استفاده از ريز مبدل هاي DC-AC بعنوان راه حلي موثر در افزايش راندمان استفاده از انرژي هاي تجديدپذير شامل پنل هاي فتوولتائيك، پيل هاي سوختي و سيستم هاي تغذيه شونده از باتري، جهت تامين انرژي پاك مورد توجه طراحان قرار گرفته است. از سوي ديگر، تغييرات ولتاژ لينك DC ناشي از ميزان تابش خورشيدي و يا تغيير ولتاژ باتري ها همواره چالش اصلي كانورترهاي DC-AC در حفظ راندمان بالا، عدم تامين ولتاژAC ثابت درخروجي، افت گين ولتاژ، استرس بالاي ولتاژي ادوات نيمه هادي سوئيچينگ و اندوكتورهاي حجيم بوده است. از اينرو در ريز مبدل پيشنهادي با استفاده از تركيب يك مبدل غير ايزوله با گين بالاي ولتاژ با دو خروجي لينكDC جهت دست يابي به گين ولتاژ بالا در مرحله ي DC-DC با وجود تغييرات ولتاژ ورودي با فركانس سوئيچينگ 50كيلو هرتز، در مرحله ي اول و سپس در مرحله ي دوم توسط يك اينورترDC-AC دوسويه (اينورتر/ يكسوساز-شارژر) و در خروجي با قابليت شارژ باتري بر مبناي سوئيچينگ نرم با فركانس سوئيچينگ 100كيلو هرتز ارائه شده است. گين ولتاژ آن 27.7 (Vin=18V, Vo=500V) , توان خروجي 200 وات است. از مزيت هاي ريز مبدل پيشنهادي، استرس جرياني پايين در ادوات سوئيچينگ نيمه هادي و ديودها با استفاده از سوئيچينگ نرم، حفظ بهره ي ولتاژ بالا و راندمان بالا با تغييرات ولتاژ DC ورودي و همچنين حجم ايندوكتور پايينتر نسبت به ساير كانورترهاي مشابه مي باشد.

زمينه ي فني اين اختراع عبارت است از محركه هاي الكتريكي مورد استفاده در ماشين هاي الكتريكي دوار كه در زير گرايش الكترونيك قدرت قرار دارد. براي طراحي محركه هاي الكتريكي نيازمند مدلسازي دقيقي از ماشين الكتريكي و تخمين پارامترهاي آن مي باشيم، اين در حالي است كه همواره پارامترهاي ماشين الكتريكي بر حسب مقدار بارگذاري و شرايط دمايي محيط دست خوش تغييراتي خواهد بود كه دقت، كارايي و راندمان را تحت تاثير قرار مي دهد. همچنين، كاهش ابعاد فيزيكي و هزينه ي ساخت چنين محركه هايي رويكردي اجتناب ناپذير است. از اينرو، در اين اختراع جهت غلبه بر مشكل مدلسازي ماشين الكتريكي و مدلسازي مداري محركه ي الكتريكي از تكنيك كنترل پيش بين بدون مدل فوق محلي استفاده شده است. همچنين، جهت جلوگيري از پديده ي چترينگ در مدل هاي كنترل پيش بين مرسوم از تابع سيگموئيد با تخمين هوشمند پارامتر، توسط منطق فازي بجاي تابع علامت استفاده گرديد. از سوي ديگر، جهت مكان يابي خطاي سوئيچ هاي نيمه هادي روش مسير سوئيچ زني مبناي كار قرار گرفت. روش سوئيچينگ منحصر بفردي در دو مد كاري نرمال و باك جهت طراحي تك خازن در لينكDC استفاده شد.

امروزه با پيشرفت تكنولوژي در صنعت، استفاده از مبدل هاي توان بالاي دو سويه با بازدهي، قدرت و قابليت اطمينان بالا در صنايع پتروشيمي، مخابرات، استخراج معادن و نيروگاه هاي تجديد پذير اجتناب ناپذير است. از اينرو، همواره توپولوژي هاي چنين مبدل هايي داراي مشكلاتي بوده است كه در ادامه بطور كلي و خلاصه به آن مي پردازيم. با افزايش توان مبدل هاي AC-DC و يا DC-AC پارامترهايي مانند فركانس سوئيچينگ، كليد زني نرم، قابليت اطمينان بالا، چگالي توان بالا و قابليت دو سويه بودن آن و از سوي ديگر، مدلسازي بار و مبدل در شرايط كاري مختلف سبب بروز چالش هاي جدي در ارائه ي توپولوژي و سيستم كنترلي شده است. همچنين، تغذيه ي بارهاي نامتعادل و يا بروز عدم تعادل ولتاژ در منبع تغذيه ي ورودي مبدل ها سبب افزايش تلفات حرارتي، وقوع اغتشاشات ولتاژي و جرياني و در نتيجه از مدار خارج شدن مبدل مي گردد. اين در حالي است كه در توپولوژي مبدل هاي چند سطحي مدولار، عدم تعادل بار هر چند سبب تغيير شكل جدي موج خروجي ولتاژ و جريان نمي شود اما سبب بروز جريان هاي چرخشي بسيار بالا و مخرب در ساق هاي هر فاز از مبدل خواهد شد. از آثار اين جريان چرخشي مي توان به افزايش چشمگير تلفات حرارتي ناشي از تلفات هدايتي در فرايند كليد زني ادوات الكترونيك قدرت اشاره كرد. بنابراين، جهت غلبه بر معايب موجود در مبدل هاي چند سطحي مدولار فعلي توان بالا ارائه ي يك توپولوژي مداري و مدلسازي دقيق جهت دستيابي به يك مبدل چند سطحي مدولار دو سويه با توان بالا، بطوريكه قابليت كار نرمال در شرايط نا متعادلي بار را داشته باشد و سيستم كنترلي تا حد ممكن مستقل از پارامترهاي مداري توپولوژي مبدل و پارامترهاي بار باشد، ضروري خواهد بود. به همين منظور، در اين اختراع سعي شده است با استفاده از توپولوژي منحصر به فرد مبدل توان بالاي چند سطحي مدولار با مبدل نيم پل دوتايي كمكي سه فاز دو سويه (BMMC-DHB) و تكنيك مدولاسيون پهناي باند شيفت فازي (PS-PWM) وبهره گيري از تكنيك كنترل پيش بين بدون مدل فوق محلي معايب توپولوژي ها و سيستم كنترلي موجود پوشش داده شود.