ABSTRACT. Los convertidores CC/CC que poseen aislamiento galvánico y un único transistor de potencia necesitan elementos que acoten los picos de tensión que aparecen al comienzo de los periodos de bloqueo del transistor. Estos elementos reciben el nombre de "snubbers de enclavamiento". Su emplazamiento en la estructura del convertidor y su cálculo son bien conocidos en el caso de convertidores con dos elementos reactivos, como el convertidor indirecto (flyback). Para aplicaciones de bajo coste y baja potencia, la opción preferida para limitar el pico de tensión se basa en emplear un snubber de enclavamiento pasivo y disipativo. Si, además, el convertidor trabaja como Emulador de Resistencia (ER) en una conversión CA/CC, su cálculo se complica porque las magnitudes eléctricas del convertidor varían en sincronismo con la variación senoidal de la tensión de red. En este artículo, se presenta el diseño y cálculo de un snubber de enclavamiento pasivo pensado para un convertidor flyback trabajando como ER. El proceso de diseño presentado tiene en cuenta el efecto de las capacidades parásitas en los dispositivos semiconductores empleados. Finalmente, todo el estudio desarrollado ha sido verificado mediante simulaciones en PSIM, y a través de resultados experimentales.

ABSTRACT. La técnica de seguimiento de envolvente (ET, Envelope Tracking) es una de las soluciones más extendidas para mejorar el rendimiento energético de los amplificadores lineales de potencia (LPAs, Linear Power Amplifiers) usados en los sistemas de comunicación inalámbrica actuales. El principio de operación de esta estrategia se basa en ajustar dinámicamente la tensión de alimentación de los LPAs en función de la amplitud de la señal a reproducir. Dada la alta relación de potencia de pico a potencia promedio (PAPR, Peak-to-Average Power Ratio), los moduladores de tensión de alimentación utilizados en arquitecturas de ET deben diseñarse para garantizar un alto rendimiento energético en un amplio rango de niveles de tensión. Así, el uso de convertidores conmutados de potencia (SMPCs, Switching-Mode Power Converters) de gran ancho de banda ha sido propuesto como el enfoque más oportuno para diseñar estos moduladores de tensión, aunque su rendimiento puede degradarse en el rango de baja potencia, donde los LPAs operan la mayor parte del tiempo. También se han propuesto alternativas como los moduladores de Clase G y Clase H para evitar el uso de SMPCs con alto ancho de banda, pero no garantizan que el LPA opere a máximo rendimiento cuando reproduce niveles de señal bajos. Este trabajo presenta el modulador de tensión Clase H inverso, una nueva estrategia de mejora del rendimiento de LPAs enfocada en mejorar el rendimiento global de los moduladores de alimentación en arquitecturas de ET. Además, se describe una topología especialmente concebida para implementar esta nueva técnica. La idea ha sido validada experimentalmente con un prototipo diseñado para un LPA con una tensión de alimentación máxima de 50 V, que reproduce una señal de 11 dB de PAPR llegando a demandar una potencia de alimentación máxima de 250 W.

ABSTRACT. En los últimos años, se ha incrementado la demanda de aplicaciones que requieren alto rendimiento, alta densidad de potencia, bajo coste y aislamiento galvánico. En este contexto, el convertidor Single Active Bridge (SAB) constituye una opción atractiva al poder implementarse teóricamente con un único componente magnético. Sin embargo, la elevada inductancia serie requerida dificulta la integración magnética. Para solventar este problema, en este trabajo se propone una topología novedosa que combina el convertidor SAB con una estructura de condensador flotante, añadiendo únicamente dos condensadores al número total de componentes. El convertidor propuesto reduce la inductancia serie necesaria, y limita el estrés de tensión en todos los MOSFETs del lado primario a la mitad de tensión de entrada, permitiendo el uso de dispositivos con mejor figura de mérito. Asimismo, se logra conmutación suave en los transistores del primario y en los diodos del secundario, junto con regulación de la tensión de salida a frecuencia de conmutación constante. Estas prestaciones son posibles siempre y cuando la tensión del condensador flotante se mantenga equilibrada a la mitad de la tensión de entrada. El equilibrado de la tensión del condensador flotante se garantiza mediante un controlador basado en histéresis. Para validar el funcionamiento del convertidor, se presentan resultados experimentales obtenidos a partir de un prototipo de 150 W, 300 V a 36 V, operando a 100 kHz, que alcanza un rendimiento máximo del 94 % y un rendimiento a plena carga del 92,6 %.

ABSTRACT. Este trabajo presenta una comparativa entre dos herramientas de simulación, SIMetrix y PLECS®, utilizadas para evaluar las pérdidas en MOSFETs de SiC dentro de un convertidor de potencia. A pesar de sus enfoques distintos, ambos simuladores permiten estimar el rendimiento de los dispositivos en distintas condiciones de operación. Para comparar sus prestaciones, en este trabajo se realizan pruebas en un convertidor elevador síncrono, evaluando las pérdidas de encendido de MOSFETs de SiC operando con conmutaciones a tensión nula y parcialmente nula, así como las pérdidas de conducción de su diodo parásito. Los resultados obtenidos se comparan y se validan experimentalmente mediante un prototipo de laboratorio, mostrando las diferencias entre ambas herramientas.

