I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv e  S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 ,   p p .   1024 ~ 1 0 3 7   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 16 .i 2 . p p 1 0 2 4 - 1 0 3 7           1024       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Ba tt ery int eg ra te d t hre e inpu t  hig h ga in  DC - DC   co nv erte r  for  renewab le  energy  so urces       Azuk a   Af f a m 1 ,   Yo nis   M .   Yo nis   B us wig 2 ,   Al - K ha li d  Hj  O t hm a n 1 ,  Sh a nti  F a rida h   Sa lleh 2 ,     H a zr ul M o ha m ed  B a s ri 1 ,   No rhuza im in J ula i 1 ,  K a s um a wa t i Li a s 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   M a l a y s i a   S a r a w a k ,   S a marah a n ,   M a l a y si a   2 I n st i t u t e   o f   S u s t a i n a b l e   a n d   R e n e w a b l e   E n e r g y   ( I S u R E) ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   M a l a y s i a   S a r a w a k ,   S a mara h a n ,   M a l a y s ia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Sep   2 7 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Oct  2 3 ,   2 0 2 4       In   th is  wo r k ,   a   b a tt e ry - i n teg ra te d   th re e - in p u t   c o n v e rter  is  p r o p o se d .   Th e   to p o lo g y   c o m b i n e s  a   trad it i o n a l   b o o st   c o n v e rter  o n   o n e   si d e   w it h   a   n o n - c o u p le d   i n d u c to r - b a se d   b u ffe r  st a g e   o n   t h e   o th e r  si d e .   S o m e   m e rit s  o f   th e   c o n v e rter  a re   a   h ig h   v o lt a g e   g a in ,   a  h ig h   o u tp u t  v o lt a g e   i n   t h e   b a tt e ry   d isc h a rg i n g   m o d e ,   a n d   a   wi d e   ra n g e   o f  o u t p u t  v o lt a g e .   Th e   b id irec t io n a l  p o rt   m a k e s  it   a tt ra c ti v e   fo r  re n e wa b l e   e n e rg y   (RE)  so u rc e s  li k e   so la r  a n d   fu e l   c e ll s .   Th e   c o n v e rter  c a n   o p e ra te  in   th re e   m o d e s  t h a t  a re   d e term in e d   b y   t h e   a v a il a b il it y   o f  re n e wa b le  e n e rg y   ( RE )   so u rc e s  a n d   t h e   b a tt e ry   sta te  o f  c h a rg e   (S OC).  T h e   p o we r  m a n a g e m e n t  a lg o rit h m   e n a b le d   t h e   c o n v e rter   t o   wo r k   in   e it h e r  sin g le - i n p u t ,  d o u b le - i n p u t ,   o r  th re e - in p u t   c o n fi g u ra ti o n s.  Th e   d u t y   ra ti o s  o f   a ss ig n e d   p o we r  sw it c h e s  c o n tro ll e d   t h e   o u t p u t   v o lt a g e   a n d   th e   b a tt e ry   c h a rg e /d isc h a r g e .   S tea d y - sta te  a n a ly se s  a n d   d y n a m ic  m o d e li n g   a re   p re se n ted   a n d   d isc u ss e d .   At  1 2   V   a n d   2 4   V  in p u t  v o lt a g e ,   th e   o u t p u t  v o lt a g e   o f  3 1 5 . 5 2   V   wa s  d e li v e re d   in   th e   b a tt e ry - e x c lu d e d   m o d e .   T h e   b a tt e r y   d isc h a rg i n g   m o d e   d e li v e re d   3 1 1 . 5 7   V  w h il e   t h e   b a t tery   c h a r g in g   m o d e   d e li v e re d   3 0 1 . 3 2   V.  Th e   p ro p o se d   c o n v e rter  c a n   se rv e   l o w  to   m e d i u m   p o we r  v o lt a g e /p o we r  a p p li c a ti o n s.  T h e   h a rd wa re   e x p e rime n ts  v e rif y   t h e   wo rk i n g s   o f  th e   p ro p o se d   c o n v e rter.   K ey w o r d s :   B o o s t c o n v er ter   Hig h   g ain   Mu ltip le  in p u t   No n - co u p led   in d u cto r   R en ewa b le  en er g y   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Azu k a  Af f am   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r i n g ,   Un i v er s iti Ma lay s ia  Sar awa k   Ko ta  Sam ar ah an ,   Sar awa k ,   M alay s ia   E m ail:  1 8 0 1 0 0 1 4 @ s is wa. u n i m as.m y       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  ad o p tio n   o f   r e n ewa b le  en er g y   ( RE )   s o u r ce s   h as  b ee n   o n   th e  in cr ea s e  in   r ec en t  tim es.  T h e  m ajo r   d r iv in g   f o r ce   b e h in d   th e  a g itatio n   o f   th e  u tili za tio n   o f   R E   s o u r ce s   is   th e  ca ll  to   s ca le  d o wn   th e  em is s io n   o f   g r ee n h o u s e  g ases   f r o m   th e   b u r n in g   o f   f o s s il  f u els  [ 1 ] .     I t   h as a ls o   b ee n   d eter m in ed   th at  f o s s il  f u el  r eser v es  a r e  g r ad u ally   d im in is h in g   [ 2 ] .   T h e  p u r s u it  o f   clea n er ,   s u s tain ab le  en er g y   r eso u r ce s   d o es  n o t  en d   i n   th e   p o we r   g en er atio n   s ec to r .   Stu d ies  s h o w  th a t  th e  tr a n s p o r tatio n   s ec to r   co n t r ib u tes  s ig n if ican tl y   to   e n v ir o n m en tal   p o llu tio n   [ 3 ] .   Alth o u g h   h y b r id   elec tr ic  v eh icles  ar e  g r a d u ally   g ain i n g   g r o u n d ,   e f f o r ts   ar e  d ir ec ted   at  s u m m ar ily   r ep lacin g   g aso lin e  v eh icles with   elec tr i c  v eh icle  alter n ativ es in   th e  co m in g   d ec ad es v ia  leg is latio n .   Un f o r tu n atel y ,   th e   R E   s o u r ce s   f ac e  im p ed im e n ts   to   th eir   o p tim al  p o we r   d eliv e r y   a n d   p er f o r m an ce .   T h eir   elec tr ical  ch ar ac ter is tics   wav er   with   tim e,   an d   av ailab ilit y   r elies  o n   f ac to r s   lik e  s u n   ir r a d ian ce ,   am b ien t   tem p er atu r e,   win d   s p ee d   p r o f il e,   o r   wate r   v elo city   [ 4 ] .   T h ese  v ar iatio n s   r esu lt in   lo w  v o ltag e  lev els.   A   s c h e m e   t o   m i t i g a t e   t h e   d i l em m a   o f   c a p r i c i o u s   p o w e r   d e l i v e r y   f a c e d   b y   R E   s o u r c e s   i s   t o   i n c o r p o r a t e   m o r e   t h a n   o n e   R E   s o u r c e   t o   im p r o v e   r e l i a b i li t y .   R e g a r d i n g   t h e   l o w  o u t p u t   v o l t a g e  o f   R E   s o u r c e s ,   t h e   DC - DC   c o n v e r t e r s   t a k e   c e n t e r   s t a g e   i n   p o w e r   c o n v e r s i o n   t o   d e l i v e r   r e g u l a t e d   p o w e r   t o   t h e   l o a d .   T h e y   c a n   s t e p   u p   o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       B a tter y  in teg r a ted   th r ee   in p u t  h ig h   g a in   DC - DC   co n ve r ter   fo r   r en ewa b le  en erg y  s o u r ce s   ( A z u ka   A ffa m )   1025   s t e p - d o w n   v o l ta g e   l e v el s   a s   d e s i r e d .   C o n v e n t i o n a ll y ,   a p p l ica t i o n s   o f   DC - DC   c o n v e r t e r s   ar e   i n   a   s i n g le - i n p u t   s o u r c e   s ce n a r i o .   W i t h   t h e   d e m e r i t s   o f   R E   s o u r c es ,   u s i n g   m u lt i p l e   R E   i n p u t   s o u r c es   d e m a n d s   a   m u lt i p l e - i n p u t   c o n v e r t e r   ( M I C ) .   