [ 33] .   Ku m ar   et  a l.   s elec ted   g en er a lized   s w itc h ed   i n d u cto r   ce ll  f o r   Z - s o u r ce   n et w o r k   f o r   in te g r a tio n .   T h q u an tita tiv a n d   q u alita tiv a n al y s i s   is   d o n f o r   th p r o p o s ed   co n v er ter   in   b o th   t h co n t in u o u s   c u r r en m o d e   an d   d is co n ti n u o u s   cu r r en m o d e.   T h an al y s is   s h o w s   t h a h i g h er   v o lta g g a in   ca n   b ac h iev ed   i n   t h e   d is co n ti n u o u s   c u r r en m o d a s   co m p ar ed   to   th co n tin u o u s   cu r r en m o d e.   T o   co n tr o th p r o p o s ed   co n v er ter ,   t w o   n e w   m o d u latio n   tec h n iq u es   ar p r o p o s ed   i.e .   f u l s h o o th r o u g h   a n d   u p p er   s h o o t h r o u g h /lo w er   s h o o th r o u g h .   Fin a ll y ,   t h p r o p o s ed   co n v er ter   is   v alid ated   ex p e r i m en tall y   in   b o th   t h m o d es   an d   f o r   d if f er e n t   m o d u latio n   tech n iq u e s   [ 34] .   Din g   et   a l.   p r o p o s ed   co ck cr o f t - w al to n   m u ltip lier   v o lta g ( C W MV )   i m p ed a n ce - s o u r ce   in v er ter   co n s is tin g   o f   m o d i f ied   C W MV   cir cu it  a n d   an   i m p ed an ce - s o u r ce   in v er ter .   C W MV   q Z S I   p o s s ess   co n ti n u o u s   in p u c u r r en t,  s m a ll  v o lta g o v er s h o o ac r o s s   th b r id g e,   li m ited   v o lta g a n d   cu r r en s tr e s s es  o n   co m p o n e n ts ,   h ig h er   b o o s ca p ab ilit y .   T h o p er atin g   m o d es  o f   t h C W M q Z SI,   v o ltag e   an d   c u r r e n s tr ess   o f   ea ch   d e v ice   ar an al y ze d ,   th s m all  s ig n a m o d el  o f   th cir cu it  i s   esta b lis h ed ,   an d   P I co n tr o ller   w it h   g o o d   co n tr o p er f o r m a n ce   is   d es ig n ed .   T h th eo r etica a n al y s i s   w a s   v er if ied   b y   1   k W   lab o r ato r y   p r o to t y p e.   T h ex p er i m e n tal  r es u lts   w er e   co n s is te n w it h   t h th eo r etica l a n a l y s i s   [ 35] .   Sh u ai  a n d   Qia n f an   h av e   an al y ze d   cu r r e n r ip p le  o f   Z SI   t h e   ex p r ess io n   o f   c u r r en t   r ip p le  is   d er i v ed   an d   th e   cu r r e n r ip p les  o f   Z SI   an d   v o ltag e - s o u r ce   i n v er ter   ( VSI )   ar co m p ar ed .   v ar iab l DC - li n k   v o lta g e   an d   s w i tch i n g   f r eq u e n c y   m eth o d   w as   ad o p ted   to   r ed u ce   co n d u ctio n   a n d   s w itc h i n g   lo s s e s   w it h o u i n cr ea s i n g   th p r ed icted   p ea k   cu r r en r ip p le.   T h ese  th eo r etica f i n d in g s   w er f u r th er   v er if ied   b y   s i m u latio n s   an d   ex p er i m e n ts   [ 36] .   Asl   et  a l.   p r o p o s ed   d o u b le  f ed   an d   d o u b le  s w itc h   ac ti v Z SI   h av in g   h ig h   v o lta g g ai n   b y   u s i n g   i m p r o v ed   s i m p le  b o o s m o d u latio n   tec h n iq u e.   Stead y   s tate   an al y s i s   o f   th in v er ter   i n   d if f er en o p er atin g   m o d e s   s u ch   a s   ST   o p er atin g   m o d e,   ad j ac en n o n   ST   o p er atin g   m o d a n d   n o n   ad j ac en t   n o n   ST   o p er atin g   m o d e s   ar p r esen ted .   Si m u lati o n   r esu lt s   u s in g   P SC AD/E MT DC   s o f t w ar an d   co r r esp o n d in g   e x p er i m e n ts   ar e   p r esen ted   to   v er if y   its   e f f ec ti v en es s   [ 37] .   Fan g   et  a l.   in v e s ti g ated   s er ie s - t y p s w itc h ed - in d u cto r   Z - s o u r ce   in v er ter   ( SS I - Z SI)   to p o lo g y   h av in g   b etter   v o ltag e   g a in ,   r ed u ce d   c ap ac ito r   v o ltag s tr es s ,   s o f s t ar ch ar ac ter is tic s ,   a n d   i n h ib it ed   in r u s h   cu r r e n t.   T h cir cu it  s tr u ctu r a n d   o p er atin g   p r in cip le  ar an a l y ze d   i n   s i m p le  b o o s co n tr o s c h e m in   d etail  t h r o u g h   M A T L A B /S i m u li n k   s i m u la ti o n   m o d el   an d   th e   ex p er i m e n tal  p lat f o r m s   to   v er i f y   it s   th e   r atio n ali t y   an d   s u p er io r it y   [ 38] .   Hu y n h   et   a l.   p r o p o s ed   as y m m etr ical  e m b ed d ed   MZ S - 3 L T I   ( A E M Z S - 3 L T I )   an d   s y m m etr ical  e m b ed d ed   MZ S - 3 L T I   ( SEM Z S - 3 L T I )   to p o lo g ies  p r o v id h i g h l y   b o o s ted   ac   o u tp u t   v o ltag w it h   f iv e   v o ltag le v el s   an d   en s u r co n tin u o u s   d s o u r ce   cu r r e n t   b y   ad o p tin g   t h e m b ed d ed   co n ce p t.  Op er atin g   an al y s is   i s   p er f o r m ed   an d   co m p ar is o n   o f   th t w o   p r o p o s ed   to p o lo g ies  w i th   f i v d if f er e n to p o lo g ies   co m b i n i n g   t h i m p ed a n ce   n et w o r k   a n d   3 L T I   o r   n eu tr al - p o i n t - cla m p ed   ( NP C )   in v er ter   is   p r o v id ed .   A   n o v el   m o d u latio n   tec h n iq u i s   p r o p o s ed   f o r   ef f ec ti v el y   co n tr o lli n g   t h u p p er   an d   lo w er   s h o o t - t h r o u g h   s tates   w it h   a   s i m p le  lo g ic  cir c u it  a n d   b alan cin g   n e u tr al - p o in v o lta g e.   T h v alid it y   o f   t h p r o p o s ed   to p o lo g ies  an d   t h m o d u latio n   tech n iq u i s   d e m o n s tr ated   th r o u g h   P SIM   s i m u la tio n   an d   ex p er i m en tal  r esu l ts   [ 39] .   Do n g   e a l.   h a v d e v elo p ed   s w itc h ed - co u p led - in d u cto r   Z - s o u r ce   i n v er ter   ( S C I Z SI) ,   b ased   o n   th e   s w itc h ed - a n d - co u p led   in d u cto r   tech n o l o g y   w h ic h   h a s   h i g h e r   v o ltag e - b o o s ti n g   ca p ab ilit y ,   s h ar i n g   co m m o n   g r o u n d   p o in b et w ee n   t h D C   s o u r ce   an d   th i n v er ter   b r id g e,   r ed u ce d   in p u d io d an d   ca p ac ito r   v o ltag e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       R ev iew   o f imp ed a n ce   s o u r ce   p o w er c o n ve r ter fo r   elec tr ica l a p p lica tio n s   ( V .   S a r a va n a n )   315   s tr ess .   T h o p er atin g   p r in cip les,  i m p ed an ce - n et w o r k   d esig n ,   v o ltag a n d   cu r r en s tr es s   ar p r esen ted .   T h th eo r etica l f i n d i n g s   w er v er i f ied   b y   s i m u latio n   an d   ex p er i m en tal  r es u lts   [ 40] .   