ABSTRACT. En este artículo se presenta el análisis, diseño e implementación de una etapa electrónica de bajo coste para cocinas de inducción domésticas, con especial énfasis en su arquitectura de control. La solución propuesta emplea una topología tipo Boost simétrica con un número reducido de componentes, capaz de suministrar hasta 3.6 kW y de mantener el control independiente de la potencia en diferentes inductores mediante multiplexación. La estrategia de control se implementa en un microcontrolador STM32 e integra adquisición sincronizada en tiempo real, transferencia de datos por DMA y una modulación adaptativa que ajusta el ciclo de servicio con la polaridad de red y la frecuencia de conmutación a lo largo del periodo. La propuesta se valida experimentalmente en un prototipo de 3.6 kW con dos cargas, mostrando regulación estable de potencia y operación robusta frente a distintas condiciones de carga, con comportamiento reproducible en ambos semiciclos de la red.

ABSTRACT. Este trabajo aborda el diseño de dos convertidores de potencia, doble clase E/F2, en la banda de UHF para operar de modo eficiente bajo condición carga variable. Basados en un GaN HEMT de RF, en ellos se explota la terminación al segundo armónico típica de la clase F inversa de amplificación para la reducción de las pérdidas de conducción. Dada la necesidad de una red de interconexión compleja entre el inversor y el rectificador para uno de los convertidores, las pérdidas en los elementos pasivos redundan en prestaciones limitadas. Se presenta entonces, gracias al uso de una inductancia de alimentación finita, una topología alternativa con una red más simple de interconexión y prestaciones mejoradas. Los resultados de eficiencia medidos incluyen en el primer caso un valor pico de 75 % y un perfil superior al 60 % para un rango de control de potencia de hasta 35 % por debajo del valor pico o nominal (13.4 W), mientras que un pico de 77.5% y un rango de control de potencia con la misma eficiencia de hasta 12 % por debajo del valor nominal (17.8 W) para el otro.

ABSTRACT. Los sistemas de posicionamiento basados en infrarrojos representan una alternativa tecnológica para entornos interiores cuando se requieren precisiones centimétricas. En el caso del uso de receptores a bordo del móvil basados en fotodetectores de cuadrante (QP), la posición se obtiene a partir de la determinación de ángulos de llegada —o puntos de impacto en el plano imagen— de radiaciones que, tras atravesar una apertura situada sobre el sensor, provienen de emisores IR ubicados en el entorno, por ejemplo en el techo. Para la determinación de la posición se han empleado técnicas analíticas basadas en triangulación o redes neuronales artificiales (ANN), que utilizan como entrada las relaciones de energía captadas en los distintos cuadrantes respecto a la energía total. En este último caso, la propia red neuronal tiene en cuenta posibles efectos de borde cuando se ilumina el límite del sensor, así como problemas derivados de la falta de calibración del sistema. En trabajos previos se ha considerado que el receptor QP se encuentra siempre en un plano horizontal, permitiéndose únicamente rotaciones respecto al eje Z perpendicular a dicho plano. En este trabajo se amplía su uso a situaciones en las que también existen inclinaciones limitadas del sensor respecto a los ejes X e Y. Para ello, se ha incrementado el conjunto de datos destinado al entrenamiento, validación y prueba de la ANN. El sistema se ha evaluado en un conjunto de puntos de prueba, obteniéndose errores de posición (en X, Y y Z) siempre inferiores a 4 cm en el 95 % de los casos. Con el mismo porcentaje (95 %), los ángulos de rotación sobre los ejes X (α), Y (β) y Z (γ) se estiman con errores inferiores a 0.5◦, estando los ángulos α y β limitados a inclinaciones de ±10◦.

ABSTRACT. Los sistemas de posicionamiento basados en medidas de rangos de propagación basados en radiofrecuencia (RF) prometen una mayor precisión que los más tradicionales que usan fuerza de señal para la estimación de la posición. Este trabajo presenta una comparación experimental entre dos tecnologías de medida de rangos: Wi-Fi Round-Trip Time (RTT) y Ultra-Wideband (UWB), llevada a cabo en dos escenarios: un pasillo con condiciones predominantemente LOS (entorno de oficina) y una nave industrial con presencia de obstáculos y frecuentes situaciones NLOS. Se uso como metodología de posicionamiento un Filtro de Kalman Extendido (EKF). Los resultados muestran que Wi-Fi RTT presenta sesgos dependientes del router y unos errores en los rangos crecientes con la distancia. En el entorno industrial, la precisión de posicionamiento se degrada significativamente, alcanzando un error mediano de 1.92m y 5.81m en el percentil 95%. UWB mantiene precisión submétrica, con 0.47m de error mediano y 0.81m en el percentil 95%, aunque sin alcanzar los 10–20cm reportados en escenarios controlados. El análisis estadístico del error de rango Wi-Fi RTT revela una distribución asimétrica con cola positiva asociada a condiciones NLOS, que se aproxima bastante bien a una distribución gamma. Como conclusión, UWB posee mayor precisión y robustez incluso en entornos complejos, mientras que Wi-Fi RTT constituye una alternativa de bajo coste adecuada para aplicaciones con requisitos de precisión menores, y accesible desde dispositivos de uso cotidiano como teléfonos móviles.

ABSTRACT. Este trabajo presenta el diseño y la validación experimental de una celda Fabry-Pérot de bajo coste para su aplicación en espectroscopía fototérmica de gases. La detección se basa en la medida de variaciones del índice de refracción inducidas por calentamiento local del gas mediante un interferómetro Fabry-Pérot operando en el punto de máxima pendiente de una resonancia. Se diseñaron, fabricaron y caracterizaron dos celdas con una separación entre espejos de 2 mm, con el objetivo de analizar y mejorar la respuesta del sistema. El segundo diseño mejora el paralelismo entre espejos y el control de temperatura, incrementando la Finesse del interferómetro de aproximadamente 4,4 a 17,71 y reduciendo notablemente el ruido en el punto de operación. La celda se validó experimentalmente mediante la detección de amoniaco en el infrarrojo cercano, obteniéndose una respuesta para concentraciones entre 250 y 5000 ppm. Los resultados confirman la viabilidad de la celda propuesta como solución compacta y económica para sistemas de espectroscopía fototérmica.

