چکیده: مبدل نوع آرایش U یا PUC یک ساختار نوظهور در صنعت مبدل‌های چند‌سطحی است که به دلیل ساختار ساده و تعداد اندک مؤلفه‌های مداری و سهولت استفاده از روش‌های مدولاسیون، به‌سرعت در حال گسترش است. چالش‌های عمده اینورترهای چند‌سطحی به‌خصوص مبدل PUC در مطالعات مختلف عبارتند از دست‌یابی به سطوح ولتاژ مختلف، انواع ‌روش‌های ‌مدولاسیون، نحوه تعادل ولتاژ خازن‌های لینک DC و همچنین تولید یک ولتاژ خروجی با مؤلفه اصلی تقریباً ثابت در شرایط غیرعادی ازجمله تغییرات منابع تغذیه. در بیشتر مطالعات برای تثبیت ولتاژ خروجی، تمرکز اصلی بر تنظیم ولتاژ لینک‌های DC جهت تولید ولتاژ خروجی مطلوب است. در برخی دیگر از مطالعات نیز تمرکز اصلی بر استفاده از روش‌ها و یا کنترلرهای مختلف برای کنترل ولتاژ مؤلفه اصلی در خروجی است؛ اما کنترل ولتاژ خروجی صرفاً با استفاده از روش مدولاسیون کمتر موردتوجه قرارگرفته است و از طرفی به دلیل وابستگی به ضریب مدولاسیون چندان گستره وسیعی از تغییرات را پوشش نمی‌دهد. در این پایان‌نامه ضمن مرور انواع ساختارهای مبدل PUC، ساختار بدون خازن برای تولید ولتاژهای پنج، هفت و نه‌سطحی برگزیده‌شده و نحوه کلید زنی و تولید سطوح ولتاژ مختلف در آن‌ها تشریح شده است. ساختارهای مورداستفاده در پایان‌نامه حاضر، دارای خاصیت افزایش سطح ولتاژ خروجی نسبت به ورودی هستند و نحوه افزایش سطح ولتاژ نیز مورد تشریح قرارگرفته است. برای کنترل ولتاژ خروجی مبدل‌های مورداستفاده در پایان‌نامه، یک روش مدولاسیون بردار تک‌بعدی معرفی‌شده و سپس به تشریح نحوه تولید بردارهای حالت و نواحی برداری در این روش پرداخته‌شده است. این روش قابلیت کنترل ولتاژ خروجی با در نظر گرفتن تغییر در منابع DC را دارا است و بدون استفاده از هیچ‌گونه کنترلر حلقه بسته یا تغییر در مدار اصلی مبدل، مقدار مؤلفه اصلی ولتاژ خروجی را در شرایط تغییر در منابع تغذیه ورودی حفظ می‌کند. همچنین در صورت تغییر در ولتاژ مرجع خروجی نیز، روش پیشنهادی قادر به تولید ولتاژ موردنظر خواهد بود. علاوه بر این، در روش مورداستفاده در این پایان‌نامه، احتیاج به تغییر یا کنترل اندیس مدولاسیون به شیوه متداول در روش‌های مدولاسیون سینوسی نیست. روش مدولاسیون به‌کاررفته در پایان‌نامه، قادر به جبران تأثیر مقاومت داخلی منابع تغذیه در حالت استفاده از باطری غیر ایده آل و وجود افت ولتاژ داخلی در باطری‌ها نیز هست که این موضوع برای شرایط تغییر در اندازه جریان خروجی موردبررسی قرارگرفته است. نتایج شبیه‌سازی‌ها مؤید قابلیت مبدل در کنترل ولتاژ خروجی در کلیه شرایط و تغییرات ذکرشده هستند.