Asg h ar   et  a l.   p r esen ted   L C   Z S I   w it h   m i n i m ized   ca p ac ito r   v o ltag s tr es s   w it h   s a m b o o s f ac to r   w it h   r ed u ce d   v o lu m a s   t h at  o f   c o n v e n tio n al   Z - s o u r ce   i n v er ter .   T h ad v an ta g es  o f   t h p r o p o s ed   s tr u ct u r ar e   v er if ied   b y   s i m u la tio n   a n d   i m p le m en ta tio n   [ 41] .   Din g   et  a l.   p r o p o s es  ex ten s ib le  Z - s o u r ce   i n v er ter   ar c h itect u r ( E Z SI)   w h ic h   p r o v id es   h i g h   v o lta g e   g ain   at  s m al s h o o th r o u g h   d u t y   r atio ,   w h ic h   i m p r o v es  th e   o u tp u t   w av e f o r m   q u a lit y .   E Z SI  ca n   b e   co n s tr u cted   w it h   m o d u lar it y   u s i n g   lo w   v o lta g co m p o n e n t s   to   co n s tr u ct   h ig h   p o w er   s i n g le   s ta g i n v er ter .   E x p er i m e n tal  v er i f icat io n   ar ca r r ied   o u t f o r   1   k W   p r o to ty p e   to   v alid ate  th t h eo r etica l a n a l y s i s   [ 42] .       3.   Q UA SI   Z - SO U RCE  I NV E R T E T O P O L O G I E S   T h is   s ec tio n   d ea ls   w it h   d esig n ,   d ev elo p m e n t   an d   ex p er i m en ta v al id atio n   o f   s w itc h ed /en h an ce d /e x te n d ed /cascad ed   m u ltil e v el  b o o s t,  b atter y   e n er g y   s to r ed ,   T r an s ,   m o d if ied ,   m u lt i   in p u t/ m u lti  o u tp u t,  h i g h   f r eq u en c y   s ic   b ased   q u asi  Z SI   to p o lo g ies  f o r   p h o to v o ltaic,   m icr o g r id   ap p licatio n s .   Op en   cir cu it/ s h o r t c ir cu it f a u lt   d iag n o s i s   o f   q u a s Z SI   to p o lo g ies i s   also   d ea lt   [ 43] - [ 8 1 ] .   Ng u y e n   et  a l.   h a v d ev elo p e d   t w o   s w itc h ed   ca p ac ito r   q u asi  s w i tch ed   b o o s s in g le  p h as in v er ter s   h av i n g   t h f ea t u r es  o f   co n ti n u o u s   i n p u cu r r en t,  h i g h   v o lta g g ai n   w it h   s in g le  s tag co n v er s io n   h a v in g   lo v o ltag s tr ess   o n   ac ti v s w itc h es ,   ca p ac ito r s ,   an d   d io d es.  A   5 0 0   W   p r o t o ty p is   b u ilt  to   v er i f y   i ts   o p er atio n   in   b o th   th e   s ta n d alo n m o d an d   th g r id - co n n ec ted   m o d e.   S i m u latio n s   ar ca r r ied   o u t   in   P SIM   en v ir o n m e n t   an d   ex p er i m en ta r es u lts   ar d o n in   T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   DSP   co n tr o p latf o r m   w it h   P I   an d   P L L   co n tr o ller   to   v alid a te  th t h eo r etica l a n a l y s i s   [ 43] .   Ng u y e n   et   a l.   h av e   i n tr o d u ce d   h i g h   v o lta g e   g ai n   q u asi - s w i tch ed   b o o s t   in v er ter s   ( HG - q SB I s )   co n tr o lled   th r o u g h   n o v el   P W co n tr o tec h n iq u e,   w h ic h   h as   ch ar ac ter is tics   s u ch   as:   a )   co n ti n u o u s   in p u cu r r en w it h   lo w   r ip p le,   b )   r ed u ce d   v o ltag s tr es s   o n   t h e   ca p ac ito r ,   s w itc h ,   an d   d io d e s ,   c)   s h o o t - th r o u g h   i m m u n it y ,   d )   ac h iev ed   h ig h   v o ltag g a i n   w it h   s i n g le - s tag co n v er s io n ,   a n d   e )   i m p r o v th o u tp u v o ltag e   ca p ab ilit y   w it h   u s i n g   h i g h   m o d u latio n   i n d ex .   A   5 0 0   W   p r o to ty p w as   b u ilt  in   th lab o r ato r y   to   test   th e   p r o p o s ed   HG - q SB I .   T h PW co n tr o s ig n a ls   o f   t h s w itc h es  ar p r o d u ce d   b y   T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   DSP   th r o u g h   DE 0 - Nan o   FP G A   ca r d .   Si m u latio n   an d   ex p er i m e n tal  v er if i ca tio n s   ar s h o w n   to   p r o v th ac cu r ac y   o f   t h e   th eo r etica l a n al y s is   [ 44] .   Z hu   et  a l.   d ea lt  w it h   n e w   s i n g le - s ta g h i g h   b o o s q u asi  Z SI   b ased   o n   th ac tiv s w i tch ed     Z - i m p ed a n ce   n et w o r k   w h ic h   p r o v id es  h i g h er   v o lta g b o o s f ac to r ,   d r aw s   co n t in u o u s   in p u cu r r en t,  an d   s h ar es   th s a m g r o u n d   b et w ee n   t h in p u s o u r ce   a n d   th b r id g i n v er ter   w it h   d o u b led   o u tp u v o ltag e.   I h a s   lo w er   ac tiv s w itc h in g   v o ltag s tr es s ,   lo w er   p as s iv co m p o n e n v o ltag r ati n g s   a n d   lo w er   s h o o t - th r o u g h   cu r r en t   s tr ess   w i th   lo w er   in p u cu r r en r ip p le.   A   lab o r ato r y   p r o to ty p b ased   o n   t h T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   DSP   w a s   co n s t r u cted   a n d   test ed   w it h   6 0   DC   in p u an d   AC   110   Vr m s   p h ase  o u tp u co n f ir m e d   th at  th p r o p o s ed   in v er ter   h as  h ig h   b o o s t v o lta g in v er s io n   ca p ab ilit y   [ 45] .   Do n g   an d   Z h a n g   h a v p r ese n t ed   n o v el  ac ti v e - s w i tch ed - ca p ac ito r /in d u cto r   q u as i - Z - s o u r c in v er ter   ( A S C - q Z SI)   w it h   a n   a n ti - p ar allel  s w itch   w h ic h   allo w s   b o th   d i s co n ti n u o u s   co n d u c tio n   m o d e   ( DC M)   a n d   co n tin u o u s   co n d u ctio n   m o d ( C C M) . Deta iled   a n al y s i s   o f   t h v o ltag r e g u latio n   ca p ab ilit y ,   i n d u cto r   c u r r en t   r ip p les,  s w itc h in g   d e v ices   s tr e s s es,  a n d   co n v er ter   lo s s   ar ca r r ied   o n   f o r   C C M   an d   D C M,   w h ic h   ar v er if ied   th r o u g h   s i m u lat io n   an d   e x p er im en tal  v er i f icatio n   [ 46] .   Ma j ee d   an d   C h u g h tai  p r o p o s ed   t w o   n e w   m u lti - ce ll  s c h e m es  f o r   A S C - q Z SI   an d   ac ti v e - s w i tch ed   ca p ac ito r s w itc h ed - i n d u cto r   q Z SI  ( A S C / SL - q Z SI)   to p o lo g ies.  Det ailed   th eo r etica m o d els  f o r   th p r o p o s ed   s ch e m es  ar d ev elo p ed .   A p p r o p r iate  s i m u latio n s   an d   e x p er im en tal  s t u d ies  h a v b ee n   ca r r ied   o u w h ic h   v er i f y   th t h eo r etica p r o p o s als.  T h p r o p o s ed   to p o l o g ies  ca n   b u s ef u l   in   p r ac tical  ap p licati o n s   r eq u ir in g   lar g e     DC - A C   v o lta g g ai n   f o r   e x a m p le  in   r e n e w ab le  s y s te m s   w it h   lo w - v o ltag e   s o u r ce s   l ik e   p h o t o   v o ltaics   o r   f u el - ce lls   [ 47] .   