ABSTRACT. Este trabajo propone un modelo de seguimiento y extracción de rutinas para la monitorización de personas mayores en interiores. El sistema propuesto recopila datos de localización mediante tecnología Ultra-Wideband, empleando balizas fijas instaladas en la vivienda, un reloj inteligente llevado por el usuario y una plataforma de comunicación segura. Este modelo se organiza en tres fases: análisis espacial, análisis frecuencial y análisis estadístico. La fase de análisis espacial incorpora el uso de técnicas de clustering basadas en machine learning no supervisado para la segmentación espacial del hogar y la clasificación de localizaciones, empleando los algoritmos Mean Shift y k-Nearest Neighbors, respectivamente. A continuación, la fase de análisis frecuencial permite identificar patrones de comportamiento periódicos. Posteriormente, la fase de análisis estadístico posibilita la extracción de modelos de comportamiento (rutinas) empleando criterios de divergencia, favoreciendo la consolidación de patrones conductuales coherentes. Se presentan los resultados de un caso de estudio bajo condiciones reales realizado en la vivienda de un participante voluntario a lo largo de cinco meses. Los resultados validan el modelo propuesto, demostrando la capacidad del sistema para identificar patrones de comportamiento del usuario y detectar de manera temprana desviaciones en las rutinas, que podrían indicar un posible deterioro físico o cognitivo.

ABSTRACT. La localización en interiores es un área de investigación en constante crecimiento, impulsada por aplicaciones como la navegación autónoma de robots, la orientación en entornos culturales y comerciales, la logística, la respuesta a emergencias y la monitorización de la salud en personas mayores. Este artículo presenta un método híbrido en dos etapas para la estimación completa de la posición en los seis grados de libertad (6-DoF) en sistemas ópticos de localización en interiores utilizando un fotodiodo de cuadrantes (QP). En primer lugar, un algoritmo geométrico basado en ángulos de llegada (AoA) estima la posición 3D del receptor y la rotación en el eje Z utilizando ratios de energía normalizados. A continuación, un algoritmo de minimización metaheurística amplía esta estimación parcial a los seis grados de libertad de la pose completa. El método se valida mediante simulaciones en un volumen de 2 × 2 × 1 m3. Los resultados muestran que el enfoque propuesto supera significativamente al algoritmo basado únicamente en AoA. En escenarios con diferentes orientaciones, donde se combina el AoA con un algoritmo de búsqueda armónica, se obtienen errores de posición en el 90% de casos de 0.23 m, 0.15 m y 0.14 m en x, y y z, respectivamente, y de 0.32◦ en α, 4.55◦ en β y 0.64◦ en γ.

ABSTRACT. La fragmentación del sueño se asocia con peor calidad del mismo a lo largo de la noche y constituye un aspecto relevante para su monitorización en el hogar, especialmente en adultos de mediana y avanzada edad. En este trabajo se presenta un enfoque no intrusivo y sin necesidad de portar dispositivos para estimar indicadores de fragmentación del sueño a partir de datos de micromovimientos e intensidad de luz obtenidos mediante un módulo comercial de radar de onda milimétrica y sensores lumínicos. La señal de energía de micromovimiento del radar se ha adquirido a 1 Hz en nueve canales de distancia (0–6 m, con 0,75 m de espaciado) y se ha combinado con la intensidad de luz para delimitar el período nocturno. Sobre la ventana de datos nocturna, se ha aplicado un detector adaptativo de media a corto plazo / media a largo plazo (STA/LTA) para identificar episodios de actividad de duración variable y, a partir de ellos, se han estimado métricas basadas en movimiento como el índice de microdespertares (AI-radar) y el tiempo despierto tras el inicio del sueño (WASO-radar), junto con conteos absolutos de eventos. Los resultados en tres usuarios han mostrado perfiles diferenciados de fragmentación, lo que sugiere que el enfoque propuesto permite caracterizar patrones de actividad nocturna con un enfoque mínimamente intrusivo en condiciones reales. Dado que no se dispone de polisomnografía (PSG) / electroencefalograma (EEG) simultáneo, las métricas se han interpretado como estimaciones indirectas y su comparación con valores clínicos se considera orientativa.

ABSTRACT. La generación sintética de señales biológicas es un campo emergente con múltiples aplicaciones. En este trabajo se presenta una arquitectura basada en redes neuronales de memoria de corto-largo plazo secuencia-a-secuencia para generar electrooculogramas (EOGs) de forma realista que, además, integra un proceso de detección y extracción automática de eventos fisiológicos (movimientos sacádicos, fijaciones y parpadeos), habituales en los EOGs. Se describen con detalle los fundamentos teóricos, la arquitectura, el código implementado en MATLAB, los resultados obtenidos y las implicaciones para la investigación y la práctica clínica. El trabajo se basa en la literatura más reciente sobre aprendizaje profundo aplicado a series temporales biomédicas y se analizan sus ventajas, limitaciones y perspectivas futuras.

