I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   4 9 9 3 ~ 5 0 0 2   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 5 . pp 4 9 9 3 - 5 0 0 2           4993       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Field - p ro g ra mm a ble ga te  a rray - ba sed v o ltag e - feedb a ck - driv en  ba tt ery cha rg ing   with  DC - DC bu c k conv erte r       Af a rulra zi  Abu B a k a r 1 ,   Su h a im i Sa im a n 1 ,   T ha rnis ha   Sitha na ntha n 1 ,   M u ha m m a d Na f is   I s m a il 1 Sa idi na   H a m za h Che  H a ru n 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t i   Tu n   H u sse i n   O n n   M a l a y s i a ,     Jo h o r ,   M a l a y s i a   2 M a g n i t u d e   P o w e r   S d n   B h d . ,   S e l a n g o r ,   M a l a y s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma y   2 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u n   3 0 ,   2 0 2 5       Th is  p a p e p re se n ts  t h e   d e sig n   a n d   d e v e lo p m e n o f   a   re fe re n c e - d ri v e n   f ield - p ro g ra m m a b le  g a te  a rra y   (F P G A) - b a s e d   c o n tr o ll a b le   b a tt e ry   c h a rg i n g   sy ste m   fe a tu rin g   a   b u c k   c o n v e r ter.  Th e   c o n tr o ll e trac k a n d   a d ju sts  t h e   sy ste m ' d u ty   c y c le  b a se d   o n   o u t p u t   v o lt a g e   fe e d b a c k .   Th e   p rima ry   g o a wa s   to   i n tro d u c e   a   d ig it a p u lse - wid th   m o d u lati o n   g e n e ra t o p r o g ra m   u sin g   a   h a rd wa re   d e sc rip ti o n   lan g u a g e   with in   a   fe e d b a c k   l o o p .   T o   e n h a n c e   th e   b u c k   c o n v e rter' a c c u ra c y ,   th e   sy ste m ' sw it c h in g   fre q u e n c y   wa se t o   2 0   k Hz   with   a n   8 - b it   c o u n ter,  a c h iev i n g   a   re so lu ti o n   o 0 . 3 9 0 6 2 5 %   p e c l o c k   c y c le.   An   8 - b it   p a ra ll e a n a lo g - to - d ig it a l   c o n v e rter  p ro v id e d   fe e d b a c k   b y   m e a su rin g   th e   o u t p u t   v o lt a g e   a n d   c o m p a r in g   it   with   th e   re fe re n c e   se tp o in t .   T h e   sim u latio n   m o d e wa d e v e l o p e d   u sin g   M AT LAB/S imu li n k ,   wh il e   th e   Qu a rtu II  s o ftwa re   wa e m p lo y e d   fo r   c o n tro ll e p ro g ra m m in g .   Th e   re su lt a n t   d a ta  wa m e ti c u lo u sly   a n a ly z e d   to   a ss e ss   th e   c ircu it ' p e rfo rm a n c e   a c ro ss   v a rio u s   v o lt a g e   a n d   c o n tro l   p a ra m e ters .   To   v a li d a te  t h e   p ro p o se d   c o n tro ll e r' s   e ffe c ti v e n e ss ,   a   4 0 0   sy st e m   p ro to t y p e   c o m p risin g   a   ste p - d o w n   tran sfo rm e r,   re c ti fier,  a n d   b u c k   c o n v e rter  wa c o n stru c ted   a n d   t e ste d   fo v o lt a g e   ra n g i n g   f ro m   2 4   t o   7 2   V.   Th ro u g h   F P G A - b a se d   d ig it a c o n tro l ,   th is   sy ste m   d e m o n stra ted   a   v o lt a g e   re g u lati o n   a c c u ra c y   o ±0 . 3 9   p e c l o c k   c y c le   a n d   t h e   c a p a b il it y   to   c o n ti n u o u s ly   trac k   a n d   re g u late   th e   d u ty   c y c le  with   e a c h   c lo c k   tri g g e r,   e n s u rin g   p re c ise   c o n tro l   o v e th e   c h a r g in g   p ro c e ss .   K ey w o r d s :   B u ck   co n v e r ter   DC   ch ar g er   Field - p r o g r a m m ab le  g ate  ar r a y   Pu ls e - wid th   m o d u latio n     Vo ltag f ee d b ac k   T h is i 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 :   Su h aim i Saim an   Facu lty   o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g in ee r in g ,   Un iv e r s iti T u n   Hu s s ein   On n   Ma lay s ia   J o h o r ,   Ma lay s ia   E m ail:  s u h aim is @ u th m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d iv er s to p o lo g ies  o f   DC - DC   co n v er ter s   h av b ee n   in ten s iv ely   s tu d ied   an d   wid el y   u s ed   in   s ev er al  ap p licatio n s ,   s u c h   as  b atter y   ch ar g er s   [ 1 ] ,   r en ewa b le  en er g y   [ 2 ] ,   elec tr ic  v eh icles  [ 3 ] ,   p o r tab le  d ev ices   [ 4 ] ,   a n d   lig h ti n g   s y s tem s   [ 5 ] .   I is   also   d r iv en   b y   t h d e v elo p m en o f   r e n ewa b le  en er g y   an d   g o v e r n m e n in itiativ es  th at  r ai s awa r en es s   ab o u m ain tain in g   en v ir o n m en tal  s u s tain ab ilit y   [ 6 ] .   T h f ascin atin g   d em an d   f o r   h ig h e r   d ir ec cu r r e n ( DC )   p o wer   h as  in tr o d u ce d   n ew  p o wer   elec tr o n ic  d ev ices,  s u c h   as  g alliu m   n itrid e   ( GaN ) ,   wh ich   ar e   ca p ab le   o f   p r o v id in g   m o r e   ad v a n tag es  o v e r   s ilico n - b ased   d ev ices  [ 7 ] ,   [ 8 ] .   T h e   f u n d am e n tal  g o al  o f   DC - DC   co n v er ter s   is   to   p r o v id an   ad eq u ate  am o u n o f   v o ltag to   lo ad   with in   th s p ec if ied   o p er atio n al  r an g [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   T r en d s ,   s tan d ar d s ,   a n d   c o m p lia n ce   ar s h ap in g   th f u tu r o f   p o wer   elec tr o n ics  co n v er ter s ,   d r i v in g   in n o v atio n s   th at  r esu lt  in   lo wer   co s t,  h ig h er   ef f icien cy ,   h ig h er   p o wer   d en s ity ,   m o r e   co m p ac t size,   an d   m o r v er s atile  p o wer   co n v er s io n   s o lu tio n s   f o r   v a r io u s   in d u s tr ies an d   ap p licatio n s   [ 1 1 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 9 9 3 - 5 0 0 2   4994   T h d ev elo p m e n o f   co n tr o ller s   is   in d ee d   alig n ed   with   ad v an ce m e n ts   in   n ew  p o wer   elec tr o n ics  s witch in g   d ev ices,  en s u r in g   t h at  th f u ll  p o ten tial  o f   th t ec h n o lo g ies  is   r ea lized   in   p r a ctica ap p licatio n s .   Pu ls e - wid th   m o d u latio n   ( PW M)   s witch in g   is   o n o f   th i m p o r tan co n tr o tech n iq u es  f o r   co n tr o llin g   PW co n v er ter s   to   in cr ea s ef f icie n cy   [ 1 2 ] .   