Diseño y prueba de un convertidor reductor y su control para posterior fabricación de un convertidor de potencia CC-CC (elevador-reductor).

Abstract

Este trabajo explora el diseño y fabricación de un convertidor de potencia elevador-reductor para iluminar un LED. El proyecto profundiza el bloque reductor, que incluye un convertidor reductor, su control asociado y un circuito temporizador. El convertidor reductor tiene como finalidad mantener la corriente a la salida de la placa a 1 amperio. Se determina que el controlador a utilizar es un controlador PI con retroalimentación negativa.

Con la ayuda de herramientas de simulación de circuitos, se concluye que el diseño al que se ha llegado es satisfactorio. Se escogen componentes que se adecúen a los valores diseñados. Previo a la compra de estos, se procede a una nueva simulación teniendo en cuenta las pérdidas reales que pueden acarrear para así verificar el rendimiento. De nuevo, al superar esta simulación de forma satisfactoria, se encargan los componentes.

En Altium Desginer se crea una placa que incorpore los diseños del bloque reductor junto al bloque elevador para generar un archivo gerber y encargar la placa base. Una vez se recibe la placa, se monta y se prueba que el funcionamiento es el esperado. Los resultados obtenidos muestran que el diseño asegura que se cumple con todas las especificaciones de diseño del solicitante. Se consigue mantener una corriente constante de 1A a través del LED, un rendimiento del 93% a máxima potencia y rizados por debajo de los límites permitidos. Por lo tanto, el producto está listo para ser entregado y producido a gran escala.

This paper explores the design and fabrication of a step-up step-down power converter to illuminate an LED. The project delves into the step-down block, which includes a step-down converter, its associated control and a timer circuit. The step-down converter is intended to maintain the current at the output of the board at 1 ampere. The controller to be used is determined to be a PI controller with negative feedback.

With the help of circuit simulation tools, it is concluded that the design arrived at is satisfactory. Components are chosen to match the designed values. Prior to the purchase of these components, a new simulation is carried out, taking into account the real losses that they may entail in order to verify the performance. Again, once this simulation is satisfactorily passed, the components are ordered.

In Altium Desginer a board is created incorporating the designs of the reducer block together with the riser block to generate a gerber file and order the base plate. Once the board is received, it is assembled and tested to ensure that it performs as expected. The results obtained show that the design ensures that all of the applicant's design specifications are met. It manages to maintain a constant current of 1A through the LED, 93% efficiency at full power and ripple below the allowable limits. Therefore, the product is ready to be delivered and produced on a large scale.