I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 ,   p p .   2 1 4 3 ~ 2 1 5 5   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 4 . p p 2 1 4 3 - 2 1 5 5           2143       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Desig n and  imple menta tion o f  digit a l log ic f o r brushl ess  DC  mo tor con trol in   elect ric  vehicles       B elwin J .   B re a rley 1 K .   Reg in B o s e 2 ,   K .   G a nes h K um a r 3   1 D e p a r t m e n t   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 s   E n g i n e e r i n g ,   B . S .   A b d u r   R a h m a n   C r e s c e n t   I n s t i t u t e   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   C h e n n a i ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   & D a t a   S c i e n c e ,   R a j a l a k sh mi   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   C h e n n a i ,   I n d i a   3 A sso c i a t e   En g i n e e r   Q u a l c o mm ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   1 7 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Au g   2 5 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  2 ,   2 0 2 5       In   t o d a y ' s   w o r l d ,   t h e   r ise   i n   g lo b a wa rm i n g   is   d r i v in g   a   s h if t   t o w a r d s   e lec t r ic  m o b i l it y .   T h e   p r o g re s i n   b a tt e r y   t e c h n o lo g y   a n d   p o we e lec tr o n ic  d e v ice s   h a s   fa c i li ta te d   t h e   tra n s i ti o n   o f   v e h icle s   fr o m   b e i n g   p o we re d   b y   t ra d i ti o n a l   in te r n a l   c o m b u s t i o n   e n g i n e s   t o   e l e c tr ic   m o t o rs .   Th e   t y p e s   o f   m o t o rs   u t il ize d   fo p r o p u ls i o n   i n c lu d e   D m o t o r s,   t h r e e - p h a se   i n d u c t i o n   m o t o rs ,   p e r m a n e n t   m a g n e s y n c h ro n o u s   m o t o rs  ( P M S M ) ,   a n d   b r u s h les s   DC  m o t o r (B LD C) .   Am o n g   t h e m ,   t h e   B LD m o t o r ,   w h e n   p a i re d   wi t h   a   s u it a b le  c o n tr o l   a l g o r it h m ,   p r o v e t o   b e   th e   m o s su i ta b le   o p t i o n   f o r   e lec t r ic  v e h icl e   a p p li c a t io n s.   T h e   e x ist i n g   c o n t r o l   a l g o ri t h m s   f o r   B LD   m o t o rs   a re   q u i te   c o m p le x .   T h e r e f o r e ,   t h i s   st u d y   p r e se n ts   t h e   d e v e l o p m e n t   o f   a n   i n n o v a ti v e   a n d   sim p le   d i g it a l   c o n t r o l   a l g o r it h m   b a se d   o n   a   c o m b i n a ti o n a l   l o g ic   c irc u it   t o   d r i v e   t h e   BL DC   m o t o r   u n d e r   m o to r in g   a n d   re g e n e ra ti v e   b ra k i n g   m o d e .   T h e   p r o p o se d   c o n t r o l   a l g o ri t h m   a n d   i t e f fe c t i v e n e s a re   v a li d a te d   b y   si m u lat i n g   it   u s i n g   X il i n x   &   P r o te u so ft wa r e   a n d   e x p e r ime n t i n g   w it h   t h e   c o n c e p i n   h a r d wa re   b y   u t il iz in g   P I m icr o c o n t r o l le r.   Th e   p r o p o se d   c o n tr o l   a l g o ri t h m   fo rm s   a   c o st - e f fe c ti v e   a lt e r n a t i v e   f o r   B LD m o t o r   s p e e d   c o n t r o l .   K ey w o r d s :   B atter y   B r u s h less   D C   m o to r   C o n tr o ller     E lectr ic  v eh icle   I n v er ter   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 :   K.   R eg in   B o s e   Dep ar tm en t o f   Ar tific ial  I n tellig en ce   &   Data   Scien ce ,   R ajala k s h m i I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   C h en n ai,   I n d ia   E m ail:  r eg in b o s ek @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e   h i s t o r y   o f   e l e ct r i c   v e h i cl es   ( E Vs )   i s   a   s t o r y   o f   m o r e   t h a n   t w o   c e n t u r i es ,   m a r k e d   b y   p e r i o d s   o f   a d v a n c e m e n t ,   d e c l i n e ,   a n d   r e c e n t   r e v i t a li z a ti o n .   E V s   e m e r g e d   i n   t h e   1 9 t h   c e n t u r y ,   i n i t i a l l y   v a l u e d   f o r   t h e i r   q u i e t n e s s   a n d   l a c k   o f   e m i s s i o n s .   H o w e v e r ,   t h r is e   o f   i n t e r n a c o m b u s t i o n   e n g i n e s   a n d   i n f r ast r u c t u r e   li m i t at i o n s   l e d   t o   a   d e c r e as i n   t h e i r   p o p u l a r i t y .   I n   r ec e n t   y e a r s ,   r e n e w e d   i n te r e s t   i n   s u s t ai n a b i l ity   a n d   t e c h n o l o g i c al  p r o g r e s s   h a s   f u e l e d   a   r es u r g e n c e   o f   E V s .   A d v a n c es   i n   b a t t e r y   t e c h n o l o g y ,   t h e   i n t r o d u c t i o n   o f   n e w   E V   m o d e l s ,   a n d   t h e   e x p a n s i o n   o f   c h a r g i n g   n e t w o r k s   h a v e   a l l   d r i v e n   t h e i r   g r o w i n g   a d o p t i o n .   T o d a y ,   E V s   a r e   e s s e n t ia l   t o   t h s h i f t   t o w a r d s   c le a n e r   t r a n s p o r t at i o n ,   s h a p i n g   t h e   j o u r n e y   o f   e l ec t r i c   m o b i l it y   a n d   e n e r g y   s t o r ag e .   T h ad v an ce m e n o f   elec tr ic   v eh icles  is   a   ca p tiv atin g   jo u r n ey   th at  s p a n s   th b etter   p ar o f   two   ce n tu r ies.  Fro m   th eir   h u m b le  b eg in n in g s   as  e x p er im en tal  n o v elties  in   th 1 9 th   ce n t u r y   t o   th co n tem p o r ar y   r en aiss an ce   d r iv en   b y   en v ir o n m en tal  co n ce r n s   an d   tech n o lo g ical  ad v an ce m en ts ,   th ev o lu tio n   o f   E Vs  r ef lects  d y n am ic  in ter p la y   b etwe e n   in n o v atio n ,   p r ac ticality ,   a n d   s o cieta n ee d s .   1 9 0 0   m a r k ed   a   r em ar k ab le  m iles to n in   th h is to r y   o f   ele ctr ic  v eh icles  u n f o l d ed   in   t h Un ited   States   as  p eo p le  r ec o g n ized   th b e n ef its   o f   E Vs,  in clu d in g   t h eir   q u iet  o p e r atio n   an d   ab s en ce   o f   em is s io n s .   