ABSTRACT. Las averías y defectos en los paneles fotovoltaicos se han convertido en un problema crítico debido a su importante impacto en la reducción del rendimiento de la producción de energía. Se han utilizado muchos enfoques para la detección temprana y fiable de averías, siendo la termografía uno de los métodos más fiables debido a la reducción del riesgo operativo y al ahorro de tiempo. Se han propuesto varios modelos de detección de objetos en el estado actual de la técnica, y la arquitectura YOLO es una de las más conocidas debido a su alta velocidad y gran rendimiento. En este artículo se entrenan ocho de las versiones más recientes de YOLO, desde YOLOv5 hasta YOLOv12, y se evalúa su rendimiento mediante gráficos y resultados comparativos. Los experimentos confirmaron que YOLOv9, YOLOv11 y YOLOv5 lograron el mejor rendimiento de detección, con puntuaciones de «mAP@0.5» de 0,773, 0,772 y 0,771, respectivamente. En términos de velocidad, YOLOv5, YOLOv10 y YOLOv8 tuvieron los tiempos de inferencia más rápidos, con 11,5 ms, 12 ms y 12,2 ms, respectivamente. Se ha demostrado que YOLOv12 es el modelo más fiable en diferentes rangos de umbrales de confianza, ya que mantiene una puntuación F1 alta en un rango más amplio de valores. Además, se han evaluado los modelos por clase y se ha observado que la clase SingleBypassed alcanzó la mayor precisión, mientras que la clase MultiDiode tuvo la menor precisión de todas las clases.

ABSTRACT. El riesgo de caídas es un problema de salud prioritario en adultos mayores. Aunque el análisis de la marcha mediante sensores inerciales permite una detección objetiva, no existe consenso sobre el número mínimo de pasos necesario para una clasificación precisa, lo que puede derivar en pruebas de marcha excesivamente largas.

En este trabajo se analiza de forma sistemática la influencia del número de pasos utilizados en la clasificación del riesgo de caídas a partir de parámetros inerciales de la marcha. Para ello, se emplea la base de datos GSTRIDE y un clasificador basado en máquinas de vectores soporte, evaluado mediante validación cruzada Leave-One-Out. Se consideran distintas longitudes de ventana (5-1000 pasos) y se comparan diferentes estrategias de selección temporal de los pasos.

Los resultados muestran que el rendimiento del clasificador alcanza valores comparables a los obtenidos utilizando toda la caminata con ventanas de entre 10 y 30 pasos. A partir de este rango, el rendimiento se estabiliza y no se observan mejoras sistemáticas al incrementar el número de pasos, mientras que para valores elevados de N el rendimiento puede incluso degradarse debido a la reducción del número de sujetos disponibles.

Estos resultados indican que pruebas de marcha breves contienen información suficiente para la detección del riesgo de caídas, lo que respalda el diseño de protocolos de evaluación más cortos, eficientes y fácilmente integrables en la práctica clínica.

ABSTRACT. El reconocimiento facial se ha convertido en uno de los datos biométricos más utilizados para verificaciones de identidad en las aplicaciones y teléfonos móviles. Sin embargo, la malla facial generada a partir de imágenes 2D que se emplea usualmente para el reconocimiento se ve afectada por diversos factores como la iluminación y además, teniendo en cuenta el gran desarrollo de la IA, es posible generar una malla a partir de imágenes que no son reales. Por esto, en este trabajo se han empleado sensores de profundidad para extraer una nube de puntos facial mediante un método que combina el uso de la herramienta MediaPipe de Google y un algoritmo basado en la forma geométrica del rostro humano. Las nubes de puntos han sido generadas a partir de los mapas de profundidad obtenidos de dos cámaras: la cámara Orbbec Femto Mega, basada en tecnología de Tiempo de Vuelo, y la cámara RealSense D455 la cual emplea métodos estereoscópicos para extraer la profundidad. Ambas cámaras constan de un sensor RGB por el que se han obtenido imágenes de las que se han extraído una serie de marcadores faciales usando la herramienta MediaPipe. Mediante un cambio de sistema de coordenadas se han posicionado estos marcadores en el espacio tridimensional con el fin de emplearlos para extraer una nube de puntos facial. Además, se aplica un filtro sobre las nubes de puntos para depurar valores anómalos y obtener finalmente una nube que corresponde al rostro de la persona.

ABSTRACT. Se presenta un marco operativo para el monitoreo y control remoto de robots industriales mediante la integración de Gemelos Digitales, reconocimiento gestual y redes 5G Standalone. Desarrollado en el motor Unity, el sistema establece un enlace bidireccional robusto que soporta tres modos distintos: sincronización en tiempo real, teleoperación basada en gestos y simulación offline. Centrado en el paradigma de la Industria 5.0, el estudio enfatiza la fusión de interfaces centradas en el ser humano con comunicaciones de baja latencia y ultra confiables. Los resultados demuestran que la infraestructura 5G SA garantiza la estabilidad necesaria para una coordinación robótica precisa, mientras que la HMI basada en gestos reduce eficazmente la barrera técnica para operadores no expertos.

ABSTRACT. Este artículo presenta el diseño y validación de un sistema electrónico de bajo coste para la monitorización de la frecuencia eléctrica en turbinas hidrocinéticas. Debido a la hostilidad del medio acuático, la instrumentación convencional mediante sensores mecánicos presenta altas tasas de fallo. La solución propuesta utiliza la frecuencia eléctrica del generador de imanes permanentes como una ”huella digital” del estado mecánico, empleando una etapa de acondicionamiento basada en comparadores LM311. El sistema fue validado mediante simulaciones en LTSpice, demostrando una alta precisión en la medida de frecuencia, a través de la comparación por cruces de cero de la señal sinusoidal entrante. Los resultados indican que esta arquitectura no solo permite una medición precisa de las revoluciones mecánicas y frecuencia eléctrica, sino que también facilita el diagnóstico preventivo de anomalías como la cavitación o rotura de palas, ofreciendo una alternativa eficiente y económica para la digitalización de energías renovables en entornos sumergidos.