PW s witch in g   is   co m m o n ly   im p lem e n ted   u s i n g   m icr o co n tr o ller s   [ 1 3 ] ,   d ig ital  s ig n al  p r o ce s s o r s   ( DSPs )   [ 1 3 ] f ield - p r o g r a m m ab le  g ate  ar r ay s   ( FP GAs)  [ 1 4 ] ,   ap p licatio n - s p ec if ic  in teg r ated   cir cu its   [ 1 5 ] ,   a n d   a n alo g   co n tr o ller s .   C o n tr o ller   s elec tio n   v ar ies  b ased   o n   co m p lex ity ,   r eq u ir ed   p r ec is io n ,   an d   a p p li ca tio n .   DSPs   ar co m m o n ly   u s ed   f o r   s y s tem s   th at  r eq u ir s o lv in g   co m p lex   m ath em atica o p er atio n s   an d   h ig h - s p ee d   n u m er ical  p r o c ess in g   [ 1 6 ] .   On   th o th e r   h an d ,   FP GAs  ar co m m o n l y   u s ed   f o r   o p er atio n s   with   h ig h   s witch in g   f r e q u en cy   a n d   h av th e   ab ilit y   to   h an d le   m u ltip le   o p er atio n s   s im u ltan eo u s ly .   T h er ef o r e,   t h s witch in g   co n tr o ll er   s h o u ld   b co r r ec tly   ch o s en   to   m atch   th p o wer   elec tr o n ic  d ev ices u s ed   in   o r d er   to   ac h iev t h d esire d   r esp o n s e.     No wad ay s ,   m o s co n tr o ller s   ar im p lem en ted   b ased   o n   a   DSP  an d   an   F PGA  to   lev er ag b o th   tech n o lo g ies'   s tr en g th s .   FP G As  h av b ee n   p r o v e n   to   p r o v id h ig h - s p ee d   co n tr o s y s tem   an d   f lex ib ilit y   in   cu s to m   ap p licatio n s ,   wh ich   c an   b e   ea s ily   r ec o n f ig u r ed   [ 1 7 ] .   R ec en ef f o r ts   in   FP GA - b a s ed   co n v e r ter s   h av e   s h o wn   p r o m is in g   ad v a n ce m e n ts   in   b atter y   m an ag em en f o r   elec tr ic  m o b ilit y   an d   s o lar   en er g y   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] Stu d ies,  s u ch   as   s tu d y   [ 2 0 ]   em p h asized   ad ap tiv d ig ita PW s tr ateg ies,   h ig h lig h tin g   th in cr ea s in g   r elev an ce   o f   r ea l - tim co n f ig u r ab ilit y   in   lo w - v o ltag e,   h ig h - e f f icien cy   s y s tem s .   FP GA s   h av also   b ee n   wid ely   u s ed   f o r   s witch in g   in   v a r io u s   k in d s   o f   co n v er ter s ,   s u ch   as  r ec tifie r s   ( AC - DC )   [ 2 1 ] ,   DC   ch o p p e r s   ( DC - DC )   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] ,   cy clo - co n v er ter s   ( AC - AC )   [ 2 4 ] ,   an d   in v er ter s   ( DC - AC )   [ 1 4 ] ,   [ 2 5 ] .   B atter y   ch ar g in g   s y s tem s   u s in g   DC - DC   co n v er ter s   ar u s ed   t o   r eg u late  t h o u t p u v o ltag an d   co n tr o th c h ar g in g   cu r r e n [ 2 6 ] .   T o   in cr ea s ef f ec tiv en ess ,   it  m u s b e   in t ellig en t,  s en s itiv to   th b atter y ' s   h ea lth ,   an d   s atis f y   a   v ar iety   o f   d e m an d s ,   esp ec ially   wh en   it  co m es  to   c u r r en r i p p les  in   th b atter y   m o d o f   f lo at  ch ar g in g ,   f o r   ef f i cien ch ar g in g   an d   p o wer   d is tr ib u tio n   [ 2 7 ] .   E n g in ee r s   ar e   r esear ch in g   n ew  m eth o d s   a n d   tech n iq u es  to   b o o s ch ar g in g   r ates   with o u t h ar m in g   th c o n d itio n   o f   b atter ies  [ 2 8 ]   T h is   r esear ch   p r o p o s es  d i g ital  PW b ased   o n   v o ltag f ee d b ac k ,   wh ic h   is   im p le m en ted   in     DC - DC   b u ck   co n v er ter   f e d   f r o m   r ec tifie r   cir cu it.  T h p r o p o s ed   d ig ital  PW tech n iq u e   ca n   b ap p lied   i n   o th er   PW DC - D C   co n v er ter s   b y   ad ap tin g   th s p ec if icatio n s   o f   th in p u t,  o u t p u t,  f r e q u e n cy ,   ac cu r ac y ,   an d   r esp o n s tim e.   T h e   k ey   co n tr i b u tio n s   o f   th is   r esear ch   in cl u d th im p lem en tatio n   o f   r e f e r en ce - d r i v en   PW co n tr o ller   u s in g   an   8 - b it  AD C   f o r   r ea l - tim f ee d b ac k ,   in t eg r atio n   o f   d ig ital  co n tr o l o o p   in t o   an   FP GA  p latf o r m   f o r   f in v o ltag ad j u s tm en t,  an d   co m p r e h en s iv v alid atio n   th r o u g h   an aly s is   o f   b o th   s im u latio n   an d   ex p er im en tal  f in d in g s   to   em p h asize  th co n tr o ller s   s u itab i lity   f o r   p r ec is io n   b atter y   ch ar g in g   s y s tem s .   T h e   DC   o u tp u v o ltag ca n   b ad j u s ted   b ased   o n   th g iv en   r ef e r en ce   o r   s et  p o in t,  an d   au to m atica lly   m atch   th p r o g r a m m ed   PW M,   wh ich   i s   f ac ilit ated   b y   th e   v o ltag an d   cu r r en t   f ee d b ac k   ass ig n e d .   T h e   co n t r o ller s   co n tr o alg o r ith m   is   p r o g r am m ed   u s in g   h ar d war d escr ip tio n   lan g u ag e ,   wh ic h   ca n   u lti m ately   allo f o r   th im p lem en tatio n   o f   h ar d war d esig n s   at  v ar io u s   lev els o f   a b s tr ac tio n .   T h r est  o f   th e   m an u s cr ip is   o r g an ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   co n s is ts   o f   th r esear ch   m et h o d o lo g y   o f   th p r o p o s ed   s y s tem .   I n   s ec tio n   3 ,   th r esu lts   an d   d etailed   an aly s is   o f   th ex p er im en tal   ass es s m en ts   o f   th e   r esear ch   ar d o cu m e n ted .   I n   s ec tio n   4 ,   th e   o v er all  m an u s cr i p t is co n clu d ed .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h p ar am ete r s   o f   th e   cr itical  co m p o n en ts   r eq u ir ed   f o r   th is   p r o p o s ed   s y s tem   wer ca l cu lated   i n   o r d er   to   en s u r p r o p e r   f u n ctio n ality   an d   th d esire d   p er f o r m an ce .   T h MA T L AB /Si m u lin k   s o f twar was u s ed   f o r   cir cu it  m o d ellin g   an d   v er if icatio n .   T h ch a r g in g   p e r f o r m a n ce   was  v er if ied ,   p o t en tial  er r o r s   wer id en tifie d ,   an d   n ec ess ar y   a d j u s tm en ts   wer m ad to   ac h i ev th d esire d   o u t p u t.  I n   a d d itio n ,   h ar d war e   im p lem en tatio n   was  ca r r ied   o u b ased   o n   th s p ec if ie d   p ar a m eter s .   T h e   v alu es  o f   th cr iti ca co m p o n en ts   in   th b u ck   co n v er ter   wer e   ch o s en   to   b m u ch   g r ea ter   t h an   th ca lcu lated   v alu es  to   en s u r th co n v er te r   o p er ated   i n   c o n tin u o u s   co n d u ctio n   m o d e,   ev en   th o u g h   t h d u t y   cy cle   ch an g ed .   