DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y CONTROL DE UN CONVERTIDOR FLYBAK CON BASE EN EL MICROCONTROLADOR ESP32 (DESIGN CONSTRUCTION AND CONTROL OF FLYBACK CONVERTER WITH THE MICROCONTROLLER ESP32)

Nayeli Cristina Solano Espinosa, Ana María Vargas Gutiérrez, Fermín Hugo Ramírez Leyva, Felipe Santiago Espinosa

Resumen


Resumen
Los convertidores flyback son ampliamente usados en aplicaciones donde se requiere aumentar o disminuir el voltaje de salida, manteniendo aislamiento entre la alimentación de la entrada y la salida. En este trabajo se muestra la forma en que se diseña, simula y valida experimentalmente el control de voltaje de un convertidor flyback. El control usado es un PID, el cual se hizo partiendo de una aproximación de su respuesta a un sistema de primer orden, siguiendo la idea de Michael Fliess en su control libre de modelo. La simulación se hace en PSIM® para probar la parte analógica, la digital y el efecto del periodo de muestreo en la respuesta. Se diseñó la instrumentación para poder monitorear y controlar al convertidor con el microcontrolador ESP32 con un periodo de muestreo de 500 µs. Al final se probó experimentalmente como convertidor elevador y se le aplicaron cambios de resistencia de carga y el control fue capaz de compensarlas.
Palabras Clave: Controlador PID, Convertidor Flyback, ESP32, Modelado.

Abstract
Flyback converters are widely used in applications requiring increasing or decreasing the output voltage, maintaining isolation between the input and output power. This paper shows how to design, simulate, and experimentally validate, the control of the voltage output in a flyback converter. The control law used was a PID, which was made approximating the flyback's response to a first-order system, following the idea of Michael Fliess related to a model-free control. The simulation was done in PSIM® to test the analog and digital parts and the effect of the sampling period in the response. The designed instrumentation allowed to monitor and control the converter with the ESP32 Microcontroller, using a sampling period of 10kHz. The system was experimentally tested as a boost converter and load resistance changes were applied and the control was able to compensate for them.
Keywords: PID controller, Flyback converter, ESP32, Modeling.

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