Intern ati o n a l  Jo u r n a l  of  P o we r El ec tr on i c an d D r i v e   S y stem   (I JPE D S)   V o l.  11 , N o . 2, Jun e   20 20 , pp . 84 4 ~ 85 I SSN 208 8-8 6 9 4 , D O I:  10. 115 91 /i jp e d s.v 1 1 .i2 . p p84 4-8 50          8 44     Jo urn a l  h o me pa ge : h t t p :/ /ijpe d s. i a e s c o re. c o m   Buck  convert er optimization usi n g P& O al gorithm  for P V   system based ba ttery charger       Z a inu l  A b id in,  Adha ru l Mut t a q in Ek Ma u l ana ,  M.   G ila n g  Ra ma d h a n   De p a rtme n t   of El e c tr ica l   E n gi n e eri n g,  Un ive r sita s Bra w ija ya , In done si     A r ticle In fo    A B S T RAC T   A r tic le  h i st o r y:  Rec e i v ed  Se p 1 3 , 2 019  Re vise Oc t 2 7 , 2 019   A c ce p t ed  Jan  23 , 20 20      In this r e sear ch,  battery  charg e based   on   P h otov oltaic (P V) s y s t e m  con s ists   of bu ck co nv e r t e as   us eful   P V  mo du le in terf ac e was   fabric ated . S i n ce  o u tpu t   po wer o f  P V  mod u le ch ang e s  qu ick l y  du t o  ch anging  so lar r a dia t ion ,   op timization  is   r e q u ired . On e of   th e a s y  and   che a p o p timiz at io tech n i ques   is  by   impl emen ting  P e r t u r an d  Obs e rve  (P&O) algor i t h m  for cont ro l l i n g   sw itch of  th e b u c con v erter.  The  P&O   a l go rith m tra c ks   m a xi mum po w e r   po in t b y  g e n e rating  suitab le d u t y  cycl e for s w it ching  of th e bu c k  co nvert er.   Th e ob jective o f  this p a pe r is  to   presen t th e exp e rimen t al p r oo f   o f  th e P & O   al gorit h m  impl ementati on  in  o p timiz ing  p e rform an ce  of  th e  bu c k  co nv erter .   Th e exp e riment al res u l t prov e  th at the P & O   alg o rith m c a n  o p t imize  the   work  of t h e bu ck c o n v e r t e r a n d   sup p o r t sh ort e c h a r g i ng tim e by p r od uc i n g   high er ou tp ut vo ltag e an d  p o wer .   Ke yw ords:   B a tt er y  cha r g e B u ck co nv er te O p ti miz a t i on  P& O  al g o ri th m   Ph ot o vol ta ic  s y st em   Th is  is a n  o p en   acces s a r ticle   un d e r the   C C  B Y -SA  licens e   Corres p o n din g  A u t h or:   Za in u l  Ab id in ,   Depa rt me nt o f   Ele c t r i c a l  Engi ne eri n g ,   U n i v e r sita s B r a w i j a y a,   Jl MT Har yon o 167  M a lan g ,   Ind one sia .   Emai l:  zai nul a b i d in @ u b . ac .i d       1.   IN TR O DUCTION  P h oto vol t a i c  (PV )   sy st em  re qui res D C -D C co nve rte r   t o  a d j u st  P V   mo d u l e  o u tp ut   b e c o me sui t a bl e   fo r l o ad  spe c i f i c a t i ons   [ 1 ,2].  S o me  DC -DC  c o n v e r te de vel o p m ent   i s  orie nte d   t o wa rds   I C  fa bric at i o n   [3, 4 ].  A   ki nd  o f   DC -D C  c o n v e r t e r  i s   b u c k  c o nve rt er. De vel o pme n of t h e   b u ck  c o nve rt e r   i s   al so  p o p u la r a m o n g   re se arc h ers. F o r e x a m p l e ,   hi g h  c o n v ersi on  rat i o   qua si sq ua re wa ve  buc con v e r t e r is de si gne d a n d   pre s ent e d   in  re f e r e n ce  [ 5 ].   S y n c h r on ou b u c k conv e r t e r fo r sp e c i f i c ap p l ica t i o n   (LED ) is al so evalu a te d by s i mu l a ti on  [6 ].   S w i t c h -i nd uct o r se mi -qua drat i c   buc k   c onve rt er i s  p r o p o se d a n d a n al y zed  i n   re fere nc e   [7 ]. Buc k  co nve rt e r   cont rol l e d   by   f u zzy  l o gi c i s  r eal i zed a n d   re p o rt e d  i n   refe re nce  [8]. T h e  b u ck  c onve rt er i s  al so   v e ry  i m po rt a n t   part  o f  bat t e r y   char ger.   