Convertidor boost
Con 12 V de entrada y un ciclo de trabajo de 0,5, un convertidor boost ideal entrega 24 V, una ganancia de 2. Indique la tensión y el ciclo como fracción y obtenga salida, ganancia y fórmula. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Vin
- 12
- Ciclo de trabajo
- 0,5
- Vout
- 24
- Ganancia de tensión
- 2
- Ecuación
- Vout = 12 / (1 − 0.5) = 24 V
- Tensión unitaria
- V
Un convertidor boost ideal, también llamado convertidor CC–CC elevador, sube una tensión de entrada continua Vin hasta una tensión de salida continua más alta Vout conmutando un inductor hacia una red de diodo y condensador. En conducción continua con piezas sin pérdidas, el balance de voltio-segundo en el inductor da la identidad de libro Vout igual a Vin dividido por uno menos el ciclo de trabajo D del interruptor. Esta calculadora acepta una tensión de entrada finita y un ciclo de trabajo entre cero y uno, y devuelve la tensión de salida elevada, la ganancia uno sobre uno menos D, y una cadena de fórmula breve que usted puede copiar a un cuaderno de laboratorio. Se rechaza una Vin negativa porque este modelo elemental describe una fuente continua unipolar que alimenta una etapa elevadora, no un inversor de CA. También se rechaza un ciclo de trabajo igual a uno: uno menos D sería cero y la ganancia ideal sería infinita.
Cómo surge la fórmula ideal Vout = Vin / (1 − D) del convertidor boost
Durante el intervalo de encendido de duración D veces el periodo de conmutación T el transistor está cerrado, el inductor queda conectado a la fuente continua y la corriente de inductor sube bajo la tensión Vin. Durante el intervalo de apagado de duración (1 − D) veces T el interruptor se abre, la corriente del inductor sigue por el diodo hacia el condensador de salida y la carga, y la tensión del inductor es Vin menos Vout, negativa cuando la salida ya supera la entrada.
En régimen periódico el voltio-segundo neto del inductor en un ciclo debe ser cero; si no, la corriente de magnetización se iría sin cota. Ese balance es Vin por D por T más (Vin menos Vout) por (1 − D) por T igual a cero.
Se cancela el periodo T común, se expande el segundo término y se agrupan semejantes: Vin por D más Vin menos Vin por D menos Vout más Vout por D igual a cero, que se reduce a Vin igual a Vout por (1 − D), de ahí Vout igual a Vin dividido por (1 − D).
La razón de conversión M igual a Vout sobre Vin igual a uno sobre (1 − D) es siempre al menos uno para ciclo de trabajo en el intervalo semiabierto de cero inclusive a uno exclusive. Con D igual a cero el interruptor no enciende nunca y Vout iguala a Vin; al acercarse D a uno la ganancia ideal crece sin cota.
Los convertidores reales incluyen resistencia del bobinado, caída del interruptor, caída del diodo y fronteras de conducción discontinua que recortan la tensión realmente obtenida, pero esas pérdidas quedan fuera de esta identidad elemental.
Dónde resulta útil una calculadora de convertidor boost
Los laboratorios de electrónica de potencia piden al alumnado predecir la salida ideal de una etapa boost antes de montarla en protoboard o en un módulo MOSFET gobernado por PWM; un oráculo de confianza que devuelve Vin dividido por (1 − D) agiliza los cálculos previos y la corrección automática de deberes que de otro modo ocultarían deslices aritméticos.
Los cuadernos de energía renovable convierten la tensión de un string fotovoltaico en la tensión de bus implicada por un ciclo de trabajo elegido durante recorridos de punto de máxima potencia, y necesitan un rechazo honesto de un ciclo igual a uno en vez de un infinito silencioso que envenene una hoja de cálculo. La validación fallida no consume saldo.
En hardware real mantenga D lejos de la unidad: al acercarse el ciclo de trabajo a uno crecen la corriente del inductor y el estrés del interruptor, y la resistencia parásita derrumba la ganancia infinita teórica. Esta capacidad informa solo la identidad ideal de conducción continua; no dimensiona el inductor, no elige la frecuencia de conmutación ni modela conducción discontinua, rizado ni rendimiento. Use una página de diseño de convertidor para esas preguntas y deje nítida esta intención de búsqueda.
Qué puede hacer con ella
Laboratorios de electrónica de potencia y deberes
Prediga la salida ideal Vout = Vin / (1 − D) antes de un laboratorio en protoboard o módulo MOSFET, y califique los cálculos de ciclo de trabajo del alumnado frente a un oráculo determinista.