T h is   in tr o d u ctio n   p r o v id es  g lim p s in to   th e   f ascin atin g   tim elin e   o f   E d e v elo p m en t,   ex p lo r in g   its   ea r l y   r o o ts ,   p e r io d s   o f   p r o m in en ce ,   an d   th e   p r esen t - d ay   r esu r g en ce   t h at  p o s itio n s   E Vs  at  th f o r e f r o n t   o f   t h tr an s p o r tatio n   r ev o l u tio n   [ 1 ] - [ 3 ]   ( T ab le  1   ( s ee   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 E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2143 - 2 1 5 5   2144   Ap p en d ix ) ) .   E x am in in g   th e   e ar ly   p h ases   o f   elec tr ic  p r o p u l s io n   an d   o b s tacle s   p r o v id es  i n s ig h tf u v iewp o in ts   o n   h o i n n o v atio n   an d   s u s tain ab ilit y   will in f lu en ce   tr an s p o r t atio n   in   th f u tu r e.   T h co n tin u o u s   r is e   o f   g lo b al   war m in g   le d   th e   lead er s   th r o u g h o u th e   wo r ld   to   ar r iv at  g lo b a l   clim ate  ch an g ag r ee m en in   No v em b er   2 0 1 6 .   T h 2 1 st   C o n f er e n ce   o f   t h Par ties   ( C o P2 1 ) ,   co n d u cted   in   No v em b er   2 0 1 5   in   Par is ,   p av e d   th p ath   f o r   th g l o b al  clim a te  ch an g ag r ee m e n t.    T h g o al  o f   th ag r ee m en t   is   to   atten u ate  g lo b al  war m i n g   b y   1 . 5   to   2   .     T h e   m aj o r   ca u s es  f o r   g lo b al  war m in g   ar in c r ea s ed   co n ce n tr atio n s   o f   g r ee n h o u s e   g ases ,   wh ich   ar ca u s ed   by   to   b u r n i n g   o f   f o s s il  f u els  an d   d ef o r estatio n .   Acc o r d in g   to   2 0 1 4   s tatis tics ,   6 . 5 o f   th wo r l d ' s   ca r b o n   e m is s io n s   ar f r o m   I n d ia.   I n d ia  h ad   d ed icate d   its elf   to   th I n ten d ed   Natio n ally   Dete r m in ed   C o n tr ib u tio n   ( N DC )   with   th tar g et  o f   m in im izin g   th em is s io n   in ten s ity   o f   its   GDP  b y   3 3 - 3 5 b y   2 0 3 0 ,   co m p ar ed   to   th at   in   2 0 0 5   [ 4 ] .   I n   I n d ia ,   9 7 %   o f   th e   v eh i cles  ar e   p o wer ed   u s in g   d iesel  an d   p et r o l ,   wh ich   h as  an   a d v er s im p ac t.  T o   m ee t   its   g r ee n h o u s e   g as  em is s io n   tar g ets  o u tlin ed   in   I n d ia’ s   I n ten d e d   Natio n ally   Dete r m in ed   C o n tr ib u tio n ,   I n d ia  is   d ir ec tin g   its   ef f o r ts   to war d s   m o b ilit y   tech n o lo g ies b ased   o n   r en ewa b le  s o u r ce s .   [ 4 ] .   I n   th e   p r o p o s ed   wo r k ,   co m b in atio n al  lo g ic - b ased   co n t r o l   alg o r ith m   is   d e v elo p e d   to   c o n tr o l   th s p ee d   o f   th e   B L DC   m o to r .   T h co n tr i b u tio n s   m ad e   in   t h is   p ap er   ar e :   i)   c o m b in atio n al  l o g ic - b ased   co n tr o l   alg o r ith m   is   d ev elo p ed   to   c o n tr o th e   B L DC   m o to r ii)   T h e   d ev elo p ed   co n tr o alg o r ith m   is   s im u lated   u s in g   Xilin x   an d   Pro teu s   s o f twar e ;   a n d   iii)  T h p r o p o s ed   co m b in at io n al  lo g ic - b ased   c o n tr o alg o r ith m   is   test ed   in   r ea l - tim e   p r o to t y p m o d el  u s i n g   PIC   m icr o co n tr o ller .       2.   O VE RVI E O F   E L E CT R I VE H I C L E     T h e   t r a d i t i o n a l   a u t o m o b i l es   r e le a s e   l o t   o f   e m i s s i o n s .   T o   r e d u c e   e m i s s i o n s ,   t h e   a u t o m o b i l e   i n d u s t r y   i n   t h e   e n t i r w o r l d   i s   m o v i n g   t o wa r d s   e le c t r i v e h i c le .   E l ec t r i v e h i c l e   h as   a d d e d   a d v a n t a g e s   s u c h   a s   b ei n g   h i g h l y   r e l i a b l e ,   m o r e   c o m f o r t a b l e a n d   im p r o v e d   e f f i c i e n c y   i n   t h e   v e h i c l e s .   H e n c e ,   r es e a r c h   an d   d e v e l o p m e n t   a r e   f o c u s e d   o n   i n c l u d i n g   e n h a n c e d   t e c h n o l o g i c a l   f e a t u r es   s u c h   a s   a u t o   d r i v i n g ,   p a s s e n g e r   s a f et y ,   a n d   r e g e n e r a t i v b r a k i n g .   A n   e l e c t r i c   v e h i c le   is   a l s o   u ti l i z e d   as   a   c o n t r o l l a b l e   l o a d   f o r   t h e   s t a n d a r d i z a ti o n   o f   t h e   g r i d   a n d   t o   c o m p e n s a t e   f o r   t h e   f l u ct u a t i o n s   c a u s e d   d u e   t o   t h e   s p o r a d i c   n a tu r e   o f   r e n e w a b l e - b a s e d   g e n e r a ti o n   [ 5 ] .     T h f u n d am en tal  i d ea   o f   an   elec tr ic  v eh icle  is   to   s u p p la n th co n v en tio n al  i n ter n al  c o m b u s tio n   en g in with   co m b in a tio n   o f   b atter y ,   m o t o r ,   an d   p o wer   elec tr o n ic  co n tr o ller   ( Fig u r 1 ) .   T h u s ,   th m ajo r   p ar ts   o f   an   elec tr ic  v e h icle  ar e   th b atter y ,   c h ar g er ,   ch a r g in g   p o r t,  p o wer   elec tr o n ic   co n tr o ller   ( DC - DC   co n v er ter ,   i n v er ter ) ,   an d   d r iv t r ain   [ 6 ] [ 7 ] .   T h k ey   co m p o n en t   o f   an   elec tr ic  v eh icle  is   t h p o wer   e lectr o n ic  co n tr o ller .   I f o r m s   th e   ad ap tiv e   in ter f a ce   b etwe en   th b atter y   a n d   m o to r   b y   m a k in g   t h o u tp u t   f r o m   th b atter y   co m p atib le  with   th m o to r   in p u t.  I also   m ak es  th e   s p ee d   a n d   to r q u o f   th e   tr ac tio n   m o to r   ad ap tiv b ased   o n   th s ce n ar io .   T h e   b atter y   f o r m s   th p o wer   s o u r ce   f o r   th e   e lectr ic  m o to r .   T h m o to r   tr an s f o r m s   th e   elec tr ical  en er g y   i n to   m ec h a n ical  en er g y ,   wh ich   is   u tili ze d   to   p o wer   t h elec tr ic  v eh icle.           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r am   o f   a n   elec tr ic  v eh icle       Fo r   elec tr ic  v eh icle  ap p licatio n s ,   th m o to r s   ar co n tr o lled   t o   b o p er ated   in   f o u r   q u a d r an ts ,   n am ely   f o r war d   m o to r in g ,   r ev e r s m o to r in g ,   f o r war d   b r a k in g ,   a n d   r ev er s b r a k in g .   