R ez a   et  a l.   h av e   d ev elo p ed   q u asi  s w itc h ed   b o o s i n v er ter   h av in g   t h f ea t u r es  l ik e   v er y   lo w   co n tin u o u s   i n p u c u r r en t,  r ed u ce d   v o lta g e/cu r r e n s tr e s s ,   s h o o th r o u g h   i m m u n it y ,   s i n g l s tag co n v er s io n ,   an d   i m p r o v ed   v o lta g q u alit y .   T h o p er atio n ,   s tead y   s tate   an al y s is   a n d   d esi g n   g u id eli n e s   f o r   th e   p r o p o s ed   co n v er ter   is   e x p lain ed   an d   d e m o n s tr ated   th r o u g h   4 0 0   W   lab o r ato r y   p r o to ty p e   [ 48] .   Ng u y e n   et   a l.   p r ese n ted   n o v el  P W co n tr o s tr ateg y   f o r   t h D C   li n k   q u as s w i tch ed   b o o s in v er ter   ( Dq SB I ) .   T h m o d i f ied   P W co n tr o s tr ateg y   b ased   Dq SB I   im p r o v es  t h v o lta g g a in   an d   r ed u ce s   th e   co n d u ctio n   lo s s   an d   t h in d u c to r   cu r r en r ip p le.   C ir cu it  an a l y s i s   an d   co m p ar is o n   s t u d y   b et w ee n   t h Dq SB I ,   th q u a s Z - s o u r ce   i n v er ter s ,   a n d   th t w o - s tag in v er ter   w it h   b o o s DC - DC   co n v er ter   ar e   p r esen ted .   1   k V A   th r ee   p h a s i n v er ter   p r o to ty p e s   w er s et  u p   to   co m p ar a n d   ev alu a te  t h p er f o r m an ce   o f   t h Dq SB I   w it h   th e   i m p r o v ed   P W m et h o d   f o r   v o lta g g ain s   o f   0 . 8 5   to   1 . 6 .   T h m ea s u r ed   ef f icie n c y   an d   to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD)   v alu es a r also   p r esen ted   [ 49] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N : 2 2 5 2 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   310     3 3 4   316   A b b asi   et  a l .   h a v p r o p o s ed   tw o   to p o lo g ie s   n a m e l y   e m b ed d ed   s w itch ed - i n d u cto r   q Z SI  ( E SL - q Z SI)   an d   i m p r o v ed   e m b ed d ed   s w it ch ed - i n d u cto r   q Z SI  ( iES L - q Z SI) ,   f in d   ap p licatio n s   in   b atter y - ,   p h o to v o ltaic - ,   o r   f u e l - ce l l - p o w er ed   s y s te m s   co n tr o lled   b y   s i m p le  b o o s P W co n tr o m et h o d .   E v alu atio n s   o f   th ese  to p o lo g ies  ar ca r r ied   o u w i th   P SC A D / E MT DC   s o f t w ar w h ich   p r o d u ce s   ex te n d ed   th v o lta g g ai n   an d   r ed u ce d   r ip p l e   co n ten t   [ 50] .   Gu   et  a l.   h av d ev elo p ed   en h an ce d   b o o s q u asi  Z SI   w it h   an   ac tiv s w itc h ed   Z - n et w o r k   w h ic h   h a s   co n tin u o u s   in p u c u r r en t,  h ig h   b o o s f ac to r   an d   r ed u ce d   cu r r en s tr ess   ac r o s s   s w itc h es,  r ed u ce d   co n d u ctio n   lo s s   o f   s w i tch e s ,   an d   i m p r o v ed   ef f icie n c y .   T h p r o p o s ed   to p o lo g y   h as  b ee n   s i m u lated   o n   th o p en - lo o p   co n f i g u r atio n   u s i n g   id ea co m p o n en ts   i n   th P SIM   p r o g r a m   a n d   t h lab o r ato r y   p r o to ty p w a s   co n s tr u cted   b ased   o n   T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   DSP   w it h   th s a m o p er atio n   co n d itio n s   as f o r   s i m u latio n   [ 51] .   Z h u   et  a l.   h av p r o p o s ed   n ew   f a m il y   o f   h i g h   b o o s q Z SIs   w it h   co m b i n ed   ac tiv s w i tch e d   in d u cto r   b o o s n et w o r k   w h ich   p r o v id es   co n ti n u o u s   in p u c u r r en t   an d   h ig h er   b o o s v o lta g i n v er s io n   ca p ab ilit y ,   s h ar e s   co m m o n   g r o u n d   b et w ee n   t h in p u s o u r ce   an d   t h i n v e r ter   b r id g e,   w h ic h   w o u ld   b ap p licab le  f o r   th e   r en e w ab le  en er g y   s y s te m   w it h   lo w - v o lta g d i s tr ib u ted   AC   s o u r ce s .   T h i s   to p o lo g y   h a s   h ig h er   m o d u lat io n   in d ex   w i th   i m p r o v ed   o u tp u v o ltag w av e f o r m   q u alit y ,   an d   lo w er   s w i tch i n g   v o lta g s tr es s   ac r o s s   th p o w er   s w itc h es.  T h is   in v er ter   u s es  s m aller   in d u ctan ce   v alu e s   co m p ar ed   w it h   th co n v en t io n al  to p o lo g ies,  s o   th s ize   an d   w ei g h o f   th p ass i v co m p o n en ts   ca n   b r ed u ce d .   A   lab o r ato r y   p r o to ty p b ased   o n   th T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   d ig ital  s i g n al  p r o ce s s o r   w ith   6 0   DC   in p u a n d   1 1 0   Vr m s   AC   o u tp u w as  co n s tr u cted   to   v er i f y   t h e   ef f ec tiv e n e s s   o f   t h p r o p o s ed   i n v er ter   [ 52] .   P an   et  a l.   h av e   d is c u s s ed   a n   e n h a n ce d - b o o s b i - d ir ec tio n al   q Z SI   w it h   n o v el  ac tiv e   s w i tch e d   in d u cto r   ( SL )   ce ll s   ( n a m ed   as  A cti v e - S L s   q Z SI) .   T h p r o p o s ed   ac tiv SL   ce l l r ep lace s   th r ee   d io d es  in   t h co n v en tio n al   SL   ce ll  o f   th q Z SI  w it h   t w o   ca p ac ito r s   an d   o n ac tiv s w i tch ,   th u s   al lo w in g   bi - d ir ec tio n al  p o w er   f lo w   an d   ac h iev in g   h ig h er   b o o s f ac to r .   T h Z - s o u r ce   n et w o r k   ( Z SN)   d io d is   also   r ep lace d   b y   an   ac tiv s w i tch .   T h is   ac tiv e - S L s   Q Z SI  h as  les s   cu r r en s tr es s   o f   Z SN,  h i g h er   e f f ic ien c y   a n d   h i g h er   b o o s f ac to r .   A   m o d i f ied   s p ac e   v ec to r   m o d u latio n   ( MSVM )   is   in tr o d u ce d   to   r ed u ce   th s w i t ch in g   f r eq u en c y   o f   ac ti v s w it ch es  o f   Z SN.  B o th   s i m u lat io n   an d   e x p er i m e n tal  r esu lt s   v al id ate  th eo r etica l a n a l y s i s   o f   t h p r o p o s ed   ac tiv e - S L s   QZ SI   [ 53] .   Ho   an d   C h u n   h ad   d ev elo p ed   s in g le - p h a s Mq Z h y b r id   th r ee - le v el  in v er ter   w h ic h   p r o v id es  h ig h er   b o o s ab ilit y   an d   r ed u ce s   t h n u m b er   o f   in d u cto r s   in   t h s o u r ce   i m p ed an ce ,   w h en   co m p ar e d   w ith   s in g le  p h ase   th r ee - le v el  n eu r al - p o in c lam p ed   q Z SI   an d   s i n g le - p h as q u asi - Z - s o u r ce   ca s ca d ed   m u ltil e v el  i n v er ter .   A d d itio n al l y ,   t h d e v elo p ed   in v er ter   ca n   b e x te n d ed   to   o b tain   t h n i n e - le v el  o u tp u t   v o lta g b y   ca s ca d i n g   t w o   th r ee - le v el  p u ls w id t h   m o d u latio n   s w i tch in g   ce ll s   w it h   a   s ep ar ate  Mq Z a n d   DC   s o u r ce .   