Transformatör Tabanlı Çok Seviyeli İnvertörler için HFL Kullanan Yeni Bir Topoloji

Abstract

Bu çalışma transformatör tabanlı çok seviyeli evirici (ÇSE) topolojileri için yeni bir hibrit yapı sunar. Önerilen topoloji bir asimetrik çoklayıcı devre (push-pull), bir yüksek frekans bağlantısı (YFB) ve bir PUC devresini entegre ederek çıkış gerilim dalgasında 11 seviye üretir. Ana yapı 10 güç anahtarı ve dört doğrultucu diyot içerir. Simülasyon ve deneysel sonuçlar, önerilen eviricinin düşük toplam harmonik bozulma (THD) ile 11 seviyeli AC gerilim dalga şeklini etkin bir şekilde sentezlediğini doğrulamaktadır. Evirici, 100Ω tam dirençli, 30mH ve 50mH endüktif bileşenli yüklerle farklı yük koşulları altında test edilerek sağlamlığı ve çalışma kararlılığı doğrulanmıştır. Kayıp simülasyonları PLECS yazılımıyla gerçekleştirilir. Yapılan güç kaybı analizleri sistemin genel performansında %98'lik bir verimle çalıştığını gösterir. Eviricinin dinamik tepkisi, değişen modülasyon indeksleri ve çalışma frekansları altında analiz edilmiş ve geniş bir çalışma aralığında güvenilir performans göstermiştir. Yüksek verimliliği ve azaltılmış bileşen sayısı nedeniyle, önerilen topoloji özellikle yenilenebilir enerji entegrasyonu, bağımsız güç sistemleri ve elektrikli araç invertörleri gibi tek kaynaklı uygulamalar için uygundur.