Este documento presenta un informe sobre un conversor DC/DC reductor. En primer lugar, define los conversores DC/DC y describe su funcionamiento y topologías básicas como el convertidor reductor y elevador. Luego, detalla el diseño e implementación de un circuito conversor DC/DC reductor para variar la potencia suministrada a una carga, incluyendo cálculos, simulaciones y pruebas experimentales. Finalmente, analiza los resultados obtenidos y presenta conclusiones sobre el funcionamiento del conversor reductor.

1. CONTROL ELECTRONICO DE
POTENCIA
Ing. Franklin Silva
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE ING. EN ELECTRÓNICA E
INSTRUMENTACIÓN
Control Electrónico de Potencia
Tema: Informe Conversor DC/DC
reductor
Integrantes:
Mauricio Naranjo
Fernando Zapata

2. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE
EXTENSIÓN LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
GUÍA DE PRACTICA DE LABORATORIO
CARRERA CÓDIGO DE ASIGNATURA NOMBRE DE LA ASIGNATURA
Electrónica e
Instrumentación
3352 Control Electrónico de Potencia
PRACTICA N° LABORATORIO: Laboratorio de Electrónica DURACIÓN
(HORAS)
1 TEMA: Conversor DC/DC reductor para
variar la potencia suministrada a
una carga y el análisis del circuito
2
1 OBJETIVOS
 GENERAL
 Diseñar e implementar un circuito conversor DC/DC reductor
 ESPECIFICOS
 Investigar todo lo relacionado del conversor reductor dc/dc
 Estudiar un circuito que trabaja como conversor dc/dc reductor para los diferentes tipos de
carga.
 Implementar el conversor DC/DC para controlar la potencia a las diferentes cargas
 Realizar pruebas necesarias del circuito expuesto con la finalidad de la determinación de
conclusiones acorde a lo aprendido en clases

3. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
2 RESUMEN
En este trabajo se presenta definición, características, funcionamiento y esquemas de los convertidores CD/CD
que son circuitos electrónicos de potencia, que obtienen una tensión continua en otro nivel de tensión
continua y, normalmente, proporcionan una salida regulada; lo que nos permitirá variar la potencia
suministrada a una carga y así controlar variables como la velocidad de un motor. Los circuitos descritos en
este trabajo se clasifican como convertidores CD/CD en modo conmutado o convertidores CC-CC conmutados.
Una de las principales aplicaciones es el diseño de fuentes de alimentación de continua. Además, se indica las
formas de onda de voltaje y corriente en la carga y en la fuente de cada conversor, finalmente se muestra
análisis, conclusiones y recomendaciones enfocados en los resultados obtenidos en la práctica en relación con
los resultados esperados basados en la teoría
3 ABSTRACT
In this work present the definition, characteristics, operation and diagrams of DC / DC converters are power
electronic circuits, they get a DC voltage into another DC level and typically provide a regulated output occurs;
allowing us to vary the power supplied to a load and thus control variables such as engine speed. The circuit
described in this paper are classified as converters DC / DC switched mode or switched DC-DC converters.
One of the main applications is the design of power supplies continuously. In addition, the waveforms of voltage
and current in the load and the source of each converter is shown, finally analysis, conclusions and
recommendations aimed shown in the results in practice in relation to the expected results based on theory
4 INSTRUCCIONES
 EQUIPO Y MATERIALES
 1 potenciómetro de 10KΩ
 1 resistencia de 10Ω
 1 Bobina de 10mH
 1 Capacitor de 10uf
 1 Diodo
 Osciloscopio
 Voltímetro
 Fuente de poder DC.
 Arduino 1
 Un transformador 110 VAC/12 VAC
 1 Potenciómetro 100 Kohm
 1 Protoboard
 2 Pulsadores
 1 opto transistor 4N25
 1 Capacitor 220[μF]
 Cables
 Foco incandescente

4. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
 Motor DC
A. TRABAJO PREPARATORIO
MARCO TEÓRICO
CONVERSORES DC/DC (INTRODUCCIÓN)
El objetivo de los conversores DC/DC es variar el voltaje, similar a un transformador en alterna y se
utiliza en máquinas de DC.
Topologías básicas con un solo interruptor de convertidores conmutados:
• Convertidor reductor (Buck).
• Convertidor elevador (Boost).
• Convertidor reductor-elevador (Buck-Boost).
1.1CONVERTIDOR REDUCTOR
Como implica su nombre, un convertidor reductor produce un voltaje medio de salida más bajo que el
voltaje cc de entrada Vs. Su aplicación principal es en fuentes de energía de cc regulada y el control de
velocidad de motores de cc.
En lo conceptual, el circuito básico de la figura 1a constituye un convertidor reductor para una carga
puramente resistiva. Si se supone un interruptor ideal, un voltaje de entrada instantáneo constante Vs
y una carga puramente resistiva, la forma de onda de voltaje de salida instantáneo se muestra en la
figura 1b como función de la posición del interruptor. El voltaje medio de salida se calcula en términos
de la relación de trabajo del interruptor:
Figura 1

5. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
Al variar la relación de trabajo del interruptor, se controla V . Otra observación
importante es que el voltaje medio de salida V0 varía linealmente con el voltaje de control, como es el
caso en amplificadores lineales. En las aplicaciones reales, el circuito antecedente tiene dos
desventajas:
1)En la práctica, la carga sería inductiva. Incluso con una carga resistiva, siempre habría cierta
inductancia de dispersión. Esto significa que el interruptor tendría que absorber (o disipar) la energía
inductiva y por lo mismo podría quedar destruido.
2)El voltaje de salida fluctúa entre cero y Vs , lo que no es aceptable en la mayoría de las aplicaciones.
El problema de la energía inductiva almacenada se supera mediante un diodo, como se muestra en la
figura 2a. Las fluctuaciones del voltaje de salida disminuyen mucho cuando se usa un filtro pasa bajas,
que consiste en un inductor y un condensador. La figura 2b muestra la forma de onda de la entrada
v0ifiltro pasa bajas, que consiste en un componente de cc V0, así como los armónicos en la frecuencia
de conmutación fs y sus múltiplos, como se ve en la figura 2b. Las características del filtro pasa bajas,
donde la amortiguación la proporciona el reóstato de carga R, se muestra en la figura 2c. La frecuencia
de ángulo fc de este filtro posa bajas se selecciona de modo que sea mucho más baja que la frecuencia
de conmutación, para eliminar esencialmente la ondulación o rizo de la frecuencia de conmutación en
el voltaje de salida.
Durante el intervalo en que el interruptor está encendido, el diodo en la figura 2a se vuelve de
polarización inversa, y la entrada proporciona energía tanto hacia la carga como hacia el inductor.
Durante el intervalo en que el interruptor está apagado, la corriente del inductor fluye a través del diodo,
y transfiere una parte de su energía almacenada a la carga.
En el análisis del estado permanente se supone que el condensador de filtrado en la salida es muy
grande, como suele suceder en aplicaciones que requieren un voltaje de salida instantánea v0(t) ≈ V0
casi constante.
En la figura 2a se observa que en un convertidor reductor la corriente media del inductor es
igual a la corriente media de salida I0, pues la corriente media del condensador en estado permanente
es cero.
Figura 2
1.1CONVERTIDOR REDUCTOR – ELEVADOR
Otro convertidor básico en modo conmutado es el convertidor reductor-elevador, que se muestra
en la figura 7. La salida del convertidor reductor-elevador puede ser mayor o menor que la
tensión de entrada.

6. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
Figura 3
1.1.1 RELACIONES ENTRE LA TENSIÓN Y LA CORRIENTE
Se realizan las siguientes suposiciones acerca del modo de operación del convertidor:
• El circuito opera en régimen permanente
• La corriente en la bobina es permanente
• El condensador es lo suficiente grande como para suponer una tensión de salida constante.
• El interruptor está cerrado en un tiempo DT y está abierto el resto del tiempo (1-D)T
• Los componentes son ideales.

7. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
5 ACTIVIDADES A DESARROLLAR
CALCULOS
Implementación
1. Una vez realizados los cálculos respectivos simular el circuito de la Figura 4 para comprobar el
funcionamiento del mismo
7.48 A
5.28
A 2.64 A
5.28 A

8. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
Figura 4
2. Para implementar el circuito mostrado reemplazamos el circuito oscilador por el de la
figura 5, utilizando el Arduino Uno
Figura 5
3. Obtener las formas de onda respectivas con la ayuda del osciloscopio
4. Variar la relación de trabajo y comparar los resultados obtenidos con los de la simulación
5. También se realizó una simulación en simulink

9. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
6 RESULTADOS OBTENIDOS
Llenar la tabla con los resultados obtenidos en el laboratorio.
Los colores de cada forma de onda, en los graficos, de la derecha: fucsia=pwm, verde=tensión salida reductor,
azul=corriente en la bobina.
En la izquierda: amarrilla= pwm,azul=tensión de salida, verde=corriente en la bobina, fucsia=corriente en la carga RLE.
SEÑAL OBTENIDA SIMULACION POR SOFWARE SEÑAL OBTENIDA EN EL OSCILOSCOPIO
PWM a 0%
Se puede observar que no existe ningún cambio en la salida del
conversor reductor
PWM a 25%
La señal al 25% en el pwm se pudo observar un voltaje de
salida de 2v
PWM A 40 %
º
Con un pwm del 40% se puede observar que el voltaje a
aumentado y por ende la corriente también

10. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
PWM A 75 %
El voltaje de salida es de 8v y la corriente también a aumentado
PWM A 95 %
Se puede observar que a este nivel de pwm el voltaje a llegado
casi hasta la señal de entrada pero siempre será menor al de
entrada ya que es de un conversor reductor
Pwm a 25% con la señal de corriente
En la bobina
Se puede observar que la señal de corriente es de forma
triangular

11. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
8 RECOMENDACIONES
 Es importante evitar corrientes discontinuas, mediante el redimensionamiento del filtro o variando
la frecuencia de trabajo
PWM A 75% con la señal de corriente en
la bobina
El ciclo de trabajo en ancho de pulso en bajo a disminuido al
75%
7 CONCLUSIONES
 En un conversor DC/DC es importante mantener un periodo constante para no variar al filtro.
• En un conversor DC/DC es importante mantener la frecuencia alta para disminuir el tamaño del filtro
• La frecuencia de trabajo de un conversor no debe ser muy alta para no superar las pérdidas dinámicas y así evitar
que el elemento se destruya.
• Los conversores DC/DC se los puede implementar con diodos o transistores
• En los convertidores cd-cd se utiliza el diodo para evitar que cuando el switch se abra la bobina no lo obligue a
que conduzca.
• Se debe utilizar Igbts debido que a que los transistores Mosfet no trabajan con altos voltajes
• El voltaje de salida contiene armónicas, y se necesita un filtro para solo dejar pasar la señal que nos interesa.
• Se debe tener una alta inductancia para que existe menos rizado por lo tanto la corriente tiende a ser una línea.
• Este conversor trabaja según la relación de trabajo que se requiera este producirá un voltaje de salida según lo
aprendido

12. CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA Ing. Franklin Silva
 Observe que en el convertidor reductor-elevador, la fuente nunca se conecta directamente a la
carga. La energía se almacena en la bobina cuando el interruptor está cerrado y se entrega a la carga
cuando está abierto.
9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB
 Rashid, Muhammad. H. (1993). Electrónica de Potencia, Circuito, Dispositivos y Aplicaciones. (3a
Edición). México: PEARSON EDUCACIÓN, S.A. Págs. 172-178.
 http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/4367/1/M-ESPEL-0014.pdf
 http://ciecfie.epn.edu.ec/Electronica_Potencia/laboratorios/ep/hojas%20guias/2013a/prac7_ep.htm
Elaborado por:
Ing. Franklin Silva
Docente de la asignatura
Desarrollado por:
Mauricio Naranjo
Fernando Zapata
Jefe de Laboratorio