A   m o d if ied   m o d u latio n   tec h n iq u e   b ased   o n   a n   al ter n ati v p h ase   o p p o s itio n   d is p o s itio n   s ch e m is   s u g g ested   to   e f f ec tiv e l y   co n tr o th s h o o t - th r o u g h   s ta te  f o r   b o o s tin g   th e   DC - li n k   v o ltag a n d   b alan ci n g   t h t w o   s er ie s   ca p ac ito r   v o ltag e s   o f   th Mq Z S.  T h p er f o r m an ce s   o f   b o th   Mq Z S - C H I   an d   m o d u la tio n   tec h n iq u es  a r v er if ied   th r o u g h   P SIM   s i m u latio n   a n d   ex p er i m en tal  r es u lts   co n tr o lled   b y   3 2 - b it DSP   ty p T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   [ 54] .   Ge   e t   al .   h a v e v alu a ted   s tate   o f   ch ar g ( S OC )   b ala n ci n g   co n tr o m eth o d   f o r   b atter y   e n e r g y   s to r ed   q u asi  Z - s o u r ce   ca s ca d ed   m u lti lev el  in v er ter   b ased   p h o to v o ltaic  p o w er   s y s te m ( q Z C MI   P V) .   T h is   tech n iq u e   is   u s ed   to   m a n ag e   all  th e   b atter ies  w it h   id en tical   SO C s   d u r in g   p r o p er l y   co m p e n s at in g   f l u ctu a tio n s   o f   P V   p o w er .   T h co n tr o m et h o d   is   o n   th b asis   o f   b atter y   S O C s ,   SOC   li m its   o f   ea ch   m o d u le,   an d   th to tal  p o w er   in j ec ted   in to   t h p o w er   g r id .   T h co n tr o s tr ate g y   o f   th e   b atter y   e n er g y   s to r ed   q Z S - C M I   P p o w er   s y s te m   in cl u d es  t h d is tr ib u ted   m ax i m u m   p o w er   p o in tr ac k in g   ( MP PT )   co n tr o l,  th g r id - i n j ec ted   p o w er   co n tr o o f   th s y s te m ,   an d   th b atter y   e n er g y   m an a g e m en o f   ea ch   m o d u le.   T h elab o r ate  b atter y   S OC   co n tr o en s u r ed   all  th b atter ies  o p er atin g   i n   s af ar ea   w it h   th s a m S OC ,   e v en   w it h   i n ter m itte n P p o w er .   T h co n tr o al s o   m ai n tai n ed   g r id - tie  p o w er   in teg r atio n   w it h   lo w   h ar m o n ic s   f o r   th q Z S - C MI   P s y s te m .   Si m u la tio n   an d   ex p er i m e n tal  r es u lts   v er i f y   t h p r o p o s ed   co n tr o m et h o d   th at  en s u r es  id en t ical  SO C s   f o r   th b atter y   en er g y   s to r ed   q Z S C MI   P s y s te m   [ 5 5 ] .   L ia n g   et  a l.   h a v w o r k ed   o u an   an al y tic  m o d el  to   in v esti g a te  th 2   ω   v o ltag an d   cu r r en r ip p le  o f   a   b atter y   e n er g y - s to r ed   s in g le  p h ase  q u a s i - Z - s o u r ce   ( B E S - q Z S) - b ased   PV   p o w er   g en er atio n   s y s te m   [ 56] .   Gu is s o   et   a l.   h a v p r o p o s ed   s i n g le   D C   s o u r ce   q u a s i - Z - s o u r c ca s ca d ed   m u lt ilev el   i n v er ter   ( SS   q Z S - C MI )   w h ic h   p er f o r m s   at  m ax i m u m   p o w er   p o in tr ac k in g   o f   t h PV   ar r ay   w i th   s i n g le  i n v er ter   m o d u le  a n d   ea ch   o f   th i n v er ter   m o d u le s   s h ar es  an   eq u a a m o u n o f   th p o w er   o f   th w h o le  s y s te m .   T h is   i n v er ter   h as  t h e   ca p ac it y   to   eq u a ll y   r eg u late  t h p ea k   v o lta g o n   ea c h   i n v e r ter   m o d u le  b y   m ea n s   o f   t h d u al  co n tr o lo o p   o f   th m ai n   in v er ter   m o d u le  a n d   th s h o o t - tr o u g h   s tate  o f   t h a u x i liar y   i n v er ter   m o d u les,  e n s u r in g   t h s y m m etr y   o f   th ca s ca d ed   m u ltil e v el   in v er ter   v er i f ied   th r o u g h   s i m u lat io n   an d   ex p er i m e n tatio n   u s i n g   th e   T MS3 2 0 F2 8 3 3 5   d ig ital sig n al   p r o ce s s o r   [ 57] .   Un o   a n d   S h i n o h o r p r o p o s ed   n o v el   m o d u le   i n te g r ated   c o n v er ter   b ased   o n   ca s ca d ed   q Z SIs   w it h   d if f er e n tial  p o w er   p r o ce s s i n g   ( DP P)  ca p a b ilit y .   A   tr ad itio n al  q Z SI  an d   v o lta g m u lt ip l ie r   ( VM ) - b ased   DPP  co n v er ter   ar in te g r ated   in to   s in g le  u n it  w it h   s h ar i n g   ac t iv s w itc h es  a n d   m a g n etic  co m p o n en ts ,   ac h ie v in g   s y s te m -   an d   cir cu it - le v el  s i m p lif icatio n s .   A   1 5 0   W   p r o to t y p f o r   s tan d ar d   P p an el   co n s is ti n g   o f   th r ee   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       R ev iew   o f imp ed a n ce   s o u r ce   p o w er c o n ve r ter fo r   elec tr ica l a p p lica tio n s   ( V .   S a r a va n a n )   317   s u b s tr i n g s   w as  b u ilt,  an d   ex p er i m en tal  test s   ar p er f o r m ed   e m u lati n g   p ar tial  s h ad in g   co n d itio n s .   T h r esu lts   d em o n s tr ated   t h at  t h p r o p o s ed   in teg r ated   q Z SI  co u ld   p er f o r m   MP P T   w it h   s at is f ac to r y   p r ev en ti n g   p ar tial   s h ad i n g   i s s u es  w h ile  g en er ati n g   AC   v o ltag at  t h i n v er ter   o u tp u t   [ 5 8] .   Sin g h   an d   J ain   p r esen ted   n eu tr al  p o in cla m p ed   q u asi - Z - s o u r ce   ( NP C - q Z S)  in v er ter   f o r   r en e w ab le   en er g y   ap p licatio n s   b ec au s it   y ield s   co n ti n u o u s   i n p u c u r r en an d   v o lta g b o o s t.  A   clo s ed   lo o p   co n tr o o f   g r id - tied   t h r ee - p h ase   ( 3 - ϕ )   NP C - q Z S   in v er ter ,   f e d   w it h   r e n e w ab le  e n er g y   s o u r ce s ,   is   p r o p o s ed   w h ic h   h as   th e   d y n a m ic  m o d el  f o r   ac cu r atel y   d esig n ed   co n tr o s tr ate g y .   T h p r o p o s ed   s tr ateg y   in cl u d es  t h co n tr o o f   g r id - tied   cu r r en an d   th p ea k   DC - l in k   v o lta g ( P DV) .   T h c o n tr o o f   g r id - tied   cu r r en i s   ac h ie v ed   t h r o u g h   a   d am p ed - s ec o n d   o r d er -   g en er a lis ed   in teg r ato r .   T h P DV  is   esti m ated   i n d ir ec tl y   f r o m   th v o ltag e s   o f   q Z S   n et w o r k   ca p ac ito r s   an d   i s   r eg u la ted   b y   an   i n te g r al - d o u b le - lead   co n tr o ller .   T w o   m o d if ied   m o d u lat io n   tech n iq u es  b ased   o n   p h ase - o p p o s ite  d is p o s itio n   an d   in - p h as d is p o s itio n   ar p r o p o s ed   to   y ield   s h o o th r o u g h   b y   i n j ec tin g   3 r d   h ar m o n ic s   f o r   m a x i m u m   co n s tan b o o s co n tr o l.  