I n   t h e  e a r l y   M I C ,   al l   i n p u t   s o u r c e s   h a v e   t h e i r   d e d i c a t e d   DC - DC   c o n v e r t e r ,   a n d   t h e   r e s p e ct i v e  o u t p u t s   a r e   l i n k e d   t o   a   c o m m o n   D C   b u s .   A p a r t   f r o m   t h e   b u l k y   n a t u r e   a n d   h i g h   c o s t   o f   s u c h   a  s e t u p ,   t h i s   c o n f i g u r a t i o n   f a c e s   p r o b l e m s   o f   d i f f i c u l t   s w it c h i n g ,   v o l t a g e ,   a n d   c u r r e n t   c o n t r o l .   F o r   t h e   c o n t e m p o r a r y   m u l t i p l e - i n p u t   DC - DC   c o n v e r t e r ,   t h e   i n d e p e n d e n t   R E   s o u r c es   a r e   c o n n e c t e d   t o   a  s i n g l e   DC - DC   c o n v e r t e r .   T h i s   r e s u l ts   in   r e d u c e d   c o s t a n d   s i z e .   H e n c e ,   th e   M I C   r e c e i v es   e n e r g y   f r o m   al l   t h e  i n p u t   s o u r c e s   a n d   d e li v e r s   p o w e r   t o   t h e  l o a d   a s   d e s i r e d ,   i r r es p e c t i v e   o f   t h e   in d i v i d u a l   R E   v o l ta g e   l e v e ls .   T h e   M I C   is   wi d e l y   u s e d   d u e   t o   it s   c a p a b il i t y   t o   d r a w  p o w e r   i n d i v i d u a l l y   a n d   s i m u l t an e o u s l y   f r o m   R E   s o u r c e s   a n d   d e l i v e r   t o   a   l o a d .     A  m u ltip le - in p u t   co n v er ter   th at  elim in ates  th e  d e p lo y m e n t  o f   an   in d u cto r   in   th e   to p o lo g y   was  b ee n   p r o p o s ed   in   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   T h is   to p o lo g y   em p lo y ed   th e   s witch ed   ca p ac ito r s   tech n iq u e.   W h ile  th is   co n v er ter   ac h iev ed   r ed u ce d   v o ltag e   an d   cu r r e n t  s tr ess es,  h ig h   o u tp u t   r ip p le  a n d   o u tp u t  leak a g e  v o lt ag e  p e r s is t.  I n   [ 7 ] ,   [ 8 ] ,   a  lo n e  in d u cto r   h as  b ee n   a d d ed   b ef o r e  th e  s witch ed - ca p a cito r - d io d e  co n f ig u r atio n .   T h e   h ig h   v o ltag e  g ain   was  ac h iev ed   in   [ 9 ]   b y   u s in g   co u p led   in d u cto r s   a n d   a  clam p in g   ci r cu it.  T h e  h ig h   v o ltag e   g ain   MI C   [ 1 0 ]   ca n   elim in ate  in p u t   cu r r e n t  r i p p le s   an d   h as  lo w  v o ltag e  s tr ess .   T h e  M I C   b ased   o n   t h e  f l y b ac k   co n v er ter   ca n   d eliv e r   a  h ig h   v o ltag e  g ain   in   b u ck   o r   b o o s t m o d e  [ 1 1 ] .   T h e   o u tp u t  v o ltag e  is   n o n - in v e r ted .     T h e  d o u b le - in p u t   c o n v er te r   i n   [ 1 2 ]   a p p lied   th e   b o o s t  ca s ca d ed   ch a r g e  p u m p   m eth o d .   I t  h as  th e   ad v an tag e  o f   co n tin u o u s   cu r r en t  o n   th e  in p u t  p o r ts ,   wh ic h   is   g o o d   f o r   a  p h o to v o ltaic  s o u r ce .   A  Z - Qu asi  R eso n an t n etwo r k   was p r o p o s ed   to   r ed u ce   t h e  v o ltag e  s tr ess   o f   th e  d u al - i n p u t   co n v er ter   [ 1 3 ] .   T h e  co n v er ter   is   s u itab le  f o r   elec tr ic  v eh icles  an d   m icr o g r id s .   T h e  co n v er ter   in tr o d u ce d   in   [ 1 4 ]   is   s u itab le  f o r   PV  s to r ag e.   T w o   u n id ir ec tio n al  p o r ts   s u f f ice.   B u ck   an d   b u c k - b o o s t te ch n iq u e s   ar e  u s ed   at  th e  en e r g y   b u f f er   s tag e.     T h e  ap p licatio n   o f   th e  v o ltag e  m u ltip lier   ce ll  as  a  m ea n s   o f   attain in g   h ig h   v o ltag e  g ain   in   MI C s   h as   b ee n   in v esti g ated   [ 1 5 ] .   T h e  v o ltag e  m u ltip lier   s tag es  f o ll o w  an   in te r leav ed   b o o s t  s tag e.   A  b i d ir ec tio n al   f u n ctio n   f o r   a  s to r ag e  elem e n t  was  ad d ed   [ 1 6 ]   b y   lo o p in g   a  b atter y - b ased   PVSC   in p u t .  Mo h s en i  et  a l.   [ 1 7 ]   ex p lain ed   th at  m u ltip le  o u tp u t   p o r ts   wer e  ad d ed   af te r   t h e  d io d e - ca p ac ito r   s tag es.   T h ese  co n v er ter s   s u f f er   f r o m   h ig h   d is s ip atio n   lo s s   d u e  to   t h e  in cr ea s ed   n u m b e r   o f   p ass iv e  elem en ts .   T o   r ed u ce   lo s s es ,     an   au x iliar y   Z VT   cir cu it wa s   ad d ed   [ 1 8 ] .   T h e  co u p led   in d u cto r   tec h n iq u e   was u s ed   to   f ac ilit ate  Z C S  [ 1 9 ] .     A  d o u b le - i n p u t   an d   d o u b le - o u tp u t  b o o s t  co n v e r t er   h as  b e en   p r o p o s e d   i n   [ 2 0 ] .   T h e  co n v e r t e r   a c h ie v e d   ac c ep ta b l e  ef f i cie n cy .   H o we v er ,   h as  a  h ig h   n u m b e r   o f   p ass iv e   c o m p o n e n ts .   A  b r i d g e - t y p e   d o u b le - i n p u t   to p o l o g y   was   p r o p o s e d   i n   [ 2 1 ] .   T h e   b o o s t   co n v e r t er   h as   a   s i m p le   s t r u ct u r e   a n d   lo w  c o s t.   L o w   v o lta g e   g a in   is   a   d r aw b a ck   o f   t h e   co n v e r t er .   At h i k k al   et   a l.   [ 2 2 ]   d es cr ib e d   a   s witc h e d   i n d u ct o r   m o d u le   p o s it io n e d   a f t er   th e   d u al   in p u t  s ta g e   w as  em p l o y e d   t o   i m p r o v e   t h e   v o lta g e   g a in .   I n   th e   m o d u la r   c o n v er te r   p r o p o s e d   in   [ 2 3 ] ,   ea ch   ad d it io n al   i n p u t   p o r t  is   c o n n ec ted   t o   a n   i n t er lea v ed   i n d u ct o r   b r a n c h   i n   a   ca s ca d e d   s t r u ct u r e .   T h e   p r i m a r y   i n p u t  p o r t   is   a   b o o s t   co n v e r t er   l if te d   b y   a   c ap ac i to r .   I t   h as  a   l o w   v o l tag e   s t r ess .   T h e   M I C s   d is c u s s e d   i n   [ 5 ] – [ 2 3 ]   h a v e   n o   d i r e cti o n al   b at te r y   p o r t .   As  s u c h ,   t h ey   c an n o t   s e r v e   t h e   l o a d   wh en   a ll   t h e   R E   s o u r c es  ar e  l o w   i n   p o we r .   Fo r   MI C s   h av in g   a  b atter y   s to r ag e,   [ 2 4 ]   h as  a  lo w  v o ltag e  g ain ,   an d   th e  b atter y   ca n   o n ly   b e  ch ar g ed   b y   o n e  R E   s o u r ce .   T h e  m o d u l ar   s witch ed   in d u cto r s   wer e   in v esti g ated   in   th e   m u lti - in p u t  b o o s t  co n v er ter   [ 2 5 ] .  T h e  d r awb ac k   is   in cr ea s ed   s ize  an d   co s t.  An o th er   c o n v e r t er   th at  p o s s ess es  an   en er g y   s to r ag e  elem en t  h as  b ee n   ad ap ted   f o r   PV,  f u el  ce ll ,   an d   b atter y   in p u ts   [ 2 6 ] .   