B a t t e ry c h a r ge r base d o n  PV  s y ste m   nee d hi g h  e f fi ci enc y . T h e   mo re   e ffi c i e n t   t h e P V   system ,  the  shorter   char g i ng  t i me  r e qu ir e d PV s y st em e f fi ci enc y  i s  mai n ly  affect e d   b y   t h ree  fa ct ors ,   i . e. i n verte r  e ffi ci enc y  (9 5- 98 % )  [ 9 ] ,   PV   p a n e l  e f f i ci en cy  wh ic h  is  b e t w ee n   8- 15 % (c o mmer c i a l PV   p a n e ls)   [ 10],  and   e ffi ci en cy  of  M a x i mum P o we P o in t Tr ack ing   (MP P T)  al go r ithm wh ich   is o v e r   98 % [1 1] I m p r ov ing   t h e  e f f i c i e n cy   o f  t h e  inv e rte r  a nd    t h e P V  pa nel  i s  n o t  e a sy  si nc e  i t  de p e nd s o n  a v ai l a bi li t y  of  t e c h n o l o g y Fu rt her m ore,  i t   ma y re q u i r e   bet t e r   com p o n e n t s  a n d  ca n i n cre a se d r asti c a l l t h e  in st al l a t i o c o st.  Ins t ea d, i m pro v i n g  t h e  t r ac ki ng   of    t h e M a xim u m   P o wer P o i n t  (MPP wi t h  ne o r   si m p le   c ont rol al g o r i t h ms i s  e a sie r  a nd c h e a p er. It  c a n be   do ne e v en i n  pl ant s   whic a r e al re ad use d   b y   up dat i ng  t h ei r co nt rol   a l gorit hms .  It   w oul d al so  l e a d   t o  an  i m medi at e i n c r e a se in P V  s y st e m  p o w er  ge ne rat i on an d c o n s eque nt l y  p r i c e  red u ct i o n. S i nc e PV  pa ne ls  ha ve a   no n - l i ne ar v o l t a g e-c u rre n t c h a r ac te ri sti c   wi t h  po we r p r od uc ed  is ma xi mu i n  a  u n iq ue  p o i n t ,  MP PT   al go ri t h ms a r e  nec e ssary t o  be i m pl eme n t e d [1 2]. T h i s  poi nt  de pen d s  on i rra di a n c e  con d i t ion s  a nd  o n   t e mpera t ure  o f  the   P V   panel s . B o th c o ndi t i o n s a r e   di ffe r e n t  de pe n d  on  t h e  se aso n  a n d  ch ange   d u ri ng  th e   da y.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Buck   c o nv ert e r   o p t i m i z at i o n u s i ng P& O al g o r it hm f o r PV   sy st em  base d  b a t t e ry ch arge r…  (Z ai nul  Abi d i n 8 45  M o r e o v e r,  so lar  rad i a t i o n  can c h ang e   q u i c k l y  b e c a u s o f  ch a n g i ng   o f  a t mo sp h e r i c  co nd itio n s  su ch  as cl o u d s   and  rai n . T h e r efo r e,  t r ack  t h M P P a c c u rat e l y  u n d er al possi bl e c o ndi t i ons  i s   ver y   im po rt ant .   As  the  res u l t maxi mum  p o w e r i s   al wa ys  a v ai la bl e t o   b e   ob t a i n ed  [1 3].   In   rece nt  yea r s ,  se ve ral  MP P T  al g o ri t h ms  h a ve  be e n   publ i s he [1 4].  The y   di ffe r  in  ma ny  as pec t s   su ch  a s   se n s o r s r e qu i r ed , c o mp le x i t y cos t  or e v en  e ffi cie n cy . Ho w e v e r,  mo r e   e x p e nsi v e o r  mor e  co mp l i ca te d   al go ri t h m i s  us el ess if wi t h  a  si mple r a n d c h ea per o n e ca n obt ai n   si mil a r resul t s.   Thi s  is  the   reas o n   wh y   so m e   of t h pro p o s e d  t e c h niq u e s  a r not  i m pl e m e n te d. P e rt urb  an Ob se rve  (P & O ) al g o ri t h m i s  o n o f   MP P T   al go ri t h ms   whi c h i s  si m p le , w i del y  use d , a n d  re ce nt l y   devel ope d  b y  ma n y   resea r c h e r [15 - 2 4 ].  In t h i s   pa per ,   P&O al go ri t h m i m pl eme n t a t i on on  buc con v e r t e r o f  P V   sy st em  f o red u c i n g   bat t e ry c h a r gi n g   t i m e  is  eva l ua te d e xpe ri me nt al ly.       2.   