I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv e  S y s t em s   ( I J P E DS)   Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 2 4 ,   p p .   2 2 8 7 ~ 2 2 9 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 5 .i 4 . p p 2 2 8 7 - 2 2 9 5       2287     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Sing le - pha se f iv e  lev el mo dified  ne utral po int  clam p ed grid  co nnected  inverte r t o po lo g y  wit h f r o nt - end  cho pper   co ntrol o f  DC - link  capa cito r vo ltag es       Y .   Sra v a n  K um a r 1 ,   T .   M ura li  K rish na 2 ,   Yesura t na m   G ud uri 1   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   O sman i a   U n i v e r s i t y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   C h a i t a n y a   B h a r a t h i   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u n   8 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J u n   1 3 ,   2 0 2 4       Co n v e n ti o n a ll y ,   o n ly   t h e   sta n d a l o n e   o p e ra ti o n   o f  a   sin g le - p h a se   fa u lt   to lera n t - b a se d   5 - le v e l  n e u tral  p o i n t  c lam p e d   (S P F T - 5L - N P C)  i n v e rter  wit h   two   stiff   DC  so u rc e s  h a s  b e e n   e x p lain e d   with   c o n sid e ra ti o n   o f  p h a se   d isp o si ti o n   p u lse   wid th   m o d u lati o n   ( P D - P WM )  te c h n iq u e .   In   t h is  to p o l o g y ,   t h e   b i d irec ti o n a l   sw it c h   a rra n g e m e n t  c o n sists   o f   fo u r   d io d e s  a n d   o n e   IG BT  sw it c h .   T h is  a rra n g e m e n t  in h e re n tl y   i n c re a se s   c o n d u c ti o n   l o ss e s  o f  to p o l o g y .   G e n e r a ll y ,   a n y   NPC  i n v e rter  t o p o lo g y   su ffe rs  fro m   a   DC - li n k   c a p a c it o r  v o lt a g e   (DCL - CV)  b a lan c in g   issu e .   I n   th e   c o n v e n ti o n a l  c o n tri b u t io n   o f  wo r k ,   a u th o rs  h a v e   n o t   d isc u ss e d   th e   fro n t - e n d   v o lt a g e   b a lan c i n g   issu e .   Th is  st u d y   d e sc rib e s  th e   e x ten sio n   w o rk   o f   a   si n g le - p h a se   g ri d   c o n n e c ti o n   wit h   a   m o d ifi e d   5 L - N P C   (M 5 L - NPC)  i n v e rter  t o p o l o g y ,   tak in g   i n to   a c c o u n t  th e   a fo re m e n ti o n e d   c o n c e rn s.  In   t h is  t o p o lo g y ,   th e   sim p le  fro n t - e n d   c h o p p e r  c ircu it   h a s  b e e n   u ti li z e d   t o   b a lan c e   th e   DCL - CVs   a n d   to   re d u c e   c o n d u c ti o n   l o ss e s,  a n o th e r   a rra n g e m e n t  o f  b i d irec ti o n a l  sw it c h   h a s  b e e n   u t il ize d .   I n   th is  p a p e r,   b o th   sta n d a lo n e   a n d   g rid   c o n n e c ti o n s  o f  M 5 L - NPC   to p o lo g y   h a v e   b e e n   e x p lai n e d   a lo n g   wit h   c o n tro l  o f  DCL - CVs .   Th e   g rid - c o n n e c ted   imp o rta n t  o b j e c ti v e s  o f  a c ti v e   p o we r  c o n tro l  (A P C),   re a c ti v e   p o we r  c o n tro l  (RP C),   a n d   in jec ti n g   sin u so i d a l  c u rre n t  wit h   l o w  h a rm o n ic  d ist o rti o n   h a v e   b e e n   d isc u ss e d   th o r o u g h l y   c o n sid e ri n g   a   sim p le co n tr o l  stra teg y .   K ey w o r d s :   Activ e  p o wer   co n tr o l   Gr id - co n n e cted   in v e r ter   L o w  h ar m o n ic  d is to r tio n   Pu ls e  wid th   m o d u latio n   R ea ctiv e  p o wer   co n tr o l   T h is i s  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 :   Y .   Sra v an   Ku m ar   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   U n iv er s ity   C o lleg e  o f   E n g in ee r i n g ,   Osma n ia  Un iv e r s ity   Hy d er ab ad ,   T elan g a n a,   I n d ia   E m ail:  y . s r av an 1 6 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   m u ltil ev el  in v er ter s   ( ML I s ) ,   th e  lo wer   d v /d t  m in im izes  elec tr o m ag n etic  in ter f er en ce ,   wh ile  th e   in cr ea s ed   n u m b er   o f   co m p o n en ts   m ay   l o wer   r eliab ilit y .   T o   o b tain   h i g h er   r eliab ilit y ,   t h e  f au lt  t o ler an ce   o f   m u ltil ev el  s tr u ctu r es  s er v es  as   a  co m p en s atin g   f ac to r   [ 1 ] .   A s   th e  n u m b er   o f   lev els  r is es,  t h e  tr ad itio n al  NPC   in v er ter   d esig n   r esu lts   in   u n e v en   lo s s es  in   th e  s em ico n d u ct o r   co m p o n e n ts   in cr ea s es  co s t,  an d   d ec r ea s es  th e   r eliab ilit y   [ 2 ] .   T h e  tr a d itio n al  f ly in g   ca p ac ito r   ( FC )   b ased   ML I s   n ee d   a  lar g e  n u m b er   o f   F C s ,   an d   ad d itio n al   v o ltag e  s en s o r s   ar e  n ee d ed   to   b alan ce   th ese  ca p ac ito r s .   T h en   it  lead s   to   lo wer   r eliab ilit y   as  g o in g   to   h ig h er   lev els [ 3 ] .   T h e  ca s ca d ed   H - B r id g e   ( C HB )   ML I   to p o lo g ies  o f f er   h ig h e r   m o d u lar ity   an d   d e p en d ab ilit y .   No n eth eless ,   a  g r ea ter   q u an tit y   o f   s ep ar ate  DC   s o u r ce s   is   r e q u ir ed   [ 4 ] .   I n   co m p ar is o n   to   th e  FC   an d   NP C - ML I   to p o lo g ies,  t h e  n ested   n eu tr al   p o in t  clam p ed   ( NNPC )   to p o lo g y   f ea t u r es  f ewe r   clam p in g   d i o d es  an d   f ewe r   FC s ,   b u t  it  is   less   r eliab le  d u e  t o   u n ev en   v o ltag e  d is tr ib u tio n   o n   s witch es  [ 5 ] .   A   f iv e - le v el  F - ty p e  in v er ter   to p o lo g y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 2 4 :   228 7 - 2 2 9 5   2288   is   s u g g ested   in   [ 6 ] ,   h o wev e r   th e  m ea n in g   o f   d ep en d ab ilit y   is   n o t  clar if ied .   T h e  ca r r ie r - o v er la p p ed   PW M  s o lu tio n   is   p r o p o s ed   to   a d d r e s s   th e  n eu tr al  p o in t  v o ltag e  d is p ar ity   is s u e  in   th e  tr ad itio n al  5 L - NPC   in v er ter   d esig n   [ 7 ] ,   h o we v er ,   th e  r eliab ilit y   co n ce p t h as n o t b ee n   ad d r ess ed .   T h e  id ea   o f   r eliab ilit y   is   n o t  d e s cr ib ed   in   [ 8 ] ,   wh ich   d is cu s s es   o n ly   a  ca p ac ito r   v o ltag e  b ala n cin g   with   th e  u tili za tio n   o f   r e d u n d an t  s ta tes  f o r   th e   tr ad itio n al  5 L - FC - b ased   in v er ter   to p o l o g y .   A  h y b r id   ML I   to p o lo g y   is   s u g g ested   in   [ 9 ] ,   h o wev er ,   to   p r o v id e  5 L - o u tp u t  v o ltag e ,   m o r e  co m p o n en ts   ar e  r eq u i r ed .   