I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  15 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 26 ,   p p .   1 2 8 7 ~ 1 2 9 8   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 5 . i 3 . p p 1 2 8 7 - 1 2 9 8          1287       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   Co st - ef fect iv e  har dwa re so lutions   f o r ex pe rimental  va lida tion in  renewab le  energy  emula tion a nd s t o ra g e sy stems       Ya s s ine  E l A s ri,   A bd ella h  L a s s io ui,  H a s s a n E l F a di l,  An wa r  H a s ni,  M a ro ua ne  E l A n ca ry ,     H a f s a   Abba de,   M o ha m m ed  Chih eb,   M o ha m ed  K o un di   I S A   La b o r a t o r y ,   N a t i o n a l   S c h o o l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e s   ( EN S A ) ,   I b n   To f a i l   U n i v e r s i t y ,   K é n i t r a ,   M o r o c c o       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 3 0 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u n   2 9 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   1 5 ,   2 0 2 6       Ex p e rime n tal  v a li d a ti o n   is  e ss e n ti a l  in   re n e wa b le  e n e rg y   e m u lato rs  a n d   e n e rg y   sto ra g e   sy ste m s  t o   e n su re   re li a b il it y ,   a c c u ra c y ,   a n d   p ra c ti c a l   imp lem e n tatio n .   Ho we v e r,   th e   h i g h   c o st  o f   AC/DC  c o n v e rters ,   m e a su re m e n t  c ircu it s,  a n d   m icro c o n tro ll e r - b a se d   c o n tro l  p latfo rm s  li m it s  a c c e s s  to   e x p e rime n tal  v a li d a ti o n ,   p a rti c u larly   in   d e v e lo p in g   re g i o n s.  T h is  p a p e r   p ro p o se s  c o st - e ffe c ti v e   h a rd wa r e   a n d   so ftwa re   s o lu ti o n s  f o r   v a li d a ti n g   re n e wa b le  e n e rg y   s y ste m s  a n d   st o ra g e   m a n a g e m e n t.   T h e   p r o p o se d   a p p ro a c h   is  b a se d   o n   a f fo r d a b le  p o we r  c o n v e rters ,   l o w - c o st  v o lt a g e   a n d   c u rre n t   m e a su re m e n t  c ircu it s,  d a ta  a c q u isit i o n   to o ls,  a n d   o p e n - so u r c e   c o n tro l   p latfo rm s.  Th e   m e th o d o lo g y   i n c lu d e s  th e   d e sig n ,   im p lem e n t a ti o n ,   a n d   e x p e rime n tal  tes ti n g   o f   t h e se   lo w - c o st  so l u ti o n s  u n d e r  d iffere n t   o p e ra ti n g   c o n d i ti o n s.  Th e   o b tain e d   re su l ts  d e m o n stra te   sa ti sfa c to ry   m e a su re m e n t  a c c u ra c y ,   sta b le  b e h a v i o r,   a n d   a c c e p tab le  e rro r  m a rg in s,  c o n f ir m in g   t h e   fe a sib il it y   o f  t h e   p ro p o se d   se t u p   f o r  e x p e rime n tal  v a li d a ti o n .   T h e se   so lu ti o n s   p ro v id e   a   sc a lab le  a n d   a c c e ss ib le  a lt e rn a ti v e   to   e x p e n si v e   lab o ra to r y   p latfo rm s,  e n a b li n g   re se a rc h e rs  a n d   i n stit u ti o n s  wit h   li m it e d   re so u rc e s  t o   p e rfo rm   re li a b le   e x p e rime n tal   stu d ies   a n d   c o n tri b u te  t o   th e   a d v a n c e m e n t  o f   su sta in a b le en e rg y   tec h n o l o g ies .   K ey w o r d s :   AC - DC   co n v er ter   Data   m o n ito r in g   E x p er im en tal  v alid atio n   Har d war e  in   th e  l o o p   ( HI L )   Vo ltag e  m ea s u r em en t   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yass in e  E l A s r i   I SA L ab o r ato r y ,   Natio n al  Sch o o l o f   A p p lied   Scien ce s   ( E NSA) ,   I b n   T o f ail  Un iv e r s ity   Kén itra ,   Mo r o cc o   E m ail:  elasr iy ass in e @ y ah o o . c o m       1.   I NT RO D UCT I O N    E x p er im en tal  v alid atio n   is   a  co r n er s to n e   o f   s cien tific   r esear ch ,   as  it  e n s u r es  th at  th e o r etica l  an d   s im u latio n - b ased   r esu lts   ca n   b e  ef f ec tiv el y   tr an s f e r r ed   to   r ea l - wo r ld   ap p licatio n s .   I n   th e   f ield s   o f   elec tr ical   en er g y   an d   elec tr o tech n ics,  th is   s tep   i s   p ar ticu lar ly   im p o r tan t  b ec au s e  it  d ir ec tly   af f ec ts   th e  r eliab ilit y   o f   p o wer   s y s tem s ,   th e  p er f o r m a n ce   o f   co n tr o l  s tr ateg ies,  an d   th e  ef f icien cy   o f   en er g y   co n v er s io n   s y s tem s .   A s   n o ted   b y   [ 1 ] ,   [ 2 ] ,   v alid atio n   n o t  o n ly   co n f ir m s   th e  ac cu r ac y   o f   s im u latio n s   b u t  also   d em o n s tr ates  th e  p r ac tical   f ea s ib ilit y   o f   en g in ee r in g   s o lu tio n s .   Ho wev er ,   f in an cial  an d   lo g is tical  co n s tr ain ts   o f ten   p r ev en t  r esear ch er s ,   esp ec ially   in   d ev elo p i n g   r e g io n s ,   f r o m   ca r r y in g   o u t th is   ess e n tial v alid atio n   s tag e   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   Sev er al  ex p er im e n tal  to o ls   r e q u ir ed   f o r   r en ewa b le   en er g y   em u lato r s   an d   en er g y   s to r a g e   s y s tem s ,   s u ch   as  is o lated   v o ltag e  an d   cu r r en t  m ea s u r e m en t  b o ar d s ,   s ig n al  co n d itio n in g   cir cu its ,   AC /D C   co n v er ter s ,   DC /D C   co n v er ter s ,   an d   co m p atib le  co n tr o l  p latf o r m s ,   r e m ain   co s tly   an d   d if f ic u lt  to   ac ce s s   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   I n   ad d itio n ,   in teg r atin g   th ese  to o ls   with   m icr o co n tr o ller - b ased   co n tr o l  s y s tem s   an d   s o f twar e  en v ir o n m en ts   s u ch   as  MA T L AB / Simu lin k   o r   L ab VI E W   ca n   in cr ea s e  th e  co m p l ex ity   an d   t o tal  co s t  o f   th e   ex p er im en tal  s etu p   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   As  a  r esu lt,  m a n y   r esear ch   wo r k s   r em ai n   lim ited   to   s im u latio n   s tu d ies,  wh ich   r e d u ce s   th eir   p r ac tical  ap p licab ilit y   an d   m ak es it d if f i cu lt to   ev alu ate  th eir   b eh a v io r   u n d er   r ea l o p e r atin g   co n d itio n s   [ 9 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 :  1 2 8 7 - 1 2 9 8   1288   T o   ad d r ess   th ese  lim itatio n s ,   r ec en t  ad v an ce s   in   o p en - s o u r ce   h ar d war e  an d   s o f t war e  h av e   en co u r a g ed   th e  d e v elo p m e n t  o f   af f o r d ab le  ex p er im en tal  p l atf o r m s   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   So lu tio n s   b ased   o n   Ar d u i n o ,   R asp b er r y   Pi,  l o w - co s t  d ata   a cq u is itio n   s y s tem s ,   an d   cu s to m - d esig n ed   elec tr o n ic   b o ar d s   ca n   p r o v id e   f lex i b le   an d   f u n ctio n al  alter n ativ es  t o   ex p en s iv e  co m m er cial  eq u ip m en t   [ 1 2 ] .   Mo r eo v e r ,   co l lab o r ativ e  r eso u r ce   s h ar in g   with in   lab o r ato r ies  ca n   h elp   o p tim ize  av ailab le   in f r astru ctu r e   an d   r ed u ce   f in an cial  co n s tr ain ts     [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   T h e  n o v elty   o f   th is   s tu d y   lies   in   p r o p o s in g   a n   in te g r ated   an d   co s t - ef f ec tiv e   ex p er im en tal  v alid atio n   f r am ewo r k   f o r   r e n ewa b le  en e r g y   em u lato r s   an d   en e r g y   s to r ag e  s y s tem s .   