A   co m p ar is o n   is   d r a w n   b et w ee n   t h e   p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   co n tr o ller   an d   s lid in g - m o d co n tr o ller   o n   th DC   s id e.   T h co n tr o ller   d esig n   an d   s y s te m   p er f o r m a n ce   ar v alid ated   th r o u g h   r ea l - ti m s i m u latio n   a n d   ex p er i m e n tatio n   o n   p r ac tical  s et u p   in   th lab o r ato r y   [ 59] .   L ia n g   et  a l.   p r o p o s ed   s in g le - p h ase  e n er g y   s to r ed   q u asi - Z - s o u r ce   ca s ca d ed   H - b r id g ( E S - q Z S - C HB )   in v er ter   PV   p o w er   s y s te m   w it h   ac ti v a n d   r ea ctiv e   p o w er   c o n tr o w h ic h   o p er ates  b o th   at  d ay   an d   n i g h t.   T h ES - q Z S - C HB   i n v er ter   P p o w er   s y s te m   u s u a ll y   e m p lo y s   t h u n it y   p o w er   f ac to r   co n tr o m et h o d   to   en s u r th e   o u tp u c u r r en tr ac k i n g   t h d esire d   r ef er en ce   in   p h ase  w it h   t h e   g r id   v o lta g e,   co m b i n i n g   w it h   d i s tr ib u ted   MP PT   t o   d eter m i n th v al u es   o f   s h o o t - t h r o u g h   d u t y   r atio s .   T h ese  ca n n o o p er ate  at  n i g h b ec au s t h er is   n o   P p o w er   i n p u t.  Me a n w h ile,   as  m u lt ip le  co m b i n atio n s   o f   Dn   a n d   m o d u latio n   r atio   M n   co u ld   ac h ie v th e   s a m e   v o lta g g ai n   at   n ig h t   o p er atio n .   T h w o r k i n g   ap p r o ac h   i s f ir s t,  co m p r e h en s i v co n tr o s c h e m e,   w h ic h   ad d r ess es th d a y   a n d   n i g h t o p er atio n ,   ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er   co n tr o l si m u lta n eo u s l y ,   i s   p r o p o s ed ; th en ,   an   o p tim izatio n   o f   n i g h t   o p er atio n al  E S - q Z S - C HB   i n v er ter   t o   ac h iev e   o p ti m al  co m b in a ti o n   o f   D n   a n d   M n .   Si m u latio n   an d   ex p er i m en tal  r esu lt s   v alid ate  t h d a y   an d   n ig h o p er atio n al  E S - q Z S - C H B   in v er ter   an d   th e   p r o p o s ed   o p tim al  co n tr o l te c h n iq u e   [ 60] .   Hu   et  a l.   h av m o d elled   an d   an al y ze d   a n   en er g y   s to r ed   q u asi  Z - s o u r ce   co n v er ter   w it h   t h b atter y .   T h im p ac o f   th n et w o r k   in ter n al  r eso n a n ce   o n   th b att er y   c u r r en co n tr o lo o p   is   e x p lo r ed .   A n   ac tiv e   d am p i n g   tech n iq u is   v alid a ted   ex p er i m en tall y   to   en s u r e   th ex ten d ed   b an d w id th   a n d   b etter   d y n a m ic   p er f o r m a n ce s   u n d er   d if f er e n s tate  o f   ch ar g o cc asio n s ,   w h ich   w a s   v er i f ied   b y   t h s i m u latio n s   a n d   ex p er i m e n ts   [ 61] .   W o ls k i   et  a l.   h ad   d is c u s s ed   s w itc h in g   p er f o r m a n ce   a n d   p o w er   lo s s es  o f   s ilico n   ca r b id ( SiC )   MO SF E T s   in   h i g h - f r eq u e n c y   q Z SI   o p er atin g   at   u n i t y   p o w er   f a cto r .   A l s o   n o v el   m o d u latio n   m et h o d   w ith   m i n i m u m   n u m b er   o f   h ar d   s witch i n g   tr an s itio n s   i s   d ev elo p ed   an d   illu s tr ated   w it h   e x p er im en tal  r es u lts   o f   a   1 0 0   k Hz/6   k W   q Z SI   b u ilt   w it h   SiC   ele m en ts   h a v i n g   h ig h   v o ltag b o o s ( B   =   1 . 9 )   an d   e f f i cien c y   r ea ch e s   9 7 %   at  n o m i n al  co n d itio n s   [ 62] .   W o ls k i   et  a l.   h av co m p ar ed   th r ee   in v er ter   to p o lo g ies  s u c h   as  q Z SI ,   v o ltag s o u r ce   in v e r ter   w ith   a   b o o s co n v er ter   an d   v o lta g s o u r ce   in v er ter   w it h   a n   i n ter leav ed   b o o s co n v er ter .   E x p er i m e n tal  r es u lt s   o b tain ed   f r o m   l ab o r ato r y   te s ts   o f   eq u iv a len 6   k W /1 0 0   k Hz  in v er ter s   b ased   o n   Si C   MO S F E T s   an d   Sch o ttk y   d io d es  ar p r o v id ed .   R esu lt s   o f   t h e x p er i m e n ts   s h o w   t h at  th q u a s Z SI   to p o lo g y   h a s   i n p u i n d u cto r   c u r r en t   q u alit y ,   o u tp u v o ltag q u a lit y   an d   also   p o w er   lo s s es ( at  h ig h   v alu e s   o f   i n p u v o ltag e)   [ 63] .   Du o n g   et  a l.   p r o p o s ed   an   im p r o v ed   P W M   s ch em f o r   an   Aq Z SI  w it h   i m p r o v ed   P W s tr ateg y   ca n   o p er ate  in   w id r an g o f   in p u v o lta g w it h   h i g h er   ef f icie n c y .   A q Z SI  ca n   o p er ate  w it h   h ig h er   m o d u latio n   in d ex ,   lo w er   i n d u cto r   cu r r e n s tr ess ,   a n d   r ed u ce d   s h o o t - t h r o u g h   c u r r en t.  S iC - b ased   t h r ee - p h a s i n v er ter   p r o to ty p es o f   r ati n g   1 . 2   k V A   a r b u ilt to   v er if y   t h ag r ee m en t b et w ee n   th eo r y   a n d   m ea s u r e m en t   [ 64] .   L ia n g   et  a l.   ex p lo r ed   th d o u b le  lin f r eq u en c y   ( DL F)  tr an s f er   r o u tes  in   t h i m p ed an ce   s o u r ce   n et w o r k .   A   co m p r e h en s i v s t r ess   d er iv atio n   o f   t h p as s iv e   co m p o n en t s   a n d   s w itc h i n g   d ev ices  ar o b tain e d   f o r   th s u p p r ess io n   m et h o d   en h a n ce m en an d   o p ti m izatio n .   Fo r   th D L p a s s i v s u p p r ess io n   m et h o d ,   th e   ex p lan atio n   f o r   th p as s iv e   co m p o n en v o l u m is s u is   p r o v id ed   f r o m   t h s tr es s   asp ec t.  T h co m p o n e n v al u e   s o lu tio n   s p ac a n d   co r r esp o n d in g   d esig n   g u id an ce   ar p r esen ted .   Fo r   t h DL ac ti v s u p p r ess io n   m et h o d   ( A SM) ,   b u ck - t y p DC - s id e   A SM  s u p p r ess io n   m et h o d   is   em p lo y ed   an d   its   o p ti m iza ti o n   is   d e m o n s tr ated   w it h   t h as s is ta n cir c u it  s tr e s s   an a l y s is .   T h to tal  ca p ac ito r   an d   in d u cto r   v al u es  g et  r ed u ce d   b y   7 7 an d   2 5 %,  r esp ec tiv el y .   T h co r r e s p o n d in g   p u l s w id t h   m o d u l atio n   m et h o d   i m p le m en tatio n   an d   t h co m m o n - m o d lea k a g c u r r en d e m o n s tr at io n   ar al s o   p r esen ted .   