A  5 L - H - B r id g e  ty p e  NPC   in v er ter   to p o lo g y   with o u t  f au lt  to ler an ce   co n ce p t  u s in g   an   im p r o v e d   PW M  ap p r o ac h   is   d escr ib ed   in   [ 1 0 ] ,   h o wev er ,   t h is   d esig n   also   r eq u ir es a   h ig h er   c o m p o n en t c o u n t .     A  SP FT - 5L - NPC   to p o lo g y   with   r ed u n d an t states   is   d escr ib ed   in   [ 1 1 ] .   Ho wev e r ,   th is   ju s t e x p lain s   th e   s tan d alo n e  o p er atio n   an d   th e   a u th o r s   h av e   n o t   d escr ib ed   th e   DC L - C V  b alan ce   p r o b lem   als o .   Sev er al   to p o lo g ies  with   co m m o n   DC   lin k s   h av e  b ee n   laid   o u t  in   th e  liter atu r e  [ 1 2 ] .   A  s u m m ar y   o f   v a r io u s   f au lt - to ler an t  ML I   to p o lo g ies  ca n   p o ten tially   p r o v id ed   in   [ 1 3 ] .   T h e  r esu lt   [ 1 4 ] - [ 1 6 ] ,   v ar i o u s   DC L - C V  b alan ci n g   co n tr o l  s tr ateg ies  h av e  b ee n   ex p lain e d   b u t  th ese  ar e  co m p lex .   Hen ce ,   it  is   n ec e s s ar y   to   d ev elo p   a  s im p le  co n t r o l  s tr ateg y   to   a p p ly   all  co m m o n   DC - lin k - b ased   in v er ter   to p o lo g ies to   en s u r e  s af e  o p er atio n .   Asi d e  f r o m   th is ,   im p r o v in g   th e  q u ality   o f   th e  o u tp u t  v o ltag e   f o r   an y   ML I   d esig n   also   d e p e n d s   o n   th e   PW M  im p lem en tatio n .   Alth o u g h   s p ac e  v ec to r   m o d u latio n   s tr ateg ies  f o r   NP C - ML I   t o p o lo g y   h av e  b ee n   r ev iewe d   in   [ 1 7 ] ,   th e   in tr icac y   o f   co n tr o l  b ec o m es  b u r d e n s o m e  as  o n e  m o v es  to   h ig h er   lev els.  Sev er al  k in d s   o f   m u lti - ca r r ier   PW M  s ch em es  h av e  b ee n   d is cu s s ed   in   [ 1 8 ] .   I n   th ese,   th e  PD - P W M  g iv es  an   ex ce llen t  h ar m o n ic   p r o f ile  b u t  im p lem e n tatio n   n ee d s   m o r e  tr ian g u lar   ca r r ie r   s ig n als.  An   ab s o lu te  f u n ctio n   u n ip o lar   PD - PW M   ( UPD - PW M)   h as  b ee n   r ep o r te d   in   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ]   to   s im p lify   th e  PD - PW M  s tag e.   T h e  tr ian g u la r   ca r r ier   co u n t  ca n   b e  cu t in   h alf   with   th is   UPD - PW M  s tr ateg y .   T h e  DC L - C V   a cc o u n ts   f o r   t h e   c o m p l ete   g r i d   c o n n e cti o n   w h i le  t ak in g   H - b r i d g e  to p o l o g y   i n to   ac co u n t   [ 2 1 ] .   I t   is   b al an ce d   t h r o u g h   t h e   b a tte r y   u s in g   a   b i d ir ec ti o n al   c o n v er te r .   T h e   s l id in g   m o d e   c o n t r o l   a p p r o ac h   f o r   a   1 - p h as e  g r id - co n n e cte d   H - B r i d g e  i n v er te r   t o p o l o g y   h as  b ee n   d o c u m e n te d   in   [ 2 2 ] .   T h e  p h as e - l o c k e d   lo o p   ( PL L ) ,   wh i ch   h as  b ee n   ex p l ai n e d   in   [ 2 3 ] ,   is   g e n e r a ll y   co n s i d e r ed   t o   b e  c r u ci al  wh e n   t h i n k i n g   a b o u t  an y   g r i d   o p e r at io n .   T h e   g r i d   c o n t r o l  a p p r o a ch   b a s ed   o n   th e   o r t h o g o n a l  s ig n al   g e n e r a to r   ( OSG )   a n d   f e at u r i n g   tw o   p r o p o r ti o n a l - in t eg r al  ( P I )   co n t r o ll er s   w as  d o c u m en te d   i n   [ 2 4 ] .   A   d q - f r am e   c o n t r o l   s c h e m e   f o r   g r i d   o p e r at io n   h as  b ee n   d is c lo s e d   in   [ 2 5 ] .   F o r   g r i d   o p e r ati o n ,   t h e   l in ea r   q u ad r a tic   co n t r o lle r   h as   b ee n   d es cr i b ed   i n   [ 2 6 ] .   A   s i m p le   c o n t r o l   tec h n i q u e  m u s t   b e  n e e d e d   b ec au s e  all   o f   t h e   e x is t in g   g r i d - c o n n ec te d   c o n tr o l   s t r at e g ies   a r e   c o m p l ica te d .   I n   th is   p ap e r ,   th e  DC L - C V  b alan cin g   a n d   s in g le - p h ase  g r id   co n n ec tio n   with   v ar io u s   d y n am ic   in v esti g atio n s   h av e  b ee n   d is c u s s ed   b y   tak in g   in to   ac co u n t  th e  m o d if ied   SP FT - 5L - NPC   to p o lo g y .   T h e  DC L - C Vs  ar e  b alan ce d   b y   em p lo y in g   a  s tr aig h tf o r war d   c h o p p er - b a s ed   co n tr o l  m eth o d ,   wh ich   wo r k s   with   all  p o p u lar   DC - lin k   ML I   t o p o lo g ies.  A  s t r aig h tf o r wa r d   c u r r e n t  co n tr o l   ap p r o ac h   h as  b ee n   u s ed   to   ex p lain   s in g le - p h ase  g r id   o p e r atio n ,   wh ic h   r ed u ce s   co m p u tatio n   e f f o r t.   T h e  r est  o f   th e  p ap er wo r k   is   o r g an ize d   as  f o llo ws.  I n   s ec ti o n   2 ,   th e  cir cu it  d escr ip tio n   o f   t h e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   g r id - co n n ec ted   in v er ter   ( GC I )   to p o lo g y   an d   co n tr o l  s tr ateg y   f o r   b alan cin g   DC L - C Vs  h av e  b ee n   d is cu s s ed .   I n   s ec tio n   3 ,   th e   co n tr o l   s tr ateg y   f o r   g r id   co n n ec ted   o p er atio n   ( GC O)   h as  b ee n   ex p lain ed .   I n   s ec tio n   4 ,   th e  s im u latio n   r esu lts   o f   b o th   s tan d alo n e  an d   GC O  h av e   b ee n   ex p lain e d .   I n   s ec tio n   5 ,   t h e  co m p ar ativ e  s tu d y   b etwe en   co n v en tio n al  an d   ex ten s io n   w o r k   o f   th e  p r o p o s ed   to p o lo g y   h as b ee n   d is cu s s ed .   Fin ally ,   co n clu s io n s   ar e  r ep o r t ed .       2.   CIRCU I T   D E SC RIPT I O N   O F   P RO P O SE D  M 5 L - NP C  G CI  T O P O L O G Y  AND   CO NT RO L   ST RA T E G Y  F O R  B AL AN CING   DCL - C VS:   CH O P P E R  CIRCU I T   2 . 1 .   Circ uit  des cr i ptio n o f   pro po s ed  M 5 L - NP C  G CI t o po lo g y   I n   th e   liter atu r e,   o n l y   th e   s tan d - alo n e   o p er atio n   o f   an   SP FT - 5L - NPC   in v er ter   t o p o lo g y   h as  b ee n   d is cu s s ed   [ 1 1 ] .   T h e  c o n v e n tio n al  SP FT - 5L - NPC   in v er ter   to p o lo g y   is   d ep icted   in   Fig u r e  1 .   Ho wev e r ,   th is   to p o lo g y   n ee d s   two   DC   s o u r ce s   an d   th e  co n v en tio n al  b id ir ec tio n al  s witch   with   f o u r   d io d es  in cr ea s es  co n d u ctio n   lo s s es.  T h e  f r o n t - e n d   v o ltag e  b alan cin g   p r o b lem   h as n o t  b ee n   c o v er e d   b y   au t h o r s   in   th e  t r ad itio n al   co n tr ib u tio n   o f   wo r k .   