T h s p ee d   is   co n tr o lled   b y   co n tr o llin g   th p u ls e - wid th   m o d u latio n   s ig n al  g iv en   to   t h co n v er ter   [ 8 ] .   T h d r i v tr ain   is   d ev ice  th at   d eliv er s   m ec h an ical  p o wer   f r o m   th p r im ar y   en g i n to   d r i v th wh ee ls .   T h ch ar g er   a n d   ch a r g in g   p o r ar e   u s ed   to   ch ar g th b atter y   f r o m   an   ex ter n al  s u p p ly .   Dif f er e n v ar ieties  o f   m o to r s   ap p lied   in   elec tr ic  v eh icles   en co m p ass   DC   m o to r s ,   b r u s h less   DC   m o to r s ,   th r ee - p h ase  in d u ctio n   m o to r s ,   s witch ed   r elu ctan ce   m o to r s   ( SR M) ,   an d   p er m an en m ag n et  s y n ch r o n o u s   m o to r s   ( PMSM) .   T h s elec tio n   o f   s u it ab le  m o to r   f o r   an   elec tr ic   v eh icle  is   k ey   f ac t o r .   T h b asic  r eq u ir em e n t s   f o r   tr ac tio n   m o t o r s   ar h ig h   p o wer - to - s ize   r atio ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   d ig ita l lo g ic  fo r   b r u s h less   DC     ( B elw in   J.   B r ea r ley )   2145   m o r to r q u at  lo s p ee d ,   f ix ed   p o wer   f o r   wid v a r iatio n   o f   s p ee d ,   m o r ef f icien cy ,   an d   elec tr o n ic   co n tr o llab ilit y .   I n   th r ee - p h a s e   in d u ctio n   m o to r ,   th e   s p ee d   o f   th r o to r   lag s   b eh in d   th s tato r   f lu x   s p ee d   b y   th s lip   s p ee d .   T h s lip   v a r ies  in   d ir ec t   p r o p o r tio n   to   th l o ad   to r q u e.   Als o ,   it   d r aws  h ig h   in itial  cu r r e n t ,   an d   th s lip   d im in is h es  wh en   th m o to r   s p ee d   r ea c h es  th r ate d   s p ee d .   I n   DC   b r u s h ed   m o to r ,   th t o r q u e   o f   th e   m o to r   is   in v er s ely   p r o p o r tio n a to   its   r o to r   s p ee d .   T h u s ,   th DC   m o to r   p r o d u ce s   h ig h   t o r q u at  r ed u ce d   s p ee d ,   wh ich   m ak es it o n o f   th e   b ett er   c h o ices f o r   tr ac tio n   a p p licat io n s   [ 7 ] .   T h SR b elo n g s   to   t h ca t eg o r y   o f   s y n ch r o n o u s   m o to r s .   B u it  d o es  n o t   h a v s lip   r in g ,   f ield   win d in g ,   or   b r u s h es.  s witch ed   r elu cta n ce   m o t o r   ( SR M)   h as  f er r o m ag n etic  r o t o r .   T h SR m o to r   is   co n tr o lled   b y   an   elec tr o n ic  co m m u tatio n   tech n iq u e.   T h e   d ir ec tio n   o f   th t o r q u e   p r o d u ce d   b y   th SR d ep en d s   o n   th r o to r ' s   p o s iti o n   an d   th s eq u en ce   in   wh ic h   th p h ases   ar en er g ized .   T h SR m o to r   is   s im p le,   o p er ates  i wid s p ee d   r a n g u n d e r   f ix ed   p o wer ,   is   h ig h l y   r eliab le ,   an d   h as  l o co s t ,   m a k in g   it  ap p licab le  f o r   tr ac tio n   a p p licat io n s .   T h p er m an e n m ag n et  s y n c h r o n o u s   m o to r   is   ca teg o r ized   a s   eith er   s in u s o id al  o r   tr ap ez o id al  wav b ac k   elec tr o m o tiv f o r ce   m o t o r .   T h p er m an en m a g n et  s y n ch r o n o u s   AC   m o to r ,   k n o w n   f o r   its   s in u s o id al  b ac k   em f ,   is   ter m ed   th p er m an en m ag n et  s y n ch r o n o u s   AC   m o to r ,   wh ile  th p er m an e n m ag n et  b r u s h less   DC   m o to r ,   with   tr ap ez o id al  b ac k   EMF ,   is   ca lled   th p er m an en m ag n et  b r u s h less   DC   m o to r .   I B L DC   m o to r ,   c o m m u tatio n   is   d o n elec tr o n ically .   Hen ce ,   it  n ee d s   less   m ain ten an ce   an d   also   d is s ip ates  m in im al  p o wer   in   th air   g ap .   T h er ar two   m eth o d s   o f   co n tr o l o f   th B L D C   m o to r .   T h ey   ar s en s o r   m o d es   o f   co n tr o an d   s en s o r less   co n tr o l.  I n   th e   s en s o r   c o n tr o l   m o d e,   th e   B L DC   m o to r   in c o r p o r ates  th r ee   Hall  s en s o r s ,   ea ch   p lace d   at  1 2 0 °  p h ase  s h if t,  en ab lin g   p r ec is m o n ito r i n g   o f   th p o s itio n   o f   th r o to r .   T h ex citin g   s eq u en ce   o f   th B L DC   m o to r   is   d o n in   ac co r d an ce   with   t h p o s itio n   o f   th r o t o r .   I n   s e n s o r less   co n tr o l,  th p o s itio n   o f   th r o to r   is   d etec ted   b ased   o n   th m o to r   p ar am ete r s   s u ch   as  v o ltag e,   b ac k   em f   f lu x   lin k ag p o s itio n   f u n ctio n ,   an d   cu r r en t [ 9 ] - [ 1 1 ] .   Ho wev er ,   th s en s o r less   co n tr o l m o d i s   m o r co m p licated .     T h b atter y   p ac k   p la y s   p iv o ta r o le  in   elec tr ic  v eh icles,  ac tin g   as  th m ain   en er g y   s to r ag th at  p o wer s   th eir   o p er atio n .   Ad v a n ce s   in   b atter y   tech n o lo g y   ar e   d r iv in g   th ad o p tio n   o f   E Vs.  T h ad v an ce m e n ts   o f   b atter ies  ar d o n e   b y   f o cu s i n g   o n   th im p r o v em en t   o f   en e r g y   d en s ity   o f   th b atte r y ,   ch a r g in g   s p ee d ,   an d   its   o v er all  p er f o r m an ce .   Sev er al  b atter ies  u s ed   in   E Vs   ar lead - ac id   b atter ies lith iu m - io n   b a tter ies s o d iu m - io n   b atter ies ,   an d   n ick el - m etal - h y d r id e   b atter ies Ho wev er ,   an   a p p r o p r iate  co n tr o s tr ateg y   h a s   to   b d esig n ed   to   ac h iev b etter   r o b u s tn ess   an d   ef f icien cy   [ 1 2 ] .   C h ar g in g   e q u ip m e n p lay s   p iv o tal   r o le  in   th e   elec tr ic  v eh icle  ec o s y s tem ,   f ac ilit atin g   th e   r ep len is h m en o f   en er g y   in   E b atter y   p ac k s .   E lectr ic  v eh i cle  ch ar g in g   in f r astru ctu r en co m p as s es  m u ltip le  s o lu tio n s ,   in clu d in g   p u b lic  ch ar g in g   s tatio n s ,   r esid en tial  ch ar g in g   s etu p s ,   an d   f ast - ch ar g i n g   o p tio n s .   Ho m e   ch ar g in g   s tatio n s   o f f e r   th co n v en ie n ce   o f   o v e r n ig h o r   l o w - d em an d   ch ar g i n g ,   ca ter in g   to   d aily   ch ar g i n g   n ee d s .   