Recientemente, el desarrollo de dispositivos semiconductores de alto rendimiento de SiC y GaN ha llevado a una mayor eficiencia en los equipos de conversión de energía. Para realizar el diseño térmico de los equipos de conversión de energía y la evaluación de los mismos, es necesario medir la pérdida de potencia de los equipos con alta precisión. En un estudio anterior, se propuso un sistema para medir la pérdida de potencia a partir de la cantidad de calor emitido por los dispositivos de conversión de energía utilizando un dispositivo Peltier. En este estudio, con el objetivo de mejorar la precisión de la medición, se consideró la dependencia de la temperatura de la conductividad térmica de un dispositivo Peltier, que se trató como un valor constante en el estudio anterior. El sistema de control que considera la dependencia de la temperatura de la conductividad térmica fue diseñado basado en la teoría de operadores, que es una teoría de control no lineal. Los resultados de simulación y experimentales muestran que la precisión de la medición mejoró cuando la pérdida de potencia fue de 10 W y 15 W en comparación con el caso sin considerar la dependencia de la temperatura. Además, el tiempo de medición se redujo en aproximadamente 100 s al considerar la dependencia de la temperatura. La efectividad del sistema propuesto se demostró cuando la pérdida de potencia fue de 10 W y 15 W.