Un lik e  m a n y   e x is tin g   wo r k s   th a t   f o cu s   m ain ly   o n   s im u latio n   o r   d ep e n d   o n   ex p e n s iv e  co m m er cial  v alid atio n   p latf o r m s   [ 1 5 ] - [ 1 7 ] ,   th is   p ap e r   co m b in es  lo w - co s t  p o wer   c o n v er ter   b o ar d s ,   is o lated   v o ltag e  an d   cu r r en t  m ea s u r e m en t  cir cu its ,   s ig n al   co n d itio n in g   s tag es,  m icr o co n tr o ller - b ased   co n tr o l  m o d u le s ,   an d   ac ce s s ib le  d ata  ac q u is i tio n   to o ls   with in   a   p r ac tical  an d   r ep r o d u cib le  m e th o d o lo g y   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   T h e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   aim s   to   b r id g e  th e  g ap   b etwe en   th eo r etica l  m o d elin g ,   s im u la tio n ,   an d   r ea l  lab o r ato r y   i m p lem en tatio n ,   p ar ticu la r ly   f o r   r esear ch er s   a n d   in s titu tio n s   with   lim ited   f in an cial  r eso u r ce s .   T h is   ar ticle  p r esen ts   co s t - ef f ec tiv e  s tr ateg ies  f o r   ex p er im en tal  v alid atio n   i n   elec tr ical  en er g y   an d   elec tr o tech n ics  r esear ch .   I t  p r o p o s es  ac ce s s ib le  to o ls   an d   m eth o d o l o g ies  f o r   r eso u r ce - li m ited   en v ir o n m en ts   wh ile  en s u r in g   ac ce p tab le  ac c u r ac y ,   r eliab ilit y ,   a n d   s ca lab il ity .   T h e  p r o p o s ed   s o lu tio n s   tar g et  ap p licatio n s   in   p o wer   s y s tem s ,   r en ewa b le  en er g y   em u lato r s ,   en er g y   s to r ag e  m a n ag em e n t,  an d   c o n tr o l  e n g in ee r i n g ,   co n tr ib u tin g   to   m o r e  cr e d ib le  an d   p r ac tical  ex p er im en tal  r esear ch .   T h e  r em ain d er   o f   th is   p ap er   i s   o r g an ized   as  f o ll o ws:   Sectio n   2   p r esen ts   th e   p r o p o s ed   e x p er im en tal  p latf o r m ,   in cl u d in g   t h e  p o w er   co n v er te r   b o x ,   v o ltag e  a n d   cu r r e n t  m ea s u r em en t  b o ar d s ,   an d   is o lated   MO SF E T /I GB T   g ate - d r iv er   m o d u le.   Sectio n   3   p r esen ts   an d   d is cu s s es  th e  ex p er im en tal  v alid atio n   r esu lts .   Fin ally ,   Sectio n   4   s u m m ar izes   th e  m ain   co n clu s io n s   an d   f u tu r e  r esear ch   d ir ec tio n s .       2.   M E T H O D    T h is   ch ap ter   s u m m ar izes  th e  d ev elo p m en t  o f   an   e x p er i m en tal  p latf o r m   f o r   p o wer   co n v er ter   em u latio n ,   s tar tin g   with   a  v ar i ab le  DC - DC   p o wer   s u p p ly   as  th e  m ain   en er g y   s o u r ce .   A  m o d u lar   d id ac tic  b o x   was  cr ea ted   to   tes t  v ar io u s   co n v er ter   to p o lo g ies  ( b u c k   an d   b o o s t) .   Me asu r em en t  b o a r d s   wer e  d esig n ed   to   co n d itio n   an d   is o late  a n alo g   s ig n als  f o r   ac q u is itio n   s y s tem s   ( DSP,  d SP AC E ,   MCU)   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   A  g ate   d r iv e r   b o ar d   with   g alv a n ic  is o latio n   was  also   d ev elo p ed   to   c o n tr o l   MO SF E T s   an d   I GB T s .   T h e  r esu ltin g   p latf o r m   is   r o b u s t,  f lex i b le,   an d   well - s u ited   f o r   r esear ch ,   p r o to t y p in g ,   an d   ed u ca tio n al  u s e   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .     2 . 1 .     P o wer   co nv er t er   bo x   I n   ex p er im en tal   p o wer   elec tr o n ics  r esear ch ,   a  v er s atile  co n v er ter   b o x   with   MO SF E T s   o r   I GB T s   o f f er s   a   m o d u lar   p latf o r m   f o r   test in g   v ar io u s   t o p o lo g ies.  Fig u r e   1   p r esen ts   th e  d id a ctic  co n v er te r   b o x   d ev elo p e d   an d   u s ed   in   o u r   lab o r ato r y   f o r   th e  ex p e r im en tal  im p lem en tatio n   an d   v alid atio n   o f   d if f er en t  p o wer   co n v er ter   co n f ig u r atio n s .   T h e   p latf o r m   p r o v i d es  f lex ib le   a cc ess   to   th e  p o wer   s em ico n d u cto r   s witch es  an d   th eir   co n n ec tio n s ,   allo win g   d if f er en t  co n v er ter   to p o lo g ie s   to   b e  as s em b led   an d   test ed   ac co r d in g   to   th e  ex p er im en tal   r eq u ir em en ts .   I n   o u r   lab ,   we   u s ed   2 0 N6 0   N - c h an n el  MO SF E T s ,   k n o wn   f o r   t h eir   h i g h   s witch in g   s p ee d ,   6 0 0   V  d r ain - s o u r ce   v o ltag e,   2 0   A  cu r r e n t  ca p ac ity ,   an d   l o w  R DS( o n ) ,   en s u r in g   ef f icien t,    h ig h - f r eq u e n cy   o p er atio n   an d   r ed u ce d   l o s s es  id ea l  f o r   v alid atin g   th eo r etica l  m o d els  an d   h a n d s - o n   ex p er im en tatio n   [ 2 4 ] .           Fig u r e  1 .   Did ac tic  b o x   c o n v e r ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o s t - effec tive  h a r d w a r e  s o lu ti o n s   fo r   ex p erimen ta l v a lid a tio n   in   r en ewa b le  en erg y   …  ( Ya s s in e  E l A s r i )   1289   B y   in teg r atin g   s ix   2 0 N6 0   M OSFET s ,   th i s   v er s atile  co n v er ter   b o x   en a b les  th e  im p lem en tatio n   o f   m u ltip le  p o we r   elec tr o n ics  to p o lo g ies  s u ch   as  DC - DC   co n v e r ter s   ( b u c k ,   b o o s t,   b u c k - b o o s t) ,   DC - AC   in v er ter s   ( s in g le  an d   th r ee - p h ase) ,   AC - DC   r ec tifie r s   f o r   PF C ,   m u ltil ev el  NPC   in v er ter s ,   an d   m atr ix   co n v e r ter s   f o r   d ir ec t  AC - AC   co n v e r s io n .   I ts   r ec o n f ig u r ab le  a n d   m o d u lar   d esig n   m a k es  it  id ea l   f o r   ac a d em ic  an d   r esear ch   u s e,   allo win g   f lex ib le  ex p er i m en tatio n   with   m in im al  co s t  esti m ated   ar o u n d   $ 2 0   u s in g   th e  lo west - p r iced   co m p o n en ts .     2 . 2 .     M ea s urem ent   bo a rds   f o r  v o lt a g e  a nd   curr ent   a na ly s is   T h e  v o ltag e  m ea s u r em en t  p r o ce s s   b eg in s   with   a   v o ltag e  d iv id er   f o r m e d   b y   two   r esis to r s :  2 = 8      an d   1 = 260    .  W h en   a n   in p u t  v o ltag e   VE   is   ap p lied ,   th e  v o ltag e   d r o p   ac r o s s   th e  s m aller   r esis to r   R1 ,   d en o ted   as   1 ,   is   ex p r ess ed   in   ( 1 ) .      1 =  × 1 1 + 2 =  × 260    260    + 8      ≈  × 0 . 0313   ( 1 )     T h is   s ig n if ican tly   atten u ated   v o ltag e  is   th en   b u f f er e d   u s in g   an   o p er atio n al  am p lifie r   ( T L 0 8 4 ,   U2 A)   in   a  v o ltag e  f o llo wer   co n f ig u r atio n ,   wh ich   en s u r es  h ig h   in p u t  im p ed a n ce   p r e v en tin g   lo a d in g   o f   t h e  v o ltag e   d iv id er   lo w  o u tp u t  im p ed a n ce   f o r   s tab le  s ig n al  p r o p ag atio n ,   an d   u n ity   g ai n   to   p r eser v e  t h e  s ig n al  am p litu d e  f o r   ac cu r ate  p r o ce s s in g .   T h e   b u f f e r ed   s ig n al   1   is   th en   a m p lifie d   b y   a  s ec o n d   o p - am p   s tag e  ( U2 B ) ,   co n f ig u r ed   as  a  n o n - in v er tin g   am p lifie r .   