fa ارائه روش مدولاسیون پهنای پالس ترکیبی برای ساختار 13 سطحی کلیدزنی خازنی قابل گسترش با بهره شش برابری و ادوات کم برق و کامپیوتر پژوهشي Research <p style="text-align: justify;"><span style="font-size:12px;"><span style="font-family:Tahoma;"><span dir="RTL" lang="AR-DZ"><span b="" nazanin=""><span style="color:black">در این مقاله، یک اینورتر کلیدزنی خازنی 13 سطحی تک‌منبعی با بهره ولتاژ شش‌برابری ارائه می‌شود که از 11 کلید، یک دیود و سه خازن تشکیل شده است. ساختار پیشنهادی با ایجاد حالات کلیدزنی اضافی برای شارژ خازن‌ها، امکان محدودسازی بیشینه دوره دشارژ پیوسته خازن‌های اصلی به دو سطح متوالی را فراهم می‌سازد. به‌منظور بهره‌برداری مؤثر از این قابلیت، یک روش مدولاسیون پهنای پالس ترکیبی بر پایه ادغام مدولاسیون شیفت فاز و شیفت سطح ارائه شده است. راهبرد پیشنهادی، افزون بر بهبود فرآیند شارژ و دشارژ خازن‌ها، موجب کاهش ریپل ولتاژ خازن‌ها، محدودسازی جریان شارژ و کاهش تنش جریان قطعات می‌شود. برای اعتبارسنجی ساختار، اصول عملکرد، الگوریتم مدولاسیون، روابط طراحی خازن‌ها، تحلیل تلفات و تنش جریان به‌صورت نظام‌مند بررسی شده‌اند و ساختار توسعه‌یافته نیز برای سطوح بیشتر تعمیم داده شده است. همچنین، اینورتر پیشنهادی از نظر تعداد ادوات، بهره ولتاژ، تنش قطعات و ویژگی‌های عملکردی با نمونه‌های مشابه اخیر مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی و پیاده‌سازی آزمایشگاهی نشان می‌دهند که ساختار پیشنهادی قادر است ولتاژ خروجی 13 سطحی را با تعادل مناسب خازن‌ها، کیفیت مطلوب شکل موج و عملکرد پایدار در شرایط مختلف بهره‌برداری، از جمله تغییرات بار، تغییر ضریب مدولاسیون و تغییرات ولتاژ منبع </span></span></span><span new="" roman="" times=""><span style="color:black">DC</span></span><span dir="RTL" lang="AR-DZ"><span b="" nazanin=""><span style="color:black">، تولید کند. نتایج مربوط به ساختار گسترش‌یافته نیز مؤید صحت روابط توسعه و قابلیت تعمیم‌پذیری روش ارائه‌شده است</span></span></span><strong><span arial=""><span style="color:black"><span style="font-weight:normal">.</span></span></span></strong></span></span></p> <p style="text-align: justify;"><span style="font-size:12px;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="line-height:107%"><span calibri="">This paper presents a single-source 13-level switched-capacitor inverter with a sixfold voltage gain, comprising 11 power switches, one diode, and three capacitors. By introducing additional switching states for capacitor charging, the proposed topology limits the maximum longest discharging period (LDP) of the main capacitors to only two consecutive voltage levels. To fully exploit this capability, a hybrid pulse-width modulation (PWM) strategy based on the integration of phase-shifted PWM (PS-PWM) and level-shifted PWM (LS-PWM) is proposed. In addition to improving the capacitor charging and discharging processes, the proposed modulation strategy reduces capacitor voltage ripple, limits the charging current, and alleviates current stress on the power devices. To validate the proposed topology, its operating principles, modulation algorithm, capacitor design equations, power loss analysis, and current stress characteristics are systematically investigated. Furthermore, an extended version of the proposed topology is developed to generate a higher number of output voltage levels. The proposed inverter is also comprehensively compared with recently reported counterparts in terms of component count, voltage gain, device voltage stress, and overall performance characteristics. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed topology is capable of generating a balanced 13-level output voltage with satisfactory capacitor voltage balancing, high-quality output waveforms, and stable operation under various operating conditions, including load variations, modulation index changes, and DC input voltage fluctuations. Moreover, the results obtained for the extended topology further verify the correctness of the proposed extension methodology and confirm the scalability of the proposed approach.</span></span></span></span></p> کلیدزنی خازنی, کاهش ریپل ولتاژ, بهره بالا, کلیدزنی ترکیبی, گسترش ساختار switched-capacitor, voltage ripple reduction, high gain, hybrid switching, structure expansion 0 0 http://ieijqp.ir/browse.php?a_code=A-10-1484-4&slc_lang=fa&sid=1 Hossein Mansourizadeh حسین منصوری‌زاده h.mansourizadeh@student.uma.ac.ir 10031947532846007850 10031947532846007850 No Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran دانشکده فنی مهندسی- دانشگاه محقق اردبیلی- اردبیل- ایران Majid Hosseinpour مجید حسین‌پور hoseinpour.majid@uma.ac.ir 10031947532846007851 10031947532846007851 Yes Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran دانشکده فنی مهندسی- دانشگاه محقق اردبیلی- اردبیل- ایران Ali Seifi علی سیفی aliseifi.a.s.g@uma.ac.ir 10031947532846007852 10031947532846007852 No Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran دانشکده فنی مهندسی- دانشگاه محقق اردبیلی- اردبیل- ایران