အလတ်စား-မြင့်မားသောဗို့အားပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်ထရန်စဖော်မာ III ၏ တိုပိုလိုဂျီနှင့် ထိန်းချုပ်မှုအသုံးချမှုများအပေါ် ပြန်လည်သုံးသပ်ချက်

၃.၃ ညှပ်ထားသော Multilevel Topology

Neutral Point Clamped (NPC) multilevel topology ကို ပြသထားပါတယ်။ diode-clamped NPC topology အပြင် NPC topology တွေမှာ flying capacitor အမျိုးအစားနဲ့ hybrid clamped အမျိုးအစား အပါအဝင် အခြားအရာတွေလည်း ပါဝင်ပါတယ်။ ဒါပေမယ့် capacitor volume များတဲ့အတွက် NPC topology တွေဟာ clamping အတွက် passive ဒါမှမဟုတ် active switching devices တွေကို အများဆုံးအသုံးပြုနေဆဲပါ။ diode-clamped multilevel topology ကို ဥပမာအနေနဲ့ သုံးဆင့် rectifier stage topology မှာ phase leg တစ်ခုစီမှာ cascaded switching transistors နဲ့ clamping diodes တွေပါဝင်ပြီး single high-voltage DC bus နဲ့ parallel ချိတ်ဆက်ထားပါတယ်။ စာပေတွေက four-level diode-clamped circuit ကို အသုံးပြုပြီး rectifier stage ပါတဲ့ single-phase PET topology ကို အဆိုပြုထားပါတယ်။ single high-voltage DC bus တစ်ခုနောက်မှာ input-series-output-parallel DABs တွေ ပါရှိပါတယ်။ ဒီ topology ကို three-phase structure အဖြစ် တိုးချဲ့နိုင်ပြီး voltage level အရေအတွက်ကို device withstand voltage levels နဲ့ high-voltage side voltage level ပေါ်မူတည်ပြီး ပြောင်းလဲနိုင်ပါတယ်။ MMC topology လိုပဲ NPC topology ကို isolation stage မှာလည်း အသုံးပြုနိုင်ပြီး high-voltage DC bus ကို ချိတ်ဆက်ပေးပါတယ်။ သီးခြားထရန်စဖော်မာပြထားသည့်အတိုင်း။ စာပေများတွင် LLC resonant converter ၏ high-voltage ဘက်ခြမ်းတွင် three-level diode-clamped NPC converter ကို အသုံးပြု၍ 166kW/2kV~400V prototype တွင် အတည်ပြုခဲ့သည်။ စာပေများတွင် three-level diode-clamped NPC circuit ကို three-phase DAB တွင် အသုံးပြုပြီး ideal DAB voltage နှင့် current ဝိသေသလက္ခဏာများကို ရရှိစေခဲ့သည်။

NPC topology ကို rectifier stage အဖြစ်အသုံးပြုသောအခါ၊ isolated DC bus များမလိုအပ်သောကြောင့် isolation stage transformers အရေအတွက်ကို လျှော့ချပေးသည်။ ထို့အပြင်၊ three-phase structure များတွင် bus ပေါ်တွင် double-line-frequency voltage ripple မရှိပါ။ သို့သော်၊ clamped topology သည် clamping devices အများအပြားလိုအပ်သောကြောင့်၊ level အရေအတွက်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ clamping devices အရေအတွက်တိုးလာပြီး level ချဲ့ထွင်ရန်ခက်ခဲစေပြီး redundancy ကိုရရှိရန်ခက်ခဲစေသည်။ ထိန်းချုပ်မှုအရ၊ NPC converter ၏ bus capacitor တစ်ခုစီထဲသို့စီးဆင်းသော current များသည်ကွဲပြားပြီး capacitor voltage မညီမျှမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ level သုံးဆင့်အထက် NPC topology များအတွက်၊ ထိရောက်သော voltage balancing algorithm မရှိပါ။ ထို့အပြင်၊ လက်မောင်းများအတွင်းနှင့်အပြင်ဘက်ရှိ switch များ၏ မညီမညာလည်ပတ်ချိန်များသည် မညီမညာအပူကိုဖြစ်ပေါ်စေပြီး ၎င်းကို circuit topology ကိုပြောင်းလဲခြင်းဖြင့်သာဖြေရှင်းနိုင်သည်။

အဆင့်ချဲ့ထွင်ခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အခက်အခဲများစွာကြောင့် NPC topology များကို device series connection သို့မဟုတ် high-voltage SiC devices များအသုံးပြုခြင်းမှတစ်ဆင့် အလတ်စား/မြင့်မားသော ဗို့အားအဆင့်များတွင်သာ အသုံးချနိုင်သည်ဟု ဆိုလိုသည်။ သို့သော် တစ်ခုတည်းသော H-bridge topology နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဗို့အားအဆင့်နိမ့်သောအခါတွင် အဆင့်သုံးဆင့် NPC တွင် switching transistor တစ်ခုစီတွင် ဗို့အားခံနိုင်ရည်နှင့် ဗို့အားဖိအား၏ ထက်ဝက်သာရှိပြီး ဗို့အားအဆင့်များ ပိုမိုထုတ်ပေးသောကြောင့် output filtering လိုအပ်ချက်များ လျော့နည်းစေသည်။ PET ၏ ဗို့အားနည်းဘက်ခြမ်းရှိ inverter stage အဖြစ် သိသာထင်ရှားသော အသုံးချမှု အားသာချက်များရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ စာပေများတွင် အဆင့်သုံးဆင့် diode-clamped NPC ကို PET ၏ inverter stage အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့ပြီး၊ စမ်းသပ်မှုအတည်ပြုခြင်းကို ပြုလုပ်ကာ ကောင်းမွန်သော မော်တာမောင်းနှင်မှုစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ဆူညံသံစွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိစေခဲ့သည်။