T h e   g ain   o f   th is   s t ag e  is   ad ju s tab le   u s in g   a  m u ltit u r n   p o ten tio m eter    1 = 100    ,   in   co m b i n atio n   with   a  f ix ed   r esis to r   R4   =   10   kΩ .   T h e  am p lific atio n   g ain   is   ca lcu lated   b y   th e  s tan d ar d   f o r m u la  f o r   a  n o n - in v er tin g   am p lifie r   as ( 2 ) .      = 1 +  1 4 = 1 + 100    10    = 11     ( 2 )     T h e  r esu ltin g   o u tp u t   2   is   ex p r es s ed   in   ( 3 ) .      2 = ⋅  1     ( 3 )     T o   ad ap t  th e  s ig n al  to   th e  d y n am ic  r an g e  o f   th e  d ata  ac q u is itio n   s y s tem ,   an   ad ju s tab le  DC   o f f s et  i s   in tr o d u ce d   u s in g   a  th ir d   o p - a m p   s tag e  ( U2 C ) .   A  p o ten tio m eter   R V2   =   1 0   k Ω   is   co n n ec te d   b etwe en   s y m m etr ic  s u p p ly   r ails   + 1   an d   − 1 ,   with   a  wip er   f ee d in g   t h e  n o n - in v e r tin g   i n p u t  o f   U2 C .   Ass u m in g   + 1 = + 15     an d   − 1 = − 15   ,   th e  o u tp u t o f f s et  Vo f f s et   in jecte d   ca n   v ar y   b etwe en   ( 4 )   an d   ( 5 ) .         = − 15   (  2           )     ( 4 )          = + 15   (  2            )     ( 5 )     T h e  o f f s et  v o ltag e  is   co m b in e d   with   th e  am p lifie d   s ig n al  t h r o u g h   th e  s u b s eq u en t  o p er atio n al - am p lifie r   s tag e   u s in g   R 5   =  R 6   =  4 7   k Ω   an d   R 7   =  R 8   =  1 0   k Ω .     T h e  r esu ltin g   s ig n al   3 ,   n o w  b o th   am p lifie d   a n d   s h if ted ,   is   th en   f ed   in t o   an   I SO1 2 4   is o latio n   am p lifie r .   T h e  I SO1 2 4   is   a   h ig h - p er f o r m a n ce   p r ec is io n   is o latio n   am p lifie r   th at  p r o v id es  g alv an ic   is o latio n   b etwe en   in p u t  an d   o u tp u t  u p   to   1 5 0 0   V,   h ig h   lin ea r ity ,   lo w   o f f s et  d r if t,  an d   e f f ec tiv e  r ej ec tio n   o f   co m m o n - m o d e  n o is e  an d   g r o u n d   lo o p s .   Su ch   is o latio n   is   ess en tial   in   in d u s tr ial  en v ir o n m en ts   wh er e  m ea s u r em en t   s y s tem s   o f ten   in ter f ac e   with   s en s o r s   r ef er en ce d   to   d if f er e n t  g r o u n d   p o ten tials ,   p r ev en tin g   s ig n al  co r r u p tio n   an d   p r o tectin g   s en s itiv e  cir cu i tr y .   T h e  p o wer   a r ch itectu r e  in c o r p o r ates  a  1 2   V  DC   ad ap ter   t h at  f ee d s   two   I A1 2 1 5 S  is o lated   DC - D C   co n v er ter s .   T h e   f ir s t  co n v er te r   d eliv er s   p o wer   to   all   an alo g   s tag es,  in clu d in g   th e   o p er atio n al  am p lifie r s   an d   s ig n al  co n d itio n in g   cir cu its ,   wh ile  th e  s ec o n d   co n v er ter   e x clu s iv ely   s u p p lies   th e  is o late d   o u tp u t  s id e  o f   th e  I SO1 2 4 ,   t h er eb y   m ai n tain in g   g alv an ic  is o latio n   an d   p r ev en t in g   an y   c r o s s - in ter f er e n ce .   B y   in teg r atin g   v o ltag e   atten u atio n ,   im p ed an ce   b u f f er in g ,   ad ju s tab le  g ain ,   p r o g r am m ab le  o f f s et,   a n d   g alv an ic  is o latio n ,   th e  d esig n ed   v o ltag e  m ea s u r em en t  b o ar d   e n s u r es  a  r o b u s t,  f lex ib le,   an d   ac cu r ate  in ter f ac e  b etwe en   h ig h - v o ltag e   an alo g   in p u ts   an d   lo w - v o ltag e  d ata  ac q u is itio n   s y s tem s   s u ch   as th o s e  b ased   o n   L ab VI E W   o r   Simu lin k   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .     2 . 2 . 1 .   Vo lt a g e  m e a s urem ent   us ing   v o lt a g e  div ider   I n   th is   cir cu it,  a  v o ltag e  d i v id er   is   u s ed   to   s ca le  d o wn   an   in p u t  v o ltag e  o f   1 6 0   V  to   a  m ea s u r ab le  5   V  f o r   f u r th e r   s ig n al  p r o ce s s in g .   As  s h o wn   in   Fig u r e  2 ,   th e   d e v elo p ed   v o ltag e   m ea s u r em e n t   b o ar d   is   b ased   o n   a  r esis tiv e  v o ltag e - d iv id er   n et wo r k   d esig n ed   to   p r o v id e  a   p r o p o r tio n al  lo w - v o ltag e  r e p r esen tatio n   o f   th e   m ea s u r ed   h i g h - v o ltag e  s ig n al.   T h is   co n f ig u r atio n   en a b les  th e  v o ltag e   s ig n al  to   b e  s af ely   a d ap ted   to   th e  i n p u t   r an g e  o f   th e  d ata  ac q u is itio n   an d   co n tr o l  s y s tem   wh ile  m ai n tain in g   a  s im p le  an d   co s t - ef f ec tiv e  m ea s u r em en t   ap p r o ac h .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 :  1 2 8 7 - 1 2 9 8   1290       Fig u r e  2 .   Me asu r em e n t v o lta g e  b o ar d   b ased   o n   r esis tiv e  d iv i d er       T h e  v o ltag e  d iv id e r   co n s is ts   o f   two   r esis to r s ,   1   an d   2 ,   wh er e  th e  o u tp u t v o ltag e     is   d eter m in ed   by  ( 6 ) .      =  × 1 1 + 2   ( 6 )     T o   ac h iev e  a  r ed u ctio n   f r o m   1 6 0   V  to   5   V,   ap p r o p r iate  r e s is to r   v alu es  m u s t  b e  ch o s en   wh ile  co n s id er in g   p o wer   d is s ip atio n   an d   ac cu r ac y .   Fo r   in s tan ce ,   if   1   =  2 6 0   k Ω   a n d   2   = 8   MΩ ,   th e  r atio   will b e   ( 7 ) .      = 160 260   k Ω 260   k Ω + 8   Ω ≈ 5     ( 7 )     A  b u f f er   am p lifie r   ( T L 0 8 1 ) ,   co n f ig u r ed   as  a  u n ity - g ain   v o ltag e  f o llo wer ,   is   u s ed   af ter   th e  v o ltag e  d iv id er   to   p r o v id e  im p ed a n ce   m atch in g .   T h is   p r e v en ts   lo ad i n g   ef f ec ts   f r o m   th e  f o llo win g   s tag es  an d   en s u r es   th at  th e  m ea s u r ed   v o ltag e   r em ain s   s tab le.   Nex t,  ad j u s tab le  g ain   an d   o f f s et  am p lifie r s   allo w  f in e - tu n i n g   o f   th e   s ig n al,   ad ap tin g   it  to   th e  i n p u t   r eq u ir em e n ts   o f   th e  d ata  ac q u is itio n   s y s tem   ( DAQ)   o r   m icr o co n tr o ller   ( MCU)   b ein g   u s ed .   T h e  g ain   c o n tr o l  ( v ia  a  p o ten tio m eter   R V1 )   en s u r es  th at  th e  s ca led   v o lt ag e  f its   with in   th e  d y n am ic  r an g e  o f   th e  ac q u is itio n   s y s tem ,   wh ile  th e  o f f s e t  ad ju s tm en t  s h if ts   th e  s ig n al  to   ac co m m o d ate   s y s tem s   th at  ca n n o t  r ea d   n eg at iv e  v o ltag es.   T h e  esti m ated   co s t  o f   th is   cir cu it  r em ain s   h ig h ly   af f o r d ab le  b ased   o n   AliEx p r ess   p r ices  b r in g in g   th e  to tal  esti m ated   co s t  to   ar o u n d   4 . 3 5 $ .   Ho wev er ,   th e  v o ltag e  d iv id er   h as  lim itatio n s ,   s u ch   as  lim ited   ac cu r ac y   d u e  to   r esis to r   to ler an ce   an d   s u s ce p tib ilit y   to   n o is e  with o u t  p r o p er   s h ield in g   [ 2 7 ] ,   [ 2 8 ] .     2 . 2 . 2 .   Vo lt a g e  m e a s urem ent   us ing   v o lt a g e  t ra ns du ce r   L V 2 5 P   T h e  L V2 5 - P  v o ltag e  tr an s d u c er   u s es  a  Hall  ef f ec t  clo s ed - lo o p   d esig n   to   m ea s u r e  h ig h   v o l tag es  with   elec tr ical  is o latio n .   T h e  p r ac tical  im p lem en tatio n   o f   th e  p r o p o s ed   L V2 5 - P - b ased   v o ltag e  m ea s u r em en t  cir cu it  is   illu s tr ated   in   Fig u r e  3 .   