T o   ex p lain   th e  g r id   co n n ec tio n   o p er atio n ,   a  M 5 L - NPC   in v er ter   to p o lo g y   h as  b ee n   p r o p o s ed   an d   it  is   d ep icted   in   Fig u r e  2   wh ich   is   a  m o d if ie d   v er s io n   o f   SP FT - 5L - NPC   to p o lo g y .   I t  co n s is ts   o f   o n e  DC   s o u r ce   alo n g   with   a   ch o p p er   co n t r o l  cir c u it  an d   to   r ed u ce   co n d u ctio n   lo s s es,  th e   co n v en tio n al   b id ir ec tio n al  s witch   h as  b ee n   r ep lace d   with   two   d io d es  an d   two   I GB T s   wh ich   ar e  co n n ec ted   in   an ti - p ar allel.   T h e  n ew  co n n ec ted   b i d ir ec tio n al  s witch   is   o p er atin g   u n d e r   a  co m m o n   em itter   ( C E )   co n f i g u r atio n   th er eb y   o n ly   o n e  g ate  d r iv er   cir c u it is   n ee d ed .     T h e  f r o n t - en d   c h o p p er   cir cu it  co n s is ts   o f   two   I GB T   s witch es ,   o n e  r esis to r ,   o n e  in d u cto r ,   a n d   two   DC - lin k   ca p ac ito r s .   T h is   in d ep en d en t  ch o p p e r   cir cu it  ea s ily   p r o v id es  an   eq u al  am o u n t  o f   b alan c in g   v o ltag es  at  DC - lin k   ca p ac ito r s   ( C 1  an d   C 2 )   an d   th e  r esp ec tiv e  co n tr o l  ac tio n   h as  b ee n   ex p lain e d   in   th is   s u b - s ec tio n .   At  th e  en d ,   an   in d u ct o r   f ilter   an d   g r id   h a v e  b ee n   co n n ec ted   t o   th e  to p o lo g y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S in g le - p h a s e  five  leve l m o d ified   n eu tr a l p o in t c la mp ed   g r id   c o n n ec ted   i n ve r ter   …   ( Y .   S r a va n   K u ma r )   2289   Af ter   b alan cin g   th e  DC L - C Vs   with   ch o p p er   co n tr o l,  th e  s wit ch in g   o p er atio n   o f   th e  in v er te r   to p o lo g y   at  ea ch   s tate  is   im p o r tan t  a n d   it  is   d ep icted   in   T a b le  1 .   T o   p r o d u ce   0   V dc ,   t h e  s witch es  S 2 - S 3 - S 5  s h o u ld   b e   tu r n e d   ON,   an d   th e  r em ain in g   ar e   in   th e  OFF  s tate.   B y   tu r n in g   ON  th e  o n e   o f   r ed u n d a n t  s tates  o f   S 1 - S 2 - S 5   s witch es,  th e  in v er ter   g en e r ates 0 . 5   V dc   at  th e  o u tp u t.  T o   p r o d u ce   1 Vd c,   th e  s witch es S 1 - S 2 - S 7  s h o u ld   b e  tu r n ed   ON,   an d   th e  r em ain in g   ar e  in   t h e  OFF s tate.   B y   tu r n in g   ON  S 2 - S 3 - S 6   s witc h es,  th e  in v e r ter   g e n er ates  - 0 . 5   V dc   at  th e  o u tp u t.   Similar ly ,   to   p r o d u ce   - 1   V dc ,   th e  s witch es  S 3 - S 4 - S 6   s h o u ld   b e   tu r n e d   ON,   an d   th e   r e m ain in g   a r e  in   th e   OFF  s tate.   Fin ally ,   th e   to p o lo g y   p r o v id es   f iv e   lev els at  t h e  o u tp u t w ith   p ea k   v alu es  o f   ± 1 V dc .   At  ea ch   s tag e,   o n l y   th r ee   s witch es a r e  c o n d u ctin g   an d   else a r e  in   OFF m o d e.   T h e  d r awb ac k   o f   th is   to p o lo g y   is ,   it p r o v i d es o n ly   u n ity   g ain .       V D C 1 L O A D V D C 2 S 6 S 5 S 7 S 1 S 2 S 3 S 4 D 1 D 2 X Y S 5 C o n v e n t i o n a l   S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 A B R d c L d c L g r i d I g r i d V g r i d C 1 C 2 V d c D 1 D 2 X Y     Fig u r e  1 .   C o n v en tio n al  SP FT - 5L - NPC     in v er ter   to p o lo g y     Fig u r e  2 .   Pro p o s ed   M5 L - NPC   GC I   to p o lo g y - ex ten s io n   o f   wo r k       T ab le  1 .  Switch in g   o p er atio n   S .   N o   V XY   O N   S t a t e   S w i t c h e s   1.   0   V dc   S 2 - S 3 - S 5   2.   0 . 5   V dc   S 1 - S 2 - S 5    3.   1   V dc   S 1 - S 2 - S 7   4.   - 0 . 5   V dc   S 2 - S 3 - S 6   5.   - 1   V dc   S 3 - S 4 - S 6       2 . 2 .   Co ntr o l st ra t eg y   f o r  ba l a ncing   DCL - CVs:  C ho pp er   circ uit   I n   F ig u r e   2 ,   t h e   d o tte d   l in e   p o r tio n   r e p r ese n ts   th e   c h o p p er   ci r cu i t,   an d   t h e   r esp ec t i v e   p r o p o s ed   co n t r o l  s tr a te g y   is   d ep ict ed   i n   Fi g u r e  3 .   I n   th is   c o n t r o l  s t r a te g y ,   R O   in d i ca t es  t h e  r el ati o n al   o p er at o r   a n d   PB   i n d i ca t es   th e   p r o d u ct   b l o c k .   F ir s tl y ,   s e n s e  ea c h   DC L - C V   ( V c1   a n d   V c2 )   a n d   c o m p a r e   wit h   t h e   r e f e r e n c e  h a lf   o f   DC - b u s   v o lta g e.   T h e  o b ta in e d   o u t p u ts   h a v e   b e en   m u lti p li e d   an d   it   g i v es  r es p e cti v e   s w itc h i n g   p u ls es  t o   A  an d   B   s wit ch es.   F i n a l l y ,   ca p a c i t o r s '   c o r r e s p o n d i n g   c h a r g i n g   a n d   d i s c h a r g i n g   o p e r a t i o n   t h r o u g h   R dc   a n d   L dc   l e a d s   t o   b a l a n c i n g   t h e   c a p a c i t o r   v o l t a g es   a t   t h e   d e s i r e d   r e f e r e n c e   v o l t a g e   l e v e l .   T h e   i m p l e m e n t at i o n   o f   t h e   c h o p p e r   c o n t r o l   s t r a t e g y   is   s i m p l e   a n d   it   is   e f f ec t i v e l y   s u i t a b l e   f o r   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   f r o n t - e n d   D C - li n k - b a s e d   i n v e r t e r   t o p o l o g i e s .   T o   attain   th e  g r id - co n n ec ted   o b jectiv es  o f   APC ,   R P C ,   an d   in jectin g   s in u s o id al  cu r r en t   with   lo w   h ar m o n ic   d is to r tio n ,   a   p r o p er   s im p le  co n tr o l  s tr ateg y   s h o u l d   b e   r eq u ir ed   to   r ed u ce   th e   co m p u tatio n al   b u r d en   o n   th e  r ea l - tim e  p r o ce s s o r   u n it s .   Fig u r e  4   r ep r esen ts   a  co n v e n tio n al  d q - f r am e - b ased   cu r r en t  co n tr o l  s tr ateg y   f o r   1 - p h ase  g r id - co n n ec ted   s y s tem s .   I n   th is ,   th e   im p lem en tati o n   r e q u ir es  m o r e  tr an s f o r m ati o n   b lo c k s ,   m o r e  PI  co n tr o ller s   ( ted io u s   tu n in g ) ,   a n d   m o r e  m ath em atica l o p er ati o n s .       V C 1 A B R O R O R O R O R e f .   V o l t a g e V C 2 P B P B     Fig u r e  3 .   Pro p o s ed   c o n tr o l str ateg y   f o r   ch o p p er   ci r cu it     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 2 4 :   228 7 - 2 2 9 5   2290   P D - P W M C u r r e n t   C o n t r o l l e r ( P I ) S i n g l e   P h a s e   α β   g e n e r a t i o n P L L S i n g l e   P h a s e   α β   g e n e r a t i o n V D C = I N V E R T E R B e t a α β d q + + V q + L w I d V d - L w I q + + + I d r e f + - - I d I q α β d q w t V g V α V β α β d q w t V d V q w t G r i d I q r e f I α I β L C L   F I L T E R L 1 L 2 C G a i n C O N V E N T I O N A L     Fig u r e  4 .   