EX PERI ME N T AL ME TH O D   Thi s  sec t ion  d e scri bes  me t h o d  o f  t h e e xpe ri ment  w h i c h c o nsi s t s  o f  t w prepa r at i ons, i . e .  ha rd ware   a n d   sof t w a r e  pr e p a r a t io ns . The  h a rdw a r e  is  d e si gn e d   by   u s i n g  co mmer c ial  co m pon en t s   w h ich  is  ea sy   t o  buy Th e   soft wa r e  is fo cu se d on   the imp l em e n t a t i o n  of P&O   a l go r ithm .     2.1.   Ha r d wa re  p rep a r a t i o H a rdw a re  re qu i r e m e n t  i s  ba se d o n   bl oc k   di agra s h ow n  in  F i g u re   1 .  G e neral l y  t h e  sys t em nee d s   some  devi c e s suc h  as  P V  m o d u l e buc c o n v e r t e r, c u rre n t sens or a n vol t a ge  divi de ci rcui t, MO S F ET   dri v er, mi cr o c ont roll e r   a r d u i no na no  an ba t t e r y. Ope r at i o nal   p r inc i pl of the   sy st em  i s  fi rstl y the   P V  mod u l e   re cei ves s o l a radi at io n a n c o n v e r t s  t o   e l ec t r i c i t y . I n  o r de r t o  s u p p l y  l o a d  re sist or  or c h a r ge  ba tt e r y,  v o l t a g e   a n d cu rre n t   g e n e r a t e d  by  th P V  mo du le  is i n pu tte d  t o  th b u c conv e r te w h i c is s e t with   a c e rt ai n   v a lu e   of  dut y c y cl e s w i t chi ng.  O n  t h ot he r si de, t h e   volt a ge  a n d  c u rre n t   gene rat e d  b y   PV  mo dul e are  a l so  se ns ed  b y   current   sen s o r   and   v o l t age  di vi de ci rc uit .  The se nsi n g  re sul t  bec o me s i n p u t  whi c h is   proce s se d   b y   a r d u in o   n a no   u s ing  P& alg o r ith m   f o r  co n t ro lli ng s w i t c h   du t y  cy cl of  th buck   co nv er ter .  Th P& O a l gor it h m  i s   use d  t o  fi n d   MPP   of t h e   P V  m o d u l e .   The  ci rcui t   re a l i z at ion o f  t h e  sy ste m   is  p r e s ent e d i n   Fi gu re   2.  Pe rfo r ma n c of t h e b u c k  con v e r te wi ll  be com p a r ed  wi th t h e  a mo n o li t h ic  int e grat e d   ci rc uit    buc k c o nve rt er   LM 2 5 9 6 Th e bu ck  c onve r t er  is  u s ed  to d e cr e a s e  th e PV  mo du l e  ou t p u t  vo l t a g e.  I t   w a s  d e s i ng e d   fo r ch a r g i ng  Li M n   bat t e ry  7 . 4 V .  I n  t h is  expe rime nt t h e buc k c o nve rt er  me nti one i n   Fi g u r e s   1 a nd  2 i s   real i zed   usin g   ci rc uit  sh ow n i n  Fi g u re  3 [8,  25-2 7 ] . S w it c h   i s  rea l i z ed usi ng  M O S F ET an d c ont rol l e d  b y  d u t y   c y cl e   p r od u c e d   by  t h m i c r o c on tr o l l e r a r du ino  n a no . Th M O S F ET u s ed  i n   th is ci rcu i is  I R FZ44N   w i th   sp e c i f i ca ti on  of   V DS S  =  55 V  da I D   =  4 9  A ,  so i t  c a n be  us ed for  t h e c i rc ui t .  The  buc k c onve rt er us e d  i n  t h is  expe ri me n t   has  so me  pa ramet e rs, suc h  as   V in  =  13 V out  =  8 . V,   f r e que nc y  ( f ) =  5 0  kH z,  a nd  I oma x   = 1 . 2   A .  I n   buc k c o nve rte r   desi g n ri p p l e  curre n t  ( I ripple )  is s e in 30 o f  m a x i mum  c u rr e n t.  So t h at, t h I ri pp le    i s   ca lc ula t ed a s        0.3 1.2 0.3 6  (1 )     Du t y  cy c l e  is  cal cu l a t e d  b y  c o mp ar ing   V ou t  an V in   as  exp e c t ed .  Th en t h e  d u t y  cy c l e  i s        .  0.6 6  (2 )     In duc t o va l u e  ca n be  det e rmi n ed  u s in g e qua t i on  as  fol l ow s.      H H D I f V V L ripple out in 160 3 . 161 66 . 0 13 50000 6 . 