Fo r   o p tim al  ac cu r ac y ,   t h e  p r im ar y   r esis to r   2   s h o u ld   p r o d u ce   a  1 0   m A  n o m in al   cu r r en t.  Usi n g   h ig h e r   2   ( e. g . ,   5 0   k Ω )   r ed u ce s   p o wer   lo s s   b u t  also   ac cu r ac y .   T o   en s u r e  s tab ilit y   an d   m in im ize  th er m al  d r if t,  2   s h o u ld   r em ain   lo w  r elativ e  to   th e  p r im ar y   win d in g   r esis tan ce ,   m a k in g   th e  s y s tem   s u itab le  f o r   v o ltag es f r o m   1 0   V  to   5 0 0   V.   A  m ea s u r em en t  b o ar d   b ased   o n   th e  L V2 5 - P  is   r elativ ely   ex p en s iv e,   co s tin g   ar o u n d   5 0 $ ,   co m p ar e d   to   o th er   s o lu tio n s .   Ho wev er ,   its   h ig h   r eliab ilit y   an d   p r ec is io n   m ak e   it  an   ex ce llen t  c h o i ce   f o r   a p p licatio n s   r eq u ir in g   ac cu r ate  v o ltag e  m e asu r em en ts   with   g alv an ic  is o l atio n .     2 . 2 . 3 .   Curre nt  m ea s urem ent   us ing   s hu nt  re s i s t o r   A  s h u n t  r esis to r   g en er ates  a  v o ltag e  p r o p o r tio n al  to   th e  cu r r en t  p ass in g   th r o u g h   it.  I m p ed an ce   m atch in g   an d   is o latio n   am p lif ier s   ar e  u s ed   to   e n s u r e  co m p a tib ilit y   an d   s af ety .   T h e  m ajo r   ad v an tag es  o f   th is   ap p r o ac h   in clu d e  its   s im p licity ,   co s t - ef f ec tiv e n ess ,   an d   h i g h   ac cu r ac y   f o r   l o w - cu r r e n t   ap p licatio n s   [ 2 9 ] .   Ho wev er ,   it  h as  lim itatio n s   s u ch   as  h ea t  d is s ip atio n   at  h i g h   cu r r e n ts   an d   th e  n ee d   f o r   ca r ef u l  d esig n   to   m in im ize  p o wer   lo s s es.  T h e  p r ac tical  im p lem en tatio n   o f   th e   cu r r en t  m ea s u r em e n t  b o a r d   b ased   o n   a  r esis tiv e  s h u n t  is   illu s tr ated   in   Fig u r e  4 .   T h e  esti m ated   c o s t  o f   t h is   s h u n t  r esis to r - b ased   m ea s u r em e n t  b o ar d   is   ar o u n d     1 5 $   to   2 5 $ .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o s t - effec tive  h a r d w a r e  s o lu ti o n s   fo r   ex p erimen ta l v a lid a tio n   in   r en ewa b le  en erg y   …  ( Ya s s in e  E l A s r i )   1291   2 . 2 . 4 .   Curre nt  m ea s urem ent   us ing   a   L A5 5 P   T h e  L A5 5 - P  is   a  h ig h - p r ec is io n   clo s ed - lo o p   Hall - ef f ec t  c u r r en t  s en s o r   d esig n ed   f o r   AC   an d   DC   cu r r en t  m ea s u r em e n t  in   in d u s tr ial  an d   p o wer   elec tr o n ics  ap p licatio n s   [ 3 0 ] .   T h e  m ea s u r em e n t  cir cu it  b ased   o n   th e  L A5 5 - P  c u r r e n t  s en s o r   is   s h o wn   in   Fig u r e  5 .   T h is   is o lat io n   en h an ce s   s af ety   a n d   n o is e  im m u n ity ,   m ak i n g   it id ea l f o r   ap p licatio n s   in   p o wer   in v er ter s ,   m o to r   c o n tr o l,   an d   r en ewa b le  e n er g y   s y s tem s .   T h e  u s ed   Hall - ef f ec t   cu r r en t s en s o r   o f f e r s   h ig h   ac cu r ac y ,   f as t r esp o n s e,   an d   lo w  p o wer   co n s u m p tio n ,   m ak in g   it  i d ea l  f o r   d y n am ic  cu r r en t  s en s in g   in   h ig h - s p ee d   p o wer   s u p p lies .   A  s in g le  v er s atile  m ea s u r em en t  b o ar d   was  d esig n ed   t o   m ea s u r e  b o th   v o ltag e   an d   cu r r en t,  d if f er in g   o n ly   b y   in p u t   r esis to r   v alu es.  I t  s u p p o r ts   AC /D C   s ig n als,  p r o v id es  ad ju s tab le  g ain   an d   o f f s et  f o r   u n ip o lar   s y s tem s ,   an d   en s u r es   g alv an ic  is o latio n .   Ho wev er ,   th e  L A5 5 - P so lu tio n   r em ain s   r elativ ely   e x p en s iv e   ( ≈   $ 5 0 )   c o m p ar ed   to   o th er   alt er n ativ es.           Fig u r e  3 .   Me asu r em e n t v o lta g e  b o ar d   b ased   o n   L V2 5 P           Fig u r e  4 .   Me asu r em e n t c u r r en t b o ar d   b ased   o n   r esis tiv e  s h u n t           Fig u r e  5 .   Me asu r em e n t  c u r r en t b o ar d   b ased   o n   L A5 5 P   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 :  1 2 8 7 - 1 2 9 8   1292   2 . 3 .     I s o la t ed  co ntr o l mo du le  f o r  I G B T   a nd   M O SF E T   dri v er s   Dr iv in g   MO SF E T s   an d   I GB T s   with   PW M  s ig n als  th r o u g h   an   o p to co u p ler - b ased   d r i v er ,   s u ch   as  th e   T L P3 5 1   s er ies,  is   ess en tial f o r   en s u r in g   r elia b le  an d   e f f icien t   s witch in g   in   p o wer   elec tr o n ic s   ap p licatio n s .   T h e  s ch em atic  d iag r am   o f   th e  T L P3 5 1 - b ased   is o lated   g ate  d r iv er   cir cu it  u s ed   f o r   MO SF E T   an d   I GB T   s witch in g   is   s h o wn   in   Fig u r e   6 .   Fro m   th e  d atash ee t,  th e   T L P3 5 1   o f f er s   a d v an tag es   s u ch   as   a   b u ilt - in   L E D  a n d   p h o to d etec to r ,   e n s u r in g   f ast  r esp o n s e  tim es  an d   m in im al  p r o p ag atio n   d elay .   I t   also   f ea tu r es  a  wid e  o p er atin g   tem p er atu r e  r a n g e  ( - 40   °C   to   8 5   °C )   an d   a  h i g h   is o latio n   v o ltag e  o f   u p   to   3 7 5 0   Vr m s   [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] .   T o   m a x im ize  v e r s atility ,   we  h av e  d ev elo p e d   a   cu s to m   d r i v er   b o ar d   with   m u ltip le  o u tp u ts ,   f u lly   co m p atib le  with   v ar io u s   co n tr o l  p latf o r m s   s u ch   as  Ar d u in o ,   E SP 3 2 ,   T I   C 2 0 0 0   m icr o co n tr o ller s ,   an d   FP GAs.   T h is   m u lti - o u tp u t  d r i v er   b o a r d   s im p lifie s   in teg r atio n   in to   d iv er s e  s y s tem s ,   p r o v id in g   a   r eliab le  an d   co s t - ef f ec tiv e  s o lu tio n   f o r   co n t r o llin g   h ig h - p o wer   elec tr o n ic  s witch es  in   a  wid e  r an g e   o f   ap p licatio n s .   T h e   esti m ated   co s t o f   th is   d r iv er   g ate  b o ar d   is   ar o u n d   2 0 $ .           Fig u r e  6 .   Sch em atic  d iag r am   o f   MO SF E T /I GB T   g ate  d r iv er       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    T h e  p r o p o s ed   m ea s u r em en t  a n d   co n tr o l  b o ar d s   wer e  e x p er im en tally   v alid ated   th r o u g h   a   s er ies  o f   test s   d esig n ed   to   ass es s   th eir   ac cu r ac y   an d   r eliab ilit y   u n d er   r ea l  o p er atin g   co n d itio n s .   Fig u r e  7   illu s tr ates  th e  d ev elo p e d   Mo s f et/I GB T   g ate  d r iv er   b o ar d .   T h is   cir c u it  was  d esig n ed   t o   p r o v id e   is o lated   an d   r eliab le  c o n tr o l  s ig n als  to   p o wer   s em ico n d u cto r   s witch es.  I t  in clu d es  o p to co u p ler s   f o r   g alv a n ic  is o latio n   an d   d is cr ete  co m p o n en ts   to   en s u r e  s ig n al  in teg r ity   an d   d r i v e  s tr en g th .   Fig u r e  8   s h o ws  th e  ex p er im e n tal  s etu p   u s ed   t o   v alid ate  t h e  m ea s u r em e n t  b o a r d .   T h e  test   b en ch   in clu d es  s ig n al  g e n er ato r s ,   m u ltime ter s ,   an d   an   o s cillo s co p e  to   v e r if y   th e  ac c u r ac y   an d   d y n am ic  r esp o n s e  o f   th e  cir cu it  u n d er   v a r io u s   in p u t   co n d itio n s .   