B ased   o n   th h ar d war e   im p lem en tatio n ,   test in g   was c o n d u cte d   to   en s u r th cir cu it  m et  th r eq u i r em en ts   an d   p er f o r m ed   e f f ec tiv ely .     2 . 1 .     P r o po s ed  circ uit  blo ck   dia g ra m   I n   th p r o p o s ed   s etu p ,   th AC   p o wer   s o u r ce   was  f ir s co n n e cted   to   3   k VA  s tep - d o wn   tr an s f o r m er ,   wh ich   r ed u ce d   t h v o ltag b e f o r it  was  f e d   in to   th b r id g r ec tifie r   cir c u it,  as  illu s tr ated   in   Fig u r 1 .   T h e   r ec tifie r   co n s is ted   o f   f o u r   d io d es  ar r an g ed   i n   b r id g co n f ig u r atio n ,   e n ab lin g   th co n v e r s io n   o f   alter n atin g   cu r r en ( AC )   to   p u ls ed   d ir ec cu r r en ( DC ) .   T h ese  d io d es  en s u r ed   th at  cu r r e n f lo wed   in   o n ly   o n d ir ec tio n ,   r esu ltin g   in   co n s is ten p o s itiv v o ltag o u tp u t.  T h d io d also   p lay ed   k e y   r o le  i n   m ai n tain in g   th f lo o f   cu r r en t th r o u g h   th i n d u cto r   a n d   p r e v en tin g   p o ten tial d a m ag ca u s ed   b y   r ev er s cu r r en t.   b u ck   co n v er ter   was  in te g r a ted   in to   t h s y s tem   to   f u r th e r   co n tr o t h v o ltag an d   r e d u c it  to   th e   ap p r o p r iate  lev el  r e q u ir e d   f o r   b atter y   c h ar g in g .   T h is   co n v e r ter   p lay e d   k e y   r o le  in   e n s u r in g   th at  t h p o wer   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       F ield - p r o g r a mma b le  g a te  a r r a y - b a s ed   v o lta g e - feed b a ck - d r iven   b a tter y     ( A fa r u lr a z i A b u   B a ka r )   4995   s u p p lied   to   t h b atter y   was  ef f icien an d   with in   s af o p e r atin g   lim its .   An   FP GA  was  u s ed   as  th co n tr o l   u n it,   p r ec is ely   ad ju s tin g   th d u ty   c y cle  o f   t h b u ck   c o n v e r ter   to   m ain tain   o p tim al  c h ar g i n g   c o n d itio n s .   T o   m o n ito r   th s y s tem   p er f o r m a n ce ,   an   8 - b it p ar allel  an alo g - to - d ig ital c o n v er ter   ( ADC)  an d   cu r r en s en s o r   wer u s ed   to   tr ac k   th v o ltag an d   cu r r en t   in   r ea l - tim e.   T h is   co o r d in ated   ap p r o ac h   aim ed   to   im p r o v e   p o wer   co n v er s io n   ef f icien cy ,   s u p p o r t l o n g er   b att er y   life ,   an d   im p r o v o v er all  s y s tem   r eliab ilit y .           Fig u r 1 .   Pro p o s ed   s y s tem s   b lo ck   d iag r a m       2 . 2 .     Circ uit  s im ula t io n us ing   M AT L AB / Sim uli nk   s o f t wa re   T h e   c h a r g i n g   ci r c u it   s ho wn   in   Fig ur e   i n iti ates   with   a   s upp ly   vo lta g e   o f   2 40  V AC   at   f r e qu e n cy   o 50  Hz.   T h s u p p l ied   v o l tag e   wa s   th en   r e d u c e d   t o   1 0 0   V AC   t h r o u g h   t h e   a i d   o f   a   s te p - do wn   tr a n s f o r m er .   T h v o ltag e   o f   1 0 0   V AC   was   t h en   p as s ed   t h r o u g h   a   br i d g e   r e c tif i er   to   c onv e r t   th A C   v o ltag e   i n to   pu l s ati n g   DC   vo lta g e.   A   c ap a c it o r   was  th en   c onn e c ted   to   f il ter   o u A C   r i pp les   a n d   ob tain   an   unr e gu lated   f ilter ed   DC   s i gn al.   T h e   bu ck   c o n v e r ter   was   c onn e c ted   a f ter   t h e   r e c tifie r   t o   p r o d u ce   an   ou t pu t   vo lta g e   l o w er   t h an   t h e   i npu t   vo lta g e   b y   c o n tr o llin g   t h e   s wit c h i n g   o f   its   c ompo n e n t s           Fig u r 2 .   Diag r a m   o f   cir cu it si m u lated   u s in g   MA T L AB /Si m u lin k   s o f twar e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 9 9 3 - 5 0 0 2   4996   2 . 3 .     Co ntr o l a lg o rit hm s   T h f lo wc h ar p r esen ted   in   Fi g u r 3   illu s tr ates  th e   p r o ce s s   o f   a   PW g en er ato r   th at   o p e r ates  b ased   o n   r ef e r en ce - d r iv en   f ee d b ac k .   Du r in g   t h in itializatio n   s tag e,   th co m p ar ato r   r ea d s   th e   s etp o in v alu e   “A” .   I t   g en er ates  an   in itial  PW s ig n al  “X”   u s in g   co n tr o alg o r i th m .   T h f ee d b ac k   f r o m   t h ADC  lab elled   “B”  i s   co n tin u o u s ly   u p d ated   with   ea ch   clo c k   tr ig g er .   T h e   co m p ar ato r   co m p ar es  t h f ee d b ac k   s i g n al  to   th e   s etp o in t   v alu “A” .   I f   th f ee d b ac k   s ig n al  is   g r ea ter   th a n   th e   s etp o in t   v alu e,   th e   PW s ig n al  is   ad ju s ted   b y   - 1 ,   a n d   if   th f ee d b ac k   s ig n al  is   less   th a n   th s etp o i n v alu e,   th PW s ig n al  is   ad ju s ted   b y   +1 .   n ew  PW s ig n al,   “X” ,   is   g en er ated   af ter   th ad ju s tm en t.  T h is   iter ativ p r o ce s s   en s u r es  th at  th P W s ig n al  is   co n tin u o u s ly   ad ju s ted   to   m atch   th d esire d   s etp o in v alu b y   c o m p ar in g   th f ee d b ac k   s ig n al  a n d   m a k in g   th n ec ess ar y   co r r ec tio n s .   Fig u r 4   s h o ws th d ig ital r ep r esen tatio n   o f   th e   PW s ig n al  g en er ato r   b ased   o n   th f l o wch ar t.   Fig u r 5   illu s tr ates  th b l o ck   d iag r a m   f ile  ( * . b d f )   f o r   r ef er en ce - d r iv e n   PW co n tr o s ig n al  g en er atio n .   T h e   in p u t   clo ck ,   s o u r ce d   f r o m   th e   FP GA  b o ar d ' s   5 0   MH in ter n al   clo ck ,   was  d iv id ed   in to     25   MH an d   5 . 1 2   MH f r eq u en cies  u s in g   p h ase - lo ck ed   l o o p .   T h 2 5   MH o u tp u was  co n n ec ted   to   th e   clk_ d iv   f u n ctio n ,   p r o v id i n g   m u ltip le  clo ck s   f o r   ADC  an d   tr i g g er in g   cir cu its ,   wh ile  th 5 . 1 2   MH o u tp u was   co n n ec ted   to   th lp m_ c o u n ter   f u n ctio n   t o   g en e r ate  2 0   k Hz  f r eq u e n cy   f o r   th PW s ig n al.   T h lp m_ co u n ter   wo u ld   co u n u p   to   2 5 6 ,   with   ea ch   clo ck   cy cle  r ep r esen tin g   0 . 