8 13  (3 )     Af te r d e ter m ini n g  th indu c t or   v a lu e ,  th e   capa c it an c e  c a b e  c a l c u l at ed   as fo llo ws.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN : 2 088 -86 94  I n t J   P o w   El ec  &  D r i S y st V o l .  11,  N o .  2,   J u ne  20 2 0  :     8 44  – 85 0   84 6   F F V f L D V C ou t ou t 20 18 1 66 . 0 10 50 5000 0 10 3 . 161 8 66 . 0 1 6 . 8 8 1 3 2 6 2  (4 )        PV  M o d u l e Bu c k   C o nve r t e r Rl o a d /   Ba t t e r y Ar d u i no  Na n o M O S F ET  Dr i v e r C u r r e nt  S e ns or   a n d   Vol t a ge  De vi de r   Ci r c u i t     Fi gu re 1.   Bl oc k dia g ram of   t h ex pe ri me nta l   set u p             F i gu re  2.   C i r c u i t   re al i zat i on  o f  PV  sy ste m   bas e bat t e ry  cha r ge r            Fi gu re   3.  B u c k  c o nve rt er  c i r c ui       2. 2.   So ftw a re p r epa r at ion  (P&O  a l go rithm)  As  me nt ione d   i n   pre v i o us  s u se ct i o n ,   a r du ino   na n o  i s   use d  t o  impl eme n t  t h P & O  al go ri t h m.   The   pr i n c i pl e o f  t h e P & O   a l g o r i t h m is i l l u st rat e d i n   Fi g u re  4 [ 1 5 ,  1 8 ,  2 2 2 4 ] .  A f t e ge n e ra t e a n d pr ocess e d ( s e e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In J  P o w  Elec  & Dri  Sy st   I SSN : 208 8-8 6 9 4       Bu ck  con v er te r op t i m i za ti on   us in P&O   a l gorith m   f o PV syst em  b a s e d  ba tt ery   cha r g e r…   ( Z a i nu Ab i d in)  8 47  F i g u r e  1 ) ,  the   volt a ge   ( V k ) and  curr en ( I k ) ar e c a l cu lat e to   g e ou tpu t   po w e r ( Pk ).  T h e n ,  t h e   P k  is c o mpa r ed   to   pre v i o us  ou t p u t   po w e r  ( P k-1 )   t o  ge t de vi at i on ( P k  -  P k-1 ) T h e  de via t i o n of   t h P k  an P k-1  is  u s e d  as   cond it io to   d e te rm i n e  t h e   du ty  cy c l mu s t   b e  in cr ease d   or   d e c r ease d If  th d e v i a t i o n  is z e r o ,  i t  me ans  th ere  i s  no   di ffe r e n ce b e t w een  P k  an P k-1 ,  t h en t h e P k  must  be  sa ved   fo ne xt  cal c u l a t i on.  H o we v e r ,  i n  t h e c a se  of t h e   de via t i o n is  no t  zer o ,  f u rt her   pr oce ss an d c o ndi ti o n   se le ct i o a r e ne ce ssa r y .  It   l e a d t o   4  c o n d i t i o n s , i. e .     If   P k  -  P k- 1    < 0  a n d   V k  -  V k-1  <  0,  t h e n  t h e   d u t y  c y cl e must  b e   i n crease d  an V k  i n c r ease    If   P k  -  P k- 1    < 0  a n d   V k  -  V k-1   >  0 ,  th en   th e du ty   cy cl e mu st b e   d e c r e a s e d  an V k  de cre a s e.     If   P k  -  P k- 1    > 0  a n d   V k  -  V k-1   >  0 ,  th en   th e du ty   cy cl e mu st b e  in cr ea sed  an V k  incr ease.    If   P k  -  P k- 1    > 0  a n d   V k  -  V k-1   <  0 ,  th en   th e du ty   cy cl e mu st b e   d e c r e a s e d  an V k  de cre a s e.   So  t h a t   t h e   out put   o f  t h P & O a l go r i t h m  i s  d u t y  cyc l e  f o r  swi t c h i n g   of   buc k   co n v er te r .  It   c h a n ges   ba se d on  the  o u t p ut p o w er  de vi at i on.           Fi gu re   4.  F l o w c h art   o f  P & O  a l go ri t h     3.   EX P E R I M E NT A L  RE SU LT  Th e  P&O a l gor ith m   w a s  imp l em en t e to  th e   PV  sy st em.  In  th is  sec t i o n, t h exp e r i men t a l  r e su lts  are  p r e s en te d t o  co nf ir m ef fe c tive n e s s of  th e P&O a l go r ith m.  