ABSTRACT. En este trabajo presentamos una alternativa para estimar la temperatura interna de las celdas de batería sin la necesidad de adosar sensores específicos a su superficie. Para ello, se analiza el comportamiento de las curvas experimentales de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) en función de la temperatura, el estado de carga y el envejecimiento, identificando aquellas frecuencias a las que celdas de LFP, NCA y NMC presentan una mayor sensibilidad térmica. A continuación, se propone una relación analítica entre la temperatura interna y la parte imaginaria de la impedancia a las frecuencias seleccionadas, logrando errores de 0.53 ºC. Finalmente se muestra un prototipo experimental diseñado para realizar estas mediciones in-situ bajo condiciones convencionales de operación.

ABSTRACT. Las baterías de ion-sodio (Na-ion) están emergiendo como alternativa a las baterías de ion-litio en aplicaciones de almacenamiento estacionario y movilidad, pero su validación en formatos comerciales sigue siendo limitada, especialmente para tecnologías emergentes comerciales. En este trabajo se presenta por primera vez la caracterización y evaluación de variación celda-a-celda y ciclado inicial de celdas comerciales 18650 (1 Ah) de tecnología hard carbon|NaCrO₂. Se ensayaron 50 celdas en el comisionado inicial, y se seleccionaron 25 para ensayos electroquímicos, incluyendo formación, ciclos termodinámicos, espectroscopia de impedancia electroquímica, barridos cinéticos y un protocolo de ciclado estándar continuo. Los resultados muestran una dispersión reducida en capacidad y energía (δ < 1%) tanto a C/2 como a C/25, una eficiencia culómbica elevada y estable (≈99.7%) y una alta repetibilidad en las curvas de capacidad incremental, lo que indica buena consistencia de fabricación. De manera destacable, se observa tras más de 150 ciclos una tendencia de activación inicial asociada a incrementos de capacidad/energía y a cambios en la respuesta resistiva, cuyo origen mecanístico requerirá análisis por electrodo y estudios post-mortem en trabajos futuros.

ABSTRACT. El presente trabajo presenta un estudio de la evolución de las celdas de litio-ion con tecnología NMC/Si-Gr mediante la caracterización de dos modelos: Samsung 35E (18650, 2017) y Molicel P50B (21700, 2024). El objetivo es cuantificar las mejoras en prestaciones relevantes para aplicaciones de movilidad eléctrica. La caracterización incluye ciclos de carga/descarga a múltiples regímenes (C/25 a 2C) y perfil de descarga dinámico WLTP escalado a 700 W/Kg, ensayos de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) a diferentes estados de carga, y análisis de capacidad incremental (ICA). Las nuevas celdas muestran mayor capacidad y energía específicas, y eficiencia energética, con un incremento del 3-4% bajo condiciones estándar. Esta mejora es más evidente en Power capability (pérdida de energía específica a potencias de descarga elevadas de 6.77%-Molicel vs. 17.28%-Samsung) y en carga rápida (100% de recarga en 71 minutos Molicel vs. 120 minutos Samsung). En contrapartida, el nuevo modelo presenta mayores incrementos de temperatura, que podrían afectar a la degradación. Los análisis EIS e ICA ponen de manifiesto diferencias a estados de carga bajos, atribuibles a variaciones en la composición química del electrodo negativo.

ABSTRACT. En este artículo se presenta una metodología para la implementación hardware de gemelos digitales seguros para baterías. Para ello se parte de un modelo dado de baterías, se realiza una reestructuración del mismo para su implementación hardware, y se propone un modelado en punto fijo para optimizar dicha implementación. Se abordan tanto las implementaciones de modelos en el espacio de estados lineales, como las implementaciones de funciones trascendentes que pueden aparecer en los distintos modelos. Por otra parte, y para garantizar la seguridad y privacidad de los datos generados por el gemelo, se propone la implementación de un conjunto de procesadores criptográficos que permiten encriptar los datos, realizar firmas digitales, e incluso generar transacciones para incorporar esos datos a una blockchain. El método se aplica a un ejemplo concreto de modelo de baterías basado en un modelo de circuito equivalente, mostrando cómo el sistema completo, denominado Secure Hardware Battery Model (SEC\_HBM) puede implementarse en un dispositvo reconfigurable Artix-7 de bajo coste.

ABSTRACT. Este artículo presenta una metodología para integrar capacidades de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) en convertidores de electrónica de potencia comerciales para el diagnóstico de baterías de ión de litio. Al reutilizar los lazos de control existentes de un convertidor comercial en configuración Dual Active Bridge (DAB, por sus siglas en inglés), se obtienen mediciones de impedancia en línea a través de modificaciones de firmware sin necesidad de hardware adicional; los sensores de voltaje y corriente del lazo de control del convertidor se utilizan para adquirir los datos de espectroscopía de impedancia. Para el análisis de la impedancia se propone una estrategia de corrección de dos etapas para abordar los elementos parásitos del cableado y los retardos sistemáticos de medición. Los resultados experimentales en bancos de baterías de LiFePO$_4$ demuestran que el modelo de compensación propuesto reduce el error vectorial medio (MVE por sus siglas en inglés) del 34.87\% a menos del 5\%, logrando una alta alineación con las líneas base de potenciostatos de grado de laboratorio.

ABSTRACT. Las baterías son fundamentales en misiones espaciales, ya que resultan vitales para proporcionar energía estable durante años de funcionamiento. En este trabajo se propone un emulador de baterías capaz de sustituirlas principalmente en pruebas de equipos en tierra. Sobre una celda seleccionada se realizaron distintos ensayos para parametrizar un Modelo de Circuito Equivalente. Esta descripción se ha incorporado en una aplicación independiente, desarrollada con Matlab, capaz de simular y de emular mediante conexión SCPI con una fuente bidireccional. Se ha comprobado la precisión del modelo en perfiles espaciales típicos para baterías, con un error relativo medio inferior al 0,3% del voltaje nominal.