3 9 0 6 2 5 d u ty   cy cl e.   T h co m p ar at o r   co m p ar ed   th e   r ef er e n ce   s ig n al  with   th ADC  in p u to   p r o d u ce   th s ig n als.  A   p ar all el  f lash   8 - b it  ADC  ( ADC0 8 0 4 L C N)   was  u s ed   to   r ea d   th e   cu r r en o u tp u t   v o ltag an d   co n v er it  i n to   a   d ig ital  s ig n al,   with   ea c h   b it   co r r esp o n d in g   to   0 . 0 1 9 5 3 1 2 5   ( 5 /2 5 6 ) .   T h in p u r ef e r en c es  an d   ADC  v alu es  wer d ec o d ed   to   th eir   ac tu al  v alu es,  en s u r in g   th at  th er wa s   n o   o f f s et.   T h co m p ar ato r ' s   o u tp u was   co m p a r ed   with   th e   d ig ital  s a wto o th   s ig n al   f r o m   th e   lp m_ co u n ter   to   g en er ate  t h PW s ig n al.   T h is   s ig n al  co n tin u o u s ly   was  ad ju s ted   b ased   o n   th e   r ef er e n ce   an d   o u tp u t   v o ltag e   ( ADC)  d u r in g   ea ch   cl o ck   c y cle  ass ig n ed   to   th e   co m p a r at o r .   T h r esp o n s tim o f   th e   ADC  ( wr ite)   an d   co m p ar ato r   ca n   b ad ju s ted   wi th in   th clo ck   ass ig n ed .           Fig u r 3 .   Flo wch ar o f   c o n tr o l   alg o r ith m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       F ield - p r o g r a mma b le  g a te  a r r a y - b a s ed   v o lta g e - feed b a ck - d r iven   b a tter y     ( A fa r u lr a z i A b u   B a ka r )   4997       Fig u r 4 .   Dig ital r e p r esen tatio n   o f   d ig ital - PW M - b ased   r ef er en ce - d r iv e n   s y s tem           Fig u r 5 .   B lo ck   d iag r am   f ile  ( * . b d f )   f o r   PW g en er ato r       2 . 4 .     E x perim ent a l set up   Fig ur e   6   d e p icts   t h e   c o mp le t e   c o n n e c ti o n   o f   c om p on e n ts   in   th p r o p o s ed   ch a r g in g   s y s tem .   T h e   F P GA  e n a b led   p r e c i s e   m o d u l ati o n   o f   t h e   bu ck   c onv e r te r ' s   ou t pu t   vo lta g e.   3   k VA  2 3 0 /1 1 0   alu m in u m - win d in g   d r y - ty p s tep - d o wn   t r an s f o r m er   co m p lete  with   an   I P2 1   en clo s u r e,   was  u s ed   to   s tep   d o wn   th in p u t   v o ltag e.   Sm oo t h i n g   c ap a c it o r s   wer u s ed   t o   f ilter   DC   vo lta g e,   h e n c e   r e mov i n g   r i p p l e s   a n d   p r o v i d i n g   a   mor e   c on s i s te n t   po wer   s upp l y I n d u ct o r s   w e r e   u s e d   t o   c on tr o l   c u r r e n t   f l u c t u a ti on s   a n d   op t im ize   t h e   c h ar g i n g   p ro c e ss .   T h e   MO SF E T s   a cted   as  h i g h - s p e e s witc h es   in   t h e   bu ck   c o n v e r te r ,   e ff icie n tly   c o nv e r ti n g   v o lta g e   a n d   r e gu lati n g   ou t pu t.   G a t e   d r i v e r s   co n tr o l l ed   th e   M O SF E T s s w i t c h i n g   b e h a v io r ,   a ll o wi n g   f o r   pr e c i s e   c o n tr o l   o f   t h e   o n   a n d   o f f   s tate s .   T h ese   c om p on e n ts   a n d   t h e i r   f un ct i on s   a i m ed   t o   c on tr i bu te   to   an   e ff icie n a n d   r elia b le   b atter y   c h a rg i n g   s y s te m .   T h e   ci r c u it wa s   tes t ed   to   v e r i f y   i f   t h e   e xp e c ted   r es u lts   we r e   a c h ie v e d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 9 9 3 - 5 0 0 2   4998       Fig ur e   6 .   E x p er im en tal  p r o to t y p e       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   A   c o mp a r i s o n   a n d   a n a l y s is   o f   t h e   s i mu lati o n   a n d   ex p er im en ta l   f i nd i ng s   we r e   c on d u cted   t v alid ate  th o u tc o m o f   th p r o p o s ed   s y s tem .     3 . 1 .     So f t wa re   s im ula t io n   T h cir cu it' s   wav ef o r m s   a n d   ch ar ac te r is tics   wer an aly ze d   u n d er   v ar io u s   co n d itio n s   th r o u g h   s o f twar s im u latio n   u s in g   th e   MA T L AB /S im u lin k   s o f twar e.   T h s im u latio n   r esu lts ,   d e p icted   in   Fig u r 7   a n d   Fig u r 8   s h o th wav ef o r m   v ar iatio n s .   Fig u r 7 ( a )   illu s tr ates  th s in u s o id al  wav ef o r m   o f   th in p u v o ltag e,   p ea k in g   at  3 4 0   V pk - pk ,   wh ich   s u b s eq u en tly   u n d er wen a   s tep - d o wn   tr an s f o r m atio n   t o   1 0 0   v ia  th e   tr an s f o r m er ,   as  s h o wn   in   Fig u r 7 ( b ) .   T h f ilter ed   o u tp u w av ef o r m ,   d is p lay ed   in   Fig u r 7 ( c) ,   ex h ib its   m in o r   r ip p les  attr ib u ted   to   r esid u al  AC   co m p o n en ts   p o s t - r ec tific atio n .   T h is   s im u latio n   o u tp u v iv id ly   illu s tr ates  th e   co n v er s io n   o f   AC   v o ltag t o   p u ls atin g   DC   v o ltag th r o u g h   t h s tep - d o wn   a n d   r ec tific atio n   p r o ce s s es.   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   F i g u r e   8   p r e s e n t s   w a v e f o r m s   m e as u r e d   d u r i n g   t h e   b u c k   c o n v e r t e r s   o p e r a t i o n .     A   c a p a c it o r   w as   e m p l o y e d   t o   m i t i g a t v o l t a g p u l s at i o n s   a n d   s m o o t h   t h o u t p u t .   Fi g u r e   8 ( a )   d e p i c ts   t h d u t y   c y c l e   w a v e f o r m ,   c o n t r o ll e d   b y   P W M   t o   ac h i e v e   t h d e s i r ed   o u t p u t   v o l t a g e   l e v el .   Fi g u r e   8 ( b )   i l l u s t r a t es   t h m e a s u r e d   i n d u c t o r   c u r r e n t   ch a r g i n g   a n d   d i s c h a r g i n g ,   w h i c h   i n d i c a t es   a   c o n ti n u o u s   co n d u c t i o n   m o d e   o f   o p e r a t i o n .   F i g u r e s   8 ( c )   a n d   8 ( d )   s h o w c a s e   t h e   DC   o u t p u t   ( c h a r g i n g   v o l t a g e )   a n d   i n p u t   ( f r o m   t h e   r e c t i f i e r ) ,   r e s p e c t i v el y .   T h es e   f i n d i n g s   v al i d a t e   t h e   e f f ic i e n t   p e r f o r m a n ce   o f   t h e   b u c k   c o n v e r t e r   i n   f il t e r i n g   t h e   DC   v o lt a g e ,   c o n t r o l l i n g   t h e   d u t y   c y c l e ,   m ain t a i n i n g   a   c o n t i n u o u s   i n d u c t o r   c u r r e n t ,   a n d   r e g u l a t i n g   t h e   o u t p u t   v o l t a g e .               