T h e f f ec t iv e n es s   o f   th e   th eo r etica an al y s is   a n d   o p tim izatio n   m et h o d s   is   v er i f i ed   b y   s i m u latio n s   an d   e x p er i m en ts   [ 65] .   Ko m u r c u g il   et   a l.   h a v d e v el o p ed   m o d el  b ased   cu r r en c o n tr o ap p r o ac h   w ith   co m p e n s ati n g   o f   DC - s id i n d u cto r   c u r r en r ip p le,   ac tiv d a m p i n g ,   a n d   v ir t u al  ti m co n s ta n f o r   s i n g le - p h ase   g r id - t ied   q u asi  Z - s o u r ce   in v er ter s   w i th   a n   L C L   f ilter .   E x p er i m en tal  r es u lts   ar e   p r esen ted   to   s h o w   t h v a lid it y   an d   p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   co n tr o l a p p r o a ch   [ 66] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N : 2 2 5 2 - 8814   I n t J   A d v   A p p l Sci Vo l.  10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   310     3 3 4   318   J ain   et  a l.   h ad   p r o p o s ed   p r ed ictiv p o w er   co n tr o alg o r i th m   th a d ec o u p les  ac ti v a n d   r ea ctiv p o w er   f o r   g r id   i n teg r atio n   o f   PV   s y s te m s   u s i n g   q Z SI .   T h p r o p o s ed   co n tr o ller   u s es  m o d el  p r ed ictiv co n tr o to   en s u r m a x i m u m   a v ailab le   p o w er   h ar v ested   f r o m   t h P ar r a y   a n d   also   to   co n tr o t h ac tiv a n d   r ea cti v e   p o w er   i n j ec tio n   i n to   t h g r id   t o   co m p en s a te  r ea cti v p o w er   r eq u ir ed   b y   lo ca lo ad s   to   e n a b le  s tab le  o p er atio n   o f   th g r id   at  th p o in o f   co m m o n   co u p li n g .   T h p r o p o s e d   co n tr o ller   h as  th f ea t u r es  li k s i m p le  s tr u ct u r e,   f ast   d y n a m ic  r esp o n s u n d er   ch a n g in g   s k y   co n d itio n ,   a n d   n eg lig ib le  tr ac k i n g   er r o r   i n   s tead y   s tate.   I t s   p er f o r m a n ce   i s   e x p er i m e n tall y   v er if ied   i n   d SP A C E - D S1 0 0 7   p latf o r m   an d   t h g r id - s id p o w er   q u ali t y   is   ev alu a ted   w h ic h   m ee ts   t h I E E E - 5 1 9   s tan d ar d   [ 6 7 ] .   B ay h a n   a n d   Ko m u r c u g i p r o p o s ed   d o u b le - li n f r eq u e n c y   ( 2   ω )   r ip p le  s u p p r ess io n   a n d   s li d in g   m o d e   co n tr o ( SMC )   w it h   ti m e - i n v ar ian ( f ix ed )   s w itc h i n g   f r eq u en c y   m et h o d s   f o r   s i n g le - p h ase  g r id - co n n ec ted   th r ee - le v el  n e u tr al - p o i n cla m p ed   q Z SI .   T h 2   ω   r i p p le  s u p p r ess io n   m et h o d   is   b ased   o n   th 1 8 0 0   p h ase  d if f er e n ce   ex is ti n g   b et w ee n   th 2   ω   r ip p le  co m p o n en ts   o f   th ca p ac ito r   an d   in d u cto r   v o lta g es  i n   t h DC - s id e .   Hen ce ,   w h en   th e s co m p o n en ts   ar ad d ed   in   t h clo s ed - lo o p ,   p h ase  ca n ce llatio n   o cc u r s   s o   th at   t h i n d u c to r   cu r r en r e f er en ce   ca n   b g en e r ated   w i th o u 2   ω   r ip p le  co m p o n en t.  I n   t h is   ca s e,   t h ac t u al  in d u cto r   c u r r en t,   w h ic h   is   f o r ce d   to   tr ac k   its   r ef er en ce ,   h a s   n o   2   ω   r ip p le  c o m p o n en t.  I n   ad d itio n ,   th g r i d   cu r r en co n tr o is   ac h iev ed   v ia  SMC Un l ik th e   ex is t in g   SMC   m et h o d s ,   t h p r o p o s ed   SMC   ac h ie v es   f i x ed   s w itc h i n g   f r eq u en c y   w h ic h   i s   m ad p o s s ib le  b y   el i m i n ati n g   t h d is co n tin u itie s   i n   t h s lid in g   s u r f ac f u n ctio n   u s in g   b o u n d ar y   la y er .   T h p r o p o s ed   r ip p le  s u p p r ess io n   m et h o d   to g et h er   w i th   t h SM C   m e th o d   o f f er s   m a n y   ad v an ta g e s   s u ch   as  f ast  d y n a m ic  r esp o n s e,   ze r o   g r id   cu r r en er r o r ,   s im p le  i m p le m e n tat io n ,   r o b u s tn e s s   to   p ar am eter   v ar iat io n s   an d   f i x ed   s w itc h i n g   f r eq u e n c y .   T h ef f ec tiv e n e s s   o f   t h p r o p o s ed   co n tr o m et h o d   is   v er i f ied   ex p er i m en ta ll y   u n d er   s tead y - s tat an d   tr a n s ie n t c o n d itio n s   [ 68] .   L ia n g   et  a l.   h av d i s cu s s ed   ab o u th e   w o r k i n g   o f   s i n g l e - p h a s e,   q Z SI PV   p o w er   s y s te m   w it h   in te g r ated   b atter y   e n er g y   s to r ag ( B E S),   ab b r ev iated   as  B E S - q Z SI - P p o w er   s y s te m   in   d a y   an d   n i g h t   co n d itio n s   b y   m o d i f y i n g   its   p o w er   cir cu it  an d   d ev elo p ed   th q Z n e t w o r k   p ar a m eter s   d esig n   to   li m it  t h d o u b le - li n f r eq u e n c y   h ar m o n ic  at  t h d s id e.   A   co n tr o l stra teg y   to   en s u r th h i g h - p er f o r m an ce   o p er atio n   o f   th s y s te m   at   all   ti m es,   is   als o   p r o p o s ed .   B ased   o n   an   e x p er i m en tal  p lat f o r m   o f   s i n g le - p h ase   B E S - q Z SI - P V   p o w er   s y s te m ,   th r ee   g r o u p s   o f   ex p er i m e n tal   test s   w i th   d if f er en q Z n et w o r k   p ar a m eter s   a n d   b atter y   v o lta g es   ar ca r r ied   o u to   v er if y   t h m o d el  a n d   p ar a m eter s   d esi g n   m et h o d   b y   m ea n s   o f   co m p ar i n g   t h e x p er i m e n tal,   cir cu it - b ased   s i m u lated ,   a n d   m o d el - b ased   ca lcu la ted   r esu lt s .   T h p r o p o s ed   B E S - q Z SI - P s y s te m   p er f o r m a n ce   is   e x p er i m e n ta l l y   e v alu a ted   in   s tead y - s tate   o p er atio n   an d   d a y - to - n i g h t   tr an s it  o p er atio n ,   as  w ell  as b y   th p o w er   ef f icie n c y   c u r v es i n   d a y -   an d   n i g h t - m o d es   [ 69] .   Xiao   et  a l.   p r o p o s ed   n o v el  v ar iab le  DC - li n k   v o ltag co n t r o m et h o d   w h ic h   ca n   i n d ir ec tl y   ad j u s t   DC - li n k   v o l ta g w it h   a n   e x tr a   P I - r eg u lato r .   B asic  p r in c ip le  o f   th e   m e th o d   is   in tr o d u ce d   an d   t w o   d esi g n   r u le s   o f   th P I - r eg u lato r   ar illu s tr at ed .   T h p r o p o s ed   m eth o d   g et s   r id   o f   th d ep en d en ce   o n   an   ex tr v o lta g s en s o r   to   m ea s u r t h e   in p u v o lta g a n d   ca n   r eser v e   f e w er   m ar g i n s   f o r   th e   DC - lin k   v o lta g e,   w h ic h   co n tr ib u tes   to   le s s   co s an d   h ig h er   e f f icien c y   o f   th d r iv e   s y s te m .   