T h e  r esu lts   co n f i r m   th at  th e  p r o p o s ed   h ar d war e  m ee ts   th e  ex p ec ted   p er f o r m an ce   c r iter ia  in   ter m s   o f   lin ea r ity ,   im p e d an ce   m atch in g ,   g al v an ic  is o latio n ,   an d   n o is e  f ilter in g .   T h is   d em o n s tr ates th e  f ea s ib ilit y   an d   r o b u s tn ess   o f   th e  lo w - co s t s o lu tio n   d e v elo p e d   in   th e  la b o r ato r y .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o s t - effec tive  h a r d w a r e  s o lu ti o n s   fo r   ex p erimen ta l v a lid a tio n   in   r en ewa b le  en erg y   …  ( Ya s s in e  E l A s r i )   1293       Fig u r e  7 .   M OSFET /I GB T   g ate  d r iv er   b o ar d           Fig u r e  8 .   T est o f   m ea s u r em e n t b o ar d       3 . 1 .     Vo l t a g e  div ider  ba s ed  bo a rd  re s ults   T h e  m ea s u r em en t  r esu lts   o b t ain ed   u s in g   th e  v o ltag e  d iv id er   cir cu it  ar e  p r esen ted   in   T a b le  1 .   T h is   tab le  s h o ws   th e  r elatio n s h ip   b etwe en   th e  in p u t  v o ltag e  a n d   th e  co r r esp o n d i n g   o u tp u t   v o ltag e  ac r o s s   th e  d iv id er .   T ab le  1   p r esen ts   th e  an alo g   v o ltag e  m ea s u r e m en t s   f o r   AC   an d   DC   s ig n als,  r esp ec tiv ely ,   u s in g   a  v o ltag e  d iv id er .   I n   b o th   ca s es,  th e   m ea s u r ed   v alu es   s h o w  g o o d   lin ea r ity   with   n ea r ly   c o n s tan t  r atio s   ar o u n d   0 . 0 2   f o r   AC   an d   0 . 0 1 1   f o r   DC   co n f ir m in g   th e   p r o p er   o p er atio n   o f   t h e  d iv id er .   Me a s u r em en t  er r o r s   ar e   g en er ally   l o w,   th o u g h   s lig h tly   h ig h e r   f o r   v er y   s m all  o r   h ig h   v o ltag e   lev els  d u e   to   r eso lu tio n   lim its   o r   m in o r   non - lin ea r ity .     3 . 2 .     L V2 5 P   ba s ed  bo a rd  re s ults   T h e  f o llo win g   m ea s u r em en t  tab les  co r r esp o n d   t o   a  v o ltag e  s en s in g   s y s tem   b ased   o n   th e  L V2 5 P   Hall - ef f ec t  tr an s d u ce r .   T h is   b o ar d   is   d esig n ed   to   m ea s u r e   b o th   DC   an d   AC   an al o g   v o lta g es  u s in g   a  v o ltag e   d iv id er   co n f ig u r atio n   an d   s ig n al  co n d itio n i n g   cir cu itr y .   T a b le  2   p r esen ts   th e  p er f o r m a n c e  o f   th e  s y s tem   f o r   DC   an d   AC   v o ltag e  in p u ts ,   r es p ec tiv ely .     T h e  r esu lts   d e m o n s tr ate  a   co n s is ten t  an d   n ea r l y   lin ea r   r esp o n s e  o f   th e  L V2 5 P - b ased   b o a r d .   Fo r   DC   v o ltag es,  th e  r atio   r em ain s   ar o u n d   0 . 0 1   with   lo w  er r o r   p er ce n tag es,  ex ce p t  at  lo w  v o ltag es  ( e. g . ,   5   V  an d     - 5   V)   wh er e  ac cu r ac y   d ec r ea s es  d u e  to   r eso lu tio n   lim itatio n s .   Similar ly ,   f o r   AC   v o ltag es,  th e  s y s tem   s h o ws   s tab le  b eh av io r   with   a   co n s tan t r atio   o f   a p p r o x im ately   0 . 0 1 1 .     3 . 3 .     Curre nt  s hu nt  re s is t o r  ba s ed  bo a rd  re s ult s   T ab le  3   p r esen ts   th e  ex p e r im en tal  r esu lts   o b tain ed   u s in g   th e  s h u n t - r esis to r - b ased   cu r r en t   m ea s u r em en t  b o ar d   f o r   b o th   DC   an d   AC   cu r r en t  m ea s u r em en ts .   T h e  r esu lts   ar e  u s ed   to   e v alu ate  th e  ac cu r ac y   an d   lin ea r ity   o f   t h e  p r o p o s ed   c u r r en t  s en s in g   cir cu it  o v er   th e   test ed   o p er atin g   r an g e .   T h e   r e s u lts   s h o w  a  s tab le   co n v er s io n   r atio   o f   ap p r o x im ately   0 . 1 0 5   f o r   DC   an d   0 . 2   f o r   AC ,   co n f ir m in g   th e  lin ea r   b eh av io r   o f   th e  m ea s u r em en t  s etu p .   T h e  a b s o lu te  er r o r   r em ain s   b elo w  ap p r o x im ately   7 . 3 %  o v er   t h e  test ed   r an g e,   with   th e  lar g est d ev iatio n s   o b s er v e d   f o r   s o m e  AC   o p er atin g   p o in ts .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 :  1 2 8 7 - 1 2 9 8   1294   T ab le  1 .   Div id e r   b o a r d   u n d er   DC   v o ltag e  v s .   AC   v o ltag e   D C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %     A C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %   9   0 . 1 7 5   0 . 0 1 9 4   8 . 75   2 . 7 7 7     6   0 . 0 6 2   0 . 0 1 0 3   5 . 63   6 . 06   60   1 . 1 9 7   0 . 0 1 9 9   59 . 85   0 . 25     9   0 . 1   0 . 0 1 1 1   9 . 05   1 . 01   1 8 0   3 . 6   0 . 02   1 8 0   0     30   0 . 3 3 6   0 . 0 1 1 2   30 . 5   1 . 8 1 8   3 6 0   7 . 28   0 . 0 2 0 2   3 6 4   1 . 1 1 1     60   0 . 6 6 6   0 . 0 1 1 1   60 . 5   0 . 9 0 9   - 3 6 0   - 7 . 3   0 . 0 2 0 2   - 3 6 5   1 . 3 8 8 8     90   0 . 9 9 2   0 . 0 1 1   90 . 1   0 . 2 0 2   - 1 0 0   - 2 . 008   0 . 02   - 1 0 0 . 4   0 . 4     1 8 0   2 . 0 1 7   0 . 0 1 1 2   1 8 3 . 3   1 . 8 6 8   - 20   - 0 . 405   0 . 0 2 0 2   - 20 . 25   1 . 25     2 2 0   2 . 4 8 5   0 . 0 1 1 2   2 2 5 . 9   2 . 6 8 5   - 5   - 0 . 105   0 . 0 2 1   - 5 . 25   5     2 4 0   2 . 7 3 5   0 . 0 1 1 3   2 4 8 . 6   3 . 5 9 8       T ab le  2 .   L V2 5 P b o ar d   u n d er   DC   v o ltag e  v s .   AC   v o ltag e   D C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %     A C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %   5   0 . 0 4 4 2   0 . 0 0 9   4 . 42   11 . 6     3   0 . 0 3 2   0 . 0 1 1   3 . 2   6 . 6 6 7   10   0 . 0 9 5 7   0 . 01   9 . 57   4 . 3     5   0 . 0 5 2   0 . 01   5 . 2   4   70   0 . 7 1 3   0 . 01   71 . 3   1 . 86     10   0 . 1 0 4 4   0 . 01   10 . 44   4 . 4   3 6 0   3 . 67   0 . 01   3 6 7   1 . 94     30   0 . 2 9 5   0 . 01   29 . 5   1 . 6 6 7   - 3 6 0   - 3 . 75   0 . 01   - 3 7 5   4 . 17     70   0 . 6 6 9   0 . 01   66 . 9   4 . 4 2 9   - 90   - 0 . 955   0 . 0 1 1   - 95 . 5   6 . 11     1 5 0   1 . 4 2 2   0 . 0 0 9   1 4 2 . 2   5 . 2   - 10   - 0 . 109   0 . 0 1 1   - 10 . 9   9     2 0 0   1 . 91   0 . 01   1 9 1   4 . 5   - 5   - 0 . 056   0 . 0 1 1   - 5 . 6   12     2 4 0   2 . 3 8 3   0 . 01   2 3 8 . 3   0 . 7 0 8       T ab le  3 .   Sh u n t - r esis to r   b o a r d   u n d er   DC   cu r r en t v s .   AC   cu r r en t   D C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %     A C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %   0 . 9 5 1   0 . 0 9 9 5   0 . 1 0 5   0 . 9 9 5   4 . 63     0 . 25   0 . 0 4 7   0 . 1 8 8   0 . 2 3 5   6   2 . 02   0 . 2 1 3   0 . 1 0 5   2 . 13   5 . 45     0 . 5   0 . 0 9 7   0 . 1 9 4   0 . 4 8 5   3   4 . 0 6 5   0 . 43   0 . 1 0 6   4 . 3   5 . 78     1   0 . 2 1 3   0 . 2 1 3   1 . 0 6 5   - 6 . 5   10 . 02   1 . 0 5 7 3   0 . 1 0 6   10 . 573   5 . 52     1 . 5   0 . 2 9 5   0 . 1 9 6 7   1 . 4 7 5   1 . 6 6 6 6 7   - 10 . 1   - 1 . 0 6 4 9   0 . 1 0 5   - 10 . 6 4 9   5 . 44     2 . 5   0 . 51   0 . 2 0 4   2 . 55   - 2   - 5 . 03   - 0 . 529   0 . 1 0 5   - 5 . 29   5 . 17     3 . 5   0 . 6 4 9   0 . 1 8 5 4   3 . 2 4 5   7 . 2 8 5 7 1   - 0 . 95   - 0 . 0 9 9 9   0 . 1 0 5   - 0 . 999   5 . 16     4   0 . 7 9 1   0 . 1 9 7 8   3 . 9 5 5   1 . 1 2 5   - 0 . 159   - 0 . 016   0 . 1 0 1   - 0 . 16   0 . 63     5   1 . 0 2 5   0 . 2 0 5   5 . 