การพัฒนาอินเวอร์เตอร์ T-Source ควบคุมด้วยพัลส์วิดท์ มอดูเลชั่นแบบ Unipolar สำหรับการเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า

พัชรพงศ์ กันหารินทร์; นิคม ก้านจักร; ศักดาวุฒิ บุญตั้ว

ผู้แต่ง

พัชรพงศ์ กันหารินทร์
นิคม ก้านจักร
ศักดาวุฒิ บุญตั้ว

คำสำคัญ:

อินเวอร์เตอร์ T-Source Unipolar PWM การเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

บทคัดย่อ

บทความวิจัยนี้นำเสนอการพัฒนาอินเวอร์เตอร์ T-Source ควบคุมด้วยพัลส์วิดท์มอดูเลชั่นแบบ Unipolar สำหรับการเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา ออกแบบ และสร้างวงจรอินเวอร์เตอร์ T-Source ที่สามารถเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้ภายในขั้นตอนเดียว วงจรที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ 2 ตัว ตัวเก็บประจุ 1 ตัว และไดโอดแบบฟื้นตัวเร็วร่วมกับวงจรอินเวอร์เตอร์แบบฟูลบริดจ์ ซึ่งช่วยลดจำนวนอุปกรณ์ เมื่อเปรียบเทียบกับอินเวอร์เตอร์ Z-Source การควบคุมสวิตช์ใช้เทคนิคพัลส์วิดท์มอดูเลชั่นแบบ Unipolar ผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล C2000 เบอร์ TMS320F28379D โดยทำการออกแบบและจำลองการทำงานด้วยโปรแกรม MATLAB/Simulink ก่อนสร้างต้นแบบจริง ผลการทดลองพบว่าวงจรสามารถเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันอินพุต 100 โวลต์ เป็นแรงดันเอาต์พุต 200 โวลต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งในสภาวะโหลดเชิงเส้นและโหลดเชิงเหนี่ยวนำ นอกจากนี้รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตมีลักษณะใกล้เคียงรูปคลื่นไซน์ และผลการทดลองมีแนวโน้มสอดคล้องกับผลการจำลอง วงจรที่พัฒนาขึ้นสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานแปลงผันกำลังไฟฟ้าและระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ต้องการการเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าได้อย่างเหมาะสม

เอกสารอ้างอิง

Abdeen, E., Gaafar, M. A., Orabi, M., & Shoyama, M. (2019). Three-level T-type buck-boost voltage source inverter. In 2019 IEEE Conference on Power Electronics and Renewable Energy (CPERE). (pp. 175-180). doi: 10.1109/CPERE45374.2019.8980233.

Alarcón-Maza, K., Balseca, B., Alarcón-Maz, G., & Saquariña, D. A. (2023). Electronic design of a DC–DC boost converter for powering a Lo-Ra communication board with bioelectricity by “Plantas Andinas”. ESPOCH Congresses: The Ecuadorian Journal of STEAM, 3(1), 611-629.

Effah, F. B., Wheeler, P., Clare, J., & Watson, A. J. (2012). Space-vector-modulated three-level inverters with a single Z-source network. IEEE Transactions on Power Electronics, 28(6), 2806-2815.

Eswari, K., & Dhanya, R. (2014). Analysis of T-source inverter with PWM technique for high voltage gain application. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 12(8), 5709-5719.

Feng, Y., Li, K., Gao, M., Liu, Y., Li, X., & Zhu, J. (2021). Optimal operation and control design of DC arrester for renewable energy transmission. Frontiers in Energy Research, 9:759434. doi: 10.3389/fenrg.2021.759434

Lakshmi, G. S., & Kumar, S. N. (2023). Comparison of multilevel inverters with T-type MLI: A brief review. Journal Kejuruteraan. 35(4), 803-809.

Liu, H., Zhou, B., Li, Y., Chen, J., & Loh, P. C. (2020). High-efficiency T-source inverter with low voltage spikes across the switch bridge. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(10), 10554-10566.

Nugroho, N., Firmansyah, E., & Suharyanto, S. (2017). Single phase full bridge inverter control as reactive power compensator. International Journal of Information Technology and Electrical Engineering, 1(4), 117-124

Oppong, F. N., Ahmed, H. F., Khan, A. A., & Quaicoe, J. E. (2025). Single-phase quadratic-based common-ground boost inverter. IEEE Transactions on Industry Applications, 62(2), 2807-2817.

Saurabh, K., Lalabhai, P. K., Mankani, A., Chakraborty, A., Naugraiya, A., Tharun, M., Amal, S., Christain, P. D., & Baruah, U. K. (2025). Modeling, analysis, and prototyping of

a cascaded H-bridge multilevel inverter system using TI F28379D microcontroller for high-voltage applications. In 2025 Fourth International Conference on Power, Control and Computing Technologies (ICPC2T), Raipur, India. (pp. 1-6). doi: 10.1109/ICPC2T63847.2025.10958740.

Sharma, A. K., Sharma, A. K., & Vijay, N. (2014). Unipolar and bipolar SPWM voltage modulation type inverter for improved switching frequencies. International Journal of Engineering Sciences & Research Technology, 3(8), 121-126.

Sivaraman, P., & Desanayagi, R. (2013). Performance analysis of PV fed single phase

T-source inverter. In 2013 International Conference on Power, Energy and Control (ICPEC), Dindigul, India. (pp. 266-271). doi: 10.1109/ICPEC.2013.6527663.

Strzelecki, R., Adamowicz, M., Strzelecka, N., & Bury, W. E. (2009). New type T-source inverter. In 2009 Compatibility and Power Electronics, Badajoz, Spain. (pp. 191-195). doi: 10.1109/CPE.2009.5156034.

Tuan, D. A., Vu, P., & Liễn, N. V. (2021). Design and control of a three-phase T-type inverter using reverse-blocking IGBTs. Engineering, Technology & Applied Science Research, 11(1), 6614-6619.