ABSTRACT. Los sistemas de transferencia inalámbrica de potencia (WPT) en aplicaciones con fuertes restricciones de tamaño, a menudo, utilizan frecuencias como 6.78 MHz o 13.56 MHz para reducir las dimensiones del circuito y mantener altas eficiencias. Para garantizar la estabilidad de la alimentación frente a desplazamientos de las bobinas acopladas o variaciones de carga, es conveniente realizar control en el receptor. Sin embargo, añadir una etapa adicional de regulación supone incrementar el tamaño del dispositivo. Este trabajo analiza tres topologías de rectificadores activos compactos para sistemas de WPT a altas frecuencias: clase E conectado a un convertidor reductor síncrono, clase E con eliminación de pulsos y clase E activo.

Los diseños se validan experimentalmente con un sistema de WPT, compuesto por un inversor clase D ZVS y un enlace inductivo con una pareja de bobinas acopladas de 35x35 mm, 15x15 mm, separadas 15 mm, y con compensación serie-serie a 6.78 MHz. Se compara su tamaño, eficiencia, necesidad de circuitería adicional y capacidad de ser regulado por un controlador de bajos recursos. Los sistemas de WPT diseñados son capaces de regular la tensión de salida de una carga de 28.46 ohmnios, logrando una eficiencia total máxima de 65.8 % con el rectificador clase E activo.

ABSTRACT. Este artículo presenta una novedosa arquitectura de convertidor DC-DC basada en la conexión en paralelo de dos convertidores resonantes desplegados. El diseño divide el bus de 800 V en dos segmentos de 400 V. La estructura desplegada simplifica el diseño del transformador, al reducir los requisitos de aislamiento, y minimiza las pérdidas de conmutación en los transistores. Además, esta arquitectura permite incrementar la relación de conversión de tensión. El transformador de salida proporciona aislamiento galvánico y acopla los dos convertidores desplegados, doblando la capacidad de corriente de salida lo cual reduce las pérdidas de conducción. El acople a través del transformador habilita el control por deslizamiento de fase de la corriente de salida. El circuito proporciona protección contra cortocircuitos gracias a su diseño como fuente de corriente. La arquitectura propuesta se valida mediante una aplicación de cargador de batería de 2,4 kW, logrando una conversión de 800 V a 48 V.

ABSTRACT. La integración de sistemas de almacenamiento basados en baterías exige, en la mayoría de los casos, el uso de topologías bidireccionales con alta densidad de potencia. Una de las arquitecturas más extendidas en este tipo de aplicaciones, que cumple con los principales requerimientos exigidos, es el convertidor Dual Active Bridge (DAB). En este artículo, se ha analizado un convertidor Dual Active Bridge diseñado para su utilización en sistemas de distribución de potencia orientados su aplicación en ascensores y elevadores. En primer lugar, se realiza un repaso general del convertidor DAB, así como de las principales estrategias de modulación. Posteriormente, se describen las medidas de emisión electromagnéticas realizadas sobre el convertidor, y se analizan las formas de onda obtenidas en conjunto con su espectro electromagnético. Finalmente, se discuten las causas que provocan los diferentes efectos observados en las mediciones.

ABSTRACT. En este artículo se presenta el diseño de un generador de radiofrecuencia de 1kW usado para ionizar el plasma de un propulsor iónico de rejilla. Este generador consta de dos etapas: una etapa DC-DC, que se encarga de regular la potencia partiendo de una tensión de entrada regulada de 100V, y de un inversor resonante, que se encarga de regular la frecuencia para estar en resonancia con el plasma. Adicionalmente, se necesita usar un cable para enviar la potencia hasta el propulsor. Aunque normalmente este cable está en la parte de continua, en este artículo se propone un cambio a la arquitectura donde el cable está en la parte de alterna. También se discute el impacto de mover el cable a la salida de la etapa DC-AC, así como se propone un filtro para solucionarlo.

ABSTRACT. La arquitectura de conversión de potencia en los vehículos eléctricos suele integrar varios convertidores, como cargadores a bordo, convertidores CC-CC e inversores, entre otros. Estos subsistemas representan una fracción relevante del coste, del volumen y de la complejidad del vehículo final, y condicionan tanto la eficiencia global como la gestión térmica. La implementación de cada convertidor como una unidad independiente introduce redundancias funcionales e ineficiencias en el flujo de potencia, lo que penaliza el rendimiento y eleva el coste total del sistema, además de incrementar el número de componentes y conexiones. Para abordar esta limitación, en este artículo se propone un convertidor de potencia multipuerto que integra, en una única etapa, la función de carga a bordo y la conversión auxiliar CC-CC. El convertidor propuesto permite la conversión bidireccional de potencia entre la red trifásica, la batería de alta tensión y la red de baja tensión, habilitando distintos modos de operación con un reparto flexible de potencia entre puertos. La solución se ha implementado y validado experimentalmente mediante un prototipo monofásico/trifásico, con una batería de alta tensión de 800 V y una batería de 12 V, y una capacidad máxima de procesamiento de potencia de 11 kW más 4 kW, demostrando su viabilidad para aplicaciones de electrificación de automoción.