Alth o u g h   t h ey   ty p ical ly   p r o v i d s lo wer   ch ar g in g   s p ee d s ,   th ey   ar id ea f o r   r e s id en tial  ch ar g in g   r eq u ir em e n ts .   Pu b lic  ch ar g in g   s tatio n s   ar v er y   m u c h   ess en tial  f o r   E o wn er s   wh o   r eq u ir ch ar g in g   o p tio n s   wh ile  awa y .   T h ese  s tatio n s   ar o p tim ally   lo ca ted   in   p u b lic  ar ea s ,   p ar k in g   lo ts ,   a n d   co m m er cial  s p ac es,  p r o v id i n g   E o wn e r s   with   th co n v en ie n ce   o f   c h ar g in g   th eir   v eh icles  d u r in g   th eir   d ail y   ac tiv ities .   Pu b lic  ch ar g in g   s tatio n s   o f f er   v ar y in g   ch a r g in g   s p ee d s ,   r an g i n g   f r o m   s lo wer   le v el  2   ch a r g er s   t o   f aster   le v el  3   DC   f ast  ch ar g er s .   Fas t - ch ar g in g   s tatio n s ,   also   k n o wn   as  r ap i d   ch ar g er s ,   ar d esig n e d   to   s u p p ly   s u b s tan tial  ch ar g to   a n   E in   s h o r p er io d .   T h ese  s tatio n s   u tili ze   h ig h - p o wer   ch ar g in g   in f r astru c tu r e,   en ab lin g   E V   o wn er s   to   q u ick ly   r ep len is h   th eir   b atter y   lev els  d u r in g   lo n g - d is tan ce   tr av el   o r   wh en   ti m is   lim ited .   Fas t - ch ar g in g   s tatio n s   ar ty p ically   f o u n d   alo n g   m ajo r   h ig h wa y s ,   f ac ilit atin g   ex ten d ed   E tr av el  with   m in im al  ch ar g in g   tim e.   T h p o wer   elec tr o n ics  co m p o n e n ts   o f   an   elec tr ic  v eh icle  ar ess en tial   f o r   ef f icien p o wer   c o n v er s io n ,   m o to r   co n tr o l ,   a n d   ch ar g in g   ca p ab ilit ies.  T h ese  co m p o n en ts   in clu d th in v er ter ,   co n v er ter ,   m o to r   co n tr o ller ,   DC - DC   co n v er ter ,   an d   o n - b o a r d   c h ar g er   [ 1 3 ] .         3.   CO NT RO L L E RS F O B L DC  M O T O   B L DC   m o to r   tr an s f o r m s   elec tr ical  en er g y   in t o   m ec h a n ical  en er g y   th r o u g h   elec tr o m ag n etis m .   Un lik r eg u lar   b r u s h ed   m o to r s ,   B L DC   m o to r s   d o n ' t n ee d   b r u s h es &   co m m u tato r   to   alter   th cu r r en t d ir ec tio n .   T h ey   u s elec tr o n ic   co m m u n i ca tio n   in s tead .   [ 1 4 ] .   A n   elec t r o n ic  c o n tr o ller   ad ju s ts   th e   c u r r en t   in   th e   s tato r   co ils   b ased   o n   th f ee d b ac k   o b tain ed   f r o m   th p o s itio n   s en s o r s   lo ca ted   in   th r o to r .   T h s tato r   f ield   in ter ac ts   with   th r o to r   m a g n ets,  allo win g   p r ec is co n tr o o f   s p ee d   an d   d ir ec ti o n .   I n   B L DC   m o to r ,   th r o to r s   p o s itio n   is   id en tifie d   u s in g   s en s o r s   lik h all  e f f ec s e n s o r s   a n d   en c o d er s .   B y   p r ec is ely   c o n tr o llin g   th e   cu r r en t   in   th s tato r   c o ils   b ased   o n   f e ed b ac k ,   B L DC   m o to r s   wo r k   ef f icien tly   an d   ac cu r ately   in   v ar io u s   ap p licatio n s   lik elec tr ic  v eh icles,  in d u s tr ial  m ac h in es ,   an d   elec tr o n ics.  T h co n tr o tech n i q u es  f o r   B L DC   m o to r s   ar e   class if ied   m ain ly   in to   two   ty p es ,   n am ely   s en s o r ed   a n d   s en s o r less   co n tr o tech n iq u es   [ 1 5 ] .         I n   s en s o r ed   co n tr o tech n i q u es ,   s en s o r s   s u ch   as  b ac k - E MF   d ete ctio n ,   h all  e f f ec s e n s o r s ,   an d   en co d er s   ar u tili ze d   to   tr ac k   th in f o r m atio n   r e g ar d in g   th r o to r s   p o s itio n .   I n   th h all  ef f ec s en s o r - b ased   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 E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2143 - 2 1 5 5   2146   co n tr o tech n iq u e,   th r ee   s en s o r s   ar u tili ze d   to   tr ac k   th r o t o r ' s   p o s itio n   in   r ef er en ce   to   t h s tato r   win d in g s .   B ased   o n   th s ig n als  f r o m   th ese  s en s o r s ,   th co n tr o ller   ca n   d eter m in th o p tim al  tim in g   f o r   co m m u tatin g   th e   m o to r   win d i n g s   [ 1 6 ] .       I n   t h e   b a c k   e l e c t r o m o t i v e   f o r c e   ( E M F )   d e t ec t i o n - b a s e d   m et h o d ,   t h e   E M F   p r o d u c e d   b y   t h e   m o t o r   w i n d i n g s   is   m e as u r e d   w h e n   t h e   m o t o r   r o t a t e s .   B y   a n a l y zi n g   t h e   a n g u l a r   d i s p l a c e m e n o f   t h e   b a c k   E M w a v e f o r m ,   t h e   c o n t r o l l e r   ca n   d e d u c e   t h e   r o t o r ' s   p o s i ti o n   a n d   a d j u s t   t h c o m m u t a t i o n   ac c o r d i n g l y .   T h i s   m et h o d   o f f e r s   p r e c i s e   c o n t r o l   b u t   m a y   b e   m o r e   c o m p l e x   a n d   e x p e n s i v e   c o m p a r e d   t o   h a l l   e f f e c t   s e n s o r s   [ 1 4 ] [ 1 7 ] .     I n   s en s o r less   co n tr o o f   B L DC   m o to r s ,   s ev er al  m eth o d s   s u ch   as  b ac k   E MF  ze r o   cr o s s in g   d etec tio n ,   m o d el - b ased   esti m atio n ,   h ig h - f r eq u e n cy   in jectio n ,   o b s er v er - b ased   tech n iq u es,  an d   th ir d   h ar m o n ic  in jectio n   ar u tili ze d   f o r   e s tim atin g   r o to r   p o s itio n   an d   co n tr o llin g   m o to r   o p er atio n .   I n   th b ac k   E MF  ze r o - cr o s s in g   d etec tio n   m eth o d ,   th ze r o - cr o s s in g   p o in ts   o f   th e   b ac k   E M wav ef o r m   ar e   g en er ated   b y   th u n e x cited   p h ase  win d in g .   T h ese  p o in ts   ar u til ized   to   esti m ate  r o to r   p o s itio n   f o r   s en s o r l ess   co m m u tatio n   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   Ho wev er ,   d etec tin g   b ac k   E MF  ze r o   cr o s s in g s   is   cr u cial  f o r   co n tr o llin g   B L DC   m o to r s   ac cu r ately   [ 2 0 ] .   Sen s o r - b ased   m eth o d s   o f f er   h ig h   ac cu r ac y   b u ca n   b co s tly .   