E x p er i m e n ts   ar p er f o r m ed   to   v al id ate  th f ea s ib il it y   an d   ef f ec tiv e n e s s   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d   [ 70] .   Vad i   et  a l.   h a v e v al u ated   d i f f er en t   co n tr o l   m et h o d s   f o r   th e   eli m in at io n   o f   r ip p les  t h at  o c cu r   at  2   ω  f r eq u en c y ,   b o th   o n   t h p er s p e ctiv o f   D C   co n tr o s id an d   AC   co n tr o s id t h o r o u g h   c o m p ar ati v an a l y s is   w it h   ex is ti n g   r esu lt s .   Mo d el  o f   s i n g le  p h a s q ZS   i n v er ter   an d   clo s ed - lo o p   c o n tr o m et h o d s   o f   th in v er ter   ar ex a m in ed   a n d   co m p ar ed   w it h   P W M   m et h o d s .   T h ese  co n tr o m et h o d s   ar u s ed   to   eli m in at th r ip p les  at  2   ω  f r eq u en c y   i n   th i n v er ter s ,   an d   th ad v an tag e s   an d   d is ad v a n t ag es o f   t h ese  m et h o d s   ar p r esen ted   [ 71] .   L as h ab   et  a l.   h av e   d ev elo p ed   d u al   i n p u q u asi  Z SI   to   h ar v es m o r P p o w er   t h r o u g h   f u ll  u tili za t io n   o f   th e m p lo y ed   q Z - n et w o r k   i n   t h clas s ical  Z SI .   T h is   m o d i f icatio n   o f f er s   h ig h er   co n v er s i o n   ef f icie n c y   s i n ce   th cu r r en in   t h s ec o n d   qZ - n et w o r k s   in d u cto r   is   s m aller .   T h v o ltag o f   th a d d ed   P ar r ay   i s   in d ep en d en t   o f   th e   v o lta g o f   t h p r i m ar y   ar r ay   in   a   w id r an g e,   w h ic h   p r o m o tes  tr ac k i n g   th e ir   m a x i m u m   p o w er   p o in t s   ( MP P s )   s ep a r ately ,   ac h iev in g   h ig h er   ef f icie n c y   e v e n   u n d er   p ar tial  s h ad in g .   A   n o v el  MP PT   tech n iq u f o r   t w o   P s o u r ce s   i n v o l v i n g   f o u r   p ar am eter s   is   w o r k ed   o u t.  T h th eo r etica an a l y s is   i s   v ali d ated   th r o u g h   r ea l - ti m h ar d w ar e - in - t h e - lo o p   test s   u s i n g   P L E C S R T   to o b o x ,   an d   it  d e m o n s tr ates  t h at  at  lea s 1 1 m o r p o w er   ca n   b h ar v es ted   co m p ar ed   to   th co n v en t io n al  q Z - n et w o r k - b ased   i m p ed an ce   s o u r ce   co n v er ter s   [ 72] .   B ag h er i   et  a l.   d ev elo p ed   m u lti - i n p u m u l ti - o u tp u ( MI MO ) ,   SMC   m et h o d o lo g y   w i t h   co n s ta n t   s w itc h in g   f r eq u en c y   f o r   s in g l e - p h a s q Z SI .   T h m at h e m ati ca m o d el  o f   th e n tire   s y s te m   is   d er iv ed   in   s ta te - s p ac f o r m .   T h p r o p o s ed   SMC   is   ca p ab le  o f   co n tr o lli n g   b o t h   d an d   ac   s id es o f   t h s y s te m   co n c u r r en tl y .   T h p r o p o s ed   co n tr o d o es  n o r eq u ir p r o p o r tio n al - i n te g r al  ( P I )   co n tr o ller   in   th DC - s id e.   F u r th er m o r e,   it  o f f er s   s ev er al  ad v a n ta g es  s u c h   as  s i m p le  i m p le m e n tatio n ,   r ed u c ed   g ai n   r eq u ir e m en t,  r o b u s tn ess   ag a in s s y s te m   p ar am eter s ,   an d   ze r o   s tead y - s tate  er r o r   in   th lo ad   v o ltag e.   T h f ix ed   s w itc h i n g   f r eq u en c y   i s   attain ed   b y   alter in g   th s l id in g   m a n i f o ld   b eh av io r   in s id b o u n d ar y   la y er .   T h p o w er   b alan ce   eq u atio n   is   u s ed   to   g en er at t h DC - s id in d u c to r   cu r r en r ef er en ce .   T h f ea s ib ili t y   o f   th p r o p o s ed   co n tr o m et h o d   is   in v e s ti g ated   ex p er i m en ta ll y   wh en   q Z SI  f ee d s   lin ea r   a n d   n o n lin ea r   lo ad s   [ 73] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A d v   A p p l Sci   I SS N:  2 2 5 2 - 8814       R ev iew   o f imp ed a n ce   s o u r ce   p o w er c o n ve r ter fo r   elec tr ica l a p p lica tio n s   ( V .   S a r a va n a n )   319   Sh il u v er u   et  a l .   p r ese n ted   t wo   h y b r id   m u lti   o u tp u b u c k - b o o s q u asi   Z - s o u r ce   co n v er ter s   (q - Z S C s )   ca p ab le  o f   g iv i n g   t w o   DC   a n d   o n AC   o u tp u ts   s i m u ltan eo u s l y   f r o m   s i n g le  DC   i n p u t.  T h r atio n ale  b eh i n d   th ese  h y b r id   m u lti  o u tp u q - Z SC s   i s   to   h av m o r f lex ib il it y   o n   v o lta g g ai n s   as  p er   th lo ad   r eq u ir em e n ts .   A ll   t h t h r ee   o u tp u ts   o f   th e   p r o p o s ed   co n v er ter s   ca n   b i n d ep en d en tl y   co n tr o lled   m ak in g   t h e m   s u itab le   f o r   v ar io u s   ap p li ca tio n s .   T h ese  p r o p o s ed   c o n v er ter s   ar d er iv ed   f r o m   th q u asi  Z - s o u r ce   co n ce p an d   h e n ce   in h er i all  th p r o p er ties   o f   q - Z SI  w h ich   r ea lize  b u ck /b o o s t,   s in g le - s ta g in v er s io n ,   an d   p o w er   co n d itio n i n g   w it h   i m p r o v ed   r eliab ilit y   alo n g   w i th   in h er en s h o o t - t h r o u g h   p r o tectio n   ca p ab ilit y .   Det ailed   s tead y   s tate   o p er atio n ,   lo s s /ef f icie n c y   a n a l y s i s   o f   t h p r o p o s ed   co n v er ter   an d   d is cu s s io n   o n   t h h y b r id   p u l s w id t h   m o d u latio n   is   p r ese n ted .   A   d etailed   co m p ar ati v an al y s is   a m o n g   t h p r o p o s ed   an d   o t h er   clo s el y   r elate d   ex is t in g   m u lti  o u tp u co n v er te r s   is   ca r r ied   o u t.  A   3 1 0   W   p r o to t y p is   d e v elo p ed   to   v er if y   t h p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   m u lt o u tp u b u ck - b o o s q - Z S C .   T h p r o p o s e d   co n v er ter s   ca n   b u tili ze d   f o r   v ar io u s   m o d er n   m u lti  o u tp u DC - D C   an d   DC - AC   p o w er   co n v er s io n   ap p licat io n s   s u ch   a s   r en e w ab les  a n d   u n in ter r u p ted   p o w er   s u p p lies   [ 74] .   So n k ar   et  a l.   p r o p o s ed   tw o   3 - φ  q Z SIs   w it h   m u lt ip le  AC   o u tp u ts .   T h p r o p o s ed   to p o lo g ies  ar d ev elo p ed   f r o m   q Z SI  to   o b tai n   p ar allel  m o d an d   s er ies  m o d 3 - φ  m u lti - o u tp u in v er ter s .   I n   p ar al lel  m o d e,   th to p o lo g y   y ie ld s   n - n u m b er   o f   p ar allel  AC   o u tp u ts   w i th   d if f er e n v o lta g es  a n d   cu r r en t s   f o r   d if f er e n lo ad   co n d itio n s .   