I t  u s ed   a  b u ck - b o o s t  co n f ig u r atio n   o n   o n e   u n id ir ec tio n al  in p u t  an d   th e  b o o s t  co n f ig u r atio n   o n   th e  o th e r   in p u t.  T h e  b o o s t  co n f ig u r ati o n   was  u s ed   o n   b o th   in p u ts   to   en s u r e  co n tin u o u s   in p u t  cu r r en t  f o r   R E   s o u r ce s   [ 2 7 ] .   So m e  wea k n ess es  o f   t h ese  co n v er ter s   ar e  th e   lo w  v o ltag e  g ain ,   esp ec ially   i n   th e  b atter y   d is ch ar g in g   m o d e.   T h er e  is   also   lo w  ef f icien cy   d u e  to   p ass iv e  elem en ts .   T h e  o u t p u t v o ltag e  o f   th e  co n v er ter s   in   [ 2 4 ] – [ 2 7 ]   d u r in g   th e  b atter y   d is ch ar g i n g   m o d e  is   lo wer .     T h is   wo r k   p r o p o s es  a   n o n - co u p led   i n d u cto r /b o o s t   co n v e r te r   co n f ig u r ati o n   t o   ac h ie v e  h ig h   v o ltag e   g ain   f o r   th e  o p er atio n   m o d e s   o f   th e  b atter y - i n teg r ated   th r ee - in p u t  co n v er ter s   h ig h lig h t ed   in   th e  liter atu r e.   E x is tin g   liter atu r e  h as   ig n o r ed   th e  o u tp u t  v o ltag e  d u r in g   b atter y   d is ch ar g in g   o p er at io n .   T h e   p r o p o s ed   co n v er ter   c o m b in es  two   R E   s o u r ce s   an d   a  b atter y .   T h e  n o n - co u p led   in d u cto r   co n f ig u r at io n   h elp s   d eliv er   a  wid e  o u tp u t  v o ltag e  r an g e   an d   h ig h   v o ltag e   o u tp u t  d esp ite   th e  r ed u ce d   in p u t  p o wer   lev els  in   th e  b atter y   d is ch ar g in g   m o d e.   T h is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws :   i)   T h e  b ac k g r o u n d   an d   liter atu r e  r e v iew  ar e  p r esen ted   in   th e   f ir s t   s ec tio n ;  ii)   T h e   s ec o n d   s ec tio n   s h o ws  th e   p r o p o s ed   co n v er te r ,   s tead y - s tate  an aly s is ,   d y n am ic   m o d elin g ,   an d   p o wer   m an a g e m en t ;  iii)   E x p e r im en tal  r esu lts   an d   c o m p ar is o n s   a r e  s h o wn   a n d   d is cu s s ed   in   th e  th ir d   s ec tio n ; iv )   Sectio n   f o u r   p r o v id es c o n clu s io n s   to   t h e   p a p er .       2.   M E T H O D   I n   th is   s ec tio n ,   th e  co n f ig u r atio n   o f   th e  p r o p o s ed   co n v e r ter   will  b e  p r esen ted .   I n   ad d itio n ,   th e   o p er atio n   m o d es  an d   r esp ec tiv e  s witch in g   s tates  will  b e  d is c u s s ed .   T h e  s ec tio n   will  co n clu d e  with   th e  s tead y - s tate  an aly s is ,   co m p o n en t d esi g n ,   d y n am ic  m o d ellin g ,   an d   p o wer   m an ag e m en t a lg o r ith m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :   1 0 2 4 - 1037   1026   2 . 1 .     T o po lo g y   o f   t he  pro po s ed  co nv er t er   T h e  p r o p o s ed   s tr u ctu r e  is   p r esen ted   in   Fig u r e  1 ( a) .   T h e  r i g h t   s id e  o f   th is   c o n v er te r   is   a  co n v en tio n al  b o o s t  co n v er ter .   On   th e  lef t  s id e  is   a  n o n - c o u p le d   in d u cto r - b ased   co n v er ter   c o n f ig u r atio n .   T h er e   ar e  th r ee   in p u ts   th at  ca n   b e  id en tifie d   as   V 1 ,  V 2 ,   an d   V b ,   V 1   is   tied   to   th e  s im p le  b o o s t c o n v er ter ,   V 2   s er v es th e  u n co u p led   in d u cto r - b ased   c o n v e r ter .   V b   i s   a  b atter y   s o u r ce   s an d wich e d   b etwe en   th e  two   co m p o n en t  co n v er ter s .   T h er e   ar e  f o u r   p o wer   s witch es,  S 1 ,  S 2 ,  S 3 ,   a n d   S 4   in   t h e  cir cu it.  Switch es  S 1   an d   S 2   s er v e  th e   co n v en tio n al  b o o s t  co n v er ter   an d   th e   n o n - co u p le d   in d u cto r - b ased   b o o s t  co n v er ter ,   r esp ec tiv ely .   Switch es  S 3   an d   S 4   s er v e  t o   ch ar g e  o r   d is ch ar g e  th e   b atter y   as  well  as  co m p lete  th e   f lo w  o f   cu r r en t.  Oth e r   co m p o n e n ts   o f   th e  c o n v e r ter   in clu d e  th r ee   in d u ct o r s   ( L 1 ,  L 2 ,  L 3 ) ,   f iv e  d io d es  ( D o ,  D 1 ,  D b1 ,  D b2 ,  D m ) ,   an d   f o u r   ca p ac ito r s   ( C o ,  C 1 ,  C 2 ,  C 3 ) .   W h ile  th e  tr ad itio n al  b o o s t  co n v er ter   d eliv er s   v o ltag e  as  ex p ec ted ,   th e  n o n - co u p led   i n d u ct o r /cap ac ito r   p air in g   co n tr ib u tes  to   p r o d u cin g   g r ea ter   o u tp u t  v o ltag e .   T h is   in d u c to r /cap ac ito r   p air   is   f o r m ed   b y   in d u ct o r s   L 2 ,  L 3 ,  an d   ca p ac ito r s   C 2 ,  C 3 .   Dio d e  D m   i s   d ed icate d   to   f r ee wh ee lin g   p u r p o s es.      2 . 2 .     O pera t io n mo de  o ne  ( b a t t er y   by pa s s ed)   T h e   f i r s t  o p e r a t i o n   m o d e   o c c u r s   w h e n   t h e   s u p p l y   v o lt a g e   f o r   V 1   a n d   V 2   c a n   s a t is f y   t h e   e x i s t i n g   l o a d .   T h i s   m o d e   o f   o p e r a t i o n   i n v o l v e s   f o u r   s w i tc h i n g   s t at e s .   A ls o ,   a t   t h i s   p o i n t ,   t h e   b a tt e r y   i s   f u l l y   c h a r g e d .   T h e   b a t t e r y   i s   c u t   o f f   b y   t u r n i n g   o f f   e i t h e r   p a i r   o f   S 4   a n d   D b1   o r   S 3   a n d   D b2 .   T h e   s w i t c h i n g   s t at e s   ar e   d e s c r i b e d .   a.   S w it c h i n g   s t a t e  1   ( t 0   –   t 1 ) :   S 1 ,  S 2   a n d   S 3   a r e   t u r n e d   o n .   S 4   s t a y s   t u r n e d   o f f   w i t h   D b1   t o   c u t o f f   th e   s u p p l y   t o   t h e  b a t t e r y .   T h e   e q u i v a l e n t   c i r c u i t  i s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   1 ( b ) .   L 1   i s   c h a r g e d   b y   V 1   t h r o u g h   S 1 .   S i m i la r l y ,   L 2   is   c h a r g e d   b y   V 2   t h r o u g h   S 2 .  C 3   c h a r g e s   L 3   a n d   C 2 .  C 1   is   i n   t h e   i d l e   s t a te .   C o   s e r v e s   t h e   lo a d   d u r i n g   t h i s   s w it c h i n g   s ta t e .   D o ,  D 1 ,   a n d   D m   d o   n o t   c o n d u c t .   b.   S w it c h i n g   s t at e   2   ( t 1   –   t 2 ) :   T h e   c i r c u i t   is   i l l u s t r at e d   i n   F i g u r e   1 ( c ) .   S 1   i s   t u r n e d   o f f   w h i l e   S 2   s ta y s   o n ,   l i k e   p r e v i o u s l y .   D o   c o n d u c t o r s ,   h e n c e   L 1   a n d   C 1 ,   d i s c h a r g e   i n   c o n s o n a n c e   w i t h   V 1   t o   d el i v e r   e n e r g y   t o   t h e   l o a d .   c.   S w it c h i n g   s t a t e  3   ( t 2   –   t 3 ) :   T h e   c i r c u i t   i s   as   s h o w n   i n   F i g u r e   1 ( d ) .   