Th exp e r i m e n t al  r e su l t a r e pr es e n t e based  on  out put  p o we r  o f  t h e   P V   s y st e m   a n d bat t e r y   cha r gi ng  per f o r ma nce .        3. 1.   Ou tput  po w e r  of the  PV  sys t em  In  t h i s   su b se c t ion,  e x pe ri me nt  b a sed  o n   o u t put  po we r i s   di sc usse d  i n   d e t a i l .  The  e x p e r i ment   bl oc k   di ag r a i s   s h o w n i n  Fi g u r e  5.   T h e   e xpe ri me nt co m p ar e s   t h e o u t p ut p o we r  of t h e de signe d buc k c o n v e r te r   wi t h  P & O  al g o ri t h an bu ck  co n v er te LM 25 9 6  wi t h out  P & O a l go r i t h m.  T h e e xpe ri me nt al  re s u l t s  ar e   sho w n i n  Fi gu r e   6.   L o ad  re sistance was varied from   10 Ω  unt il  4 5 Ω .  T h e hi ghe st   o u t p ut  p o we r of   t h e  o n e  wit h   P& O a l go r ithm is  7 . 64   w a tt  w h en th e lo ad   r e si sta n ce is  10   Ω  ( V  =   9. 5 6 V  a n I  =   0. 799A ).  T h e   o n wi tho u t   P & O   a l gor it h m   rea c h es   t h e  hi ghe st ou p u t  p o w e r of   7 . 2 2  wa tt .   T h e  o u t p ut  po wer  dec r e a s es  al o n g   w i t h  bi gge r   lo a d   r e si sta n ce.  T h e on e   w ith  P&O  alg o r i t hm h a h i g h e r ou tpu t   pow er  in e v ery  lo ad  re sis t an c e s It   mea n s th P& O   al go ri t h m w o rk w e ll  e v e n  it  look s   un st ab le i n   ma i n t a i n ing  th e outp u t  po w e r. The  ou t p u t   po w e r c a n n o t   be  st a b l e  be ca use   vol t a ge  so ur ce  u s ed   by  t h e   MO SF ET  dri v e r  wa s t a k e fr om  P V   m o d u le .  S o ,  w h en t h e   out put   pow er  de cre a se s,  so doe s the  v o lt age  i n  ga t e  of t h e M O S F ET.   Thi s  c o n d it i o n  aff ect s t o  t h e  P& O   a l go r i t h d u ri ng  f i ndi ng  t h maxi mum  p o w e poi nt .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN : 2 088 -86 94  I n t J   P o w   El ec  &  D r i S y st V o l .  11,  N o .  2,   J u ne  20 2 0  :     8 44  – 85 0   84 8 3. 2.   Ba tt ery cha r ging   per f o r mance    I n   t h is  s u b   se c t i on,  ce rt ai n   t i me   i n t e r v a l s a r d e ci de d t o   con f ir m c h ar gi ng  t i me  per f or mance .  T h e   ex p e r i men t   b l o c d i a g r a i s   show i n  Fig u r e  7 .    C h a r g i ng  w e r e   done   in  o u t d oor by  1 5  m i nu te s a n 45   mi nute s  fo r   b o t h   t h e b u c k  co n v er te r w i t h  P & a l gor it hm  a n t h e L M 2 596  wi tho u t  P& a l gor it hm. T h mo r e   po we r save d i n  bat t e r y  t h e s h o r t e r   c h ar gi n g  t i me r e qui re d.  Ba tt er ie s use d  in t h i s  e x pe ri ment  ar e  wit h  v o l t a g e   of  7. V. E x pe ri ment  w e re  d o n e f o r  6  t i m e s  du ri n g  8 A M  –   1 P M .  Ex pe r i me n t  re sul t   i s   s h o w i n  Ta bl e s   1 a n d   2 .   Th e 1 5  m i nu te s e x p e ri me nt r e su lts  sh ow   t h h i gh e s ch arg i ng   re su lt  of  th on e w itho u t  P & O a l go r ithm  a nd  w ith  P&O al go ri thm a r e a r e  0 . 04   V  an d 0.29 ,   r e sp e c tiv ely .   Mo r e o v e r ,   t h e 45   m i nu tes e x p e r i m e n t   r e su l t sh ow  th e   h i gh e s t  ch a r g i ng  r e su lt  o f  t h e on e wi th ou t P & O  alg o r i t h m an d   w ith   P&O  a l gor it h m  a r e   0 . 13  V  a nd  0. 66  V,  r e spec t i ve ly.   B o th   e x peri me nt  re s u l t s  pr ov e t h a t  t h e   P & O   a l g o r i t h m ca n o p t i mi ze  the  wo r k  o f  buc k   c o n v e r t e r   a n d  s upp or t s h ort e r   char gin g  ti me.           