1 2 5   - 2 . 5       3 . 4 .     Curre nt  L A5 5 P   ba s ed  bo a rd  re s ults   T ab le  4   s h o ws  th e  m ea s u r em en t  r esu lts   o b tain ed   u s in g   a  cu r r en t  s en s in g   b o ar d   b ased   o n   t h e  L A5 5 P  Hall - ef f ec t  s en s o r .   T h is   cir cu it  was  d esig n ed   to   m ea s u r e   DC   cu r r en t  b y   co n v er tin g   it  in to   a  p r o p o r tio n al   v o ltag e,   wh ich   is   th en   p r o ce s s ed   an d   s ca led   f o r   an aly s is .   T h e  r atio   b etwe en   t h e  in jecte d   a n d   m ea s u r ed   c u r r e n t  v alu es  r em ain s   n ea r ly   co n s tan t  ar o u n d   0 . 0 5 ,   in d icatin g   a  lin ea r   an d   co n s is ten t  r esp o n s e.   Fo r   DC   m ea s u r em en ts ,   th e  e r r o r   r em ain s   ap p r o x im ately   1 . 2 – 1 . 5 % .   Fo r   AC   m ea s u r em en ts ,   lar g er   d e v iatio n s   ar e   o b s er v ed ,   with   t h e  m a x im u m   ab s o lu te  er r o r   r ea ch in g   a p p r o x im ately   6 . 7 % .   T h e  e x p er im e n tal  r esu lts   o b tain e d   f r o m   all  th e  d e v elo p ed   m ea s u r em en t  b o a r d s ,   in clu d in g   v o lt ag e  an d   cu r r en t  s en s in g   u s in g   L V2 5 P  an d   L A5 5 P   tr an s d u ce r s   d em o n s tr ate  co n s is ten t  lin ea r ity ,   ac ce p tab le  er r o r   m a r g in s ,   an d   r eliab le  p er f o r m an ce   ac r o s s   a   wid e  r an g e  o f   i n p u t  v al u es.  B o th   AC   an d   DC   m ea s u r em en ts   y ield ed   s tab le  r atio s ,   v alid atin g   th e  ac cu r ac y   an d   s tab ilit y   o f   th e  cir cu its   d esig n e d .       T ab le  4 .   L A5 5 P   b o ar d   u n d er   DC   cu r r en t v s .   AC   cu r r en t   D C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %     A C   i n j e c t e d   v a l u e   M e a su r e d   v a l u e   R a t i o   M e a su r e d   v a l u e *   r a t i o   Er r o r   %   3   0 . 1 5 2   0 . 0 5 1   3 . 04   1 . 33     0 . 25   0 . 2 3 8 5   0 . 9 5 4   0 . 2 3 8 5   4 . 6   15   0 . 7 3 9   0 . 0 4 9   14 . 78   1 . 47     0 . 5   0 . 4 8 8 5   0 . 9 7 7   0 . 4 8 8 5   2 . 3   40   1 . 9 7 2   0 . 0 4 9   39 . 44   1 . 4     1   1 . 0 6 7   1 . 0 6 7   1 . 0 6 7   - 6 . 7   56   2 . 7 6 2   0 . 0 4 9   55 . 24   1 . 36     1 . 5   1 . 4 7 7 5   0 . 9 8 5   1 . 4 7 7 5   1 . 5   70   3 . 4 5 4   0 . 0 4 9   69 . 08   1 . 31     2 . 5   2 . 58   1 . 0 3 2   2 . 58   - 3 . 2   76   3 . 7 5 3   0 . 0 4 9   75 . 06   1 . 24     3 . 5   3 . 35   0 . 9 5 7 1   3 . 35   4 . 3   78   3 . 8 5 1   0 . 0 4 9   77 . 02   1 . 26     4   3 . 9 5 7 5   0 . 9 8 9 4   3 . 9 5 7 5   1 . 1   81   3 . 9 9 9   0 . 0 4 9   79 . 98   1 . 26     5   5 . 1 2 7   1 . 0 2 5 4   5 . 1 2 7   - 2 . 5   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       C o s t - effec tive  h a r d w a r e  s o lu ti o n s   fo r   ex p erimen ta l v a lid a tio n   in   r en ewa b le  en erg y   …  ( Ya s s in e  E l A s r i )   1295   4.   CO NCLU SI O N    T h is   s tu d y   p r esen ted   an   in teg r ated   an d   co s t - ef f ec tiv e  f r am e wo r k   f o r   th e  e x p er im e n tal  v alid atio n   o f   r en ewa b le  en er g y   em u lato r s ,   en er g y   s to r ag e  s y s tem s ,   an d   p o wer   elec tr o n ic  ap p licatio n s .   T h e  p r o p o s ed   ap p r o ac h   ad d r ess es  o n e  o f   th e  m ain   lim itatio n s   en co u n ter ed   in   ex p er im en tal  elec tr ical  en g in ee r in g   r esear ch :   th e  h ig h   co s t  an d   lim ited   ac ce s s ib ilit y   o f   co m m er cial  p o wer   co n v er s io n ,   m ea s u r e m en t,  d a ta  ac q u is itio n ,   an d   co n tr o l  e q u ip m e n t.  R ath er   t h an   f o cu s in g   o n   a  s in g le   c o m p o n en t,  th e   d ev elo p ed   f r am ewo r k   c o m b in es  af f o r d a b le  DC /DC   p o wer   c o n v er ter   b o ar d s ,   is o lated   v o ltag e  an d   cu r r e n t  m ea s u r em en t  cir cu its ,   s ig n al  co n d itio n in g   s tag es,  g ate - d r iv er   m o d u les  f o r   MO SF E T s   an d   I GB T s ,   an d   ac ce s s ib le  co n tr o l  an d   ac q u is itio n   s o lu tio n s   with in   a  m o d u lar   ex p er im en tal  ar ch itectu r e.   T h e  ex p er im e n tal  in v esti g atio n s   d em o n s tr ated   th at  th e  d ev elo p ed   h a r d war e  ca n   p r o v id e  s tab le  o p er atio n   an d   s atis f ac to r y   m e asu r em en t  ac cu r ac y   with   ac ce p tab le  er r o r   m ar g in s   co m p a r e d   with   c o m m er cial  eq u ip m en t.  T h ese  r esu lts   co n f ir m   th at  r ed u ci n g   im p lem en tatio n   co s t  d o es  n o t  n ec e s s ar ily   p r ev en t  th e  ac h iev em en t  o f   r eliab le  ex p e r im en tal  p er f o r m an ce   f o r   r esear ch ,   p r o t o ty p in g ,   an d   ed u c atio n al  ap p licatio n s .   T h e  m o d u lar   s tr u ctu r e  o f   t h e  p r o p o s ed   p latf o r m   also   f ac ilit ates  it s   ad ap tatio n   to   d if f er en t  p o wer   lev els,   co n v er ter   t o p o lo g ies,  r en ewa b le  en er g y   em u lato r s ,   an d   e n er g y   s to r a g e  co n f ig u r atio n s .   C o n s eq u en tly ,   th e   p r o p o s ed   s o lu tio n s   p r o v id e   a   p r ac tical  a p p r o ac h   f o r   b r i d g in g   th e   g ap   b etwe en   n u m er i ca l  s im u latio n   an d   lab o r ato r y   im p lem en tatio n ,   p ar ticu lar ly   f o r   u n iv e r s ities   a n d   r esear ch   lab o r ato r ies  o p e r atin g   with   lim ited   ex p er im en tal  r eso u r ce s .   Fu tu r e  wo r k   will  ex te n d   t h is   p latf o r m   to war d   a  m o r e   in teg r ated ,   in tellig en t,  a n d   au to n o m o u s   ex p er im en tal  e n v ir o n m en t.  D ed icate d   lo w - co s t  d ata  ac q u i s itio n   b o ar d s   will  b e  d ev elo p ed   with   im p r o v e d   r eso lu tio n ,   n o is e  im m u n ity ,   b an d wid th ,   an d   elec tr ical  is o latio n ,   to g eth er   with   cu s to m ized   d r iv e r s   f o r   MA T L AB /S im u lin k   an d   L a b VI E W .   Par ticu lar   atten tio n   will  also   b e  d ev o ted   to   r ea l - tim e  o p er atio n ,   h ar d war e - in - th e - lo o p   an d   p o wer - h ar d war e - in - th e - l o o p   im p lem en tatio n ,   lo n g - ter m   r eliab ilit y   ass es s m en t,  an d   v alid atio n   u n d er   d y n am ic  o p er atin g   co n d itio n s   r e p r esen tat iv e  o f   p h o t o v o ltaic,   b atter y ,   s u p er ca p ac ito r ,   an d   h y b r id   en er g y   s y s tem s .   A  f u r th e r   r esear c h   d ir ec tio n   will  in v esti g ate  th e  in teg r atio n   o f   ar tific ial  in tellig en ce   tec h n iq u es  f o r   ad ap tiv e  co n tr o l,  an o m aly   d e tectio n ,   f au lt  d iag n o s is ,   p ar a m eter   esti m atio n ,   an d   p r ed ict iv e  m ain ten an ce .   I n   p ar allel,   th e   ex p e r im en tal  p latf o r m   will  b e  c o u p le d   with   p h y s ics - b ased   an d   d ata - d r iv en   m o d els  to   estab lis h   d ig ital  twin s   o f   r e n ewa b le   en er g y   em u lato r s ,   p o wer   co n v er ter s ,   a n d   s to r ag e   s y s tem s .   