S 1   is   t u r n e d   o n ,   S 2   a n d   S 3   a r e   t u r n e d   o f f .   S 4   a n d   D b1   c o n d u c t .   D o   i s   t u r n e d   o f f   w h i l e   D 1   a n d   D m   a r e   c o n d u c t e d .  L 1   is   c h a r g e d   b y   V 1 .  C 3   i s   c h a r g e d   b y   V 2   a n d   L 2 .  L 3   c h a r g e s   C 1 ,   a n d   C o   s e r v e s   t h e   l o a d .   S w it c h i n g   s t a t e  4   ( t 3   –   T ) :   S 1   an d   S 2   a r e   t u r n e d   o n .   D o   is   t u r n ed   o f f .   T h e   c o m p o n e n t s   e x h i b i t  t h e   s a m e   p a tt e r n   a s   i n   s w i tc h i n g   s t a t e  1 .   C o   s e r v e s   t h e   l o a d .   T h e   r el e v a n t   e q u a t io n s   a r e   s h o w n   i n   ( 1 ) - ( 8 ) ,  W h er e,   d 1   is   th e  d u ty   r atio n   o f   s witch   S 1 ;  d 2   is   th e  d u ty   r atio   o f   s witch   S 2 ;  V C1   i s   th e  v o ltag e  ac r o s s   ca p ac i to r   C 1 ;  V C2   is   th e   v o ltag e  ac r o s s   ca p ac ito r   C 2 ;  V C3   is   th e  v o ltag e   ac r o s s   ca p ac ito r   C 3 ;  T s   is   th e  to tal  p er io d ;  V o   is   th e  o u tp u t   v o ltag e;  an d   G V   is   th e  v o ltag e  g ain .     2 :   2 2 +   2 − 3 ( 1 − 2 ) = 0   ( 1 )     2 :   2 2 +   2 + 2 − 1 ( 1 − 2 ) = 0   ( 2 )     1 :   1 1 +   1 + 1 − ( 1 − 2 ) = 0   ( 3 )     3 = 2 2 1 − 2   ( 4 )     2 = 3 2 2 − 2 2   ( 5 )     1 = 3 2 2 − 2 2   + 2 2 1 − 2   ( 6 )     = 1 + ( 1 ( 1 − 1 ) ) 1 − 1   ( 7 )     = = 1   + ( ( 3 2 − 2 + 2 1 − ) ( 1 − ) ) 1 −   ( 8 )     2 . 3 .     O pera t io n mo de  t wo   ( b a t t er y   dis cha rg ing )     I n   t h i s   o p e r a t i o n   m o d e ,   t h e   l o a d   c a n n o t   b e   s e r v e d   b y   t h e   R E   s o u r c e s   a l o n e .   H e n ce ,   t h e   b a t t er y   s t o r a g e ,   V b   i s   e n g a g e d   t o   s u p p o r t   t h e  p o w e r   d e l i v e r e d   t o   t h e   l o a d .   S 3   a n d   S 4   p l a y   t h e   r o l e   o f   al l o w i n g   o r   d i s a l l o w i n g   t h e  b a t t e r y   t o   d el i v e r   p o w e r   t o   t h e   l o a d .   S 3   i s   p e r p e t u a l l y   t u r n ed   o n   d u r i n g   t h i s   o p e r at i o n   m o d e .   T h e   r e s p e ct i v e  s w it c h i n g   s ta t es   a r e   d es c r i b e d   h e r e a f t e r .   a.   Switch in g   s tate  1 ( t0   –   t 1 ) :  T h e  cir cu it  is   r e p r esen ted   in   Fig u r e  2 ( a) .   All  s witch es  ar e  tu r n ed   o n .   D b1   an d   D b2   ar e  tu r n ed   o f f .   V b   +  V 1   ch ar g es  L 1   wh ile  V b   +  V 2   ch ar g es  L 2 .  C 1   i s   id le.   D o   an d   D 1   ar e   o f f .   C o   d eliv er s   p o wer   to   th e   lo ad .   b.   S w it c h i n g   s t a t e  2   ( t 1   –   t 2 ) :  T h e   e q u i v a l e n t   c i r c u it   is   s h o w n   in   F i g u r e   2 ( b ) .   S 1   is   t u r n e d   o f f   w h i l e  a l l  o t h e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       B a tter y  in teg r a ted   th r ee   in p u t  h ig h   g a in   DC - DC   co n ve r ter   fo r   r en ewa b le  en erg y  s o u r ce s   ( A z u ka   A ffa m )   1027   s w it c h e s   s t a y   o n .     V b   +  V 1   +  V C1   s u p p l i es   p o w e r   t o   t h e   l o a d   v i a  D o .   c.   S w it c h i n g   s ta t e   3   ( t 2   –   t 3 ) :   T h e   c i r c u i t   is   s h o w n   i n   F i g u r e   2 ( c ) .   S 3   a n d   S 4   r e m a i n   t u r n e d .   V b   c h ar g e s   L 1   a n d   L 2 .   d.   S w it c h i n g   s t a te   4   ( t 3   –   T ) :   S w it c h i n g   s t a t e   4   o f   o p e r a t i o n   m o d e   1   i s   r e p l i c a t e d   h e r e .   R e l e v an t   e q u a t i o n s   a r e   s h o w n   i n   ( 9 ) - ( 1 7 ) ,   w h er e,   d 4   is   th e  d u ty   r atio   o f   s witch   S 4 ;  i b   is   th e  b atter y   cu r r en t;  P b   is   th e  b atter y   p o wer ;  i L1   is   th e  cu r r en t f o r   in d u cto r   L 1 ;  i L2   is   th e  cu r r en t f o r   in d u cto r   L 2 ; a n d   i L3   is   th e  cu r r e n t f o r   i n d u cto r   L 3 .     2 :   2 2 + 4 −   2 + 4 − 3 ( 1 − 2 ) = 0   ( 9 )     2 :   2 2   + 4 + 4 +   2 + 2 − 1 ( 1 − 2 ) = 0   ( 1 0 )     1 :   1 1 + 4 −   4 + 1 + 1 − ( 1 − 1 ) = 0   ( 1 1 )     = 4 ( 1 + 2 +   3 )   ( 1 2 )     = ( 4 ( 1 + 2 +   3 ) )   ( 1 3 )     3 = ( 1 + 4 ) + 2 ( 1 + 2 ) 1 − 2     ( 1 4 )     2 = 2 ( 2 + 2 ) + ( 2 − 2 + 2 4 ) 2 − 2 2   ( 1 5 )     1 = ( 1 + 4 ) + 2 ( 1 + 2 ) 1 − 2 + 2 ( 2 + 2 ) + ( 2 − 2 + 2 4 ) 2 − 2 2   ( 1 6 )     = 1 + ( ( 1 − 1 + 4 ) ) + ( 1 ( 1 − 1 ) ) 1 − 1   ( 1 7 )           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r e  1 .   Pro p o s ed   c o n v er te r   an d   o p er atio n   m o d e  1   cu r r en t  p ath s   ( a)   p r o p o s ed   co n v er ter ,     ( b )   s witch in g   s tate  1 ,   ( c )   s witch in g   s tate  2 ,   an d   ( d )   s witch in g   s tate  3       2 . 4 .     O pera t io n mo de  t hree   ( b a t t er y   cha rg ing )     I n   t h i s   w o r k i n g   m o d e ,   t h e   b at t er y   s t a t e   o f   c h a r g e   ( S OC )   is   l o w ,   a n d   t h e   R E   s o u r c e s   h a v e   t h e   ca p a c i t y   t o   c h a r g e   t h e   b a t t e r y   w h i l e   s e r v i n g   t h e   l o a d .   Sw i t c h   S 4   r e g u l a t es   t h e   c h a r g i n g   o f   t h e   b a t te r y .   S 3   is   t u r n e d   o f f   d u r i n g   t h i s   o p e r a ti o n   m o d e .   T h e   s w it ch i n g   m o d e s   a r e   d e s c r i b e d :   a.   S w it c h i n g   s ta t e   1   ( t 0   –   t 1 ) :   S w itc h i n g   s t a te   1   o f   o p e r a t i o n   m o d e   o n e   i s   r e p l ic a t e d   h e r e .   N o   b att e r y   c h a r g i n g .   b.   S w it c h i n g   s ta t e   2   ( t 1   –   t 2 ) :   S w itc h i n g   s t a te   2   o f   o p e r a t i o n   m o d e   o n e   i s   r e p e a te d   h e r e .   N o   b a t t er y   c h a r g i n g .   c.   Switch in g   s tate  3   ( t 2   –   t 3 ) :  T h e   cir cu it  is   s h o wn   in   Fig u r e  2 ( d ) .   On ly   S 2 ,   is   tu r n ed   o n .   D b1   an d   D b2   co n d u ct.   V b   is   ch ar g ed   alo n g   with   C 3   b y   b o th   V 1 ,  V 2 ,   an d   en er g y   is   d is ch ar g ed   f r o m   L 2 .  C o   d eliv er   p o wer   to   th e  lo ad .   d.   S w it c h i n g   s t a t e  4   ( t 3   –   T ) :    S wi t c h i n g   s t a te   4   o f   t h e   f i r s t   o p e r a t i o n   m o d e   is   r e p l i c a te d .   N o   b a t t e r y   c h a r g i n g .   T h e   e q u a t i o n s   a r e   s h o w n   i n   ( 1 8 ) - ( 2 6 ) .     