Fig u r 7 .   Simu latio n   r esu lts   m ea s u r ed   f r o m   r ec tifie r   s id e:  ( a)   AC   s u p p ly ,   ( b )   AC   s ec o n d ar y   tr an s f o r m er   v o ltag e,   an d   ( c)   o u tp u t v o ltag e   f r o m   r ec tifie r   F i g u r e   8 .   S i m u la t i o n   r es u l ts   m ea s u r e d   f r o m   D C - D C   s i d e :   ( a )   d u t y   c y cl e ,   ( b )   i n d u c t o r   c u r r e n t ,   ( c )   D C   o u t p u t   v o l t a g e ,   a n d   ( d )   D C   i n p u t   v o lt ag e   f r o m   r e c t i f i e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       F ield - p r o g r a mma b le  g a te  a r r a y - b a s ed   v o lta g e - feed b a ck - d r iven   b a tter y     ( A fa r u lr a z i A b u   B a ka r )   4999   3 . 2 .     E x perim ent a a na ly s is   T h ex p e r im en tal  an aly s is   o f   th b u ck   co n v er ter   d em o n s tr ated   th at,   b y   ad ju s tin g   th d u t y   cy cle  o f   th PW s ig n al,   th o u tp u v o ltag ca n   b e   ef f ec tiv ely   r eg u lated .   I n cr ea s in g   th d u ty   cy cl r aised   th o u t p u t   v o ltag e;   wh ile  d ec r ea s in g   it  lo wer ed   th v o ltag e.   Simu l atio n   r esu lts   in d icate d   th at  h ig h er   d u ty   cy cles   en h an ce d   ef f icien c y   a n d   i m p r o v ed   p o wer   d eliv er y   to   th e   lo ad .   Fig u r es   9   a n d   1 0   p r esen t   th m ea s u r e d   o u tp u ts   o f   th p r o p o s ed   s y s tem   u s in g   T DS 3 0 2 4 B   o s cillo s co p e.   Fig u r 9   s h o ws  th wav e f o r m   o f   th s u p p lied   v o ltag e,   wh ic h   was  2 4 0   V AC   at  f r eq u e n cy   o f   5 0   Hz,   alo n g   with   th s tep p ed - d o wn   an d   s m o o th e d   DC   v o ltag m e asu r ed   at  th r ec tifie r s   o u tp u t.  Fig u r 1 0   s h o ws  th m ea s u r ed   v o ltag a n d   cu r r en wav ef o r m s   at  th b u ck   co n v er ter   with   4 0 d u ty   c y cle.   T h in d u cto r   cu r r en ex h ib ited   ty p ical  s awto o th   p atter n   c o r r esp o n d in g   to   th PW s witch in g   d u ty   cy cle,   wh ich   was   cr itical  in   tr an s f er r in g   an d   r e g u latin g   en er g y   f r o m   th in p u to   th o u tp u t.  T h r esu ltin g   o u tp u v o ltag was  r eg u lated   DC   v o ltag s u itab le  f o r   b atter y   ch ar g in g .   T h PW s witch in g   tech n iq u was  em p lo y ed   to   ad ju s t h av er a g v alu o f   th e   d ig ital   s ig n al  b y   m o d u latin g   it  b ased   o n   th r e f er en ce   in p u t.  co m p a r ativ e   an aly s is   o f   s im u latio n   an d   e x p er im en tal  r esu lts   r ev ea ls   m i n o r   d is cr ep a n cy   in   m ea s u r em e n v alu es.  T h is   d is cr ep an cy   ca n   b attr ib u ted   to   lo s s es  in   h ar d war e   im p lem en tatio n ,   p ar ticu lar ly   c o n d u ctio n   an d   s witch in g   lo s s es  ass o ciate d   with   th s witch in g   d e v ices,  as  well   as  th co r m ater ials   o f   t h in d u cto r ,   w h ich   ar te r m ed   c o r e   lo s s es/i r o n   lo s s es.  Desp ite  th ese  d if f er en ce s ,   th e   o u tp u v o ltag e   v alu es  r e m ain ed   r elativ ely   co n s is ten ac r o s s   v ar io u s   d u ty   c y cles.  T h e   s elec ted   p ar am eter s   p r o v e d   to   b e   ap p r o p r iate  f o r   th cir cu it' s   in ten d ed   p u r p o s e,   as e v id en ce d   b y   t h s im u latio n   r esu lts .               Fig u r 9 .   I n p u v o ltag e,   o u tp u t   v o ltag e,   a n d   r ec tifie r   o u tp u t   Fig u r 1 0 .   Switch in g   s ig n al,   i n d u cto r   cu r r e n t,  o u tp u v o ltag e,   an d   in p u t v o ltag e       4.   CO NCLU SI O N   I n   c on cl u s i on ,   th is   r esear ch   s u cc ess f u lly   d em o n s tr ated   v o ltag e - d r iv e n   b u ck   c o n v e r ter   th r o u g h   d ig ital  PW g en er ato r   o n   a n   FP GA.   T h s tr en g th   o f   th c o n tr o alg o r ith m   lies   in   its   ab ilit y   to   r eg u late  th e   o u tp u v o ltag to   with in   ± 0 . 3 9 er r o r   m ar g in ,   a n d   th e   c o n tr o alg o r ith m   p r o v ed   its   c ap ab ilit y   th r o u g h   co n s is ten p er f o r m a n ce   in   b o t h   s im u latio n   an d   r ea h a r d war test s .   T h er r o r   m ar g in   ca n   b f u r th e r   r ed u ce d   b y   in cr ea s in g   t h n u m b er   o f   co u n ter s   in   lin with   t h s ize  o f   th ADC  an d   clo s ely   r elate d   to   th clo ck   g en er ato r   ass ig n ed   b y   m ain ta in in g   th s am p r o p o s ed   d ig i tal  tech n iq u es.  T h e   ac h iev em en ts   s u g g est  s tr o n g   p o ten tial  f o r   d e p lo y m e n in   a p p licatio n s   th at  r e q u ir f ast,  ac cu r ate,   lo w - r i p p le,   a n d   r ec o n f ig u r ab le  v o ltag e   co n tr o l,  esp ec ially   in   b atter y   m an ag em en t sy s tem s   an d   r en e wab le  en er g y   co n v er ter s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   was  s u p p o r ted   b y   Un iv er s iti  T u n   Hu s s ein   On n   Ma lay s ia  ( UT HM )   th r o u g h   T I E R   1   ( Vo t Q 5 4 4 )   an d   GPPS   ( Vo t Q 3 2 5 ) .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 9 9 3 - 5 0 0 2   5000   Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Af ar u lr az i A b u   B ak ar                               Su h aim i Saim an                               T h ar n is h Sit h an an th a n                               Mu h am m ad   Naf is   I s m ail                               Said in Ham za h   C h Har u n                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T   T h au th o r s   co n f ir m   th at  th e   d ata  s u p p o r tin g   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar a v ailab le  with in   th ar ticle  an d   its   f ig u r es.  Ad d itio n al  d etails ca n   b o b tain ed   f r o m   th co r r esp o n d i n g   au t h o r   u p o n   r eq u est .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   D e e p a k ,   G .   Ja n a k i ,   a n d   C .   B h a r a t i r a j a ,   S i n g l e   p h a se  s h i f t   d u a l   a c t i v e   b r i d g e   h i g h   f r e q u e n c y   D C - D C   c o n v e r t e r   f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e   b a t t e r y   c h a r g e r   6 . 