C o n v en tio n al  d q - f r a m e  co n tr o l stra teg y :  g r id   o p er atio n       Af ter   g en er atin g   a  m o d u latin g   s ig n al  f r o m   th e  c o n tr o l  al g o r i th m ,   at  th e  en d   s tag e  o f   im p le m en tatio n ,   th e  au th o r s   h a v e  g en er ally   u s e d   th e   co n v en tio n al   PD - PW M  tech n iq u e.   I n   th is   PW M  tech n iq u e,   to   g e n er ate  a   f iv e - lev el  o u t p u t,  f o u r   tr ian g u l ar   ca r r ier s   ar e  r eq u ir ed   an d   th e   r est  o f   th e  im p lem en tatio n   p r o ce s s   also   in cr ea s es.     T o   r ed u ce   th e  co m p lex ity   o f   t h e  g r id   o p e r atio n   co n tr o l  s tr ateg y   alo n g   with   th e  PW M  s tag e,   a  s im p le  co n tr o l  s tr ateg y   h as  b ee n   im p lem e n ted   to   attain   all  r eq u ir e d   o b jectiv es  an d   it  is   ap p lied   to   th e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   to p o lo g y .   T h e  p r o p o s ed   g r id - c o n n ec te d   c u r r e n t  co n t r o l  s tr ateg y   alo n g   wi th   th e  UPD - PW M  tech n iq u e   is   d ep icted   in   Fig u r e   5 .   T h e   UPD - PW M  tec h n iq u e   h as  b ee n   ad o p ted   f r o m   [ 1 9 ] ,  [ 2 0 ] .   I ts   im p lem en tatio n   n ee d s   o n ly   t wo   ca r r ier   s ig n als  to   g en er at e  a  5 - lev el  o u t p u t  v o ltag e  a n d   th e  r est  o f   th e   im p lem en tatio n   is   also   s im p le  as c o m p ar ed   with   t h e  PD - PW M  tech n iq u e.   T h e  o p er atio n   o f   th e  p r o p o s ed   g r id - co n n ec ted   cu r r en t  co n tr o l  s tr ateg y   h as  b ee n   ex p lain ed   in   th e   f o llo win g   s tep s .   I ts   im p lem e n t atio n   is   s im p le  as   co m p a r ed   w ith   th e  t r ad itio n al   d q - f r am e   co n tr o l stra teg y   alo n g   with   th e  PW M  s tag e.   a.   I n   GC O,   f ir s tly ,   s en s e  th e  g r id   v o ltag e  ( V grid )   a n d   g r id   cu r r en t ( I grid ).   b.   T h e  V grid  is   f ed   to   a  PLL   a n d   it   p r o v i d es g r id   s y n c h r o n izatio n .   c.   T h e  o b tain e d   o u t p u t is  f ed   to   th e  s in u s o id al  ter m .   d.   T h is   ca n   b e  m u ltip lied   with   a  p ea k   v alu e  o f   th e  g r id   cu r r en t   ( I peak )   an d   it  g iv es  th e  r ef er en ce   v alu e  o f   th e   in jecte d   g r id   c u r r en t  ( I ref ).   e.   T h e  I r ef   is   co m p ar e d   with   I g r id   an d   t h e  er r o r   o u tp u t is f ed   t o   th e  PI  co n tr o ller .   f.   T h e  PI  o u tp u t g iv es a   r ef er en c e  s ig n al  f o r   th e   PW M  s tag e.   g.   T o   g en e r ate  th e  n ec ess ar y   s witch in g   p u ls es,  th e  UPD - PW M  h as b ee n   em p l o y ed .   h.   Fin ally ,   th e  co m p lete  c o n tr o l s tr ateg y   p r o v id es a ll th e  o b jectiv es o f   a  g r id - co n n ec ted   s y s te m .       V g r i d P L L P I I g r i d ˆ p e a k I r e f I U P D - P W M   S w i t c h i n g   P u l s e s s i n ( ) t w R e f .   S i g n a l A b s S w i t c h i n g S t a t e G e n e r a t o r ( S S G 1 ) S w i t c h i n g S i g n a l G e n e r a t o r ( S S G 2 ) 0 C a r r i e r - 1 C a r r i e r - 2 S w i t c h i n g   P u l s e s + - + - + - U P D - P W M     Fig u r e  5 .  Co n tr o l stra teg y   f o r   p r o p o s ed   M5 L - NPC   to p o lo g y :   GC O   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S in g le - p h a s e  five  leve l m o d ified   n eu tr a l p o in t c la mp ed   g r id   c o n n ec ted   i n ve r ter   …   ( Y .   S r a va n   K u ma r )   2291   3.   SI M UL A T I O N  R E S UL T S:  ST AND AL O N E   AND  G CO - P L E C S T O O L   3 . 1 .   Sta nd a lo ne  o pera t io n:  R  a n d RL - lo a ds   B ef o r e  g o in g   to   GC O,   th e   p r o p o s ed   wo r k   h as  b ee n   test ed   in   s tan d alo n e  m o d e   with   o n ly   co n s id er atio n   o f   th e  UPD - PW M  tech n iq u e.   Her e  t h e  s tan d alo n e  o p er atio n   is   n o th in g   b u t  r esis tiv e  an d   in d u ctiv e  lo ad s   o n ly .   I n   s tan d alo n e  o p er atio n   th e  v a lu e  o f   th e  s witch in g   f r eq u en cy   co n s id er ed   is   5   k Hz.   B y   co n s i d er in g   UPD - PW M   tech n iq u e   th e  n u m b e r   o f   tr ia n g u lar   ca r r ier s   ca n   b e   r e d u ce d   to   h alf   as   co m p a r ed   with   l ev el  s h if ted   PW M  tech n iq u e.   T a b le  2   r ep r esen ts   s im u latio n   p ar am eter s   f o r   th e  s tan d alo n e  m o d e.     B y   co n s id er in g   th e   s tep   c h an g e  o f   lo ad   ( R   to   R L )   a n d   s tep   ch an g e  o f   m o d u latio n   i n d ex   ( MI )   =1   to   0 . 5   at  t=0 . 0 6   s ec ,   th e   f o llo win g   s i m u latio n   r esu lts   ar e   o b tain ed   wh ich   ar e   d ep icted   in   Fig u r e  6 .   I n   th is ,   th e   f ir s t   r esu lt r ep r esen ts   UPD - PW M  t ec h n iq u e  with   MI = 1   to   0 . 5 .   T h e  s ec o n d   an d   th ir d   r esu lts   s h o w  DC L - C Vs  wh ich   ar e  b alan ce d   at  2 0 0   V  with   les s   v o ltag e  r ip p le.   T h e   f o u r th   r es u lt  s h o ws  in v er ter   o u tp u t   v o lta g e  ( I OV:  V XY )   an d   it  g iv es  5   lev els  with   a  p ea k   v alu e  o f   ± 4 0 0   V  at  MI =1 . 0   an d   s im ilar ly ,   it  g en er ated   3   l ev el s   with   a  p ea k   v al u e   o f   ± 2 0 0   V  at  MI = 0 . 5 .   T h e  f in al  r esu lt  r e p r esen ts   th e  co r r esp o n d in g   s tep   c h an g e   o f   lo ad   cu r r en t  wav ef o r m s .   I n   th e  r esis tiv e  lo ad   o p er atio n   with   MI =1 . 0 ,   t h e  p ea k   v alu e  o f   lo ad   cu r r en t  a p p r o x im ately   at  4   A  h as  b ee n   o b tain ed .   Similar ly ,   in   th e  R L - lo ad   o p er atio n   wit h   MI =0 . 5 ,   th e  p e a k   v alu e  o f   lo ad   cu r r en t  is   ap p r o x im atel y   1 . 8 5   A  h as  b ee n   o b tain ed .   E v e n   s tep   ch an g e  o f   lo ad   an d   s tep   ch an g e  o f   MI ,   th e  ch o p p e r   co n tr o l  s tr ateg y   e f f ec tiv ely   b alan ce s   th e  DC L - C Vs at  th e  d esire d   v o ltag e  lev el.       T ab le  2 .  Simu latio n   p ar am eter s - s tan d alo n e  o p e r atio n   S .   N o   P a r a me t e r     V a l u e   1.   R e si st o r - l o a d   1 0 0   Ω   2.   I n d u c t o r - l o a d   80   mH   3.   