2 :   2 2 − ( 2 − 3 − ( 1 − 4 ) ) ( 1 − 2 ) = 0   ( 1 8 )     2 :   2 2 +   2 + 2 − 1 ( 1 − 2 ) = 0   ( 1 9 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :   1 0 2 4 - 1037   1028   1 :   1 1 − ( 1 − 4 ) − 1 + 1 − ( 1 − 1 ) = 0   ( 2 0 )     = 1 ( 1 − 4 ) +   2 + 3 ( 2 − 4 )   ( 2 1 )     = ( 1 ( 1 − 4 ) +   2 + 3 ( 2 − 4 )     ( 2 2 )     3 = 2 + ( 1 − 2 + 4 + 2 4 ) 1 − 2   ( 2 3 )     2 = 2 + 3 ( 1 − 2 ) 2 − 2 2   ( 2 4 )     1 = 2 + 2 + ( 1 − 2 + 4 + 2 4 ) 1 − 2 2 − 2 2 + 2 + ( 1 − 2 + 4 + 2 4 ) 1 − 2   ( 2 5 )     = 1 + ( ( 1 − 4 ) ) + ( (   1 ( 1 − 1 ) ) 1 − 1   ( 2 6 )     Fig u r e  3 ( a )   s h o ws  th e  s witch in g   p atter n   f o r   o p er atio n   m o d e   o n e.   T h e  s witch in g   p atter n s   f o r   m o d es   two   an d   th r ee   ar e  d ep icted   i n   Fig u r e  3 ( b )   a n d   Fig u r e  3 ( c) ,   r esp ec tiv ely .   T h e  wav ef o r m s   o f   th e  in d u cto r   cu r r en ts   an d   ca p ac ito r   v o ltag e s   ar e  s h o wn   in   Fig u r e   3 ( d ) .           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r e  2 .   C u r r e n t p ath s   f o r   o p er atio n   m o d es 2   an d   3   ( a )   s witch in g   s tate  1 ,   ( b )   s witch in g   s ta te  2 ,     ( c)   s witch in g   s tate  3 ,   an d   ( d )   s witch in g   s tate  3   o f   o p er atio n   m o d e  3               ( a )   ( b )   ( c )   ( d )     Fig u r e  3 .   Key   wav ef o r m s   ( a)   m o d e  1 ,   ( b )   m o d e  2 ,   ( c)   m o d e  3 ,   an d   ( d )   i L1 ,  i L2 ,  i L3 ,  V C1 ,  V C2   &  V C3       2 . 5 .     Desig n o f   ind uct o rs a nd   ca pa cit o rs    T h e   d e s i g n   o f   t h e   i n d u c t o r s   is   a k i n   t o   t h a t  o f   t h e   c o n v e n t i o n al   b o o s t   c o n v e r t e r .   T o   e n s u r e   co n t i n u o u s   c o n d u c t i o n   m o d e   ( C C M ) ,   t h e   in d u c t o r   a v e r a g e   c u r r e n t   m u s t   b e   g r e a t e r   t h a n   h a l f   o f   t h e   i n d u c t o r   r i p p l e   c u r r e n t .   H e n c e ,   f o r   i n d u c t o r s   L 1   a n d   L 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       B a tter y  in teg r a ted   th r ee   in p u t  h ig h   g a in   DC - DC   co n ve r ter   fo r   r en ewa b le  en erg y  s o u r ce s   ( A z u ka   A ffa m )   1029   1 ≥   ∆ 1 2   ,  2 ≥   ∆ 2 2   ( 2 7 )     B y   a p p l y i n g   a m p e r e - s e c o n d   b a l a n c i n g   o n   t h e   r es p e c ti v e   c a p a c i t o r s ,   t h e   a v e r a g e   c u r r e n t   o f   L 1   a n d   L 2   is   I L1   a n d   I L2 ,   r e s p e c ti v e l y .   T h e s e   d e p e n d   o n   t h e   o u t p u t   c u r r e n t ,   I o ,   a n d   d u t y   r a t i o   o f   t h e   s w i t c h es   a n d   a r e   e x p r e s s e d   as   ( 2 8 ) .     1 = 2 1 − 1   ,  2 = 4 1 − 2   ( 2 8 )     T h e  in d u cto r   cu r r en ts   o f   th e   b o o s t  an d   n o n - c o u p led   in d u ct o r   s id es  o f   th e   co n v er ter ,   ar e  s h o wn   b y   ( 2 7 )   an d   ( 2 8 ) ,   ca n   b e   co n tr o lled   b y   v ar y in g   d 1   a n d   d 2 ,   r esp ec tiv el y .   I n   ad d itio n ,   t h e  av er a g e  cu r r en t o f   L 3   is   th e  s am e  as  th e  o u tp u t c u r r e n t o f   t h e  co n v er ter .   I n   ca lcu latin g   th e  m i n im u m   v alu e  o f   th e  in d u cto r s ,   th e  s ec o n d   o p er atio n   m o d e  is   to   b e  c o n s id er ed .   T h is   is   b ec au s e  V 1   an d   V 2   g en er ate  th e  lo west  en er g y   in   th is   m o d e.   Su c h   a  s ce n ar io   co u ld   r esu lt  in   t h e   co n v er ter   o p er atin g   in   d is co n t in u o u s   co n d u ctio n   m o d e  ( DC M) .   T h e  in d u cto r s ’   cu r r en t  r i p p les  in   th e  s ec o n d   o p er atio n   ca n   b e  f o u n d   as   in   ( 2 9 ) .     ∆ 1 = 1 1 + 4 1   ,  ∆ 2 = 2 2 + 4 2   ( 2 9 )     H e n c e ,   t h e   v a l u es   o f   t h e   i n d u c to r s ,   L 1 ,  L 2 ,   a n d   L 3 ,   c a n   b e   o b t ain e d   a s   ( 3 0 ) .     1 ≥ 1 1 + 4 ∆ 1     ,  2 = 3 ≥ 2 2 + 4 ∆ 2   ( 3 0 )     I t  ca n   b e  s ee n   f r o m   ( 2 9 )   a n d   ( 3 0 )   th at  th e   r eq u i r ed   in d u cta n ce   r ed u ce s   wh en   th e  s witch in g   f r eq u e n cy ,   f s ,   is   in cr ea s ed .   I n   p r ac tice,   th e  h ig h er   in d u ctan ce   v alu es a r e  a p p li ed   to   r ed u ce   th e  in d u cto r   r ip p l e  cu r r en t.   I n   o r d e r   to   p r o p er ly   d esig n   th e  co n v e r ter ,   i t  is   ess en tial  t h at  th e  v o ltag e  an d   c u r r e n t  s tr ess   o f   th e  s em ico n d u cto r   d ev ices  a r e  ta k en   in to   co g n izan ce .   T h e  v o l tag e  s tr ess   o f   th e  d ev ice  is   a ls o   k n o wn   as  p ea k   in v er s e  v o ltag e.   I t  is   th e  m a x im u m   v o ltag e  en co u n ter e d   b y   th e  d e v ice  with o u t   b ein g   d estro y ed   w h en   it  is   tu r n ed   o f f .   Du r in g   C C M,   th e  v o ltag e  s tr ess   an d   cu r r en t  s tr e s s   o f   th e  d ev ices  ar e  g iv en   in   T ab le  1 .   I t  is   v ital  th at  th e  ca p ac ito r s ,   C o ,  C 1 ,  C 2 ,   an d   C 3   ca n   p er m it  a  ch an g e  in   th e  ch ar g e  an d   v o ltag e  v ar i atio n s   d u r in g   th eir   r esp ec tiv e  ch ar g in g   r an g es.  T o   en s u r e   C C M,   th e  in d u cto r   av er ag e  cu r r e n t  m u s t  b e  g r ea ter   th an   h alf   o f   th e   in d u cto r   r ip p le  c u r r en t.   T h e  ca p ac itan ce s   ca n   b e  o b tain ed   b y   ( 3 1 ) .     1 ≥   2 ( 1 − 1 ) ∆ 1   ,  2 = 3 ≥   2 − ( 1 − 1 ) ∆ 2 , 3   ,  ≥   1 ∆    ( 3 1 )       T ab le  1 .   Vo ltag e  a n d   c u r r en t s tr ess   o f   th e  d ev ices   D e v i c e   V o l t a g e   s t r e ss   D e v i c e   C u r r e n t   st r e s s   S 1 ,  D 1   −   1   S 1   1  +   2    S 2 ,  D m   3   S 2   2  +   3    D 2   − 1 + 3   S 3 ,  D 3   1  +   2  +   3    S 3 ,  S 4 ,  D 3 ,  D 4      D 1   1       D 2   2 +   3       D m   2 +   3 −   1       2 . 6 .     Dy na m ic  m o del o f   t he  co nv er t er     T h e   f i r s t  o p e r a t i o n   m o d e   u s e s   t w o   a ct i v e - d u t y   r a ti o s   ( d 1 ,  d 2 ) ,   w h i l e   t h e   s e c o n d   a n d   t h i r d   o p e r a t i n g   m o d e s   u s e  t h r e e   al t e r n a t e  d u t y   r a t i o s   ( d 1 ,  d 2 ,  d 4 ).   T h e  t o p o l o g y   d e s c r i p ti o n   i n d i c a te s   t h a t   t h er e   a r e   s e v e n   p a s s i v e  e l e m e n ts   i n   t h e   p r o p o s e d   c o n v e r t e r .   T h e s e   a r e   L 1 ,  L 2 ,  L 3 ,  C 1 ,  C 2 ,  C 3 ,   a n d   C o .   T h e r e  a r e  s i x   s t a t e  v a r i a b l es  a d o p t e d .   T h e s e   a r e   L 1 ,  L 2 ,  C 1 ,  C 2 ,  C 3 ,   a n d   C o .      