6   k W ,   i n   2 0 2 3   5 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   El e c t r i c a l ,   C o m p u t e r   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,   I C EC C T   2 0 2 3 ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C E C C T 5 6 6 5 0 . 2 0 2 3 . 1 0 1 7 9 6 2 1 .   [ 2 ]   N .   R a h m a n ,   U .   A i ma n ,   M .   S .   A l a m,  M .   R .   K h a l i d ,   A .   S a r w a r ,   a n d   M .   S .   J .   A sg h a r ,   A   n o n - i s o l a t e d   D C - D C   b o o st   c o n v e r t e r   w i t h   h i g h   g a i n   a b i l i t y   f o r   r e n e w a b l e   e n e r g y   so u r c e a p p l i c a t i o n s,   i n   2 0 2 0   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   D e c i si o n   Ai d   S c i e n c e s   a n d   Ap p l i c a t i o n ,   D AS 2 0 2 0 ,   2 0 2 0 ,   p p .   1 3 7 1 4 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D A S A 5 1 4 0 3 . 2 0 2 0 . 9 3 1 7 2 2 5 .   [ 3 ]   S .   Y a h y a z a d e h ,   M .   K h a l e g h i ,   S .   F a r z a m k i a ,   a n d   A .   K h o s h k b a r - S a d i g h ,   A   n e w   st r u c t u r e   o f   b i d i r e c t i o n a l   D C - D C   c o n v e r t e r   f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e   a p p l i c a t i o n s,”   i n   2 0 2 0   1 1 t h   Po w e r   El e c t ro n i c s,  D r i v e   S y s t e m s,  a n d   T e c h n o l o g i e C o n f e re n c e ,   PED S T C   2 0 2 0 2 0 2 0 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P ED S TC 4 9 1 5 9 . 2 0 2 0 . 9 0 8 8 4 1 4 .   [ 4 ]   K .   Z h a n g ,   A   c o mp a c t   d i g i t a l - c o n t r o l l e d   s o f t - s t a r t   c i r c u i t   o f   D C - D C   sw i t c h i n g   c o n v e r t e r   f o r   p o r t a b l e   d e v i c e s,   i n   2 0 2 2   I EEE   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C i r c u i t s   a n d   S y s t e m s ,   I C C S   2 0 2 2 ,   2 0 2 2 ,   p p .   8 6 9 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C S 5 6 6 6 6 . 2 0 2 2 . 9 9 3 6 2 6 4 .   [ 5 ]   G .   J.  C h e n   a n d   W .   H .   C h u n g ,   Ev a l u a t i o n   o f   c h a r g i n g   me t h o d f o r   l i t h i u m - i o n   b a t t e r i e s,   E l e c t r o n i c s   ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 2 ,     n o .   1 9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 2 1 9 4 0 9 5 .   [ 6 ]   K .   K .   J a i sw a l   e t   a l . ,   R e n e w a b l e   a n d   su s t a i n a b l e   c l e a n   e n e r g y   d e v e l o p me n t   a n d   i m p a c t   o n   so c i a l ,   e c o n o mi c ,   a n d   e n v i r o n m e n t a l   h e a l t h ,   E n e rg y   N e x u s ,   v o l .   7 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e x u s. 2 0 2 2 . 1 0 0 1 1 8 .   [ 7 ]   S .   M u s u me c i   a n d   V .   B a r b a ,   G a l l i u n i t r i d e   p o w e r   d e v i c e i n   p o w e r   e l e c t r o n i c s   a p p l i c a t i o n s :   s t a t e   o f   a r t   a n d   p e r sp e c t i v e s,   En e r g i e s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   9 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 6 0 9 3 8 9 4 .   [ 8 ]   A .   Le t e l l i e r ,   M .   R .   D u b o i s ,   J.   P .   T r o v a o ,   a n d   H .   M a h e r ,   G a l l i u n i t r i d e   sem i c o n d u c t o r i n   p o w e r   e l e c t r o n i c f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e s:   a d v a n t a g e s   a n d   c h a l l e n g e s ,   i n   2 0 1 5   I EE V e h i c l e   P o w e r a n d   Pr o p u l si o n   C o n f e re n c e ,   V PP C   2 0 1 5   -   P ro c e e d i n g s ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / V P P C . 2 0 1 5 . 7 3 5 2 9 5 5 .   [ 9 ]   L.   A s h o k   K u mar,   S .   A l b e r t   A l e x a n d e r ,   a n d   M .   R a j e n d r a n ,   Em e r g i n g   D C - D C   c o n v e r t e r   t o p o l o g i e s .   2 0 2 0 .   [ 1 0 ]   A .   A .   B a k a r ,   T.   S i t h a n a n t h a n ,   S .   S a i man ,   a n d   A .   F .   H .   A .   G a n i ,   P o w e r   l o sses   a n a l y si s   o f   m u l t i p h a s e   i n t e r l e a v e d   D C - D C   b o o s t   c o n v e r t e r   u s i n g   O r C A D   P S p i c e   s o f t w a r e ,   i n   2 0 2 4   I E EE   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   i n   P o w e En g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n s:   Po w e ri n g   t h e   F u t u re:  I n n o v a t i o n s   f o r   S u s t a i n a b l e   D e v e l o p m e n t ,   I C PEA  2 0 2 4 ,   2 0 2 4 ,   n o .   M a r c h ,   p p .   1 1 2 1 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C P EA 6 0 6 1 7 . 2 0 2 4 . 1 0 4 9 9 1 1 6 .   [ 1 1 ]   S .   M .   S .   H .   R a f i n ,   R .   A h me d ,   M .   A .   H a q u e ,   M .   K .   H o ssa i n ,   M .   A .   H a q u e ,   a n d   O .   A .   M o h a mm e d ,   P o w e r   e l e c t r o n i c s   r e v o l u t i o n i z e d :   a   c o mp r e h e n s i v e   a n a l y s i s   o f   e m e r g i n g   w i d e   a n d   u l t r a w i d e   b a n d g a p   d e v i c e s ,   M i c r o m a c h i n e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / mi 1 4 1 1 2 0 4 5 .   [ 1 2 ]   A .   A l - S a f i ,   A .   A l - K h a y y a t ,   A .   M .   M a n a t i ,   a n d   L.   A l h a f a d h i ,   A d v a n c e s   i n   F P G A   b a s e d   P W M   g e n e r a t i o n   f o r   p o w e r   e l e c t r o n i c s   a p p l i c a t i o n s:   l i t e r a t u r e   r e v i e w ,   i n   1 1 t h   A n n u a l   I EE I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   El e c t r o n i c a n d   M o b i l e   C o m m u n i c a t i o n   C o n f e re n c e ,   I E MC O N   2 0 2 0 ,   2 0 2 0 ,   p p .   2 5 2 2 5 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I EM C O N 5 1 3 8 3 . 2 0 2 0 . 9 2 8 4 8 2 1 .   [ 1 3 ]   K .   M a n a sw i ,   N .   J o s e ,   S .   B h a k t h a ,   B .   V e n k a t e sa p e r u ma l ,   a n d   K .   V .   