Fi gu re 5.   Bl oc k di ag ra m of   o u t p ut   p o w er   ba se expe ri me nt      Fi gu re  6.  Ex pe ri ment al  r e sul t   of  o u tp ut  po we r             Fi gu re  7.  Ex pe ri ment al  r e sul t   of   o u t p ut  po we r       Tabl e 1.   E x pe r i me nta l   re s u lt s f o r  15  mi n u t e s c h ar gi n g     Without P & O   With P & O   E xp.   no  3 4  5 6  1 2  3 4  5 6  V s ta rt   ( V )   7. 8 7. 83   7. 83  7. 79   7. 82  7. 82   7. 78  7. 81   7. 81  7. 73   7. 78  7. 79   V s to p   ( V 7. 8 7. 83   7. 86  7. 7. 86  7. 83   7. 97  7. 86   7. 96  8. 02   7. 97  8. 06   Chargin g  res u l t ( V )   0. 03  0. 01   0. 04  0. 01   0. 19  0. 05   0. 15  0. 29   0. 19  0. 27       Tabl e 2.   E x pe r i me nta l   re s u lt s f o r  45  mi n u t e s c h ar gi n g      Without P & O   With P & Exp.   no  1   2 3 4 5 6 1  2 3 4 5 6  V s ta r t   (V 7 . 7. 83  7. 83  7. 79  7. 82  7. 82  7. 78   7. 81  7. 81  7. 73  7. 78  7. 79   V s to p   ( V )   7 . 83   7. 96  7. 89  7. 83  7. 89  7. 85  8. 32   8. 12  8. 27  8. 39  8. 8. Chargin g  res u l t ( V )  0 . 03   0. 13  0. 06  0. 04  0. 07  0. 03  0. 54   0. 31  0. 46  0. 66  0. 32  0. 61       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Buck   c o nv ert e r   o p t i m i z at i o n u s i ng P& O al g o r it hm f o r PV   sy st em  base d  b a t t e ry ch arge r…  (Z ai nul  Abi d i n 8 49  4.   CO NCL U S I O N   In  t h i s  pa pe r,  t h e P& O al g o r i t h m ap pl i e fo r b u c k  co n v ert e o f   P V  syst e m  base d b a t t e ry cha r ger  ha s   bee n  p r e s e n te d. T h e P&O al go ri t h m ca n co nt rol  d u t y  c y cl f o r swi t chi n g of  b u ck   c o nve rt er.  Ac cor d in g   out put   p o w e r a n d  cha r gi n g  ti me,  t h buc c o n v e r t e r wi t h  P & O  al g o ri t h m ha h i g h er   o u t p ut p o w er   a nd s h ort e r   cha r gi ng  t i me  t h an t h o n w i t h o u t  P & O   al go ri t h m.  It   p r o v es t h at   the   buc c o nve rte r  c a be  o p t i mi z e by   usin P & O a l g o ri t h m. S i nc out put   p o we r i s   n o sta b le in  t h e  fut u re, a dva nce d   al go ri thm t h at  c a pr od uc e   more sta b le  ou t put p o w er wi l l  be d e ve l ope d. In orde r to c o n f i r p e rfo r ma nce o f  the  de si gne buc k c o n v ert e r ,   fut u re  rese arc h  wi l l   al so   be  c o n d u c t ed  wi t h  t w o i d ent i c al  PV m o d u l e s an p r ec ise l sa me set up  fo r t h e   desi g n e d  buc k con v e r t e r a n d   t h fa bri cat ed  o n e.       A C KNOW LE D G E M EN TS   Thi s  wo r k   i s  s u p porte d by   L e mba g P e ne li t i a n   da n P e nga bdia n  Mas y ara k at   U n i v e r sit a s  Bra w i j a y a   (LP P M -UB )  th ro ugh  Hi bah   P e ne li t i  Pe mul a  (A w a rd  N o 69 6. 53/ U N 1 0.C 10/ P N / 2 0 1 9 ).       RE FERE NC E S   [1]   M.  S.  Ma l i k,   et al . ,  " E v a l u a tion  of a   Sin g le  In du c t o r  b a se d Si ng le-I npu t  Dual-O utput Buck C o nve r ter  for DC  Mi c r og ri d App l ic a tio ns",  in  2 018 IE EE 7th   World  Con f e r e n c e   on  Ph o t ov ol taic  En e r gy  Co n v e rsi o n  (W CPE C ) 2 0 1 8 ,  pp.  61 3-617 [2]   R. K .  S u broto,   et a l . ,  "Volta ge  Re g u l a ti on  o f  Bo ost Co nv e r te Usin g  Ob se rve r   Ba se d Sl idin Mo de  Co nt roll e r ",  T E L K OM NIKA (T elecomm un ica t io n,  Com put in g,   Electro nics a n d   Con t ro l) ,  vo l 1 6 ,   no.  6,  pp .  2 896 - 2 9 0 3 ,  20 18 .   [3]   J.J. Che n et a l . ,  "A  New  S i ngle -Ind u ctor  Trip le-O utpu t Bu ck  C onv erter  Us in CM OS  Techno lo gy ,"   in   The 2010  Intern ation a l  Po wer Electron i cs   Con f er enc e , 20 1 0 ,   p p . 8 2 -8 5.   [4]   V.  Michal, "Inductor Curr ent   Zero-C ro ssi n g  Dete ct or  a nd CCM/ D CM  Bou n d a ry  De t e c t or for In te g r at e d  Hi gh - Curren t  S w itche d - M ode D C -D C Co nv erters" ,   IEEE T r ans actio n   on  Power  El ectroni c s , vo l 29 ,  no . 10,   p p .  5 3 8 4  –   53 91 , 2 013 .   [5]   Y.  N aeimi an d  A. H u ang ,  " D esign   an d Op ti miz a tion   of  Hi gh   Co nv ers i o n   Ratio Qu asi Sq uare  Wav e   Bu c k   Convert e rs ", in  2 017  IEEE 5th   Wor ksh o p   o n  Wi de Band ga p   Po w e r Devi ces  an d  Ap pli c at io ns   ( W iP DA) ,  20 17 p p .   14 8-1 52.   [6]   C. Deek shi t h a  a n d K. L .  Sh eno y ,  " D esign   a n d S i mu lat i o n  of  S y n c hron ou s Buck  Co nverter   F o r LED   A p p l ic ation" ,   in   2 0 1 7  2 nd IEE E   In te rn atio nal   Co nfe r e n ce   On   Re ce n t  Tre n d s  In Ele c t ro nic s  In fo rmat i on  & Commu n i c a t i o n   T echn o lo gy , 2 017 , p p .  14 2-1 4 6 [7]   P. V. Anus hka,  et  a l . ,  "S w i tched-In du c t or S e mi-Q uad r atic   Buck   Co nv e r ter " ,   in   20 1 7  I E E E  Int e rn ati onal  Con f er e n c e  on  T echn o log i cal  Ad van cemen ts  in   Po wer  a nd  En er gy  (T AP En er gy) , 20 17 ,  p p .   1 - 6 .   [8]   K. Sw a t hy,  et a l . , " D esign   an Hard ware Imp l e m en tatio n  of  Clo s ed Loop  Bu c k  Con v erter   U s ing F u zzy  Log i c   Cont rol l e r" ,  in  2n d In te rna t i o n a l c o nf e r e n c e  on   El ec t r o n i c s, Commu n i c at io n a n d  Ae rosp ac e  Tec h no lo g y   (I CECA   20 18 ) , 2 018 , p p .   175 -18 0 .   [9]   "S u n n y   F a mily   2 0 1 0 / 20 11   - The  F u ture of  S o lar Tec h no lo gy ", S M A   pro d u c t cat a l o gue,   20 10 .   [10]   "Trend s in  pho to vo ltaic  appl ic atio ns .   S u rvey  rep o rt  o f   s e lect e d  IEA  co untries   b e tw e e n 19 92 an d 20 09 , "   In te rn at io nal   Ene r gy  Ag e n c y , Repo rt   IE A-PVPS T a sk  1  T 1 -1 9: 201 0,  20 10.  [11]   L .  Pi e g a r i   a n d   R. Ri zz o,  "Ada pt iv e   Pe rtu r b an d Ob se rve  Alg o ri th m  for Ph otov ol ta ic  Ma ximu m  Powe r Poi n Tr ack ing " IE T Re n e wable   P o we Ge ne rat i o n ,  v o l   4,  n o .   4,   pp.  3 1 7 -3 28,  20 10 .   [12]   N. Fem i a,  et al. "Opt im iz in g Sa m p l i n g  Ra te  of  P& MPPT   Tec h ni que ",  i n   2 0 0 4  IE EE 35th  An nu al  P o we Ele c tr onics Sp ec ialis t s Con f eren c e , 2 004 , p p .   19 4 5   - 19 49 .   [13]   M.  Cha k ka ra pa ni,   et  al . , " O n   the   Issue s  i n   MPPT  Impl e m e n t a t i o n   fo r P V   Syst e m s" in  21 st Ce nt ury En e r g y  Nee d s -   Ma ter i als,  Sys t e m s  a nd  Ap pli c atio ns  (ICTFCEN) ,   201 6,  pp .  1 - 6.   [14]   T .  Esra m a n d  P. L .   Cha p m a n, "Com pa ri so n o f   Ph ot ov o l t a ic  Arra y  Ma xim u m  P o we r Po in t Track in g  Te c h ni que s",   IEEE T r an sactio ns  on  En erg y  Co n v e r sion ,  vol 2 2 , n o . 2, pp 4 3 9 -449 ,   2 0 07.  [15]   J.   A h med  and  Z.  S a la m,  "A n I m prov ed P e rtu r b and  O b serv e  (P &O) M a ximu m P o wer P o in t Track ing (M P P T)  Algori thm   for H i gher Efficiency,   Ap pl ied  En er gy vo l 1 5 0 ,  pp . 9 7 -1 08,  20 15 .   [16]   M.  