I n   p e r f o r m in g   s m all - s ig n al  m o d ellin g ,   it  is   ass u m ed   th at  two   co m p o n e n ts   m ak e   u p   th e   s tate  v ar iab les,  d u ty   r atio s ,   a n d   in p u t  v o ltag es  [ 2 8 ] .   T h ese  ar e  p er tu r b atio n s   ( ̃ ,  ̃ ,  ̃ )   an d   d c  v a lu es  ( ̅ ,  ̅ ,  ̅ )  ex p r ess ed   as   in   ( 3 2 ) .     =   ̅ + ̃ ;   =   ̅ + ̃ ;   =   ̅ + ̃   ( 3 2 )     B y   i g n o r i n g   t h e   s e c o n d - o r d e r   e l e m e n ts   a n d   a s s u m i n g   t h a t   t h e   p e r t u r b a t i o n s   a r e  m o d e s t  a n d   d o   n o t   c h a n g e  d r a m a t i c a ll y   o v e r   t h e   c o u r s e   o f   a   s i n g l e   s w i tc h i n g   p e r i o d ,   s m a l l - s i g n a l   m o d e l s   a r e   p r o d u ce d .   T h e   s m a l l - s i g n a l  m o d e l s   i n   m a t r i x   f o r m   a r e   a s   i n   ( 3 3 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :   1 0 2 4 - 1037   1030   ̇ =   ̃   + ̃ ,  =   ̃   + ̃   ( 3 3 )     I n   ( 3 3 ) ,   ̃   is   t h e   s t ate   v a r i a b le   v ec t o r ,   ̃   is   t h e   c o n tr o l   v a r i ab les   v ec t o r   a n d   ̃   is   t h e   o u t p u t   v ec t o r .   T h e  m a tr ix   f o r m s   o f   t h e  s m al l - s ig n al  m o d els   a r e  p r es en te d .   Fo r   th e  f i r s t  o p e r a ti o n   m o d e ,   t h e  s m all - s ig n al   m o d el   is   (3 4 )   an d   ( 3 5 ) .                             = [                     0 0 1 − ̅ 1 1 0 0 ̅ 1 − 1 1 0 0 0 0 ̅ 2 − 1 2 0 1 − ̅ 2 1 1 − ̅ 2 1 0 0 0 2 − 2 ̅ 1 1 ̅ 2 2 2 ̅ 2 − 2 2 0 0 0 0 − ̅ 2 3 1 − ̅ 2 3 0 0 0 0 2 − 2 ̅ 1 0 0 0 0 − 1 ]                       ,  B   =  [                     ̅ − ̅ 1 1 0 0 ̅ 3 2 ̅ 1 2 1 ̅ 2 − ̅ 1 1 0 2 ̅ 2 2 0 − ̅ 2 3 − ̅ 1 0 ]                                  ( 3 4 )     =   [ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ]   ,   ̃ =   [           ̃ 1 ̃ 2 ̃ 1 ̃ 2 ̃ 3 ̃ ]             , ̃ =   [ ̃ 1 ̃ 2 ] ,  = 0   ( 3 5 )     F o r   t h e   s e c o n d   o p e r a ti o n   m o d e ,   t h e   s m a ll - s i g n a l   m o d e l   is   ( 3 6 )   a n d   ( 3 7 ) .                               = [                     0 0 1 − ̅ 1 1 0 0 ̅ 1 − 1 1 0 0 0 0 ̅ 2 − 1 2 0 1 − ̅ 2 1 1 − ̅ 2 1 0 0 0 2 − 2 ̅ 1 1 ̅ 2 2 2 ̅ 2 − 2 2 0 0 0 0 − ̅ 2 3 1 − ̅ 2 3 0 0 0 0 2 − 2 ̅ 1 0 0 0 0 − 1 ]                       ,  B   =  [                     ̅ − ̅ 1 1 0 2 ̅ 1 0 ̅ 3 2 2 ̅ 1 2 1 ̅ 2 − ̅ 1 1 0 0 2 ̅ 2 2 0 0 − ̅ 2 3 0 − ̅ 1 0 0 ]                               ( 3 6 )     =   [ 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ]   ,   ̃ =   [           ̃ 1 ̃ 2 ̃ 1 ̃ 2 ̃ 3 ̃ ]             , ̃ =   [ ̃ 1 ̃ 2 ̃ 4 ] ,  = 0   ( 3 7 )     F o r   t h e   t h i r d   o p e r a t i o n   m o d e ,   th e   s m a l l - s i g n a l   m o d el   i s   ( 3 8 )   an d   ( 3 9 ) .                                         = [                     0 0 1 − ̅ 1 1 0 0 ̅ 1 − 1 1 0 0 0 0 ̅ 2 − 1 2 0 1 − ̅ 2 1 1 − ̅ 2 1 0 0 0 2 − 2 ̅ 1 1 ̅ 2 2 2 ̅ 2 − 2 2 0 0 0 0 − ̅ 2 3 1 − ̅ 2 3 0 0 0 0 2 − 2 ̅ 1 0 0 0 0 − 1 ]                          B   =  [                     ̅ − ̅ 1 − ̅ 1 0 ̅ 1 − ̅ 1 0 ̅ 2 2 ̅ 2 − ̅ 3 − ̅ 2 ̅ 1 2 1 ̅ 2 − ̅ 1 1 0 0 2 ̅ 2 2 0 0 − ̅ 2 3 0 − ̅ 1 0 0 ]                             ( 3 8 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       B a tter y  in teg r a ted   th r ee   in p u t  h ig h   g a in   DC - DC   co n ve r ter   fo r   r en ewa b le  en erg y  s o u r ce s   ( A z u ka   A ffa m )   1031   =   [ 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ]   ,   ̃ =   [           ̃ 1 ̃ 2 ̃ 1 ̃ 2 ̃ 3 ̃ ]             , ̃ =   [ ̃ 1 ̃ 2 ̃ 4 ] ,  = 0   ( 3 9 )     2 . 7 .     P o wer   ma na g e m ent   a lg o rit hm   o f   t he  co nv er t er     I t   i s   c r u c i a l  t o   c r e at e   a n   al g o r i th m   t o   c h o o s e   t h e   p r o p e r   o p e r a ti o n   m o d e   f o r   h y b r i d   M I C s .   T h e   f i r s t  i n p u t  p o r t   i s   t h e   P V   p o r t ,   a n d   t h e   s ec o n d   i n p u t   p o r t   i s   t h e   FC   p o r t.   T h e   o p e r a t i o n   s c e n a r i o s   c o u ld   h a p p e n   i f   t h e   P V  p r o d u c e s   i n s u f f i ci e n t   e l e ct r i c ity   o r   i f   t h e  l o a d   r e q u i r e m e n t s   ar e   h i g h e r .   As   l o n g   as   t h e r e   i s   en o u g h   p o w e r   i n   t h e   b a t t e r y   s t o r a g e   a n d   a n y   o f   t h e   i n p u t   s o u r c e s ,   t h e   p r o p o s e d   c o n v e r t e r   s h o u l d   b e   a b l e   t o   h a n d l e   t h e   l o a d .       Dete r m in in g   th e   m in im al   p o wer   lev els  n ec ess ar y   f o r   t h e  co n v er ter   m o d es  to   f u n ctio n   p r o p er l y   is   cr u cial.   T h e  lo west  p o wer   f r o m   th e  PV  ( P PV )   an d   th e  p o wer   f r o m   t h e  FC   ( P FC )   ar e  id e n tifie d .   Als o ,   u p p er   an d   lo wer   SOC   r ef er en ce s   ( B L   an d   B U )   ar e  i d en tifie d   f o r   th e  b atter y .   T h e   lo ad   p o wer   r eq u ir em en t,  P L ,   is   co n s id er ed .   Fig u r e  4   s h o ws  th e  p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   e n er g y   m a n ag em en t.   I t  is   im p o r tan t  to   n o te  th at   th e  o p er atin g   lo g ic   in   Fig u r e  4   h a n d les  h o w   an   o p er atio n   m o d e   is   ch o s en   in   th e   f ir s t  in s tan t.   Switch in g   b etwe en   o p er atio n   m o d es  will  d e p en d   o n   a  m o n ito r in g   cir c u it  an d   b atter y   m an ag e m en t  s y s tem ,   w h ich   ar e  n o t  with in   th e  s co p e  o f   th is   s tu d y .   T h e   p r o c e s s   f o r   m a n a g i n g   p o we r   i s   e x p l ai n e d :   a.   W h e n   t h e r e   i s   a   r e d u c e d   l o a d ,   P L   i s   c o n t r a s t e d   w i t h   e it h e r   P PV   a n d   P FC   o r   P PV   +   P FC .  P PV   i s   g i v e n   p r i o r i t y   i n   t h e   a l g o r i t h m .   T h e   S OC   is   e x am i n e d   t o   s e e   i f   i t   is   m o r e   t h a n   B U   i f   P PV   i s   a b le   t o   m e e t   t h e   l o a d ,   P L .   T h e   f i r s t  o p e r a t i o n   m o d e   k i c k s   i n   w h e n   th e   S O C   e x c e e d s   t h e   B U   a n d   b y p a s s es   t h e   b at t e r y .   b.   W h e n   P PV ,  P FC ,   o r   P PV  +   P FC   c a n n o t   s e r v e   t h e   l o a d ,   t h e   a l g o r i t h m   c h e c k s   t h e   S OC   s ta t u s .   I f   S O C   >  B U ,   t h e  s e c o n d   o p e r a t i o n   m o d e   i s   a d o p t e d   a n d   t h e   b a t t e r y   d i s c h a r g es .   I t   f u r t h e r   c h e c k s   i f   S O C   <  B L .   