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   5   k H z   4.   DC - l i n k :   V dc   4 0 0   V   5.   C h o p p e r - C 1   1 0 0 0   μF   6.   C h o p p e r - C 2   1 0 0 0   μF   7.   C h o p p e r - R dc   0 . 1   Ω   8.   C h o p p e r - L dc   0 . 0 1   mH           Fig u r e  6 .   R esu lts   f o r   M5 L - NPC   to p o lo g y :  s tan d al o n e  o p er at io n       3 . 2 .   G rid - co nn ec t ed  o pera t io n ( G CO ) :   re s ults   B y   u s in g   th e   Fig u r e   5   co n tr o l   s tr ateg y ,   th e  GC O  h as  b ee n   ex p lain ed   in   th is   s ec tio n .   T h e   r esp ec tiv e   g r id - co n n ec ted   s im u latio n   p ar am eter s   ar e  r ep r esen ted   in   T a b le  3 .   Gen e r ally ,   th e  m i n im u m   DC - lin k   v o ltag e  i n   a  s in g le - p h ase  g r id - co n n ec ted   s y s tem   ca n   b e  s elec ted   1 . 2   tim es  o f   p ea k   v alu e  o f   V grid .   T o   e x p lain   th e  GC O  o f   th e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   to p o l o g y ,   th e r e  ar e  d if f er e n t  tr an s ien t  ca s e  s tu d ies  h av e  b ee n   e x p l ain ed   in   th is   s ec tio n .     Fig u r e  7   r e p r esen ts   s im u latio n   r esu lts   f o r   GC O  with   a   s tep   c h an g e   o f   u n ity   p o wer   f ac to r   ( UPF)  to   0 . 9   lead in g   PF   at  t=0 . 0 8   s ec .   Fig u r e  8   r ep r esen ts   s im u latio n   r esu lts   f o r   GC O  with   a  s tep   ch an g e  o f   UPF  to   0 . 9   lead in g   PF   at  t=0 . 0 8   s ec .   I n   th ese  two   ca s es,  th e   in jecte d   I pea k =1 0   A  is   co n s id er e d   an d   f o r   v is ib ilit y   o f   th e  I grid  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 2 4 :   228 7 - 2 2 9 5   2292   in   s im u latio n   r esu lts ,   th e  o u ter   s id e  o f   th e  g ain   v alu e= 1 0   is   m u ltip lied   b y   th e  I grid   co m p o n e n t.  Fig u r e  9   r ep r esen ts   s im u latio n   r esu lts   f o r   GC O  u n d er   UPF o p er atio n   with   a   s tep   ch an g e  o f   I peak =5   A  t o   1 5   A.   I n   all  ca s es  with   th e  u tili za tio n   o f   t h e   ch o p p er   co n tr o l  s tr ateg y ,   b o th   DC L - C Vs  ar e  b alan c ed   at  h alf   DC - b u s   v o ltag e   =   2 0 0   V.   Her e,   th e  p r o p o s ed   ch o p p er   c o n tr o l  s tr ateg y   is   u n iv er s ally   s u itab le  to   all  s p lit  DC - lin k - b ased   in v er ter   to p o lo g ies.  T h e  in v er ter   g en er ated   5 - lev els  with   a  p ea k   v al u e  o f   ± 4 0 0   V  an d   o f   c o u r s e,   b ased   o n   r ef er en ce   I peak ,   th e   lev els  m ay   v ar y .   I n   th ese  s tu d ies,  th e  UPF  an d   lead in g /lag g in g   PF   in d icate   in jectin g   ac tiv e  an d   r ea ctiv e   p o we r   in to   th e  g r id .   All  tr an s ien t   r esu lts   with   th e  u tili za ti o n   o f   a   s im p le  p r o p o s ed   cu r r e n t   co n tr o l stra teg y   g iv e  b etter   p er f o r m an ce   ac co r d i n g   to   t h e  r ef e r en ce   v alu e  o f   I grid .        T ab le  3 .   Simu latio n   p ar am eter s - GC O   S .   N o   P a r a me t e r     V a l u e   S .   N o   P a r a me t e r     V a l u e   1.   R e si st o r - f i l t e r   0 . 0 1   Ω   6.   G r i d   f r e q u e n c y   5 0   H z   2.   I n d u c t o r - f i l t e r   3 . 5   mH   7 .   C h o p p e r - C 1   1 0 0 0   μF   3.   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   1 0   k H z   8 .   C h o p p e r - C 2   1 0 0 0   μF   4.   DC - l i n k :   V dc   4 0 0   V   9 .   C h o p p e r - R dc   0 . 1   Ω   5.   V gri d   ( P e a k )   3 2 5   V   10 .   C h o p p e r - L dc   0 . 0 1   mH             Fig u r e  7 .   R esu lts   f o r   M5 L - NPC   to p o lo g y : G C O    ( UPF to   0 . 9   lead in g   PF   with   I peak =1 0   A)     Fig u r e  8 .   R esu lts   f o r   M5 L - NPC   to p o lo g y : G C O    ( UPF to   0 . 9   lag g i n g   PF   with   I p eak =1 0   A)           Fig u r e  9 .   R esu lts   f o r   M5 L - NPC   to p o lo g y : G C O  ( UPF with   s tep   ch an g e   o f   I peak =5   A  to   1 5   A)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S in g le - p h a s e  five  leve l m o d ified   n eu tr a l p o in t c la mp ed   g r id   c o n n ec ted   i n ve r ter   …   ( Y .   S r a va n   K u ma r )   2293   Fig u r e  1 0   r ep r esen ts   th e  zo o m ed   v iew  o f   r ef er e n ce   an d   ca r r i er   s ig n als  in   GC O   at  UP F  m o d e.   I n   th is ,   th e  b lack   co l o r   r e p r esen ts   th e  u n ip o lar   r ef er e n ce   s ig n al  in   cl o s ed - lo o p   o p er atio n .   Fig u r e  1 1   s h o ws  th e  h ar m o n ic   s p ec tr u m   o f   I grid  at   UPF  o p er at io n .   I n   th is ,   t h e  f ir s t  b an d   o f   s witch in g   f r e q u en c y   h a r m o n ics  is   p lace d   at   1 0   k Hz.   I t  g iv es  t h e  p ea k   v alu e   o f   cu r r e n t=9 . 9 8 9   A   at  th e   f u n d am e n tal  f r eq u en cy   an d   p r o v id es  to tal  h ar m o n ic   d is to r tio n   ( T HD)   =   2 . 4 3 %.  I t f o llo ws  I E E E - 1 5 4 7   s tan d ar d s   an d   p r o v id es  g o o d   p o wer   q u alit y   o n   th e  u tili ty   s id e.   Fin ally ,   APC ,   R PC ,   an d   lo w  h ar m o n ic   I grid   d is to r tio n   o b jectiv es  h a v e   b ee n   ac h iev e d   s u cc ess f u lly   alo n g   with   b ala n ce d   DC L - C V s .       ( a )   R e f .   a n d   C a r r i e r   S i g n a l s :   G C O ( b )   U P F   o p e r a t i o n   o f   G r i d 0 . 0 1 . 0 2 . 0 T i m e ( S e c ) - 3 2 5 - 1 0 0 0 1 0 0 3 2 5 0 0 . 0 1 0 . 0 2 C a r r i e r - 1 C a r r i e r - 2 R e f .   S i g n a l I g r i d V g r i d 1 0 * 1 0 A = 1 0 0 A   ×   1 e 4 F r e q u e n c y ( H z ) 0 . 0 1 . 0 2 . 0 0 . 0 0 0 . 0 5 0 . 1 0 0 . 1 4 A t   5 0 H z ( P e a k ) = 9 . 9 8 9 A ,   T H D = 2 . 4 3 % I n j e c t e d   I g r i d   ( A ) H a r m o n i c s   a t   F s w U P F   O p e r a t i o n   o f   G r i d     Fig u r e  1 0 .   Z o o m ed   v iew  r esu l ts : G C O    ( UPF o p er atio n   with   I peak =1 0   A)     Fig u r e  1 1 .   Har m o n ic  s p ec t r u m   o f   I grid : G C O    ( UPF o p er atio n   with   I peak =1 0   A)       4.   CO M P ARA T I V E   S T UDY   T h e   c o m p a r a t i v e   s t u d y   b e tw e en   c o n v e n t i o n a l   t o p o l o g y   a n d   p r o p o s e d   m o d i f i e d   t o p o l o g y   i s   r e p r e s e n t e d   i n   T a b l e   4 .   T h e   c o n v e n t i o n a l   S P F T - 5L - NP C   T o p o l o g y   h a s   2   D C   s o u r c es ,   w h i l e   t h e   p r o p o s ed   M 5 L - N P C   t o p o l o g y   u t i l i z es   1   D C   s o u r c e .   