Sen s o r less   m eth o d s   ar ch ea p er   an d   s im p ler   b u m ay   n o alwa y s   b as  a cc u r ate.   Mo r r esear ch   is   r eq u ir ed   to   en h an ce   th ac cu r ac y   o f   s en s o r less   m eth o d s ,   esp ec ially   at   lo s p ee d s   an d   u n d er   v ar io u s   co n d itio n s .   Scalar   an d   v ec to r   co n tr o ar e   two   co m m o n   m eth o d s   u s ed   f o r   co n tr o llin g   t h to r q u an d   s p ee d   o f   B L DC   m o to r s .   B o th   m eth o d s   h av th eir   ad v an tag es  an d   a r s u itab le  f o r   d if f er e n ap p licatio n s .   Scalar   co n tr o l   is   s tr aig h tf o r war d   m eth o d   u s ed   to   co n tr o th s p ee d   o f   B L DC   m o to r s   [ 2 1 ] [ 2 2 ] .   I n   s ca lar   co n tr o l,  th e   v o ltag a n d   f r eq u en cy   ap p lied   to   th e   m o t o r   a r ch a n g ed   in   p r o p o r ti o n   t o   co n tr o t h s p ee d .   Hen ce ,   it' s   ca lled   s ca lar   co n tr o b ec au s o n ly   t h m ag n itu d ( o r   s ca lar )   o f   th v o ltag s ig n al  is   ad ju s ted .   T h is   m eth o d   is   r elativ ely   s im p le  to   im p lem e n an d   is   co m m o n ly   u s ed   in   a p p licatio n s   wh er ac c u r ate  co n tr o o f   to r q u an d   s p ee d   is   n o r eq u ir ed .   Ho we v er ,   s ca lar   co n tr o lack s   th ab i lity   to   in d iv id u ally   co n tr o th e   f lu x   an d   to r q u o f   th m o to r ,   wh ich   lim its   its   p er f o r m an ce   in   d y n am ic  ap p licatio n s .   Vec to r   co n tr o l,  alter n ativ el y   ter m ed   f iel d - o r ien ted   co n tr o ( FOC ) ,   r ep r esen ts   an   ad v an ce d   m eth o d   em p lo y ed   t o   ac h iev p r ec is co n tr o o v er   B L DC   m o to r s .   I n   v ec to r   co n tr o l,  th s tato r   c u r r en ts   ar co n tr o lled   in   b o th   m ag n itu d an d   p h ase  an g le  with   r esp ec to   t h r o t o r   f lu x ,   t h er eb y   en ab lin g   th i n d ep en d en c o n tr o o f   f lu x   an d   t o r q u [ 2 3 ] - [ 2 6 ] .   B y   co n tr o llin g   th s tato r   c u r r en t s   with in   r o tatin g   r ef er en ce   f r am s y n ch r o n ized   with   th r o to r   f lu x ,   th v ec to r   co n tr o l   ef f ec tiv ely   d ec o u p les  t h f lu x   a n d   to r q u c o n tr o lo o p s ,   en ab lin g   h ig h - p er f o r m an ce   co n t r o o f   b o th   s p ee d   an d   to r q u e.   Vec to r   co n tr o p r o v i d es  s u p er io r   d y n am i p er f o r m a n ce   an d   ef f icien cy   co m p ar ed   to   s ca la r   co n tr o l,  m a k in g   it  s u itab le  f o r   ap p licatio n s   wh er ex ac co n tr o o f   s p ee d ,   to r q u e ,   an d   f lu x   is   r eq u ir e d ,   s u ch   as  in   i n d u s tr ial  au to m atio n   s y s tem s   an d   elec tr ic  v eh icle s .   Ho wev er ,   v ec t o r   co n tr o l a lg o r ith m s   ar m o r c o m p lex   a n d   r e q u ir m o r co m p u tatio n al  r eso u r ce s   co m p ar e d   to   s ca lar   co n tr o l.   S u t i k n o   e t   a l .   s u g g e s t e d   an   F P G A - b a s e d   P W M   c o n t r o l   f o r   B L D C   c o n t r o l   [ 2 6 ] .   N a q v i   e t   a l .   c r e a t e d   a   m u l t i - o b j e c t i v e   o p t i m i z a t i o n   s p e e d   c o n t r o l   s y s t e m   f o r   B L D C   m o t o r s   u s i n g   p a r t i c l e   s w a r m   o p t i m i z e d   P I D   c o n t r o l l e r s   a n d   r e s t r i c t e d   d i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n .   T h e   s u g g e s t e d   a p p r o a c h   i m p r o v e s   E V   m o t o r   s p e e d   c o n t r o l   [ 2 7 ] .   A n   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   c o n t r o l l e r - b a s e d   s p e e d   c o n t r o l   o f   B L D C   m o t o r   w a s   s u g g e s t e d   b y     M e g r i n i   et   a l .   T h e   s y s t e m   i s   r a p i d l y   s t a b i l i z e d   a n d   r e s p o n d s   w e l l   t o   t h e   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   c o n t r o l l e r   [ 2 8 ] .   T h p r o p o s ed   co n tr o l   alg o r ith m   is   s en s o r - b ased   c o n tr o al g o r ith m .   T h e   au th o r s   m a d e   a n   attem p to   r ep lace   th co m p lex   s en s o r - b ased   alg o r ith m   with   s im p le   alg o r ith m .   T h tr ad itio n al  s e n s o r - b ased   co n tr o l   alg o r ith m s   co n tin u o u s ly   tr ac k   th p o s itio n   o f   th r o to r   an d   v er if y   with   th lo o k u p   tab le ,   an d   g en er ate   th e   co n tr o s ig n al  ac co r d in g ly .   T h is   in v o lv es  s ev er al  s witch   ca s es ,   wh ich   in cr ea s es  th tim d elay .   In   th e   p r o p o s ed   co m b i n atio n al  lo g ic - b ased   alg o r ith m ,   th c o n tr o s ig n al  is   g en er ated   d ir ec tly   b a s ed   o n   th p o s itio n   o f   th r o to r   ( i.e . ,   it  d ep e n d s   o n ly   o n   th e   p r esen i n p u ts ) .   Hen ce ,   th p r o p o s ed   alg o r ith m   p r o v id es  f ast   r esp o n s in   th e   g en er atio n   o f   co n tr o s ig n al   f o r   th e   co m m u tatio n   o f   s witch es ,   wh ich   s u i ts   v er y   m u ch   b etter   f o r   r ea tim ap p licatio n s .     T h s en s o r less   co n tr o in v o l v es  v er y   co m p lex   alg o r ith m .   T h co m p lex ity   in cr ea s es  with   th n u m b e r   o f   s witch es  u s ed   in   th in v er ter .     B u th p r o p o s ed   alg o r ith m   r em ain s   s im p le  an d   f ast en o u g h   ev en   with   an   in cr e ased   n u m b e r   o f   h all  s en s o r s .         4.   CO M B I NA T I O N - B AS E D   C O NT RO L   A L G O RI T H M   F O B L DC  M O T O   T h is   ar ticle  p r o p o s es  co m b i n atio n al  lo g ic - b ased   co n tr o alg o r ith m   f o r   B L DC   m o to r .   As  d is cu s s ed   ea r lier ,   B L DC   m o to r   is   co m p o s ed   o f   two   m a jo r   p ar ts th s tato r ,   wh ich   r em ain s   s tati o n ar y   an d   co n tain s   wir co ils   wo u n d   ar o u n d   ir o n   co r es ,   a n d   t h r o to r ,   wh ic h   is   th r o ta tin g   c o m p o n en m ad o f   p er m an en t   m ag n ets.  