Design and simulation of a resonant full-bridge multicell power inverter for high-voltage applications

Abstract

Se presenta el diseno y simulacion de un Inversor Multinivel de Capacitores Flotados (FB-FCMI, por sus siglas en ingles) en puente completo para aplicaciones de alto voltaje. La topologia del inversor de potencia consiste en dos ramas, cada una con tres celulas de conmutacion, seis interruptores y dos condensadores flotados. El sistema de control proporciona doce senales cuadradas para todos los interruptores que componen el inversor, que se opera a frecuencia de conmutacion f SW ≈6.66 kHz. La frecuencia de salida es f 0, y es igual a tres veces la frecuencia de conmutacion. El diseno del inductor y condensador del circuito resonante se calcula con base en f 0, que esta en funcion del numero de celulas, N. El objetivo del diseno del inversor propuesto es demostrar que, la frecuencia de salida incrementa en proporcion de f 0 = N∙ f SW. A fin de que se observe el efecto por el incremento en el numero de celulas, un inversor resonante de potencia se disena y simula, primero con tres y despues con seis celulas de conmutacion, a f 0 = 20 kHz. Finalmente, el FB-FCMI se conecta al primario de un transformador de alto voltaje, mientras que el secundario se acopla a una descarga de barrera dielectrica para generar una descarga electrica en helio