T h e  c o n v e n t i o n a l   SP F T - 5L - NPC   o p e r a t e s   o n l y   a s   a   s t a n d a l o n e   s y s t e m ,   w h e r e a s   t h e   p r o p o s e d   M 5 L - N PC   s u p p o r t s   b o t h   s t a n d a l o n e  a n d   GC Os .   T h e   c o n v e n t i o n a l   S PF T - 5L - NP C   e m p l o y s   PD - PW M  (N c a r r ie r s   =   4 ) ,   w h i le   t h e   p r o p o s ed   M 5 L - N PC   u t i li z es   U PD - PW M   ( N c a r ri e r s   =   2 )   f o r   g e n e r a t i n g   s w i t c h i n g   p u ls e s .     T h e  co n v en tio n al   SP FT - 5L - NPC   f ea tu r es  a  b id ir ec tio n al   s witch   with   4 - d i o d es  an d   1 - I GB T ,   wh er ea s   th e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   u s es   2 - d io d es  an d   2 - I GB T s   f o r   b id ir ec tio n al  s witch in g .   T h e  ch o p p er   co n tr o l  s tr ateg y   is   n o t  ex p lain ed   in   th e  co n v en tio n al  SP FT - 5L - NPC ,   wh ile  t h e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   elab o r ates  o n   its   ch o p p er   co n tr o l stra teg y ,   s u itab le  f o r   b o th   s tan d alo n e  a n d   GC Os.       T ab le  4 .  C o m p a r ativ e  s tu d y   S .   N o   C o n v e n t i o n a l   S P F T - 5L - N P C   To p o l o g y   P r o p o se d   M 5 L - N P C   To p o l o g y   1.   N u mb e r   o f   D C   s o u r c e s   =   2   N u mb e r   o f   D C   s o u r c e s   =   1   2.   O p e r a t i o n :   O n l y   s t a n d a l o n e   O p e r a t i o n :   B o t h   st a n d a l o n e   a n d   G C O   3.   P W M :   P D - P W M   ( N c a rri e rs   =   4)   P W M :   U P D - P W M   ( N c a rri e rs   =   2)   4.   B i d i r e c t i o n a l   sw i t c h :   4 - D i o d e s  a n d   1 - I G B T   B i d i r e c t i o n a l   sw i t c h :   2 - D i o d e s  a n d   2 - I G B T   5.   C h o p p e r   c o n t r o l   s t r a t e g y :   N o t   e x p l a i n e d   C h o p p e r   c o n t r o l   s t r a t e g y :   E x p l a i n e d .   I t   i s  e f f e c t i v e l y   s u i t a b l e   f o r   b o t h   s t a n d a l o n e   a n d   G C O       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   th e  co m p ar ativ e  s tu d y   b etwe en   co n v en tio n al  an d   p r o p o s ed   to p o lo g y   h as  b ee n   d is cu s s ed .   T h is   s tu d y   ex p lain s   th e  co n tr o l  o f   DC L - C V s   as we ll  as   s tan d alo n e  an d   g r i d   co n n ec tio n s   o f   th e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   ar ch itectu r e.   I n   b o th   s tan d alo n e  an d   GC O,   th e  DC - lin k   ca p ac ito r s   ar e  ef f ec tiv ely   b al an ce d   at  h alf   o f   th e   to tal  DC - b u s   v o ltag e.   Of   co u r s e,   th e  s u g g ested   ch o p p e r   co n tr o l  ap p r o ac h   wo r k s   with   ev er y   s p lit  DC - lin k - b ased   in v er ter   to p o lo g y .   T h e  APC ,   R P C ,   an d   in jectin g   s in u s o id al   cu r r e n t  with   lo w   h ar m o n ic  d i s t o r tio n - th r ee   g r id - co n n ec ted   k e y   o b jectiv es h av e   b ee n   co m p r e h en s iv ely   ex am i n ed   wh ile  tak in g   a  s tr aig h tf o r war d   s im p le  cu r r en t  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  1 5 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 2 4 :   228 7 - 2 2 9 5   2294   co n tr o l   ap p r o ac h   in to   ac co u n t.   T h e   d r awb ac k   o f   t h e  p r o p o s ed   M5 L - NPC   to p o l o g y   is   th at   it  p r o v id es   o n ly   u n ity   g ain   alo n g   with   th e  ch o p p er   ci r cu it.  T o   im p r o v e  th e  g ain   v al u e  alo n g   with   th e  b alan cin g   o f   DC L - C V s ,   a  n ew   s tu d y   is   n ec ess ar y   an d   it c an   b e  co n s id er e d   as a   f u tu r e  s co p e  o f   wo r k .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   P o o r f a k h r a e i ,   M .   N a r i ma n i ,   a n d   A .   Ema d i ,   “ A   r e v i e w   o f   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r   t o p o l o g i e s   i n   e l e c t r i c   v e h i c l e s:   C u r r e n t   st a t u s  a n d   f u t u r e   t r e n d s , ”   I E EE  O p e n   J o u r n a l   o f   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   2 ,   p p .   1 5 5 – 1 7 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP EL . 2 0 2 1 . 3 0 6 3 5 5 0 .   [ 2 ]   A .   N a b a e ,   I .   Ta k a h a s h i ,   a n d   H .   A k a g i ,   “ A   N e w   N e u t r a l - P o i n t - C l a m p e d   P W M   I n v e r t e r , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n   I n d u s t ry   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   I A - 1 7 ,   n o .   5 ,   p p .   5 1 8 – 5 2 3 ,   1 9 8 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI A . 1 9 8 1 . 4 5 0 3 9 9 2 .   [ 3 ]   T.   A .   M e y n a r d   a n d   H .   F o c h ,   “ M u l t i - l e v e l   c o n v e r s i o n :   H i g h   v o l t a g e   c h o p p e r s  a n d   v o l t a g e - so u r c e   i n v e r t e r s,”   P ES C   R e c o r d   -   I EEE   An n u a l   P o w e r E l e c t r o n i c s   S p e c i a l i st s  C o n f e re n c e ,   p p .   3 9 7 – 4 0 3 ,   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P ESC . 1 9 9 2 . 2 5 4 7 1 7 .   [ 4 ]   K .   T a mm a l i ,   S .   S .   V a n g a l a ,   S .   V a t t i k o n d a ,   K .   P a l l e ,   A .   B h a n u c h a n d a r ,   a n d   K .   B .   K u m a r ,   “ A n   A sy mm e t r i c   S o u r c e   C o n f i g u r a t i o n   o f   S i n g l e - P h a s e   C H B - M LI   To p o l o g y   w i t h   a   G e n e r a l i z e d   R e d u c e d - C a r r i e r   M o d u l a t i o n   Te c h n i q u e , ”   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I C C S P 5 3 5 3 2 . 2 0 2 2 . 9 8 6 2 5 1 5 .   [ 5 ]   M .   N a r i m a n i ,   B .   W u ,   Z.   C h e n g ,   a n d   N .   R .   Za r g a r i ,   “ A   n e w   n e s t e d   n e u t r a l   p o i n t - c l a m p e d   ( N N P C )   c o n v e r t e r   f o r   me d i u m - v o l t a g e   ( M V )   p o w e r   c o n v e r si o n , ”   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   P o w e r  El e c t ro n i c s ,   v o l .   2 9 ,   n o .   1 2 ,   p p .   6 3 7 5 – 6 3 8 2 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 1 4 . 2 3 0 6 1 9 1 .   [ 6 ]   N .   G u l e r ,   H .   K o mu r c u g i l ,   S .   B i r i c i k ,   a n d   H .   R .   K a r i mi ,   “ M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   f o r   s i n g l e - p h a se  t h r e e - l e v e l   g r i d - c o n n e c t e d   F - t y p e   i n v e r t e r s , ”   C o m p l e x   E n g i n e e r i n g   S y s t e m s ,   v o l .   