G a n g a d h a r a n ,   I mp l e m e n t a t i o n   o f   P W M   s p e e d   c o n t r o l   f o r   S R M   d r i v e   u s i n g   T M S 3 2 0 F 2 8 0 6 9   mi c r o c o n t r o l l e r ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   2 0 2 3   1 st   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C y b e Ph y si c a l   S y s t e m s,   P o w e r E l e c t r o n i c s   a n d   E l e c t ri c   Ve h i c l e s ,   I C PEE 2 0 2 3 ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C P EEV 5 8 6 5 0 . 2 0 2 3 . 1 0 3 9 1 8 9 5 .   [ 1 4 ]   T.   S i t h a n a n t h a n ,   A .   A .   B a k a r ,   B .   S a n n a s y ,   W .   M .   U t o m o ,   a n d   Ta u f i k ,   F a st   s y n c h r o n i z a t i o n   w i t h   e n h a n c e d   sw i t c h i n g   c o n t r o l   f o r   g r i d - t i e d   si n g l e - p h a se   sq u a r e   w a v e   i n v e r t e r   u s i n g   F P G A ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   P o w e E l e c t r o n i c a n d   D ri v e   S y s t e m s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 0 5 1 1 1 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p e d s. v 1 5 . i 2 . p p 1 1 0 5 - 1 1 1 6 .   [ 1 5 ]   P .   M i s h r a ,   A .   B a n e r j e e ,   M .   G h o s h ,   S .   G o g o i ,   a n d   P .   K .   M e h e r ,   I mp l e me n t a t i o n   a n d   v a l i d a t i o n   o f   q u a d r a l - d u t y   d i g i t a l   P W M   t o   d e v e l o p   a   c o s t - o p t i m i z e d   A S I C   f o r   B LD C   m o t o r   d r i v e ,   C o n t r o l   E n g i n e e r i n g   Pr a c t i c e ,   v o l .   1 0 9 ,   n o .   S e p t e mb e r   2 0 2 0 ,   p .   1 0 4 7 5 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o n e n g p r a c . 2 0 2 1 . 1 0 4 7 5 2 .   [ 1 6 ]   A .   A .   B a k a r ,   W .   M .   U t o m o ,   T.   T a u f i k ,   a n d   A .   P o n n i r a n ,   M o d e l i n g   o f   F P G A -   a n d   D S P - b a s e d   p u l s e   w i d t h   m o d u l a t i o n   f o r   mu l t i - i n p u t   i n t e r l e a v e d   D C / D C   c o n v e r t e r ,   I n t e r n a t i o n a l   Re v i e w   o f   E l e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   ( I . R. E. E . ) ,   v o l .   1 4 ,   p p .   7 9 8 5 ,   2 0 1 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       F ield - p r o g r a mma b le  g a te  a r r a y - b a s ed   v o lta g e - feed b a ck - d r iven   b a tter y     ( A fa r u lr a z i A b u   B a ka r )   5001   [ 1 7 ]   M .   L a k k a ,   E.   K o u t r o u l i s ,   a n d   A .   D o l l a s,  D e v e l o p me n t   o f   a n   F P G A - b a s e d   S P W M   g e n e r a t o r   f o r   h i g h   sw i t c h i n g   f r e q u e n c y   D C / A C   i n v e r t e r s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   Po w e El e c t r o n i c s ,   v o l .   2 9 ,   n o .   1 ,   p p .   3 5 6 3 6 5 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 1 3 . 2 2 5 3 2 1 6 .   [ 1 8 ]   R .   R a m y a ,   T.   P a s u p a t h i ,   a n d   T .   S h a n t h i ,   D e si g n   a n d   i mp l e m e n t a t i o n   o f   F P G A   b a se d   r e a l   t i me  m u l t i p l e   h i g h   f r e q u e n c y   c h a r g e r   f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e   c h a r g i n g   sy st e m,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   R e se a rc h   T e c h n o l o g y   ( I J ERT) ,   v o l .   1 2 ,   n o .   0 2 ,   2 0 2 4 .   [ 1 9 ]   V .   S a w a n t   a n d   P .   Za m b a r e ,   D C   f a st   c h a r g i n g   s t a t i o n s   f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e s :   a   r e v i e w ,   E n e r g y   C o n v e rs i o n   a n d   E c o n o m i c s ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p p .   5 4 7 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / e n c 2 . 1 2 1 1 1 .   [ 2 0 ]   A .   S a d a y ,   İ .   A .   O z k a n ,   a n d   I .   S a r i t a s ,   F P G A - b a se d   b a t t e r y   ma n a g e me n t   s y st e f o r   r e a l - t i me  m o n i t o r i n g   a n d   i n st a n t a n e o u S O C   p r e d i c t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A p p l i e d   M a t h e m a t i c El e c t r o n i c a n d   C o m p u t e rs ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   5 5 6 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 8 1 0 0 / i j a me c . 1 2 3 3 4 5 1 .   [ 2 1 ]   G .   Li u ,   L.   P a n ,   a n d   Q .   S u n ,   D e si g n   o n   o n e - c y c l e   c o n t r o l   V I EN N A   r e c t i f i e r   b a se d   o n   F P G A ,   i n   I EE 6 t h   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   a n d   Me c h a t ro n i c En g i n e e ri n g   C o n f e r e n c e ,   2 0 2 2 ,   v o l .   6 ,   p p .   1 9 7 2 1 9 7 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I TO EC 5 3 1 1 5 . 2 0 2 2 . 9 7 3 4 3 3 3 .   [ 2 2 ]   A .   A .   B a k a r ,   W .   M .   U t o m o ,   S .   A .   Z u l k i f l i ,   E .   S u l a i m a n ,   M .   Z.   A h m a d ,   a n d   M .   Je n a l ,   D C - D C   i n t e r l e a v e d   b o o s t   c o n v e r t e r   u s i n g   F P G A ,   C EAT  2 0 1 3   -   2 0 1 3   I EE C o n f e r e n c e   o n   C l e a n   En e rg y   a n d   T e c h n o l o g y ,   n o .   N o v e m b e r ,   p p .   9 8 1 0 1 ,   2 0 1 3 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C EA T . 2 0 1 3 . 6 7 7 5 6 0 7 .   [ 2 3 ]   Z.   D o n g   a n d   W .   Li ,   F P G A - b a se d   mo d u l a r   D C   c h o p p e r   m o d e l   f o r   r e a l - t i m e   s i m u l a t i o n   &   H I t e st s ,   i n   2 0 2 3   I EE 2 4 t h   Wo r k sh o p   o n   C o n t ro l   a n d   Mo d e l i n g   f o P o w e E l e c t r o n i c s,  C O MP EL  2 0 2 3 ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C O M P EL 5 2 8 9 6 . 2 0 2 3 . 1 0 2 2 1 1 5 9 .   [ 2 4 ]   Z.   I d r i s,   M .   K .   H a m z a h ,   A .   S a p a r o n ,   N . R . H a m z a h ,   a n d   N .   Y .   D a h l a n ,   F P G A   d e s i g n   o f   si n g l e - p h a se   m a t r i x   c o n v e r t e r   o p e r a t i n g   a s c y c l o c o n v e r t e r ,   i n   PED S   2 0 0 7 ,   2 0 0 7 ,   p p .   3 0 1 3 0 7 .   [ 2 5 ]   A .   A .   B a k a r ,   B .   S a n n a s y ,   H .   M .   P o a d ,   T.   S i t h a n a n t h a n ,   W .   M .   U t o m o ,   a n d   N .   F .   D .   R o sl i ,   D i g i t a l l y   f a s t   s y n c h r o n i z a t i o n   o f   si n g l e - p h a s e   g r i d - t i e d   i n v e r t e r   u s i n g   F P G A ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   P o w e El e c t ro n i c a n d   D ri v e   S y st e m s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,     p p .   