Sistema convertidor DC-DC tipo Buck-Boost con control PWM orientado a generar media onda senoidal para aplicaciones de electrónica de potencia.

Abstract

Este trabajo aborda el diseño, la simulación y el montaje práctico de un convertidor DC-DC tipo Buck-Boost. ¿El objetivo principal? Sintetizar una envolvente de voltaje en media onda senoidal con una duración exacta de 8.33 ms, justo lo que corresponde a un semiciclo de 60 Hz, utilizando modulación por ancho de pulso (PWM) digital.Para lograrlo, dividimos el desarrollo en tres etapasbien claras:Análisis y simulación: Caracterizamos el circuito analíticamente y probamos su comportamiento ante variaciones dinámicas en el ciclo de trabajo.Diseño de hardware y control: Diseñamos la tarjeta de circuito impreso (PCB) bajo criterios estrictos de compatibilidad electromagnética. Al mismo tiempo, programamosun microcontrolador ESP32 aprovechando sus temporizadores de alta precisión para recorrer una tabla de búsqueda (LUT).Validación en laboratorio: Ensamblamos el prototipo físico y evaluamos su desempeño real mediante mediciones de temperatura y capturas oscilográficas. Laspruebas de laboratorio confirmaron que el sistema genera la semi-ondasenoidal de forma limpia, permitiendo ajustar su tensión pico sin problemas. El convertidor trabajó a una frecuencia de conmutación de 40 kHz, alcanzando un Error Porcentual Medio Absoluto (MAPE) por debajo del 4.2% frente a la referencia teórica y una eficiencia global del 88.5%. Estos datos demuestran que es perfectamente viable reconstruir este tipo de envolventes dinámicas con topologías DC-DC, dejando de lado los transformadores voluminosos de baja frecuencia.