1 ,   n o .   1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 0 5 1 7 / c e s. 2 0 2 1 . 0 7 .   [ 7 ]   K .   W a n g ,   Z.   Z h e n g ,   L.   X u ,   a n d   Y .   Li ,   “ N e u t r a l - P o i n t   V o l t a g e   B a l a n c i n g   M e t h o d   f o r   F i v e - Le v e l   N P C   I n v e r t e r s  B a se d   o n   C a r r i e r - O v e r l a p p e d   P W M , ”   I EE E  T r a n s a c t i o n s   o n   P o w e r   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 6 ,   n o .   2 ,   p p .   1 4 2 8 – 1 4 4 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 2 0 . 3 0 0 6 9 6 0 .   [ 8 ]   J.  E b r a h i m i ,   S .   S h a h n o o s h i ,   S .   Er e n ,   H .   K a r s h e n a s,   a n d   A .   B a k h s h a i ,   “ O p t i m i z e d   S w i t c h i n g   F r e q u e n c y   V o l t a g e   B a l a n c i n g   S c h e mes   f o r   F l y i n g   C a p a c i t o r   B a s e d   M u l t i l e v e l   C o n v e r t e r s, ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s  o n   I n d u s t ri a l   El e c t ro n i c s ,   v o l .   7 0 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 0 7 7 5 – 1 0 7 8 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 2 2 . 3 2 2 7 2 6 3 .   [ 9 ]   T.   M .   K r i s h n a   a n d   C .   B .   K u mar,   “ A   n e w   h y b r i d   M u l t i   L e v e l   I n v e r t e r   t o   i m p r o v e   t h e   p e r f o r ma n c e   o f   i n d u c t i o n   m o t o r , ”   i n   4 t h   I EEE   S p o n so r e d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t a t i o n   o f   P o w e r,   En e r g y ,   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n ,   I C C P EI C   2 0 1 5 ,   2 0 1 5 ,   p p .   2 6 4 – 2 6 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C P EI C . 2 0 1 5 . 7 2 5 9 4 7 3 .   [ 1 0 ]   P .   K .   C h a mar t h i ,   M .   S .   E l   M o u r si ,   A .   A l   D u r r a ,   K .   H .   A l   H o sa n i ,   a n d   A .   A l   S u ma i t i ,   “ E n h a n c e d   P u l s e   W i d t h   M o d u l a t i o n   M e t h o d s   f o r   1 - ϕ   F i v e - Le v e l   N e u t r a l   P o i n t   C l a mp e d   I n v e r t e r , ”   2 0 2 2   I E EE  E n e rg y   C o n v e rs i o n   C o n g ress   a n d   E x p o s i t i o n ,   EC C E  2 0 2 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / EC C E 5 0 7 3 4 . 2 0 2 2 . 9 9 4 7 6 3 3 .   [ 1 1 ]   M .   R .   A   a n d   K .   S i v a k u mar,   “ A   F a u l t - To l e r a n t   S i n g l e - P h a se   F i v e - Le v e l   I n v e r t e r   f o r   G r i d - I n d e p e n d e n t   P V   S y st e ms,”   I E E E   T ra n s a c t i o n s  o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   7 5 6 9 – 7 5 7 7 ,   D e c .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 5 . 2 4 5 5 5 2 3 .   [ 1 2 ]   I .   H a r b i   e t   a l . ,   “ C o mm o n   D C - Li n k   M u l t i l e v e l   C o n v e r t e r s:   T o p o l o g i e s,   C o n t r o l   a n d   I n d u st r i a l   A p p l i c a t i o n s , ”   I EEE   O p e n   J o u rn a l   o f   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   4 ,   p p .   5 1 2 – 5 3 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP EL . 2 0 2 3 . 3 2 9 1 6 6 2 .   [ 1 3 ]   S .   P .   G a u t a m,   M .   Ja l h o t r a ,   L.   K .   S a h u ,   M .   R .   K u mar,   a n d   K .   K .   G u p t a ,   “ A   S u r v e y   o n   F a u l t   T o l e r a n t   a n d   D i a g n o s t i c   Te c h n i q u e s   o f   M u l t i l e v e l   I n v e r t e r , ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   6 0 8 6 6 – 6 0 8 8 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 2 8 5 7 2 2 .   [ 1 4 ]   A .   G h o s h ,   A .   S h u k l a ,   a n d   A .   J o s h i ,   “ C o n t r o l   o f   d c   c a p a c i t o r   v o l t a g e s   i n   d i o d e - c l a mp e d   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r   u s i n g   b i d i r e c t i o n a l   b u c k – b o o s t   c h o p p e r s , ”   I ET   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 7 2 3 – 1 7 3 2 ,   N o v .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - p e l . 2 0 1 2 . 0 2 3 7 .   [ 1 5 ]   J.  Eb r a h i mi ,   S .   S h a h n o o s h i ,   S .   Er e n ,   a n d   A .   B a k h sh a i ,   “ A   M o d u l a t i o n   S c h e me  B a s e d   o n   V i r t u a l   V o l t a g e   Le v e l s  f o r   C a p a c i t o r   V o l t a g e   B a l a n c i n g   o f   t h e   F o u r - Le v e l   D i o d e   C l a m p e d   C o n v e r t e r , ”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   P o w e r   El e c t ro n i c s ,   v o l .   3 8 ,   n o .   4 ,   p p .   4 7 2 7 – 4 7 4 4 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL. 2 0 2 2 . 3 2 2 8 4 8 2 .   [ 1 6 ]   S .   S r i k a n t h a n   a n d   M .   K .   M i s h r a ,   “ D C   c a p a c i t o r   v o l t a g e   e q u a l i z a t i o n   i n   n e u t r a l   c l a m p e d   i n v e r t e r s   f o r   D S TA T C O M   a p p l i c a t i o n , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   I n d u st r i a l   E l e c t ro n i c s ,   v o l .   5 7 ,   n o .   8 ,   p p .   2 7 6 8 – 2 7 7 5 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 0 9 . 2 0 2 2 0 6 9 .   [ 1 7 ]   V .   Jay a k u m a r ,   B .   C h o k k a l i n g a m,  a n d   J.  L.   M u n d a ,   “ A   C o m p r e h e n si v e   R e v i e w   o n   S p a c e   V e c t o r   M o d u l a t i o n   Te c h n i q u e s  f o r   N e u t r a l   P o i n t   C l a m p e d   M u l t i - Le v e l   I n v e r t e r s, ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   1 1 2 1 0 4 – 1 1 2 1 4 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 0 0 3 4 6 .   [ 1 8 ]   A .   P o o r f a k h r a e i ,   M .   N a r i m a n i ,   a n d   A .   Emad i ,   “ A   R e v i e w   o f   M o d u l a t i o n   a n d   C o n t r o l   T e c h n i q u e s  f o r   M u l t i l e v e l   I n v e r t e r s  i n   Tr a c t i on  A p p l i c a t i o n s , ”   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   2 4 1 8 7 – 2 4 2 0 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 5 6 6 1 2 .   [ 1 9 ]   N .   P r a b a h a r a n ,   V .   A r u n ,   P .   S a n j e e v i k u mar,   L .   M i h e t - P o p a ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   “ R e c o n f i g u r a t i o n   o f   a   mu l t i l e v e l   i n v e r t e r   w i t h   t r a p e z o i d a l   p u l se   w i d t h   m o d u l a t i o n , ”   En e r g i e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 1 0 8 2 1 4 8 .   [ 2 0 ]   K .   B .   K u mar,  A .   B h a n u c h a n d a r ,   B .   