S o   l o n g   a s   S OC   >  B L ,   t h e   b a t t e r y   d i s c h a r g i n g   m o d e   c o n t i n u e s .   I f   S O C   <  B L ,   t h e   a l g o r i t h m   r e t u r n s   t o   t h e   s t a r t   p o s i ti o n   o r   c o m m a n d .   c.   A s   c a n   b e   s e e n   f r o m   t h e   a l g o r i t h m ,   t h e   t h i r d   o p e r a t i o n   m o d e   i s   a d o p t e d   w h e n   P PV ,  P FC   o r   P PV   +   P FC   i s   g r e a t e r   t h a n   P L   a n d   S OC   <  B L .           Fig u r e  4 .   Alg o r ith m   f o r   p o wer   m an ag em e n t o f   th e   p r o p o s ed   co n v er ter       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   I n   th is   s ec tio n ,   th e  r esu lts   w ill  b e  p r esen ted .   T h e  o u tp u t  v o ltag e  r an g e  will  also   b e  es tab lis h ed .  Fin ally ,   th e  p r o p o s ed   c o n v er te r   will b e  co m p a r ed   with   s im ilar   p r ev i o u s   in v esti g atio n s .     3 . 1 .     E x perim ent a l r esu lt s   I n   v alid atin g   t h e  p e r f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   co n v e r ter ,   a   h ar d war e  p r o to ty p e   h as  b ee n   im p lem en ted   as  d ep icted   in   Fig u r e  5 ( a) .   R E   s o u r ce s ,   V 1   at  1 2   V,   an d   V 2   at  2 4   V,   we r e  r ep licated   b y   DC   p o wer   s u p p lies ,   wh ile  a  1 2   V  r ec h ar g ea b le  lead   ac id   b at ter y   s u f f ice d   as  th e   en er g y   s to r ag e  d ev ice.   T h e  d SP AC E   DS1 1 0 4   d i g ital  co n t r o ller   b o ar d   was  u s ed   to   g en e r ate  th e   s witch in g   p u ls es  f o r   all  th e  s witch es.  I n   ac co r d an ce   with   th e   d er i v ed   e q u atio n s ,   th e   o th e r   c o m p o n en t   r atin g s   ar e   ch o s en   as  lis ted   in   T ab le  2 .   Switch es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t ,  Vo l.  16 ,   No .   2 ,  J u n e   20 25 :   1 0 2 4 - 1037   1032   S 1   to   S 4   ar e  I n f in eo n   G2 5 H1 2 0 3   I GB T s ,   wh ile  th e  d io d es  ar e  C h en g - Yi  I N5 4 0 0   ax ial  s ilico n   r ec tifie r   d io d es.   B ased   o n   ( 3 0 ) ,   th e   cr itical  in d u ctan ce s   at  a  ch o s en   f r e q u en c y   o f   1 5   k Hz   an d   1 0   % r ip p le,   L 1   ≥   3 0 0 . 6   m H,   L 2  =  L 3   ≥ 1 5 7 . 6   m H  ar e  o b tain ed .   C o n s eq u en tly ,   L 1   =   3 5 0   m H,   L 2   =  L 3   =  2 0 0   m H  ar e  s elec ted .   Fo r   th e  ca p ac ito r s ,   u s in g   ( 3 1 )   with   p er m itted   v o ltag e  r ip p le  o f   1 %,   C 1   ≥   7 8 . 1   µ F,  C 2   ≥   4 2 . 5   µF,   C 3   ≥   3 1 . 8   µF,   an d   C o   ≥   5 0   µF   ar e   s elec ted .   Hen ce ,   C 1   =   C 2   =   C 3   =  1 0 0   µF   ( 1 0 0   u F,  4 0 0   V,   E lite  PF 2 G1 0 1 MN N1 8 3 2 ) .   T h e   o u tp u t  ca p ac ito r ,   C o   =  2 7 0   µF  ( 2 7 0 u F 4 0 0   V,   Nich i co n   L GL 2 G2 7 1 ME L Z 3 5 ) .     At  d u ty   r atio s   o f   0 . 7 5   an d   0 . 7   f o r   d 1   an d   d 2 ,   r esp ec tiv ely ,   th e   o u tp u t  v o ltag e  o b tain ed   in   m o d e  o n e  is   3 1 5 . 5 3   V.   Fig u r e  5 ( b )   s h o ws  V 1 ,  V 2 ,   an d   V o   d u r in g   o p er atio n   m o d e  o n e.   T h e  d u ty   r atio s   o f   S 3   an d   S 4   ar e  s et  to   0 . 5   ea ch .   T h e  ca p ac ito r   v o ltag es,  V C1 ,  V C2 ,   an d   V C3   ar e  s h o w n   in   Fig u r e  5 ( c) .   I t  ca n   b e  s ee n   th at  th e  v o ltag es   ar e  1 2 7 . 1 9   V  f o r   V C2 ,   1 3 9 . 5 4   V  f o r   V C3 .  V C1   is   2 6 6 . 6 9   V  an d   is   th e  s u m   o f   V C2   an d   V C3 .  C 1   is   id l e  d u r in g   th e   s witch in g   s tates  1   an d   3 .   T h e  wav ef o r m s   o f   th e   in d u cto r   cu r r en ts   ar e  p r esen ted   in   Fig u r e  5 ( d ) .   W h en   S 1   an d   S 2   ar e  co n d u ctin g   d u r i n g   th e  f i r s t swi tch in g   s tate,   i L1   an d   i L2   i n cr ea s e  lin ea r ly   as a   r esu lt o f   t h e  L 1   an d   L 2   b ein g   ch ar g ed   b y   V 1   an d   V 2 ,   r esp e ctiv ely .   At  t 2 - t 1 ,  i L1   d ec r ea s es  wh ile  i L2   an d   i L3   c o n tin u e   i n cr ea s in g .   I n d u ct o r   cu r r en ts ,   i L2   an d   i L3 ,   lin ea r ly   d ec r ea s e  with   a  n eg ativ e  s lo p e  d u r in g   t h e  th ir d   s witch in g   s tat e  wh en   S 2   d o es  n o t  co n d u ct ,   w h ile  i L1   in cr ea s es  f o r   two   co n s ec u tiv e  s witch in g   s tates.  T h e  ap p r o x im ate  in d u cto r   cu r r en ts   ar e  2 . 1 2   A,   4 . 2 3   A ,   an d   0 . 3 0 5   A  f o r   i L1 ,  i L2 ,   an d   i L3 ,   r esp ec tiv ely .       T ab le  2 .   E x p er im en tal  p ar am e ter s   P a r a me t e r   V a l u e / p a r t   n u m b e r   P a r a me t e r   V a l u e / p a r t   n u m b e r   I n p u t   v o l t a g e   V 1   =   1 2   V ,   V 2   =   2 4   V ,   V b   =   1 2   V   C a p a c i t o r s   C o   =   2 7 0   µ F ,   C 1 , C 2   C 3   =   1 0 0   µ F   F r e q u e n c y   1 5   k H z   D i o d e s   20   A 1 0   2 0   A   1 0 0 0   V   P o w e r   sw i t c h   I n f i n e o n   G 2 5 H 1 2 0 3   I G B T   Lo a d   1 0 0 0     I n d u c t o r s   L 1   =   3 5 0   mH ,   L 2 ,   L 3   =   2 0 0   mH           ( a)             ( b )   ( c)   ( d )     Fig u r e  5 .   Op e r atio n   m o d e   1   r e s u lts :   ( a)   s etu p ,   ( b )   V 1 ,  V 2   &  V o   ( c)   V C1 ,  V C2   &  V C3 ,   an d   ( d )   i L1 ,  i L2   &  i L3       T h e  o u t p u t  v o ltag e  o f   th e   s ec o n d   o p er atio n   m o d e  is   s h o w n   in   Fig u r e   6 ( a) .     V 1   an d   V 2   h av e  b ee n   r ed u ce d   to   6   V  a n d   1 2   V ,   r esp ec tiv ely .   Du ty   r atio s   o f   0 . 7 5 ,   0 . 7 ,   a n d   0 . 7 5   f o r   d 4 ,  d 2   an d   d 1   h av e   b ee n   ap p lied .   T h e  o u tp u t  v o ltag e  is   3 1 1 . 5 7   V.   Sin ce   th e  s am e  s witch in g   p atter n   is   ap p lied   to   S 1   an d   S 2   i n   all  th r ee   o p er atio n   m o d es,  th e   in d u cto r   c u r r e n ts   ( i L1 ,  i L2 ,  i L3 ) ,   o u tp u t  c u r r e n t,  c ap ac ito r   v o ltag es,  s witch   v o lt ag e  s tr ess ,   V S1   an d   V S2 ,   f o r   all  t h e  m o d es  d if f er   o n ly   in   m ag n itu d e   an d   n o t  b y   wav ef o r m .   T h e   wav ef o r m s   o f   i L1   an d   i L2   ar e   s h o wn   in   Fig u r e  6 ( b ) .   T h e  v o ltag e  s tr ess   o n   S 3   an d   S 4   a r e  s h o wn   i n   Fig u r e   6 ( c) .   V S4   is   eq u al  to   th e  b atter y   s u p p ly   v o ltag e,   V b   =   1 2   V.   V S3   is   th e  f o r war d   v o ltag e  o f   0 . 8   V.   T h e   b atter y   cu r r en t,   i b   is   d is p lay e d   in   Fig u r e   6 ( d ) .   