´
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA
DE CHILE. CUZMAR. REVIEW INVERSORES MULTINIVEL. NOVIEMBRE 2016

B. Cascade H-Bridge (CHB)
La conexi´on en cascada de puentes H o CHB se basa en la
conexi´on de dos o m´as puentes H cuyo voltaje final de salida
ser´a la suma de los voltajes de cada puente H conectado.

Figura 5: Topolog´ıa Cascade H-Bridge de 5 niveles
Con esta topolog´ıa es posible aumentar el voltaje y los niveles
que se pueden obtener con solo un puente h. Para obtener
n niveles es necesario conectar n−1
m´odulos, es decir, n−1
2
2
puentes H lo que requiere 2(n − 1) switches en total para el
inversor. Sin embargo, el CHB convencional es necesario que
cada fuente DC sea independiente.
Uno de los beneficios que posee este tipo de topolog´ıa es la
modularidad que se adquiere, por lo que si ocurre alguna falla
en el sistema o en alguno de los puentes H solo afecta a un
solo m´odulo, por lo que el funcionamiento se puede realizar
desconectando ese m´odulo. A continuaci´on se debe reemplazar
solo el m´odulo da˜nado y no todo el inversor. La modularidad
facilita la fabricaci´on ya que se basa a replicar un m´odulo.
El estado para los switches se basa en el de un puente H
visto anteriormente para lograr los diferentes niveles.

2

Figura 6: Topolog´ıa neutral point clamped de 5 niveles
Para poder obtener una se˜nal con m niveles es necesario
m − 1 capacitores, 2(m − 1) switches y (m − 1)(m − 2)/2
diodos (sin incluir los diodos paralelos de los switches).
Dentro de sus principales ventajas con respecto a los ya observados se puede encontrar que requiere solo una fuente DC,
ya que los sub voltajes se obtienen gracias a los capacitores.
Sin embargo, posee sus desventajas, dentro de las principales destacan la no modularidad que posee, es decir, ante una
falla en el inversor se debe reemplazar el inversor completo,
otra desventaja es el control que se debe realizar con respecto
a la potencia activa ya que si no se controla apropiadamente
causa desbalances en el voltaje de los capacitores. Adem´as, a
mayor n´umero de niveles el control necesitado se vuelve m´as
complejo y los diodos requeridos aumentan cuadr´aticamente,
lo que causa mayores costos.
El estados de los switches para lograr los diferentes voltajes
en esta topolog´ıa son los siguientes:
S1 S2 S3 S4 S1’ S2’ S3’
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
Tabla 1: Estado switches para un inversor

S4’
Vout
0
VDC /2
0
VDC /4
0
0
0
−VDC /4
1
−VDC /2
NPC de 5 niveles

Por como se puede observar en la tabla, se parte con todos
los switches superiores activados y luego se realiza un barrido
hacia abajo para lograr los diferentes niveles. Cabe destacar
que un switch con su prima tienen siempre estados diferentes.
D. Flying Capacitor (FC)
El inversor flaying capacitor se parece en cierta medida al
inversor NPC posee una topolog´ıa similar, sin embargo, en vez
de diodos, posee capacitores como se muestra a continuaci´on:

C. Neutral Point Clamped (NPC)
El inversor neutral point clamped o NPC consiste en una
fuente DC conectada directamente a capacitores que definen
el n´umero de niveles que tendr´a el sistema y un arreglo que
incluye diodos aterrizados a los diferentes voltajes generados
por los capacitores ya mencionados.

Figura 7: Topolog´ıa flying capacitor de 5 niveles
Como se puede observar de la figura 7, la topolog´ıa posee
dos capacitores para definir neutro, Vcc y -Vcc, tambi´en se
puede ver que ocurre una divisi´on de voltaje en los diferentes
switches con diodos en paralelo, por lo que en los capacitores
internos existira un voltaje equivalente a la suma de la ca´ıda
de voltaje en los switches, de izquierda a derecha por lo tanto