Diseño, simulación y montaje experimental de un módulo didáctico para prácticas de control de un convertidor dc/dc

Abstract

[ES] En el presente trabajo final de grado se describe el diseño de un módulo didáctico basado en un convertidor DC-DC con control analógico para su posterior uso, por alumnos de la ETSID de la Universidad Politécnica de Valencia, en prácticas de control de convertidores DC-DC. Mediante este módulo didáctico, se pretende proporcionar al alumno una experiencia práctica para consolidar conocimientos teóricos adquiridos en diferentes disciplinas relacionadas con el control de convertidores DC-DC. A lo largo del documento, se realizará un estudio de las diferentes topologías de convertidores DC-DC con el fin de seleccionar la más adecuada, se describirá la secuencia de diseño de los componentes necesarios para la implementación del convertidor y se detallará la distribución recomendada de componentes y pistas en la placa de circuito impreso para obtener un prototipo funcional y eficiente. Finalmente, se expondrán los resultados obtenidos tanto en simulación como en el laboratorio para demostrar el correcto funcionamiento del diseño y comprobar que es posible la utilización didáctica del prototipo construido para ilustrar el comportamiento dinámico de un convertidor DCDC con reguladores de tensión de distintas prestaciones.

[EN] In this degree final project, it’s described the design of a didactic module based on DC-DC converter with analog control for later use, by students of the ETSID of the Polytechnic University of Valencia, in control practices of DC-DC converters. Through this didactic module, it’s intended to provide the student a practical experience to consolidate theoretical knowledge acquired in different disciplines related to the control of DC-DC converters. Throughout the document, will be carried out a study of the different topologies of DC-DC converters in order to select the most appropriate one, will be described the design sequence of the components necessary for the implementation of the converter and the recommended distribution of components and traks on the printed circuit board to obtain a functional and efficient prototype. Finally, the results obtained both in simulation and in the laboratory will be presented to prove the proper functioning of the design and verify that didactic use of the prototype built to illustrate the dynamic behavior of a DC-DC converter with voltage regulators of different features is possible.

[CA] En el present treball final de grau es descriu el disseny d'un mòdul didàctic basat en un convertidor DC-DC amb control analògic per al seu posterior ús, per alumnes de l'ETSID de la Universitat Politècnica de València, en pràctiques de control de convertidors DC-DC. Mitjançant aquest mòdul didàctic, es pretén proporcionar a l'alumne una experiència pràctica per a consolidar coneixements teòrics adquirits en diferents disciplines relacionades amb el control de convertidors DC-DC. Al llarg del document, es realitzarà un estudi de les diferents topologies de convertidors DC-DC per tal de seleccionar la més adequada, es descriurà la seqüència de disseny dels components necessaris per a la implementació del convertidor i es detallarà la distribució recomanada de components i pistes a la placa de circuit imprès per obtenir un prototip funcional i eficient. Finalment, s'exposaran els resultats obtinguts tant en simulació com en el laboratori per demostrar el correcte funcionament del disseny i comprovar que és possible la utilització didàctica del prototip construït per il·lustrar el comportament dinàmic d'un convertidor DC-DC amb reguladors de tensió de diferents prestacions.