Cuadernos de PV y MPPT
Convierta la tensión de un string fotovoltaico y el ciclo de trabajo elegido del interruptor en la tensión de bus continua implicada durante recorridos de punto de máxima potencia.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si el ciclo de trabajo no está entre 0 y 1?
El ciclo de trabajo es la fracción de encendido D, no un porcentaje; valores por debajo de 0 o por encima de 1, y D exactamente igual a 1 (ganancia ideal infinita), se rechazan y no se facturan.
¿Por qué se rechaza una tensión de entrada negativa?
Este modelo elemental describe una etapa elevadora continua unipolar.
¿Incluye la calculadora pérdidas del inductor, del diodo y del interruptor?
No. Informa solo la identidad sin pérdidas de conducción continua Vout = Vin / (1 − D). Resistencia parásita, caída de diodo, conducción discontinua y rendimiento pertenecen a una página de diseño de convertidor.
¿El ciclo de trabajo se escribe como 50 o como 0,5?
Como fracción: 0,5 significa que el interruptor conduce la mitad de cada periodo de conmutación. Un valor de 50 se rechaza, así que un porcentaje nunca pasa por error como si fuera una fracción.
¿Qué salida se obtiene con un ciclo de trabajo de cero?
La salida es igual a la entrada, porque el interruptor nunca se cierra y la ganancia vale uno. A medida que el ciclo se acerca a uno, la ganancia ideal crece sin límite; por eso un ciclo exactamente igual a uno se rechaza.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"vin":12,"duty_cycle":0.5}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"vin": 12,
"duty_cycle": 0.5
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"vin": 12,
"duty_cycle": 0.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"vin":12,"duty_cycle":0.5}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"vin":12,"duty_cycle":0.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/boost-converter", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"vin": 12,
"duty_cycle": 0.5
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.boost_converter",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Cómo surge la fórmula ideal Vout = Vin / (1 − D) del convertidor boost
La implementación es aritmética de punto flotante determinista, sin llamadas de red, sin semillas aleatorias y sin marcas de reloj, de modo que entradas idénticas producen siempre el mismo JSON.
Contrato de entrada, forma de la respuesta y comportamiento ante errores
Si vin es estrictamente negativa la tarea falla porque una fuente negativa queda fuera de este modelo unipolar; el cero se admite y da salida nula. El ciclo de trabajo es una fracción, no un porcentaje: D igual a 0.5 significa cincuenta por ciento de encendido, y un valor 50 se rechaza. Envíe dos números finitos obligatorios: vin, la tensión de entrada continua en voltios, y duty_cycle, la fracción de tiempo de encendido D del interruptor. Se aceptan alias: v_in, input_voltage y Vin para la fuente; duty, d y D para el ciclo de trabajo. Cada campo puede llegar como número JSON o como cadena numérica. Campos ausentes, cadenas vacías, NaN e Infinity fallan con invalid_input nombrando el campo. Si duty_cycle no está entre 0 y 1 —es decir, D menor que cero o D mayor que uno— la tarea falla con un mensaje de que el ciclo de trabajo debe estar entre 0 y 1. Si D es exactamente 1, uno menos D es cero y la salida ideal no está definida, así que ese caso también es invalid_input en vez de Infinity. Ejemplo: vin igual a doce voltios y duty_cycle igual a un medio da vout de veinticuatro voltios y ganancia de dos, porque doce dividido por (1 − 0.5) es veinticuatro. El precio de las llamadas API correctas es la base publicada de $0.002 por ítem; los fallos de validación no consumen saldo prepago. Empareje el formulario gratuito del navegador con el mismo módulo que usa la API para que demos de aula y pruebas automáticas no diverjan.
Dónde resulta útil una calculadora de convertidor boost
Como la implementación es parse puro de tier A, cada llamada correcta cuesta la base publicada $0.002 sin tokens de modelo y sin red de salida.
Casos de integración
Pruebas de firmware en rieles elevadores
Afirme la tensión de bus esperada de un driver LED, un boost USB-C o un convertidor de batería a 12 V en pruebas unitarias sin montar un banco SPICE en cada revisión de firmware.
Preguntas técnicas
¿Cómo se calcula la tensión de salida de un convertidor boost ideal?
Envíe números finitos vin (entrada continua no negativa en voltios) y duty_cycle D con 0 ≤ D < 1. La API devuelve Vout = Vin / (1 − D) y la ganancia 1/(1 − D).
¿Cuánto cuesta la calculadora de convertidor boost?
La herramienta del navegador es gratuita. Las peticiones API usan saldo prepago KIT a $0.002 por llamada correcta; la entrada inválida no se factura.