ABSTRACT. El uso de accionamientos de doble devanado trifásico (DTP) se ha consolidado como una solución eficiente para aplicaciones de alta potencia y fiabilidad. Sin embargo, la conmutación de los inversores de fuente de tensión (VSI) genera tensiones de modo común (CMV) que degradan el aislamiento y reducen la vida útil de los rodamientos. Este artículo propone una estrategia de mitigación de la CMV basada en el entrelazado (interleaving) de las señales portadoras bajo técnicas de modulación de doble inyección de secuencia cero (DZSI-PWM). Mediante el formalismo de la doble integral de Fourier, se analiza el impacto del ángulo de entrelazado en el espectro armónico de la CMV para diversas configuraciones de máquina (0-DTP, 30-DTP y 60-DTP). Los resultados de simulación demuestran que un entrelazado en contrafase ($\zeta=\pi$~rad) permite eliminar el armónico dominante de la CMV en todas las configuraciones. Destaca especialmente el caso de la 60-DTP, donde se logra una anulación prácticamente total del valor eficaz de la CMV para la mayoría de las estrategias de modulación, validando así la robustez del método analítico propuesto frente a soluciones convencionales más complejas.

ABSTRACT. Este artículo propone una estrategia de balanceado híbrido para módulos conectados en serie. El sistema combina la transferencia activa de energía entre módulos mediante un convertidor, con un equilibrado pasivo entre celdas a carga máxima. La estrategia de balanceado activo selecciona los módulos fuente y receptor utilizando un margen de histéresis dinámico calculado a partir de la desviación estándar de los voltajes de circuito abierto (OCV) de los módulos. La dinámica de la tensión de cada módulo durante los modos de carga, descarga y relajación se modela con un circuito equivalente que tiene tres constantes de tiempo. Este modelo permite estimar el estado de carga (SOC) a partir de la tensión OCV. Los resultados muestran errores de estimación de tensión de los módulos inferiores a 10 mV en todos los modos de operación, y las simulaciones muestran el correcto funcionamiento de la estrategia de balanceado.

ABSTRACT. Este artículo propone un algoritmo de sincronización de fase para sistemas bidireccionales de transferencia inductiva de potencia (IPT) en vehículos eléctricos (VE). El método ajusta el ángulo de fase entre los dos convertidores de puente en H ubicados a ambos lados del acoplamiento inductivo basándose en la medida de la corriente continua (DC) de la batería. Se establece un modelo para describir la relación entre el ángulo de fase, la potencia transferida y la corriente de la batería, proporcionando la base del algoritmo. La validación experimental muestra una rápida convergencia, logrando la sincronización en menos de 10 iteraciones. En comparación con las técnicas de sincronización existentes basadas en alterna, el algoritmo elimina la necesidad de hardware de sensado adicional y, respecto a las estrategias basadas en continua, alcanza una convergencia más rápida gracias a un ajuste optimizado de la fase.

ABSTRACT. Este trabajo presenta el desarrollo de un procedimiento, y sus técnicas asociadas, diseñado para resolver el desafío de asignar coordenadas precisas a las luminarias/focos en entornos sin cobertura GNSS, en un sistema de Posicionamiento por Luz Visible (VLP). El objetivo principal es dotar a cada foco de su posición georreferenciada exacta, permitiendo que operen posteriormente como “satélites” de interior que emiten su ubicación incrustada en la luz de iluminación. La metodología propuesta permite a un agente técnico, situado bajo el emisor, calcular la posición mediante un algoritmo híbrido de multilateración que combina mediciones precisas con telémetro láser y mapas georreferenciados (QGIS), superando así los errores métricos del GNSS en interiores. Una vez calculada, la coordenada se transfiere al foco objetivo mediante un enlace Bluetooth. El estudio valida experimentalmente la mejora de precisión frente al posicionamiento convencional y analiza los límites de discriminación por RSS para asegurar que la posición se asigna a la luminaria correcta, incluso cuando existen otros focos activos a corta distancia.

ABSTRACT. Este trabajo presenta una revisión del estado del arte de los sistemas de Comunicación por Luz Visible (VLC), centrando el análisis en la Inteligencia Artificial (IA) como el eje para potenciar el rendimiento y la adaptabilidad de estos sistemas. Actualmente, la implementación de VLC se encuentra supeditada a limitaciones críticas de la capa física, tales como la respuesta no lineal de los dispositivos LED y la degradación de la señal por interferencia entre símbolos (ISI), fenómenos resultantes del ancho de banda de modulación restringido y la propagación multipath. En este estudio se exploran diversas técnicas de optimización para la recuperación de la información basadas en datos, incluyendo el Aprendizaje Profundo (DL) y el Aprendizaje por Refuerzo (RL), los cuales podrían mitigar la distorsión no lineal y la pérdida de información en el canal óptico en VLC. El estudio culmina con una discusión comparativa de métricas de desempeño y complejidad computacional, evaluando la viabilidad de estas soluciones frente a los métodos tradicionales para proponer arquitecturas escalables en entornos dinámicos.

ABSTRACT. Este trabajo analiza las técnicas y tecnologías de sensores para la medición del espectro de luz visible (SPD) usados en sistemas de iluminación integrativa centradas en el ser humano (SIICSH). El estudio se enfoca en el análisis de fuentes LED para obtener parámetros que representan los efectos visuales y no visuales que tiene la luz sobre las personas. Se estudian parámetros tradicionales como la iluminancia, la temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (IRC), coordenadas cromáticas, entre otras. Adicionalmente se estudian parámetros usados en iluminación biológica como el estímulo circadiano (CS), la iluminancia melanópica equivalente (EML) y la iluminancia diurna equivalente melanópica (m-EDI). Por otro lado, se discuten arquitecturas electrónicas y técnicas de sensado espectral orientadas al desarrollo de SIICSH. Finalmente se presenta una comparación de las metodologías revisadas y una propuesta para determinar los efectos de la iluminación en interiores para casos de edificios inteligentes.