R ea l - tim e   s y n ch r o n izatio n   b etwe en   t h e  p h y s ical  p r o to ty p e  an d   its   v ir tu al  co u n ter p a r t  co u l d   en ab le   co n tin u o u s   co n d itio n   m o n ito r in g ,   o n lin e  m o d el  u p d atin g ,   p er f o r m an ce   p r ed ict io n ,   an d   in tellig en t  co n t r o l  o p tim izatio n .   Su ch   d ev elo p m e n ts   wo u ld   tr an s f o r m   th e  p r o p o s ed   lo w - c o s t  v alid atio n   f r am ewo r k   in to   a  s ca lab le  cy b er - p h y s ical   r esear ch   p latf o r m   s u p p o r tin g   ad v an ce d   ex p er im en tatio n ,   in t ellig en t  en er g y   m an a g em en t,  an d   n ex t - g en er atio n   s u s tain ab le  en er g y   s y s tem s .       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 R  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 e  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 e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Yass in e  E l A s r i   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   Ab d ellah   L ass io u i   ✓     ✓     ✓   ✓         ✓           Hass an   E l Fad il     ✓         ✓   ✓     ✓     ✓     ✓       An war   Hasn i     ✓     ✓   ✓           ✓           Ma r o u an e  E l A n ca r y     ✓         ✓       ✓             Haf s a  Ab b ad e     ✓   ✓       ✓         ✓           Mo h am m ed   C h ih e b   ✓           ✓         ✓       ✓     Mo h am ed   Ko u n d i   ✓   ✓       ✓         ✓               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       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 :  1 2 8 7 - 1 2 9 8   1296   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  d ata   s u p p o r tin g   th e   f i n d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   a v ailab le  with in   th e  a r ticle.   Ad d itio n al  ex p er im en tal  d ata   ca n   b e   o b tai n ed   f r o m   th e  c o r r esp o n d in g   au th o r   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   G .   D e   C a r n e   e t   a l . ,   “ P o w e r   h a r d w a r e - in - t h e - l o o p   f o r   e l e c t r i c a l   s y st e ms :   f r o m  r e s e a r c h   e x p e r i e n c e   t o   g u i d e l i n e s  f o r   i n d u st r i a l   t e st i n g , ”   I E EE  O p e n   J o u r n a l   o f   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   7 ,   p p .   8 2 2 – 8 4 2 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP E L. 2 0 2 6 . 3 6 6 6 7 6 2 .   [ 2 ]   S .   H .   A l e y a si n ,   A .   S a f a e i n a sa b ,   M .   T.   K e j a n i ,   K .   A b b a s z a d e h ,   a n d   H .   Ta r z a mn i ,   “ D e s i g n   c o n s i d e r a t i o n   a n d   e x p e r i m e n t a l   v a l i d a t i o n   o f   a   c o mm o n   g r o u n d e d   h i g h   s t e p - u p   D C - D C   c o n v e r t e r   w i t h   h i g h   v o l t a g e   g a i n   i n   b o t h   h i g h   a n d   l o w   d u t y   c y c l e s , ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   2 7 8 9 3 – 2 7 9 0 7 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 4 0 3 8 1 .   [ 3 ]   M .   S e g u r a ,   R .   B a r c e n a ,   T.   P o g g i ,   a n d   A .   J.  C a l d e r ó n ,   “ T o w a r d   c o st - e f f e c t i v e   h a r d w a r e - in - t h e - l o o p   si m u l a t i o n s :   i mp l e me n t a t i o n   o f   a   g e n e r i c   c o - s i mu l a t i o n   i n t e r f a c e   i n   a   st a b i l i t y   s t u d y   f o r   o r t h o g o n a l   c u t t i n g , ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 5 2 5 4 6 – 1 5 2 5 6 5 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 6 0 3 2 6 2 .   [ 4 ]   M .   N .   H o w l a d e r   e t   a l . ,   “ D e si g n   a n d   i mp l e m e n t a t i o n   o f   a   l o w - c o s t   I o T - e n a b l e d   d u a l - a x i s   p h o t o v o l t a i c   t r a c k i n g   s y st e m  w i t h   e x p e r i me n t a l   a n d   s i mu l a t i o n - b a se d   v a l i d a t i o n , ”   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   S y s t e m s  a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p .   4 4 ,   A p r .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s4 3 0 6 7 - 0 2 6 - 0 0 3 5 1 - z.   [ 5 ]   H .   A .   M o s a l l a m  a n d   E.   A .   B a d r a n ,   “ A   sy st e ma t i c   r e v i e w   o f   D C – D C   c o n v e r t e r   t e c h n o l o g i e s :   t r a d i t i o n a l ,   b i d i r e c t i o n a l ,   a n d   i mp e d a n c e - s o u r c e   t o p o l o g i e s,”   D i sc o v e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   1 6 ,   F e b .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 4 2 9 1 - 026 - 0 0 1 6 8 - 0.   [ 6 ]   E.   H .   A b o a d l a ,   K .   A .   K a d i r ,   A .   H a ss a n ,   a n d   I .   A l h a mr o u n i ,   “ H i g h - p r e c i s i o n   i s o l a t e d   A C   p o w e r   me a su r e me n t   s y st e m  f o r   r e l i a b l e   a n d   e f f i c i e n t   e n e r g y   m o n i t o r i n g , ”   I EE E  Ac c e ss ,   v o l .   1 4 ,   p p .   3 0 5 8 5 – 3 0 5 9 3 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 6 . 3 6 6 0 6 6 0 .   [ 7 ]   S .   K .   B h o i   e t   a l . ,   “ O v e r v i e w   o f   d i g i t a l   t w i n   d e v e l o p me n t   i n   p o w e r   e l e c t r o n i c s, ”   I EE E  O p e n   J o u rn a l   o f   P o w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   6 ,   p p .   1 7 3 7 – 1 7 5 8 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP EL. 2 0 2 5 . 3 6 1 5 2 3 8 .   [ 8 ]   P .   K r i t p r a j u n   e t   a l . ,   “ C o n v e r t e r - b a se d   s u p e r c a p a c i t o r   e m u l a t o r   f o r   p h o t o v o l t a i c   a p p l i c a t i o n s,”   I EEE   O p e n   J o u rn a l   o f   I n d u st r y   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   6 ,   p p .   1 7 8 – 1 9 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JI A . 2 0 2 5 . 3 5 6 3 6 8 8 .   [ 9 ]   A .   G r o v e r ,   S .   K u mar,   T.   S i n g h ,   A .   S i n g h ,   a n d   D .   P .   S i n g h ,   “ D e s i g n   a n d   l a b o r a t o r y   t e s t i n g   o f   a   h y b r i d   r e n e w a b l e   e n e r g y   s y st e m   u si n g   c o mm e r c i a l   o f f - t h e - s h e l f   c o m p o n e n t s, ”   D i s c o v e r   E n e r g y ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p .   2 3 ,   A u g .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 3 9 3 7 - 025 - 0 0 0 9 2 - 6.   [ 1 0 ]   E.   A .   Y e b o a h   e t   a l . ,   “ D e v e l o p me n t   o f   a n   I o T - e n a b l e d   smar t   p l u g   f o r   i n t e l l i g e n t   e n e r g y   mo n i t o r i n g   i n   h o u s e h o l d   a p p l i a n c e s , ”   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   S y st e m s  a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p .   6 1 ,   J u n .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 3 0 6 7 - 0 2 6 - 0 0 3 7 0 - w.   [ 1 1 ]   A .   F a r g h l y   e t   a l . ,   “ A   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w   o f   w i r e l e ss   p o w e r   t r a n sf e r   t e c h n i q u e s   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 , ”   I EE E  A c c e ss ,  v o l .   1 3 ,   p p .   1 9 9 6 8 3 – 1 9 9 7 1 8 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 6 3 5 4 0 8 .   [ 1 2 ]   A .   C .   I b e ,   U .   H y c e n t ,   J.   O .   H y g i n u s,   P .   O .   E z u l u i k e ,   P .   E z e o n w e l u ,   a n d   C .   U .   