Topologie d'inverseur asymétrique à 17 niveaux avec tension d'arrêt totale réduite et nombre de dispositifs réduit

Les inverseurs à niveaux multiples (ILM) à source de tension sont des composants essentiels pour les applications de moyenne tension et de haute puissance en raison de leurs avantages comme la modularité et une meilleure qualité de puissance. Cependant, le nombre de composants utilisés est significatif. Dans cet article, une topologie d'inverseur à niveaux multiples asymétriques améliorée est proposée, produisant une tension de sortie à 17 niveaux en utilisant deux sources dc. Le circuit est développé pour réduire le nombre de sources dc isolées utilisées sans diminuer les niveaux de sortie. Le circuit utilise six interrupteurs à deux quadrants, trois interrupteurs à quatre quadrants et quatre condensateurs. Les condensateurs sont auto-équilibrés et ne nécessitent pas d’attention particulière, c'est-à-dire que le système de contrôle est simple pour l’ILM proposé. Une analyse détaillée de la topologie sous des conditions de charge linéaires et non-linéaires est réalisée. La comparaison avec d'autres topologies similaires montre que la topologie proposée est supérieure en termes de nombre de dispositifs, de qualité de puissance, de tension d'arrêt totale (TSV) et de facteur de coût. La performance de la topologie est validée pour différentes conditions de charge à travers l'environnement MATLAB/Simulink et le prototype développé au laboratoire. De plus, une analyse thermique du circuit est réalisée et les pertes sont calculées via le logiciel PLECS. La topologie offre une distorsion harmonique totale (DHT) de 4,79 % dans la tension de sortie, toutes les harmoniques d'ordre inférieur étant inférieures à 5 %, conformément aux normes IEEE.