T h o p e r atio n   o f   B L DC   m o to r   h ea v ily   d e p en d s   o n   an   elec tr o n ic  s p ee d   c o n tr o lle r   ( E SC )   to   m an ag e   its   s p ee d   an d   d ir ec tio n   b y   tr an s m itti n g   ap p r o p r iate  elec tr ical  s ig n als  to   th m o to r   win d in g s .   Hall  ef f ec s en s o r s   ar in co r p o r ated   to   i d en tify   th e   r o to r   m ag n ets'   p o s itio n   an d   to   p r o v id f ee d b a ck   to   th e   E SC   f o r   p r ec is co n tr o l.  T h E SC   tr ig g er s   th s tato r   co ils   in   p r ed eter m in ed   o r d er   to   g e n er ate  a   r o tatin g   m ag n etic  f ield ,   en s u r i n g   its   in ter ac tio n   with   th p er m an e n m ag n e ts   o n   t h r o to r ,   th er eb y   in itiati n g   r o tatio n .   Sp ee d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   d ig ita l lo g ic  fo r   b r u s h less   DC     ( B elw in   J.   B r ea r ley )   2147   r eg u latio n   is   ac h iev ed   t h r o u g h   th E SC ' s   m o d u latio n   o f   th a m p litu d an d   d u r atio n   o f   elec tr ical  p u ls es  s en to   th s t ato r   co ils .   T h is   co n tr o m eth o d ,   k n o wn   as  p u ls e - wi d th   m o d u latio n   ( PW M) ,   ef f e ctiv ely   ad j u s ts   th av er ag v o ltag e   ap p lied   to   th m o to r ,   th u s   co n tr o llin g   its   s p ee d .   T h p r o p o s ed   wo r k   s u g g ests   an   in n o v ativ co n tr o alg o r ith m   f o r   th B L DC   m o to r ,   wh ich   p r o p els  th elec tr ic  v eh icle  ( Fig u r e   2 ) .   T h B L DC   m o to r   is   f ed   by  b atter y   th r o u g h   th v o ltag s o u r ce   in v e r ter .   T h r ee   h all   ef f ec t   s en s o r s   ar e   p lace d   at  1 2 0 °  p h ase  s h if t o   tr ac k   th r o to r   p o s itio n .           Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r am   o f   B L DC   m o to r   d r iv e   s y s tem       I n   th is   p r o p o s ed   m et h o d ,   th g ate  s ig n als  to   tr ig g er   t h s witch es  ar g e n er ated   b a s ed   o n   co m b in atio n al   cir cu it.   c o m b in atio n al  cir c u it  is   a   d ig ital   e lectr o n ic  cir c u it  in   wh ich   th o u tp u t   r elies  o n   th e   in p u v ar iab les.  T h p r o ce d u r to   d esig n   th co m b i n a tio n al  cir cu it  is   i)   D ec id th n u m b e r   o f   in p u v ar iab les ;   ii)  D ec id th n u m b e r   o f   o u tp u v ar iab les ;   an d   iii)  C r ea te  tr u th   tab le  with   in p u ts   an d   o u tp u ts .   Fo r   cir cu it   with   n   in p u v ar iab les ,   th p o s s ib le  co m b in atio n s   o f   in p u t s   ar 2 n .   Fo r   all  p o s s ib l co m b in atio n s   o f   in p u ts ,   f ill  th r eq u ir ed   o u tp u t ;   iv )   R e late  th o u tp u v a r iab les  in   ter m s   o f   in p u v a r iab les  u s in g   th Kar n au g h   Ma p   in   lo g ical  ex p r ess io n an d   v )   U s in g   th r ed u ce d   ex p r ess io n ,   i m p lem en th co m b in atio n al  cir cu it.  h alf   ad d er   is   an   ex am p le  o f   co m b in atio n al  cir cu it.    F o r   e x a m p l e ,   t o   d e s i g n   a n d   i m p l e m e n t   a   c i r c u it   t h a t   a d d s   tw o   s i n g l e - b i t   n u m b e r s   ( a   h a l f   a d d er   c i r c u i t ) :     -   Step   1 Dec id t h n u m b e r   o f   in p u v a r iab les T h e   o b jectiv is   to   ad d   two   s in g le - b it   n u m b er s .   Hen ce ,   th e   n u m b er   o f   i n p u ts   is   2 .   L et  it b an d   B ;   -   Step   2 : D ec id th n u m b er   o f   o u tp u t v ar ia b les T h f u n ctio n   th at  h as to   b ex ec u ted   b y   h alf   ad d er   cir cu it   is   to   ad d   an d   B .   Hen ce ,   th ex p ec ted   o u tp u ts   ar 2   ( s u m   a n d   ca r r y ) ;   -   Step   3 C r ea te  tr u th   tab le  ( T ab le  2 )   with   in p u ts   an d   o u tp u ts Sin ce   we  h av 2   in p u t s ,   th p o s s ib le   co m b in atio n s   o f   o u tp u ts   a r 2 2   =   4 .   T h e y   ar e   0 0 , 0 1 , 1 0 , 1 1 .   Fo r   all  th p o s s ib le  in p u t   co m b in atio n s ,   f ill  in   th ex p ec te d   o u tp u ts .   T h f u n ctio n   is   to   ad d   a n d   B .   So ,   w h en   we   ad d   th e   f ir s s et  o f   in p u ts   0   a n d   0 ,   t h e   r eq u ir ed   o u tp u t is su m   0   a n d   ca r r y   =   0 .   L ik ewise ,   f ill  in   th e   ex p ec ted   o u tp u f o r   all  p o s s ib ilit ies ; a n d   -   Step   4 : N o ex p r ess   th in p u ts   in   ter m s   o f   th Ou tp u t b y   p lo ttin g   ( Fig u r 3 )   in   Kar n au g h   Ma p   ( K - Ma p ) .   Usi n g   th r ed u ce d   ex p r ess io n ,   im p lem en t th c o m b in atio n al  cir cu it ( Fig u r 4 ) .   I n   s im ilar   m an n er ,   th e   co n tr o s ig n als  f o r   th e   in v er ter   tr ig g er in g   th B L DC   m o to r   d r iv a r g en er ate d   in   th is   p r o p o s ed   alg o r ith m ,   wh ich   is   d is cu s s ed   in   d etail  b elo w.               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 E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2143 - 2 1 5 5   2148   T ab le  2 .   T r u th   tab le  o f   h al f   ad d er   I n p u t   O u t p u t   A   B   S u m   C a r r y   0   0   0   0   0   1   1   0   1   0   1   0   1   1   0   1               Fig u r 3 .   K - m a p   f o r   h al f   ad d er     Fig u r e   4 .   C o m b i n atio n al  cir cu it o f   h alf   ad d e r       I n   4 - p o le   B L DC   m o to r ,   th r ee   h all  s en s o r s   ( Ha,   Hb ,   Hc )   ar attac h ed   t o   d eter m in th e   p o s itio n   o f   th r o to r .   h all  s en s o r   p r o d u ce s   th o u tp u s ig n al  o n ly   wh en   th n o r th   p o le  p ass es   th r o u g h   th h all  s en s o r .   T h er will  b e   s ix   p o s s ib ilit ies  o f   o u tp u ts   f r o m   h all  s en s o r s .   W h en   th r o to r   is   in   a   p o s itio n   s im ilar   to   Fig u r 5 th h all  s en s o r   o u tp u ts   ar ( 0 , 0 , 1 ) .   