Qué es
Un convertidor reductor-elevador inversor (buck-boost inversor) es una topología DC-DC conmutada que genera una tensión de salida regulada con polaridad opuesta a la de entrada. Según el ciclo de trabajo, puede aumentar la magnitud (elevador) o reducirla (reductor), pero siempre invierte el signo. Esta calculadora emplea la función de transferencia ideal en modo de conducción continua (CCM) para estimar la tensión de salida a partir de la tensión de entrada y del ciclo de trabajo de conmutación.
Cómo usarla
Introduce la tensión de entrada Vin en voltios y el ciclo de trabajo D como porcentaje (0–99 %). La herramienta convierte el porcentaje en fracción, aplica la función de transferencia y devuelve la tensión de salida junto con la ganancia de tensión. Como esta topología invierte la polaridad, el resultado es negativo.
La fórmula explicada
La relación ideal en CCM es $$V_{out} = -\,\text{Vin (V)} \cdot \frac{D}{1-D} \qquad \text{donde}\quad D = \dfrac{\text{Duty (\%)}}{100}$$, donde \(D\) es la fracción de cada periodo de conmutación durante la cual el interruptor principal está cerrado (conducción). Con \(D = 50\,\%\) la magnitud es igual a Vin; por debajo del 50 % reduce (menor magnitud); por encima del 50 % eleva (mayor magnitud). A medida que \(D\) se acerca a 1, la ganancia crece de forma muy abrupta, por lo que la calculadora evita el caso \(D = 100\,\%\).
Ejemplo resuelto
Con \(V_{in} = 12\,\text{V}\) y \(D = 50\,\%\) (0,5): $$V_{out} = -12 \times \frac{0{,}5}{0{,}5} = -12\,\text{V}$$ La salida es −12 V, de igual magnitud pero invertida. Con \(D = 75\,\%\), la ganancia \(= 0{,}75/0{,}25 = 3\), de modo que \(V_{out} = -12 \times 3 = -36\,\text{V}\).
Preguntas frecuentes
¿Por qué la salida es negativa? El buck-boost inversor dispone la bobina y el interruptor de forma que la energía se entrega a la carga con polaridad invertida respecto a la masa común.
¿Es preciso para circuitos reales? Es el resultado ideal sin pérdidas en CCM. Los convertidores reales tienen pérdidas en el interruptor, el diodo y la bobina, por lo que la magnitud real es algo menor.
¿Qué ciclo de trabajo da Vout = −Vin? \(D = 50\,\%\), donde \(D/(1-D) = 1\).