E y a ,   “ D e s i g n   a n d   c o n st r u c t i o n   o f   a   smar t   b a t t e r y   c h a r g e r , ”   D i sc o v e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   3 0 ,   M a r .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 4 2 9 1 - 026 - 0 0 1 8 0 - 4.   [ 1 3 ]   F .   G o e k e ,   J .   H o h ma n n ,   R .   P a l a n i a p p a n ,   a n d   C .   R e h t a n z ,   “ H a r d w a r e - in - t h e - l o o p   t e s t i n g   f o r   l o w - i n e r t i a   g r i d s,”   e + i   El e k t r o t e c h n i k   u n d   I n f o rm a t i o n st e c h n i k ,   v o l .   1 4 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 – 2 9 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 0 2 - 024 - 0 1 3 0 4 - y.   [ 1 4 ]   F .   A s h r a f i d e h k o r d i ,   G .   B u t i c c h i ,   P .   K o t s a mp o p o u l o s ,   a n d   G .   D e   C a r n e ,   “ I mp a c t   o f   t h e   c o n v e r t e r   c o n t r o l l e r   o n   p o w e r   h a r d w a r e - in - t h e - l o o p   t e st i n g   st a b i l i t y   a n d   a c c u r a c y , ”   I EE E  O p e n   J o u rn a l   o f   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   6 ,   p p .   1 8 6 2 – 1 8 7 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP EL. 2 0 2 5 . 3 6 2 3 1 6 9 .   [ 1 5 ]   Y .   El   A sr i ,   H .   E l   F a d i l ,   A .   L a ssi o u i ,   A .   J b a r i ,   A .   H a s n i ,   a n d   M .   E l   A n c a r y ,   “ R e a l   t i me  f a u l t   d e t e c t i o n ,   c l a ssi f i c a t i o n   a n d   l o c a l i z a t i o n   i n   t r a n sm i ssi o n   l i n e s   w i t h   La b V I EW  a c q u i s i t i o n   a n d   p r o c e ss i n g , ”   I n t e rn a t i o n a l   Re v i e w   o f   El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   ( I REE) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 ,   p .   1 0 0 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 5 8 6 6 / i r e e . v 2 0 i 2 . 2 5 9 1 0 .   [ 1 6 ]   D .   R o j a s ,   J.  M u ñ o z ,   D .   M u r i l l o - Y a r c e ,   M .   R i v e r a ,   a n d   P .   W h e e l e r ,   “ C o n t r o l   o f   a   f o u r - p o r t   D C – D C   c o n v e r t e r   f o r   p h o t o v o l t a i c   sy st e ms  i n t e g r a t i n g   b a t t e r i e s   a n d   s u p e r c a p a c i t o r s , ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 4 ,   p p .   1 5 9 4 5 – 1 5 9 6 7 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 6 . 3 6 5 7 5 2 7 .   [ 1 7 ]   C .   G e n g ,   Z .   Zh a n g ,   a n d   C .   L i u ,   “ A   d u a l - c h a n n e l   p a r a l l e l - t o p o l o g y   i so l a t e d   D C - D C   c o n v e r t e r   w i t h   o n - c h i p   c o r e l e ss  t r a n sf o r mer, ”   D i sco v e r   El e c t ro n i c s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   7 3 ,   M a y   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 4 2 9 1 - 0 2 6 - 0 0 2 2 4 - 9.   [ 1 8 ]   M .   K .   R .   N o o r ,   A .   P o n n i r a n ,   A .   A b u   B a k a r ,   M .   A .   N .   K a s i r a n ,   a n d   M .   H .   Y a t i m,  “ S EPI C - C u k   c o n v e r t e r   a n d   d u a l - o u t p u t - p o l a r i t i e s  ( D O P )   c o n v e r t e r   c o m p a r i s o n s  b a se d   o n   o p t i mi z a t i o n   p a r a me t e r   d e s i g n   a n d   c o m p o n e n t   n u m b e r   r e d u c t i o n , ”   J o u r n a l   o f   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   2 6 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 0 2 – 1 0 1 3 ,   M a y   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 3 2 3 6 - 0 2 5 - 0 1 1 2 3 - 0.   [ 1 9 ]   Y .   S e g h r o u c h n i ,   M .   Y e ss e f ,   S .   M o t a h h i r ,   B .   B o ss o u f i ,   S .   A .   A l q a h t a n i ,   a n d   Z.   M .   S .   E l - B a r b a r y ,   “ V - mo d e l   d e si g n   a n d   e x p e r i me n t a l   v a l i d a t i o n   f o r   r o b u s t   d i r e c t   p o w e r   c o n t r o l   o f   w i n d   e n e r g y   c o n v e r s i o n   s y s t e ms, ”   I EE E  A c c e s s ,   v o l .   1 4 ,   p p .   3 2 3 0 8 – 3 2 3 2 5 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 6 . 3 6 6 8 4 5 4 .   [ 2 0 ]   E.   A g i r r e z a b a l a ,   A .   P o r t i l l o ,   I .   A i z p u r u ,   D .   G a r r i d o ,   M .   L a j a s,  a n d   S .   S c h mi e s,  “ S i m p l e   a n d   a f f o r d a b l e   v a r i a b l e   v o l t a g e   s u p p l y   f o r   g a t e   v o l t a g e   s e l e c t i o n   i n   h a r d w a r e - b a sed   A TC   i mp l e m e n t a t i o n , ”   I EE E  O p e n   J o u rn a l   o f   P o w e r  El e c t ro n i c s ,   v o l .   7 ,   p p .   7 7 6 – 7 9 2 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JP EL. 2 0 2 6 . 3 6 6 6 4 7 9 .   [ 2 1 ]   S .   L a a f a r ,   N .   B o u m a a z ,   A .   El b a c h a ,   B .   La m u a d n i ,   A .   M a a l i ,   a n d   A .   S o u l m a n i ,   “ I mp a c t   o f   t h e   e x t e r n a l   g a t e   r e s i st a n c e   o n   t h e   p o w e r   C o o l M O S   t r a n s i st o r   t r a n s i e n t   s w i t c h i n g   d y n a m i c s , ”   An a l o g   I n t e g r a t e d   C i rc u i t s  a n d   S i g n a l   Pro c e ss i n g ,   v o l .   1 2 5 ,   n o .   1 ,   p .   9 ,   O c t .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 7 0 - 0 2 5 - 0 2 4 8 7 - w.   [ 2 2 ]   Y .   El   A sr i   e t   a l . ,   “ P V   e m u l a t o r   b a se d   o n   D C - D C   b u c k   c o n v e r t e r   a n d   P I   c o n t r o l l e r , ”   EP J   We b   o f   C o n f e r e n c e s ,   v o l .   3 3 0 ,   p .   0 1 0 0 2 ,   Ju n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 5 1 / e p j c o n f / 2 0 2 5 3 3 0 0 1 0 0 2 .   [ 2 3 ]   A .   F a r g h l y ,   A .   S .   A b d e l - K h a l i k ,   M .   S .   H a m a d ,   a n d   R .   A .   R .   H a m d y ,   “ I n p u t - ser i e s  o u t p u t - p a r a l l e l   c o n n e c t e d   so l i d - st a t e   t r a n sf o r mer   e m p l o y e d   a t   s h i p b o a r d   a p p l i c a t i o n s, ”   i n   2 0 2 3   I EEE   C o n f e r e n c e   o n   P o w e r  El e c t ro n i c s   a n d   Re n e w a b l e   E n e r g y   ( C PERE ) ,   I EEE,   F e b .   2 0 2 3 ,   p p .   1 – 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C P E R E 5 6 5 6 4 . 2 0 2 3 . 1 0 1 1 9 5 9 3 .   [ 2 4 ]   Y .   El   A sr i   e t   a l . ,   “ E n h a n c e d   P V   e m u l a t o r   p e r f o r ma n c e   u s i n g   D C - D C   b u c k   c o n v e r t e r , ”   i n   L e c t u re  N o t e s  i n   N e t w o rks  a n d   S y st e m s ,  v o l .   1 6 4 1   LN N S ,   2 0 2 6 ,   p p .   4 1 5 – 4 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 032 - 0 6 0 6 1 - 7 _ 3 3 .   [ 2 5 ]   A .   F a r g h l y ,   A .   E l ser o u g i ,   A .   A b d e l ‐ k h a l i k ,   a n d   R .   H a md y ,   “ A   h y b r i d   m i x e d ‐ c e l l s  D C ‐ D C   mo d u l a r   m u l t i l e v e l   c o n v e r t e r   w i t h   b a l a n c e d   a r m  e n e r g y   a n d   D C   f a u l t   b l o c k i n g   c a p a b i l i t y   f o r   h i g h   v o l t a g e   d i r e c t   c u r r e n t   sy s t e ms , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C i r c u i t   T h e o ry  a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   5 2 ,   n o .   9 ,   p p .   4 5 5 6 – 4 5 8 1 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / c t a . 3 9 4 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.