T h en ,   s tato r   co ils   s h o u ld   b ex cited   as  th n o r th   p o le ,   wh ich   will  p u s h   th r o to r   in   clo c k wis d ir ec t io n ,   an d   e x cite  th s tato r   co il  C   as  th s o u th   p o le ,   wh ich   wil attr ac th r o to r   i clo ck wis d ir ec tio n .   Similar ly ,   wh en   th e   h all  s en s o r   o u tp u ts   ar 0 1 1 ,   th s witch es  co n n e cted   to   th p h ase   an d   B   p h ase  h av e   to   b e   ex cite d ,   wh ich   is   tab u lated   i n   T ab les   3   an d   4   f o r   all  p o s s ib ilit ies.     T h d ir ec tio n   o f   th m o to r   is   c o n tr o lled   u s in g   th in p u d ir   an d   th m o d o f   o p er atio n   u s in g   th in p u m o d e’ ,   r esp ec tiv ely .   T h m o to r   is   s witch ed   ON  u s in g   th in p u ctr .   As  s o o n   as   th ctr   is   en ab led ,   th co ils   will  b ex cited   ac co r d in g l y   to   th c o m b in atio n a lo g ic  u n til  th h all  s en s o r   o u tp u ch an g es.  T h e   ex citatio n   is   d o n b ased   o n   th cu r r en p o s itio n   o f   th r o to r ,   m o d o f   o p e r atio n ,   a n d   d ir ec tio n   o f   th m o t o r .     T h u s ,   th in p u ts   to   th co n tr o l ler   to   g en er ate  g ate  p u ls es  ar h all  s en s o r   p o s itio n s   ( A,   B,   C ) ,   m o d o f   o p er atio n   ( m o to r in g ,   b r a k in g ) ,   d ir ec tio n   o f   r o tatio n   ( f o r war d ,   r ev er s e) ,   an d   th o u tp u ts   ar g ate  p u ls es  f o r   th in v er ter   ( A H ,   A L ,   B H ,   B L ,   C H ,   an d   C L ) .   T ab le s   an d   4   [ 2 6 ]   r ep r esen t   th s eq u en ce s   o f   g ate   p u ls es  to   b g iv en   to   th in v er ter   cir cu it  to   d r iv th B L DC   m o to r .     Usi n g   T ab les   3   an d   4   as  th tr u th   t ab le,   th g ate  p u ls o u tp u ts   ( A H ,   A L ,   B H ,   B L ,   C H ,   an d   C L )   in   ter m s   o f   in p u ts   ar g en er ated   b y   r ed u ci n g   th K - m ap   ex p r ess io n ,   wh ich   is   s h o wn   in   ( 1 ) ( 6 )     =  (  (  + (  ) ) )   ( 1 )       =  (  + (  ) ) )   ( 2 )       =  ( (  (  ( + ) ) ) + (   ) )   ( 3 )       =  ( (  ) + (  ( + ) ) )   ( 4 )       =  (  (  ( ) +  ( ) )   ( 5 )       =  (  ( ) +  ( ) )   ( 6 )       I n itially ,   th co n t r o lo g ic  s u g g ested   in   ( 1 )   to   ( 6 )   is   v er if ied   in   Xilin x   s o f twar ( s h o wn   in   Fig u r 6 ) .   Fo r   all  th p o s s ib ilit ies  an d   m o d es  o f   o p er atio n ,   th co n tr o alg o r ith m   was  g en er ated   p r ec is ely   as  g iv en   in   T ab le s   3   an d   4 .   T h e n ,   th e   s am p r o p o s ed   c o n tr o ller   f o r   s p ee d   co n tr o o f   th B L DC   m o to r   is   d esig n ed   with   PIC   m icr o co n tr o ller   u s in g   Pr o teu s   s o f twar ( s h o wn   i n   Fig u r 7 ) .   T h o u tp u t   f r o m   th c o n tr o ller   is   f ed   t o   th e   d r iv er   cir cu it  to   tr ig g e r   th e   I GB T s   in   th v o ltag e   s o u r ce   in v er ter .   T h v o ltag e   s o u r ce   in v er ter   d r iv es  th e   B L DC   m o to r ,   wh ich   is   u s ed   to   p r o p el  th v e h icle  ( s h o wn   in   Fig u r 8 ) .   Fo r   d i f f er en o p er atin g   m o d es,  th e   ex citatio n   is   f aster   t h an   t h s tate  m ac h in e   lo g ic.   B y   m ea n s   o f   th e   ab o v c o m b in atio n al  lo g ic,   th e   d esire d   g ate   s ig n als will b f aster   th an   th s eq u en tial lo g ic  co n t r o ller .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   d ig ita l lo g ic  fo r   b r u s h less   DC     ( B elw in   J.   B r ea r ley )   2149       Fig u r 5 .   Dif f e r en t p o s s ib ilit ie s   o f   h all  s en s o r   o u tp u ts       T ab le  3 .   Po s itio n   o f   th h all  s e n s o r   an d   d r iv b its   in   f o r war d   an d   r ev e r s r o tatio n s   H a l l   e f f e c t   s e n s o r   P h a se   F o r w a r d   r o t a t i o n   P h a se   R e v e r se   r o t a t i o n   A   B   C   A H   A L   B H   B L   C H   C L     A H   A L   B H   B L   C H   C L   0   0   1   1   1   0   0   0   0   1   6   0   1   0   0   1   0   0   1   1   2   1   0   0   1   0   0   5   0   1   1   0   0   0   0   1   0   3   0   0   0   1   1   0   4   0   0   1   0   0   1   1   1   0   4   0   1   0   0   1   0   3   1   0   0   0   0   1   1   0   0   5   0   1   1   0   0   0   2   1   0   0   1   0   0   1   0   1   6   0   0   1   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0       T ab le  4 .   Po s itio n   o f   h all  s en s o r   an d   d r iv b its   in   f o r war d   an d   r ev er s r eg e n er ativ b r ak in g   H a l l   e f f e c t   s e n s o r   P h a se   F o r w a r d   r e g e n e r a t i v e   b r a k i n g   P h a se   R e v e r se   r e g e n e r a t i v e   b r a k i n g   A   B   C   A H   A L   B H   B L   C H   C L   A H   A L   B H   B L   C H   C L   0   0   1   1   0   0   0   0   0   1   6   0   1   0   0   0   0   0   1   1   2   0   0   0   1   0   0   5   0   1   0   0   0   0   0   1   0   3   0   0   0   1   0   0   4   0   0   0   0   0   1   1   1   0   4   0   1   0   0   0   0   3   0   0   0   0   0   1   1   0   0   5   0   1   0   0   0   0   2   0   0   0   1   0   0   1   0   1   6   0   0   0   0   0   1   1   0   0   0   1   0   0           Fig u r e   6 .   C o n tr o l lo g ic  alg o r it h m   f o r   th B L DC   m o to r   in   Xil in x   s o f twar e       co u n ter   ci r cu it  is   in co r p o r a ted   to   f ac ilit ate  p r ec is s p ee d   co n tr o o f   th e   B L DC   m o to r   ( Fig u r 9 ) .   T h co u n ter   h as  th e   in p u o f   clo ck ,   co u n t,  a n d   en d   v alu e   o f   n +1   b its   ( E 0 ,   E 1 ,   …,   E n ) .   T h e   co u n ter   s tar ts   co u n tin g   f r o m   0   to   E   ( m a x   v al u e) .   On ce   th c o u n ter   r ea ch es  th v alu E ,   th e   lo ad   p in   g o es  h ig h ,   w h ich   r esets   th co u n ter   an d   en a b les  th c o m b in atio n al   lo g ic  al g o r ith m   an d   t h r e g is ter .   Acc o r d i n g   to   th h all   s en s o r s '   o u tp u ts ,   m o d e,   an d   d ir ec tio n ,   t h g ate  p u ls s ig n als  ar g en er ated   f o r   t h in v er te r .   