S u p r i y a ,   D .   V a ms h y ,   K .   P a l l e ,   a n d   R .   S a k i l e ,   “ A   U n i p o l a r   P h a se  D i s p o s i t i o n   P u l se  W i d t h   M o d u l a t i o n   T e c h n i q u e   f o r   a n   A sy m m e t r i c a l   M u l t i l e v e l   I n v e r t e r   To p o l o g y , ”   i n   Pr o c e e d i n g s   -   2 0 2 1   I E EE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s ,   S m a rt   a n d   G re e n   T e c h n o l o g i e s,  I C I S S G T   2 0 2 1 ,   2 0 2 1 ,   p p .   1 5 6 – 1 6 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I S S G T5 2 0 2 5 . 2 0 2 1 . 0 0 0 4 1 .   [ 2 1 ]   S .   M i s h r a ,   D .   P u l l a g u r a m ,   S .   A c h a r y   B u r a g a p p u ,   a n d   D .   R a mas u b r a ma n i a n ,   “ S i n g l e ‐ p h a se  s y n c h r o n v e r t e r   f o r   a   g r i d ‐ c o n n e c t e d   r o o f   t o p   p h o t o v o l t a i c   sy s t e m , ”   I ET  Re n e w a b l e   Po w e r   G e n e r a t i o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   8 ,   p p .   1 1 8 7 – 1 1 9 4 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - r p g . 2 0 1 5 . 0 2 2 4 .   [ 2 2 ]   M .   A .   G .   d e   B r i t o ,   E.   H .   B .   D o u r a d o ,   L.   P .   S a mp a i o ,   S .   A .   O .   d a   S i l v a ,   a n d   R .   C .   G a r c i a ,   “ S l i d i n g   M o d e   C o n t r o l   f o r   S i n g l e - P h a s e   G r i d - C o n n e c t e d   V o l t a g e   S o u r c e   I n v e r t e r   w i t h   L  a n d   L C L  F i l t e r s,”   E n g ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p p .   3 0 1 – 3 1 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n g 4 0 1 0 0 1 8 .   [ 2 3 ]   M .   K a r i m i - G h a r t e m a n i ,   “ A   U n i f y i n g   A p p r o a c h   t o   S i n g l e - P h a se   S y n c h r o n o u s  R e f e r e n c e   F r a me   P LLs , ”   I E EE   T ra n sa c t i o n s   o n   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   4 5 5 0 – 4 5 5 6 ,   O c t .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL. 2 0 1 2 . 2 2 3 5 1 8 5 .   [ 2 4 ]   M .   I sl a m ,   N .   A f r i n ,   a n d   S .   M e k h i l e f ,   “ Ef f i c i e n t   S i n g l e   P h a se  Tr a n sf o r mer l e ss  I n v e r t e r   f o r   G r i d - Ti e d   P V G   S y s t e m  W i t h   R e a c t i v e   P o w e r   C o n t r o l , ”   I EEE   T r a n s a c t i o n s   o n   S u s t a i n a b l e   En e rg y ,   v o l .   7 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 0 5 – 1 2 1 5 ,   J u l .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TST E. 2 0 1 6 . 2 5 3 7 3 6 5 .   [ 2 5 ]   A .   B h a n u c h a n d a r   a n d   B .   K .   M u r t h y ,   “ S w i t c h e d   C a p a c i t o r   B a s e d   1 3 - L e v e l   B o o st i n g   G r i d   C o n n e c t e d   I n v e r t e r   w i t h   L C L  F i l t e r , ”   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N P EC 5 2 1 0 0 . 2 0 2 1 . 9 6 7 2 5 4 4 .   [ 2 6 ]   N .   A r a b ,   H .   V a h e d i ,   a n d   K .   A l - H a d d a d ,   “ LQ R   c o n t r o l   o f   s i n g l e - p h a s e   g r i d - t i e d   P U C 5   i n v e r t e r   w i t h   L C L  f i l t e r , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 7 – 3 0 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 9 . 2 8 9 7 5 4 4 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       S in g le - p h a s e  five  leve l m o d ified   n eu tr a l p o in t c la mp ed   g r id   c o n n ec ted   i n ve r ter   …   ( Y .   S r a va n   K u ma r )   2295   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Y .   S r a v a n   K u m a r           is  a   re se a rc h   sc h o lar  a t  th e   D e p a rtme n t   o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g ,   Os m a n ia  U n iv e rsity .   He   o b tain e d   h is  m a ste r ' s  a n d   b a c h e lo r 's   fro m   Ja wa h a rlal   Ne h ru   Tec h n o l o g ica l  Un i v e rsity ,   Hy d e ra b a d ,   I n d ia   in   2 0 1 1   a n d   2 0 0 8   re sp e c ti v e ly .   He   wo rk e d   a s  a n   a ss o c iate   p r o fe ss o r   a n d   a ss ista n t   p r o fe ss o r  f o r  o v e r   a   d e c a d e .   His   re se a rc h   in tere sts in c lu d e   c o n tr o l  sy ste m s,  p o we r  e lec tro n ics ,   a n d   e lec tro m a g n e ti c   field s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  y . sra v a n 1 6 @g m a il . c o m .         T .   Mu r a li   K r ish n a           re c e iv e d   UG   d e g re e   fro m   t h e   In sti tu ti o n   o f  E n g i n e e rs   (In d ia),  K o lk a ta  i n   2 0 0 1 ,   M . Tec h .   in   El e c tri c a l  P o we r  S y ste m s,  a n d   P h . D .   fr o m   JN TUA,   An a n tap u ra m u ,   An d h ra   P ra d e sh   i n   2 0 0 5   a n d   2 0 1 6 ,   re sp e c ti v e ly .   He   is  p re se n tl y   wo r k i n g   a t   Ch a it a n y a   B h a ra th i  I n stit u te o f  T e c h n o l o g y   a s  a n   a ss o c iate   p ro fe ss o r  i n   t h e   De p a rtme n t  o f   EE E.   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o we r  e lec tro n ics ,   F ACTS ,   w a v e lets,  a n d   re n e wa b le   e n e rg y   i n teg ra ti o n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  tmu ra li k rish n a _ e e e @c b it . a c . in .         Ye sura tn a m   G u d u r i           re c e iv e d   B. Tec h .   d e g re e   i n   E lec tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   fr o m   Ja wa h a rlal  Ne h ru   Tec h n o l o g ica l  Un i v e rsity ,   Hy d e ra b a d ,   In d ia  in   1 9 9 5 .   He   re c e iv e d   an   M . Tec h .   d e g re e   i n   1 9 9 8   fro m   Re g io n a l  En g in e e rin g   C o ll e g e ,   Wara n g a l   in   th e   field   o f  p o we r  sy ste m s.  He   re c e iv e d   a   P h . D.  d e g re e   fro m   th e   D e p a rtme n t  o f  El e c tri c a l   En g i n e e rin g ,   In d ian   In sti tu te  o f  S c ien c e ,   Ba n g a lo re   in   2 0 0 7 .   C u r re n tl y ,   h e   is  wo rk i n g   a s   a   se n io r  p r o fe ss o r  i n   t h e   De p a rtme n t  o f  El e c tri c a l  E n g i n e e rin g ,   Un iv e rsit y   Co l leg e   o f   En g i n e e rin g ,   Os m a n ia  Un i v e rsit y ,   Hy d e ra b a d .   His  re se a rc h   in ter e sts  in c lu d e   c o m p u ter - a id e d   p o we r  sy ste m   a n a ly sis,   re a c ti v e   p o we r  o p t imiz a ti o n ,   v o lt a g e   sta b il it y ,   a n d     a rti ficia l  in telli g e n c e   a p p l ica ti o n s  in   p o we r  s y ste m s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :     ra tn a m g y 2 0 0 3 @g m a il . c o m .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.