Fo r   s er ie s   m o d e,   t o p o lo g y   y ield s   n - n u m b er   o f   s e r ies  ac   o u tp u t s   w it h   s a m v o lt ag es  a n d   s a m lo ad   cu r r en ts .   T h p r o p o s ed   in v er te r s   e m p lo y   s i n u s o id al  p u ls w id t h   m o d u latio n   w i th   co n s ta n f r eq u e n c y   s h o o t - th r o u g h   s c h e m f o r   g e n er ati n g   s w itc h i n g   s ig n als.  T h p r o p o s ed   in v er ter s   ca n   b u s e d   f o r   s i m u ltan eo u s   m u ltip le  DC / AC   p o w er   co n v e r s io n   f o r   th r ee - p h a s m icr o g r i d   ap p licatio n s   an d   th r ee - p h as r esid en tial  lo ad s .   T h p r o p o s ed   to p o lo g ies  w ith   clo s ed - lo o p   co n tr o h av b ee n   i m p le m e n ted   f o r   t w o   i n v er t er   u n it s ,   w h ich   i s   ca p ab le  o f   s u p p l y i n g   t w o   ac   o u tp u t s   s i m u lta n eo u s l y .   T h m ath e m atica m o d ellin g   o f   th p r o p o s ed   to p o lo g ies  is   ca r r ied   o u t   f o r   p e r f o r m a n ce   an al y s is .   T h e x p er i m e n t al  r esu lts   o f   2 4 0   W   lab   p r o to t y p es  h a v b ee n   p r esen ted   to   v alid ate  th p r o p o s ed   th r ee - p h a s m u lti - o u tp u q Z SIs   [ 75] .   Fan g   et  a l.   h av p r esen ted   s in g le - s ta g b o o s T r an s   q u asi  Z - s o u r ce   in v er ter   to p o lo g y   b y   d escr ib in g   its   b asic  s tr u ct u r e,   w o r k i n g   p r in cip le  an d   it s   v o lta g g ai n   is   d ed u ce d .   M A T L A B /S i m u li n k   s i m u latio n   is   p er f o r m ed   to   v er i f y   th d y n a m ic  b o o s c h ar ac ter is tics   an d   ex p er i m e n tal  r es u lt s   ar co n d u cted   to   v er i f y   t h e   f ea s ib ili t y   a n d   s tab ilit y   o f   t h cir cu it   [ 76] .   L ia n g   et  a l.   h as   p r esen ted   s m all - s ig n al  m o d eli n g   f o r   t h b i d ir ec tio n al  q Z S   b y   t h cir cu it - av er a g i n g   tech n iq u e.   I is   r ev ea led   th at  th o s cillatio n   in   th m o d u lat io n   r atio   co u ld   b e   tr ig g er ed   b y   t h AC   cu r r e n t   co n tr o ller ,   d u to   th m a g n it u d m ar g i n   is s u ca u s ed   b y   th i m p ed an ce   n et w o r k ,   an d   th en   in s tab ilit y   in   t h e   i m p ed an ce   n et w o r k   ca n   b o b s er v ed ,   in clu d i n g   t h s y s te m   in p u cu r r en t,  w h ich   i s   v alid ated   ex p er im e n tal l y   [ 77] .   Ma h m o u d i   et  a l.   h av p r ese n t ed   to r q u r ip p le  m in i m izat io n   m eth o d   f o r   P MSM   d r iv s y s te m   t h a t   u tili ze s   a   m o d i f ied   q Z S I .   T h p r o p o s ed   m o d if ied   q Z n et w o r k   is   d esi g n ed   b y   ad d in g   an   e x tr s w itc h i n g   d ev ice  to   t h co n v en tio n al  q Z to p o lo g y   a n d   p r o v id es  w i d er   r an g o f   ca p ab ilit ies  f o r   in v er ter   in p u v o ltag e   co n tr o e. g .   b o th   s tep - u p   a n d   s tep - d o w n   o p er atio n .   I also   all o w s   f o r   m o d i f icatio n   o f   t h tr ad itio n al  s w i tch i n g   s eq u en ce   s e lectio n   s c h e m wh en   u s i n g   th SVM   f o r   s w itc h in g .   T h p r o v id ed   f lex ib ilit i es  ar lev er ag ed   to   d ev elo p   co n tr o s y s te m   t h at  m i n i m izes  t h to r q u r ip p les  d u r in g   P MSM   o p er atio n   w h ile  s ati s f y i n g   co n v e n tio n al  co n tr o o b j ec tiv es  s u c h   as  s h a f s p ee d   co n tr o l.  T h co n tr o s y s te m   i s   co m p r i s ed   o f   an   i n p u t   v o ltag o p ti m izatio n   s u b s y s te m   w it h   t h g o al  o f   to r q u r ip p le  m i n i m izatio n   w h ic h   p r o v id es  th r ef er e n ce   f o r   ca s ca d ed   m o d u lated   m o d e p r ed ictiv co n tr o ( MM P C )   s u b s y s te m   f o r   th m o d i f ied   q Z n et w o r k   co n tr o l,   an d   m o to r   s id p r ed ictiv co n tr o s u b s y s te m .   T h co n tr o s y s te m   e m p lo y s   a   n e w   s w itc h i n g   s eq u en ce   s elec tio n   s c h e m f o r   SVM  m o d u latio n   to   f u r t h er   r ed u ce   P MSM   to r q u r ip p les.  E x p e r i m en tal  r esu lt s   ar p r o v id ed   to   v alid ate  th th eo r etica l o u tco m e s   [ 78] .   Z h u   e a l.   p r o p o s ed   n e w   h i g h   b o o s q Z SI   w it h   co m b i n ed   t w o   q u a s i - Z - s o u r ce   n et w o r k s ,   w h ic h   h a s   co m m o n   g r o u n d   b et w ee n   th in p u s o u r ce   a n d   th i n v er te r   b r id g e,   h av i n g   h i g h er   b o o s ca p a b ilit y ,   r eq u ir es   s m al ler   i n d u cta n ce   a n d   ca p ac i tan ce   v al u es   at  t h i m p ed an ce   n et w o r k ,   ac h ie v es   lo w er   v o lta g s tr ess   ac r o s s   th e   ac tiv s w itc h i n g   d ev ice s ,   a n d   h as   h ig h er   m o d u latio n   i n d e x   f o r   th e   i n v er ter   b r id g e   to   i m p r o v t h o u tp u t   w a v e f o r m   q u al it y .   T h to p o lo g ical  co n f i g u r atio n ,   o p er atin g   p r in cip les,  p o w er   lo s s   an al y s i s ,   an d   p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   w i th   o th er   h i g h   b o o s ( q )   Z SIs   ar p r esen ted .   S i m u latio n s   a n d   e x p er i m e n tal  r esu lt s   ar m ad to   v alid ate  th a f o r e m e n tio n ed   ch ar ac ter is tic s   [ 79] .   Yag h o u b i   et  a l.   pr o p o s ed   o p e n - c ir cu it  f au l d iag n o s i s   in   th r ee - p h a s q Z SI .   T h is   m et h o d   is   m o r e   co s t - e f f ec tiv e   s i n ce   n o   u ltra - f a s t p r o ce s s o r   o r   h i g h - s p ee d   m e asu r e m en t   is   r eq u ir ed   an d   it i s   in d ep en d e n t o f   t h e   lo ad   co n d itio n .   T h p r o p o s ed   alg o r it h m   i n cl u d es  t w o   co n s ec u ti v s tag e s o p en   cir cu i d etec tio n   a n d   f au l t   lo ca tio n   id en ti f icatio n .   W h e n   b o th   s tag e s   o f   th o p en   cir cu i f au l d iag n o s is   al g o r ith m   ar e   d o n e,   r e d u n d an t   leg   is   ac tiv ated   a n d   u ti lized   in s tead   o f   th f ailed   le g .   T h ac cu r ac y   o f   th m et h o d   is   co n f ir m ed   b y   t h e   ex p er i m e n tal  r es u lts   f r o m   lo w - v o l tag q - Z SI  p r o to ty p e   [ 80] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.