Ka mra n ,   et  a l . "I mp le ment ati o n  of  Im p r ov ed  P e rturb  & Ob ser v e M P P T  Techn i qu e w i th Co nf in ed  Search  S p ace   fo r Sta n dal o n e  Ph ot ov ol tai c  Syst e m ,"  Jo ur na l o f   King  Sa ud  Un iv ers i ty -  Eng i neer in g S c ien ces , i n  p r ess ,   2 018 .   [17]   R. Alik   and  A.  J u s oh,  "A n Enhan ced  P & O Ch e c king A l g o ri t h m MPPT for High T r acking Efficiency of Par t i a l l S h ad ed P V  M o d u le,"   So la r E n e r gy , v o l   16 3 ,  p p .   57 0-58 0,  20 18 .   [18]   C.  W .   T a n,  et a l . ,  " A nalys i s  of  P e rtu r b  and  Obs e rve M a x i mum  P o w e r Po in t Tr ack in g A l g o r i thm   for P h otovo lt aic  Appli c at ions," in  2n d IEEE Inte rn a t i o n a l  Confe r en c e   o n   P o we r and   E n e r g y  (PE C o n  08 ) 20 08 , p p . 2 3 7 - 24 2.  [19]   M.  A.   El ge n dy,  et a l . , "A ss essmen t o f  P e rturb  a n d O b serv e  M P P T  Algori t h m  I m p l em en tation   Techn i q u es   fo P V   P u mp ing  A ppl i c at io ns ,"  I E EE  Tran sa c t i o ns o n  S u st ai na bl En e r g y , v o l  3,  no .  1 ,  p p .  2 1 -3 3,   201 2.   [20]   J. J. N e dumga tt,   et a l . , "Perturb  a nd Observe  MP PT  A l go rit h m  for S o l a r PV  Syste m s-m o de l i n g   a nd  Sim u la ti on, in  An nu al I E EE In dia  Con f er ence , 2 0 1 1 , pp 1- 6 .   [21]   A. Ali,  et a l . ,  " P erturb  and  Ob serv e B a sed  on  F u z z y   Lo gic  Con t ro l l e r   Ma ximum  Pow e r Point  T r acking (MPPT ), i n   3 r d   Int e rn at io n a l  C o n f e r e n c e  o n  R e ne w able  E n e r gy   Re se arc h   a nd A p plic a t i o ns (ICRE RA) ,  201 4,   pp 40 6-4 1 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   8 4 4  –  850   85 0 [22]   M.  Ki lli  and S .   S a manta,  "Modifi e Per t urb  and Observe MPPT  Algorit h m  fo r   Drif t Avoi dance in Photovol t ai c   Sy st e m s,"   IE EE  T r a n s a ct ion s  on  Indu strial Elec tr onics ,  vo l 6 2 ,   no .  9 ,  pp . 5 549  –  5 5 59,  20 15 .   [23]   M.  L .  Aza d et  al. ,  "P& O  Algori t h m  Ba se d MPPT T e c h ni q u e  fo Sol a r P V  System  U n der Di fferent W eather  Condit ions, " in  In te rna tio na Con f e r e n c e  on circ ui ts Po we r a n d  Co mp ut in g Tec h no lo gie s   [ICCP CT] ,  pp . 1-5 ,   20 17 .   [24]   R.  John,   et al. ,  "V ariab l e S t ep  S i ze P e r t u r b a n d Ob serv e M P P T  Algo rith f o r S t andalon e  S o lar P h otovo ltaic   Sy st e m , "  in   I EEE In ter n a tio na l Co nferen ce o n  In tel l igen t T e chn i q u es  in   Co ntro l,  Optim i z a t i on  a nd  Sig n a l   Pr oces sin g  (INC O S) , 201 7,  pp .   1 - 6 .   [25]   M.  Qin ,   et a l . "A naly sis an d  Co m p aris on  o f  V o ltag e-M o d e  and  Curr ent- M o d e  P u ls e Tr ain Co ntro l Bu ck  C o n v er ter ,  "   in   2 0 0 9  4th I EEE C o n f eren c e  on  Ind u s t r i al Elec t r o n i cs  an d App l i c ati o n s 20 09,  pp .  2 924 -29 2 8 .   [26]   S Li u ,   et  a l . ,   " D es ig n of  I n t r i n s i cal ly  S a f e   B u ck DC /D C   C o nv er t e r s , "   in   200 5 Inte rn a t i o n a Co nfe r e n ce on   Ele c tr ica l  M a c hi nes  an d S y st ems ,  2 0 0 5 , p p . 13 27 -1 33 1.  [27]   C.  Sh a r m a  a nd  A.  Ja i n , " M o d e lin of  Buc k  Conv e r t e r Mo de l s  in  MPPT  u s i ng  PI D a n d  FLC,"   TE LKOMNIKA   (T eleco mmu nica tion , Co mpu t ing ,  Electr o n i cs  an Co ntro l) , v o l  13 ,  n o .   4,  p p .  12 70 -1 28 0,  20 15 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.