2 4 5 2 2 4 6 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p e d s . v 1 5 . i 4 . p p 2 4 5 2 - 2 4 6 1 .   [ 2 6 ]   L.   K o msi y sk a   e t   a l . ,   C r i t i c a l   r e v i e w   o f   i n t e l l i g e n t   b a t t e r y   s y st e ms:   c h a l l e n g e s,  i mp l e m e n t a t i o n ,   a n d   p o t e n t i a l   f o r   e l e c t r i c   v e h i c l e s,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 8 ,   p p .   1 8 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 1 8 5 9 8 9 .   [ 2 7 ]   T.   P a n g a r i b o w o ,   W .   M .   U t o m o ,   A .   A .   B a k a r ,   a n d   D .   S .   K h a e r u d i n i ,   B a t t e r y   c h a r g i n g   a n d   d i sc h a r g i n g   c o n t r o l   o f   a   h y b r i d   e n e r g y   sy st e m   u s i n g   m i c r o c o n t r o l l e r ,   I n d o n e si a n   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   5 7 5 5 8 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s. v 1 7 . i 2 . p p 5 7 5 - 5 8 2 .   [ 2 8 ]   N .   G h a e mi n e z h a d   a n d   M .   M o n f a r e d ,   C h a r g i n g   c o n t r o l   st r a t e g i e f o r   l i t h i u m - i o n   b a t t e r y   p a c k s :   R e v i e w   a n d   r e c e n t   d e v e l o p me n t s,”   I ET P o w e El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   5 ,   p p .   3 4 9 3 6 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / p e l 2 . 1 2 2 1 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Afa r u lra z Abu   Ba k a r           wa b o rn   in   Jo h o r,   M a lay sia ,   in   M a y   1 9 8 0 .   He   re c e iv e d   h is  B. E n g .   d e g re e   i n   e lec tri c a e n g i n e e rin g   fro m   Un iv e rsiti   Tek n o lo g i   M a ra   (UiTM ) ,   M a lay sia ,   in   2 0 0 4   a n d   M . E n g .   a n d   P h . D .   d e g re e fro m   Un i v e rsiti   Tu n   Hu ss e in   O n n   M a lay sia   (UTHM in   2 0 1 9   a n d   2 0 0 7 ,   re s p e c ti v e ly .   He   h a b e e n   wo rk in g   a a   se n io lec tu re a th e   De p a rtme n o E lec tri c a En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic  E n g i n e e rin g ,   UTHM,   sin c e   2 0 0 7 .   His  re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   re n e wa b le  e n e r g y ,   g ri d - c o n n e c ted   s y ste m s,  DC - DC  c o n v e rters ,   m u lt i p le - in p u c o n v e rters ,   m u l ti p h a se ,   re so n a n c o n v e rters ,   a n d   a d v a n c e d   c o n tro ll e d e sig n .   He   c a n   b e   c o n t a c ted   a e m a il a fa ru l@u th m . e d u . m y .           S u h a im S a i m a n           is  a   m e m b e o th e   IEE E.   He   re c e iv e d   h is  B. En g .   d e g re e   in   e lec tri c a a n d   e lec tro n ics   e n g i n e e rin g   fro m   Un i v e rsity   Lee d s M e tro p o li ta n   in   1 9 9 7   a n d   M . En g .   d e g re e   fro m   Un i v e rsiti   M a lay a   ( UTHM)   in   2 0 0 7 ,   re sp e c ti v e l y .   He   h a wo r k e d   a s   a   se n i o r   lec tu re a th e   De p a rtme n o E lec tri c a En g i n e e rin g ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic   En g i n e e rin g ,   UTHM ,   si n c e   2 0 0 8 .   His   c u rre n t   re se a rc h   in tere sts   in c l u d e   b a tt e ry   c h a rg i n g ,     DC - DC co n v e rters ,   a n d   i n v e rters .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il su h a imis @u th m . e d u . m y .           Th a r n ish a   S ith a n a n th a n           wa b o rn   in   P e ra k ,   M a lay sia ,   i n   M a y   1 9 9 7 .   S h e   re c e iv e d   h e B . En g .   d e g re e   in   e lec tri c a e n g i n e e rin g   fr o m   U n iv e rsiti   Tu n   Hu ss e in   O n n   M a lay sia   (UTHM ),   M a lay sia ,   in   2 0 2 3 .   S h e   h a b e e n   p u rsu i n g   a n   M . En g .   a UTHM   sin c e   2 0 2 3 .   He c u rre n re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o we e lec tro n ics   a n d   re n e wa b le  e n e rg y .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il t h a rn is h a 9 7 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 :   4 9 9 3 - 5 0 0 2   5002     Mu h a m m a d   Na fis  Is m a il           wa b o rn   i n   Jo h o r,   M a lay sia ,   i n   1 9 8 2 .   He   re c e iv e d   h is  B. En g .   De g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   fro m   Un i v e rsiti   Tek n o l o g i   M a lay sia   (UTM in   2 0 0 5 .   He   wo rk e d   a a n   El e c tri c a Tes ti n g   a n d   C o m m issio n in g   En g in e e r   fro m   2 0 0 5   to   2 0 0 7 .   He   h a b e e n   a p p o i n ted   Vo c a ti o n a l   Trai n in g   Offic e r   a t h e   De p a rtme n t   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o El e c tri c a a n d   El e c tr o n ic  En g in e e ri n g ,   UTHM,   si n c e   2 0 0 7 .   His  a re a o in tere st   in c lu d e   re n e wa b le  e n e rg y ,   e lec tri c a sw it c h g e a r,   a n d   e lec tri c a p o we g e n e ra ti o n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il n a fis@u th m . e d u . m y .           S a id i n a   H a m z a h   Che  H a r u n           wa s   b o rn   i n   Ku a la  P il a h ,   Ne g e ri  S e m b il a n ,   M a lay sia ,   i n   S e p tem b e 1 9 8 2 .   He   re c e iv e d   a   d e g re e   i n   e lec tri c a e n g i n e e rin g   ( p o we a n d   h ig h   v o lt a g e in   2 0 0 5   fro m   Un i v e rsiti   Tek n o l o g M a lay sia ,   Jo h o r,   M a lay sia .   Cu rre n tl y ,   h e   is  th e   M a n a g in g   Dire c to r   o f   M a g n it u d e   P o we S d n   Bh d .   T h e   c o m p a n y   t h a c o n d u c ts  M & b u sin e ss   a n d   HT   Tran sfo rm e se rv ice   ( u p   to   5 0 0   k V)   is  b a se d   in   Ka jan g ,   S e lan g o r.   He   a lso   re p re se n ts  th e   Lo c a Tec h n ica Ad v iso (T A)  fo tran sf o rm e m a n u fa c tu re rs  su c h   a As to Tra n sfo rm e r,   Tu rk e y ,   a n d   F o rt u n e   El e c tri c   Tran sfo rm e r,   Taiwa n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   m a g n it u d e p o we r@g m a il . c o m .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.