I t  r is es  to   ab o u t  5 . 4 9   A  d u r in g   th e  f ir s t  th r ee   s witch in g   s tates  an d   d r o p s   in   th e  last   s tate.   I t  i s   th e  p r o d u ct  o f   th e   d u ty   r atio   o f   s witch   S 4   b y   th e  s u m m atio n   o f   th e  in d u cto r   cu r r en ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       B a tter y  in teg r a ted   th r ee   in p u t  h ig h   g a in   DC - DC   co n ve r ter   fo r   r en ewa b le  en erg y  s o u r ce s   ( A z u ka   A ffa m )   1033       ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     Fig u r e  6 .   Op e r atio n   m o d e   2   r e s u lts   ( a)   V 1 ,  V 2 ,  V b   &  V o ,   ( b )   i L1   &  i L2 ,   ( c)   V S3   &  V S4 ,   a n d   ( d )   i b       Fo r   th e  th ir d   o p e r atio n   m o d e,   th e  d u ty   r atio ,   d 4   is   s et  to   0 . 7 5 .   T h e  m ea s u r ed   o u tp u t  v o lta g e  is   ab o u t   3 0 1 . 3 2   V.   Fig u r e  7 ( a)   s h o ws  th e  o u tp u t  v o lta g e  an d   th e  v o lt ag e  o n   C 1 .   T h e  v o ltag e  o n   C 1   is   ab o u t  2 7 7 . 6 9   V.   W h ile  th e  co n v er ter   s er v es  th e  lo ad ,   th e  b atter y   is   ch ar g ed   d u r in g   t h e  th ir d   s witch in g   s t ate  wh en   th er e  is   a  n eg ativ e  s lo p e  o n   th e  s ig n al.   T h e  v o ltag e  s tr ess   o f   th e  s w it ch es  is   s h o wn   in   Fig u r e   7 ( b ) .   I t  ca n   b e  o b s er v ed   th at  th e  ap p ea r an ce   o f   th e  v o ltag e  ac r o s s   S 1   o cc u r s   d u r in g   th e  s ec o n d   s witch in g   s tate  an d   d u r in g   th e  s witch in g   s tate  f o r   S 2 .   T h e   v o lt ag e  s tr ess es,  V S1   an d   V S2 ,   ac r o s s   S 1   an d   S 2   ar e  ab o u t 6 4 . 8 7   V  an d   1 1 9 . 5 4   V ,   r esp ec tiv ely .     T h e   v o l t a g e   s t r ess   o n   S 3   a n d   S 4   is   d e p i ct e d   i n   Fi g u r e   7 ( c ) .   V S3   g o e s   t o   ze r o   i n   t h e   t h i r d   s w i tc h i n g   s ta te  a n d   r e t u r n s   t o   a b o u t   1 0   V ,   w h ic h   i s   t h e   v o l t a g e   o f   t h e   d e p l et ed   b a t t e r y .   T h e   v o l t a g e  s p i k e  i n   V S3   o c c u r s   d u r i n g   s w it c h i n g   s t a t e  t h r e e   w h e n   t u r n i n g   o f f   S 3   a n d   S 4   f o r c e s   t h e   c u r r e n t   t o   c h a r g e   t h e  V b   t h r o u g h   d i o d e s ,   D b1   a n d   D b2 .  T h e   i L1 ,  i L2 ,   a n d   i b   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   7 ( d ) .   I t   i n d i c a t es   a   s p i k e  i n   i b   t o   a b o u t   1   A   w h e n   D b1   a n d   D b2   c o n d u c t .   T h e  ex p er im en tally   m ea s u r e d   o u tp u t  v o ltag e  r a n g e  was  m ea s u r ed .   At  V 1  =1 2   V,   V 2   =  2 4   V,   th e  d u ty   r atio   d 1   =  d 2   =  d ,   was  v a r ied   f r o m   0 . 0 5   to   0 . 7 5 .   T h e  o u tp u t  v o ltag e  r a n g es  b etwe en   8 4   V  an d   3 8 1   V.   T h e   lo west  v o ltag e  o f   2 1 . 4   V  was  r ec o r d e d   wh en   V 1   is   is o lated   a t  a  0 . 0 5   d u ty   r atio .   T h is   co n f ir m s   th e  wid e  o u tp u t   v o ltag e  r an g e  o f   th e  p r o p o s ed   co n v er ter .     3. 2 .     Co m pa riso n w it h si m ila r  t o po lo g ies   T ab le  3   s h o ws  a  co m p ar is o n   o f   th e  p r o p o s ed   co n v er ter   with   s im ilar   to p o lo g ies.  E ac h   o f   th e   co m p ar ed   c o n v e r ter s   h as  two   in p u t  p o r ts   in   ad d itio n   to   a  b atter y   p o r t.  T h e  v o ltag e  g ain   an d   th e  n u m b er   o f   co m p o n en ts   h av e   b ee n   co m p a r ed .   T h e  c o n v er te r s '   v o ltag e  b o o s t in g   m eth o d   h as   b ee n   esta b lis h ed .   T h e  th r ee - in p u t  v er s io n   o f   th e  M I C   in   [ 2 5 ]   is   co n s id er e d .   Alth o u g h   th e  p r o p o s ed   c o n v er te r   ap p ea r s   to   h av e  m o r e   ca p ac ito r s   th an   th e  o th er s ,   th e   ca p ac ito r s   o n   th e  n o n - co u p le d   in d u cto r   s id e  o f   th e  co n v er t er   h elp   to   en h a n ce   th e  h ig h   o u tp u t v o ltag e  d eliv er y .     T h e  co n v er ter   b y   [ 2 6 ]   s h o ws  a  s m aller   v o ltag e  g ain   t h an   th e  p r o p o s ed   co n v er ter ,   d esp ite  b o asti n g   lo wer   to tal  co m p o n e n t  co u n ts .   T h e   [ 2 5 ]   claim e d   a  lar g e  v o ltag e  g ain ,   h o wev e r ,   th is   ca n   al s o   b e  attr ib u tab le   to   th e  m ax im u m   co m p o n e n t  co u n t.  T h e r ef o r e,   it  ca n   b e  s p e cu lated   th at  [ 2 5 ]   will  h av e  t h e  h ig h est  co s t.   I n   co n d u ctin g   a   co s t  co m p ar is o n   b etwe en   t h e  p r o p o s ed   co n v er ter   an d   th e  c o n tem p o r ar y   c o n v er ter s ,   t h e  p r ice  esti m ates o f   th e  r ep o r ted   co m p o n en ts   o f   ea ch   co n v er ter   h av e  b ee n   cu lled   f r o m   th e  MO USER we b s ite.   Fo r   th e  r ep o r ted   c o n v e r ter s ,   [ 2 5 ]   h as  b ee n   co n f ir m ed   t o   h av e   th e  h ig h est  co s t,  wh ile  [ 2 6 ]   h as  th e  lo west  co s t.  T h e  co s t o f   th e  p r o p o s ed   co n v er ter   is   lo wer   th an   th at  o f   [ 2 5 ]   b u t  is   3 1 . 6   % h ig h er   th an   [ 2 6 ] .   I t s h o u ld   b e  n o te d   th at   th e  v o ltag e  o u tp u t  o f   [ 2 6 ]   is   lo wer   th an   th at  o f   th e  p r o p o s ed   co n v er ter .   T h e  co n v er ter   p r o p o s ed   i n   [ 2 4 ]   h as  th e   lo west  v o ltag e   g ain   an d   t h e  s ec o n d - h ig h est  p ar ts   co u n t.  T h e   [ 2 7 ]   s y s tem ,   in   co m p a r is o n ,   h as  a  h ig h   v o ltag e  g ain   wh ile  h av in g   th e  f ewe s t  p ar ts ,  a  tie  w ith   [ 2 6 ] .   Du e  to   th e   h ig h   v o ltag e  s tr ess   o n   th e  s e m ico n d u ct o r   d e v ices  an d   th e   lar g e  n u m b er   o f   p ass iv e  p ar ts   ( m o s tly   r esis to r s )   in   th e  co n v er ter   d escr ib e d   b y   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .   T h ese   co n v e r ter s   h av e  h ig h   lo s s es.  T h e  o u tp u t   v o ltag e  d u r in g   th e   o p er atio n   m o d e   2   h as  b ee n   c o m p u ted   f o r   th e  co m p ar e d   c o n v er ter s .   I t  ca n   b e  co n clu d e d   th at  th e  p r o p o s ed   co n v er ter   d eliv er ed   th e  h i g h est o u tp u t  v o ltag e  d u r in g   th e  b at ter y   d is ch ar g in g   o p er atio n   m o d e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.