[en] The development of this Final Degree Thesis has been done keeping several control-electronics related objectives in mind. More specifically, it is focused on the Hardware In the Loop technique usage, as a mean to solve the issues that appear when doing mixed signals simulation of switching-mode power supplies. The Hardware in the Loop technique allows a full hardware emulation reaching high speed or even real-time operations while avoiding the problems that may appear with a real-plant-control malfunction. In this context, it has been realized the whole design of a HIL model for a switch-mode converter with a high switching frequency. This high operating frecuency has forced the use of FPGA and fixed point signals. Firstly a four-phase DC-DC Buck converter digital model with a 200 kHz switching frequency has been designed using VHDL and then implemented over FPGA. Discretizing the differential equations that model the behavior of the circuit, optimizing the number of bits of every fixed-point signal and applying mechanisms to make the synthesis and implementation possible have been the main tasks. At the same time and closely related to the formerly mentioned, it has been developed the digital to analog conversion module, which makes the HIL model complete by transforming the digital signals from the digital module into analog signals similar to those generated by the real plant. The circuit has been designed so that it can be used with any digital model as long as its output signals have a maximum frequency of 100 MHz. A broad range of tests has led to selecting the components and structures that work best in order to maximize performance, and has finalized with the integration of the full HIL model, which has then been compared with a real Buck converter. As an additional objective, a collaboration with SpControl Technologies has meant that the conversion circuit has been designed to make it compatible with the firm's control board SpCard. A good performance of the circuit when tested might mean its integration as an additional module of the SpCard and its subsequent commercial use.

[es] El desarrollo del presente Trabajo de Fin de Grado ha perseguido diversos objetivos relacionados con la electrónica de control, y más concretamente, con el uso de la técnica Hardware In The Loop como mecanismo para solucionar el problema que suponen las simulaciones mixtas analógico-digitales de los sistemas de control de fuentes conmutadas. La técnica de Hardware In The Loop permite emular el sistema completo en hardware pudiendo llegar a funcionar en tiempo real o a velocidades muy superiores a las que permiten las simulaciones mixtas, evitando los problemas derivados de un malfuncionamiento en el control de una planta real. En el contexto que establece esta técnica, se ha realizado el desarrollo de un modelo HIL para un convertidor conmutado de alta frecuencia de conmutación. Esta elevada frecuencia ha forzado al uso de señales de coma fija y de FPGA como soporte para la síntesis del modelo digital. En primer lugar se ha diseñado en lenguaje VHDL y sintetizado sobre FPGA el modelo digital de un convertidor DC-DC reductor cuadrifase de tipo Buck en coma fija con una frecuencia de conmutación de 200 kHz. La discretización de las ecuaciones diferenciales que rigen el funcionamiento del circuito, la optimización de la resolución de las señales implicadas evitando la pérdida de precisión, y la aplicación de mecanismos conducentes a que el modelo pudiese ser sintetizado en el modelo de FPGA empleado han sido claves en esta tarea. Paralelamente y en estrecha relación con lo anterior, se ha desarrollado y construido el módulo de conversión digital analógico que permite completar el modelo HIL de la planta transformando las señales digitales del modelo digitalizado en señales analógicas como las que generaría la planta real. El circuito se ha diseñado permitiendo que pueda ser usado con cualquier modelo digital de planta cuyas señales de salida tengan una frecuencia máxima de 100 MHz. Una amplia batería de pruebas ha permitido seleccionar los componentes y configuraciones que mejor se ajustan a esta aplicación con el objeto de maximizar su rendimiento, cuestión que ha culminado con la integración del sistema completo y su comparación con un convertidor Buck real. Como objetivo adicional, una colaboración con la empresa SpControl Technologies se ha concretado en diseñar la placa de conversión mencionada de forma que sea compatible con la placa de control SpCard que ofrece la empresa. El buen funcionamiento del circuito diseñado en las pruebas a las que se someta podría llevar a su integración como un módulo adicional de la SpCard, con su correspondiente explotación comercial.