Mapitio kuhusu Topolojia na Matumizi ya Udhibiti wa Transfoma za Kielektroniki zenye Nguvu ya Volti ya Kati na Juu III

3.3 Topolojia ya Viwango Vingi Iliyofungwa

Topolojia ya ngazi nyingi ya Neutral Point Clamped (NPC) imeonyeshwa. Mbali na topolojia ya NPC iliyobanwa kwa diode, topolojia za NPC pia zinajumuisha aina ya capacitor inayoruka na aina ya mseto iliyobanwa, miongoni mwa zingine. Hata hivyo, kutokana na ujazo mkubwa wa capacitor, topolojia za NPC bado hutumia vifaa vya kubadili visivyotumika au vinavyofanya kazi kwa ajili ya kubana. Kwa kuchukua topolojia ya ngazi nyingi iliyobanwa kwa diode kama mfano, katika topolojia ya hatua ya kurekebisha awamu tatu, kila mguu wa awamu una transistors za kubadili zilizopangwa na diode za kubana, zilizounganishwa sambamba na basi moja la DC lenye volteji nyingi. Fasihi ilipendekeza topolojia ya PET ya awamu moja yenye hatua ya kurekebisha kwa kutumia mzunguko wa ngazi nne uliobanwa kwa diode. Basi moja la DC lenye volteji nyingi linafuatiwa na DAB zinazofanana na matokeo ya pembejeo, kama inavyoonyeshwa. Topolojia hii inaweza kupanuliwa hadi muundo wa awamu tatu, na idadi ya viwango vya volteji inaweza kubadilishwa kulingana na viwango vya volteji vinavyostahimili kifaa na kiwango cha volteji ya upande wa volteji nyingi. Kama topolojia ya MMC, topolojia ya NPC inaweza pia kutumika katika hatua ya kutengwa, ikiunganisha basi ya DC yenye volteji nyingi na Kibadilishaji cha Kutengwa, kama inavyoonyeshwa. Fasihi ilitumia kibadilishaji cha NPC chenye diode tatu kilichobanwa upande wa volteji ya juu ya kibadilishaji cha resonant cha LLC, ikithibitisha kwenye mfano wa 166kW/2kV ~ 400V. Fasihi ilitumia saketi ya NPC yenye diode tatu iliyobanwa kwenye DAB ya awamu tatu, na kufikia sifa bora za volteji na mkondo wa DAB.

Wakati topolojia ya NPC inatumiwa kama hatua ya kurekebisha, haihitaji mabasi ya DC yaliyotengwa, na hivyo kupunguza idadi ya vibadilishaji vya hatua ya kutenganisha. Zaidi ya hayo, katika miundo ya awamu tatu, hakuna mlio wa volteji ya masafa ya mistari miwili kwenye basi. Hata hivyo, kwa sababu topolojia iliyobanwa inahitaji idadi kubwa ya vifaa vya kubana, idadi ya vifaa vya kubana huongezeka kadri idadi ya viwango inavyoongezeka, na kufanya upanuzi wa ngazi kuwa mgumu na urejeshaji kuwa mgumu kufikia. Kwa upande wa udhibiti, mikondo inayoingia kwenye kila capacitor ya basi ya kibadilishaji cha NPC ni tofauti, na kusababisha usawa wa volteji ya capacitor. Kwa topolojia za NPC zilizo juu ya viwango vitatu, hakuna algoriti ya kusawazisha volteji inayofaa. Zaidi ya hayo, nyakati zisizo za kawaida za uendeshaji wa swichi ndani na nje ya mikono husababisha kupasha joto bila usawa, ambayo inaweza kutatuliwa tu kwa kubadilisha topolojia ya mzunguko wa jumla.

Matatizo mengi yanayosababishwa na upanuzi wa kiwango yanamaanisha kuwa topolojia za NPC zinaweza kutumika tu katika viwango vya volteji ya kati/ya juu kupitia muunganisho wa mfululizo wa vifaa au matumizi ya vifaa vya SiC vyenye volteji ya juu. Hata hivyo, katika viwango vya chini vya volteji, ikilinganishwa na topolojia moja ya daraja la H, NPC yenye ngazi tatu ina nusu tu ya kuhimili volteji na mkazo wa volteji kwenye kila transistor inayobadilisha, huku ikitoa viwango zaidi vya volteji, na kusababisha mahitaji ya chini ya kuchuja pato. Ina faida kubwa za matumizi kama hatua ya inverter upande wa volteji ya chini ya PET. Kwa mfano, fasihi ilitumia NPC yenye diode iliyobanwa ya ngazi tatu kama hatua ya inverter ya PET kuendesha mota ya awamu tatu, kufanya uthibitishaji wa majaribio na kufikia utendaji mzuri wa kuendesha mota na utendaji wa kelele.