In der vorliegenden Arbeit werden die beiden neuartigen Modulare Multilevel-Umrichter-Topologien - der Exponentielle Modulare Multilevel Umrichter und die Modulare Multilevel Batterie Topologie - mit aus der Literatur bekannten Modularen Multilevel Topologien und Mehrpunktumrichtern verglichen. Anhand von Wirkungsgradberechnungen und dem Implementierungsaufwand wird gezeigt, dass Exponentielle Modulare Multilevel Umrichter für Magnetstimulatoren und Modulare Multilevel Batterie Umrichter für Batteriespeicher vielversprechende Technologien darstellen. Die theoretischen Grundlagen der Hardware und der Regelung werden erarbeitet. Der Funktionsnachweis der neuartigen Umrichtertopologien wird neben Matlab Simulink Modellen mit Hilfe mehrerer Prototypen erbracht. Periphere Themen wie die Versorgung von Niederspannungsnetzen in Modulare Multilevel Batterie basierten Fahrzeugen werden am Rande beleuchtet.
This paper presents a comparison between two novel modular multilevel converter topologies, namely the exponential modular multilevel converter and the modular multilevel battery topology, with other existing modular multilevel topologies and multipoint converters. The comparison is based on efficiency calculations and implementation efforts. The results show that exponential modular multilevel converters are promising for magnetic stimulators, while the modular multilevel battery converters are promising for battery storage systems. The paper also discusses the theoretical principles of hardware and control for these converter topologies. Matlab Simulink models and several prototypes are used to validate the functionality of the novel topologies. The paper also touches on related topics such as the supply of low-voltage networks in modular multilevel battery-based vehicles.