T h g a te  p u ls in p u v al u es  is   s to r ed   in   th r eg is ter   u n til th lo ad   p in   b ec o m es h i g h .       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 E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2143 - 2 1 5 5   2150       Fig u r e   7 .   C o n tr o l lo g ic  alg o r it h m   f o r   th B L DC   m o to r   in   Pr o teu s   s o f twar e       T h v alu e   o f   E   is   ca lcu lated   b ased   o n   th r e q u ir ed   s p ee d   o f   th B L DC   m o to r .   L et  u s   co n s id er   f   to   b th clo ck   f r eq u en cy ,   m   b th co u n te r   en d   v alu in   d ec im al,   t e ’  to   b t h tim r eq u ir ed   f o r   e x citatio n   of   th co m b in atio n al  lo g ic,   a n d   tr   to   b e   th tim r eq u ir ed   f o r   o n co m p lete  r e v o lu tio n   o f   th r o to r .   T h en :     t e   =       (7 )       Sin ce   ea ch   co il  is   p o s itio n ed   ex ac tly   60° ,   th e r ar e   1 2   d i f f er en p o s itio n s   f o r   th r o to r   to   co m p lete  o n e   r ev o lu tio n ,   ac co r d in g   to   t h s ix   co m b in atio n al  lo g ics   d eter m in ed   f r o m   th h all  s en s o r s .   T i m r eq u ir e d   f o r   o n e   co m p lete  r ev o lu tio n   ( t r ) :     t r   1 2   t e   (8 )     Sp ee d   o f   th e   B L DC   m o to r   in   r ev o lu tio n s   p e r   s ec o n d   ( Nr p s ) :     N rps   1 /t r   (9 )     Sp ee d   o f   th e   B L DC   m o to r   in   r ev o lu tio n s   p e r   m in u te  ( Nr p m ) :     N rpm   6 0   / t r   ( 1 0 )     Fro m   th ese  eq u atio n s ,   th v alu o f   m   ca n   b o b tain ed   b y :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Desig n   a n d   imp leme n ta tio n   o f   d ig ita l lo g ic  fo r   b r u s h less   DC     ( B elw in   J.   B r ea r ley )   2151   m     5     ( 1 1 )     T h v alu o f   E   is   d eter m in ed   b y   d ec o d in g   m   to   b in ar y   f o r m at,   n o it  ca n   n o b f e d   to   th co u n ter   f o r   co n tr o llin g   th s p ee d .   T h p r o p o s ed   s p ee d   c o n tr o alg o r ith m   f o r   th B L DC   m o to r   is   s im u lated   an d   v er if ied   u s in g   Pro teu s   s o f twar an d   is   s h o wn   in   Fig u r 8 .           Fig u r e   8 .   Sp ee d   c o n tr o l o f   th B L DC   m o to r   in   Pro teu s   s o f twar e           Fig u r e   9 .   B lo ck   d iag r am   o f   th co n tr o ller   u n it         5.   H ARDWA R E   RE SUL T S   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   is   im p lem en ted   u s in g   PIC  m icr o c o n tr o lle r   ( PIC1 6 F8 7 7 A)   an d   i s   s h o wn   in   F ig u r 10 .   T h e   o u tp u f r o m   th PIC  m icr o co n tr o ller   is   f ed   t o   th g ate  d r iv er   cir cu it  ( T L P 2 5 0 ) ,   w h ich   is   b ein g   f ed   to   th MO SF E T s   ( I R F8 4 0 )   o f   t h th r ee - p h ase   v o ltag e   s o u r ce   in v er te r .   6 0   W ,   2 4   B L DC   m o to r   is   co n n ec ted   t h r o u g h   t h v o ltag e   s o u r ce   in v e r ter ,   a n d   its   s p ee d   is   co n tr o lled   as  p e r   th p r o p o s ed   alg o r ith m .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   is   v e r y   s im p le  co m p ar e d   to   th tr a d itio n al  alg o r ith m s .   T h co m p a r is o n   b etw ee n   th e   tr ad itio n al  alg o r ith m   an d   th p r o p o s ed   alg o r ith m   is   g i v en   in   T ab le   5.       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 E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2143 - 2 1 5 5   2152       Fig u r 1 0 .   Har d war s etu p     T ab le  5 .   C o m p a r is o n   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   with   tr a d itio n al  alg o r ith m s   F e a t u r e s   Lo o k u p   t a b l e - b a s e d   a l g o r i t h m   S e n s o r l e s c o n t r o l   a l g o r i t h m   P r o p o se d   c o m b i n a t i o n a l - b a se d   c o n t r o l   a l g o r i t h m   F l e x i b i l i t y   Lo w   H i g h   H i g h   S p e e d   o f   o p e r a t i o n   F a st   S l o w   V e r y   F a s t   C o m p l e x i t y   Lo w   H i g h   Lo w   C o s t   Lo w   H i g h   Lo w       6.   CO NCLU SI O N     Glo b al  war m in g   k ee p s   r is in g   d u to   em is s io n s .   I n itiativ es  s u ch   as  g r ee n   tr an s p o r tatio n   ar e   en co u r a g ed   b y   p o licy m a k er s   to   r e d u ce   e m is s io n s .   B L DC   m o to r   with   elec tr o n ic  co m m u tatio n   f o r m s   th e   p o p u lar   d r iv t r ain   f o r   elec tr i v eh icles .   T h is   p ap er   p r o p o s ed   s im p lifie d   co m b in atio n al   lo g ic - b ased   co n tr o l   alg o r ith m   to   d r iv th B L DC   m o to r .   T h p r o p o s ed   co n tr o alg o r ith m   is   d ev elo p e d   an d   v er if ied   u s in g   Xilin x   an d   Pro teu s   s o f twar in itially .   T h en   it  is   b ein g   test ed   in   a   r e al - tim e   en v ir o n m en t   u s in g   PIC  m icr o co n tr o ller .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i s   v er y   s im p le ,   f ast ,   an d   ef f icien t ,   wh ich   s u its   v er y   m u ch   b etter   f o r   r ea l - tim e   ap p licatio n s .   Ho wev e r ,   t h PIC  m icr o co n tr o ller   h as  lim ited   m em o r y ;   h en ce ,   in   t h f u tu r e ,   th e   PIC  m icr o co n tr o ller   ca n   b r ep lace d   with   an   FP GA  co n tr o ller .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       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 .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   B elwin   J .   B r ea r ley                               K.   R eg in   B o s e                               K.   Gan esh   Ku m ar                                 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 Y   T h e   a u t h o r s   c o n f i r m   t h a t   t h e   d at a   s u p p o r t i n g   t h e   f i n d i n g s   o f   t h i s   s t u d y   a r e   a v a i la b l e   wi t h i n   t h e   a r t i c le .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.