ABSTRACT. Este artículo presenta una metodología de redes neuronales informadas por física (PINNs) para la caracterización térmica de un termistor NTC utilizado como sensor de temperatura en aplicaciones de calentamiento por inducción doméstico. Debido al campo magnético alterno generado por el inductor, se inducen corrientes en los conductores asociados al sensor, lo que provoca disipación de potencia parásita y, en consecuencia, un autocalentamiento que introduce un sesgo en la medida de temperatura registrada por la NTC. Utilizando variables de temperatura observables y una descripción del sistema mediante un circuito térmico equivalente, la PINN propuesta es capaz de estimar los parámetros que modelan la dinámica térmica del conjunto, así como reconstruir las temperaturas registradas por la NTC, permitiendo la corrección del autocalentamiento del sensor. El enfoque se valida en dos escenarios, el primero de ellos utiliza datos obtenidos mediante simulación térmica, a los que se les añade ruido artificialmente para emular condiciones de sensado realistas, y el segundo con medidas experimentales dentro de un prototipo funcional diseñado explícitamente para esta aplicación.

ABSTRACT. This paper presents the design of a single-stage boost converter that exhibits a high-power factor in the input port and supplies a constant power load (CPL) with voltage regulation in the output port. The objectives in both ports are attained by means of a two-loop control, in which the inner loop ensures the power factor correction (PFC) and the outer loop guarantees the output voltage regulation. The inner loop uses sliding-mode control to impose proportionality between current and voltage in the input port, which results in loss-free resistor (LFR) behavior, i.e. a virtual resistor in the input port and a constant power source in the output port. The connection of the resulting power source and the CPL leads to an infinite number of equilibrium points, which are reduced to a single one with the desired output voltage after the insertion of the outer regulation loop. The design of the latter loop has to take into account four constraints; namely, (i) the resulting distortion in the input port due to the modification of the virtual resistor caused by the feedback of the processed output voltage error, (ii) the settling time of the output voltage, (iii) the allowed level of closed-loop sinusoidal ripple of twice the line frequency, and (iv) zero steady-state error in the output voltage for step variations of the CPL power. Based on a linearized model of the ideal sliding dynamics of the converter with the inner loop, it is shown that a PI plus an extra filtering second-order factor can satisfy the constrains. Simulations results in a 70 W converter verify the theoretical predictions.

ABSTRACT. El funcionamiento en modo de conducción discontinuo (MCD) en los rectificadores Vienna es habitual en aplicaciones con amplio rango de potencia, especialmente en condiciones de baja carga. Sin embargo, las estrategias de modulación MCD convencionales no garantizan de forma inherente el equilibrio de tensión de los condensadores de salida en corriente continua (CC), y las soluciones existentes suelen implicar una mayor complejidad computacional. Este artículo presenta un método sencillo de equilibrio de tensión de los condensadores de salida para un rectificador Vienna operando un MCD. El enfoque propuesto se basa en un lazo de control adicional de baja complejidad que introduce una corrección del ciclo de trabajo dependiente del sector, lo que permite su implementación mediante operaciones aritméticas básicas adecuadas para controladores digitales en tiempo real. Los resultados experimentales obtenidos a partir de un prototipo de laboratorio validan la técnica propuesta, mostrando una reducción efectiva del desajuste de tensión entre condensadores con un tiempo de estabilización en el rango de 200ms.

ABSTRACT. Este artículo presenta el primer análisis dinámico integral de un convertidor DC-DC Transformer-Less Dual Active Half Bridge (T-LDAHB) implementado en sistemas de iluminación. La topología propuesta elimina el aislamiento galvánico, simplificando el diseño y reduciendo el costo mientras mantiene un flujo bidireccional. Se desarrolla un modelo discretizado del convertidor captando su comportamiento dinámico y facilitando la implementación de estrategias de control digital. El estudio se realiza en el contexto de un sistema aislado en el que una batería, un panel solar y una carga LED se integran a través de este único convertidor DC-DC. Se ha implementado un prototipo de 120 W y los resultados experimentales validan el modelo propuesto y las correspondientes simulaciones.

ABSTRACT. La creciente adopción de dispositivos de banda prohibida ancha (wide bandgap) en la electrónica de potencia ha incrementado la demanda de estrategias de control digital capaces de operar a altas frecuencias de conmutación. Sin embargo, las implementaciones prácticas del control predictivo basado en modelos con conjunto de control finito (FCS-MPC) sobre procesadores digitales de señal (DSP) están limitadas por restricciones computacionales, lo que da lugar a frecuencias de muestreo típicamente restringidas a 20–50 kHz, siendo las frecuencias de conmutación alcanzables en FCS-MPC siempre inferiores a la frecuencia de muestreo. Dado que la frecuencia máxima teórica de control en sistemas digitales está acotada por la frecuencia de muestreo del FCS-MPC, el simple aumento de la tasa de muestreo resulta, en muchos casos, inviable en DSP debido a limitaciones de hardware. Aunque las FPGAs (Field-Programmable Gate Array) permiten alcanzar mayores frecuencias de muestreo, los requisitos de los convertidores de alta velocidad hacen que los controladores basados en FPGA enfrenten nuevamente cuellos de botella computacionales. Para abordar la resolución de actuación limitada bajo estas restricciones, este artículo propone un FCS-MPC basado en Resolución de Actuación Mejorada (RAM-FCS-MPC). El enfoque propuesto desacopla la resolución de actuación de la resolución de muestreo, mediante la introducción de puntos de actuación intermedios dentro de un único período de muestreo. Como resultado, se alcanza una mayor resolución efectiva de control sin incrementar la frecuencia de muestreo. Los resultados de simulación demuestran que el método propuesto supera significativamente al FCS-MPC convencional, operando a la misma frecuencia de muestreo.