Calculadora de convertidor buck-boost inversor

Un convertidor buck-boost inversor es una topología DC-DC conmutada que genera un voltaje de salida de polaridad opuesta a la entrada. Mientras el interruptor conduce, la fuente almacena energía en un inductor y el diodo aísla la salida. Al abrirse el interruptor, el inductor invierte su voltaje y transfiere energía por el diodo al capacitor de salida y a la carga. Variando la fracción de cada período de conmutación durante la que el interruptor conduce, se obtiene una magnitud de salida menor o mayor que el voltaje de entrada. En un convertidor ideal en conducción continua, la magnitud del voltaje de salida dividida entre el voltaje de entrada equivale al ciclo de trabajo dividido entre uno menos ese ciclo. Al despejar, ciclo de trabajo = magnitud de salida dividida entre la suma de las magnitudes de entrada y salida. Por tanto, una entrada de 12 V y una salida de magnitud 5 V requieren un ciclo ideal de aproximadamente 29.41 por ciento. El controlador real puede necesitar un ciclo algo distinto porque la ecuación ideal no incluye caídas en semiconductores, resistencia del devanado, pérdidas de conmutación ni consumo del control. La corriente de salida es la potencia de salida dividida entre la magnitud del voltaje de salida. La corriente media de entrada se estima mediante el balance de potencia considerando la eficiencia: potencia de salida dividida entre el producto del voltaje de entrada y la eficiencia decimal. La corriente media del inductor sigue la relación de conducción continua: corriente de salida igual a corriente del inductor por uno menos el ciclo de trabajo. Sobre ese promedio se superpone la corriente de rizado, que debe calcularse a partir de la inductancia, la frecuencia de conmutación, el voltaje aplicado y el intervalo de operación antes de elegir el inductor. La eficiencia influye mucho en la corriente de entrada y el diseño térmico, aunque no modifica el ciclo ideal mostrado aquí. La potencia perdida se convierte en calor en el interruptor, el diodo o rectificador síncrono, el inductor, la resistencia equivalente del capacitor y el circuito de control. Las corrientes nominales necesitan margen sobre los promedios calculados, pues los valores de pico y RMS son mayores. El arranque, la limitación de corriente, la conducción discontinua, el tiempo mínimo de encendido y la respuesta transitoria también condicionan la viabilidad del punto de operación. Usa esta calculadora para una evaluación inicial de la topología, no para la selección final de componentes. Confirma que el controlador admita la configuración inversora, el rango de ciclo requerido y todos los voltajes máximos absolutos de sus terminales. Obtén de su ficha técnica la inductancia y el rizado, la corriente de rizado del capacitor, los esfuerzos del interruptor, el voltaje inverso del diodo, la compensación y los límites térmicos. Recuerda que la salida está por debajo de la tierra de entrada, lo que afecta sondas, conectores, realimentación y circuitos posteriores. Nunca conectes la pinza de tierra de un osciloscopio referenciado a tierra de forma que cortocircuite la salida negativa.