teoría de fuentes conmut

INTRODUCCION

El empleo de las fuentes conmutadas se ha gene-ralizado rápidamente, tanto en equipos de televisióncomo en videograbadoras, computadoras, etc., gra-cias a su amplio rango de flexibilidad respecto de lasvariaciones del voltaje de alimentación que maneja,así como a su elevada eficiencia en la regulación. Noobstante su amplio uso, es uno de los temas que enla actualidad suscitan mayor problema entre el per-sonal dedicado al servicio. En el presente artículo seanalizará el principio de operación de este tipo defuentes para que, a partir de la comprensión de sufuncionamiento, su labor al momento de brindar elservicio sea más sencilla.

PRINCIPIOS DE OPERACION

Las fuentes conmutadas son circuitos cuyo ob-jetivo final es, al igual que las fuentes reguladas,proporcionar a los diversos bloques de un aparatolas tensiones y corrientes necesarias para su conve-niente operación. Sin embargo, la principal dife-rencia entre ambos circuitos estriba en que lasfuentes reguladas se basan en un proceso de con-versión y regulación de tensión más limitado, loque genera importantes pérdidas de potencia enforma de calor y, además, su funcionamiento se veafectado por variaciones en el voltaje de línea.

Damos a continuación las diferencias entre unafuente de alimentación regulada y una conmutada:

FUENTE REGULADA• Su proceso de conversión y regulación de

tensión es poco suficiente.

• Genera importantes pérdidas de potencia enforma de calor.

• Generalmente son más pesadas.• Su funcionamiento se ve afectado por varia-

cioens en la tensión de línea CA (opera dentro deun rango pequeño).

• Cuenta con un transformador muy grande,conectado directamente a la línea.

• Utilizan un regulador de tensión.

FUENTE CONMUTADA• Producen tensiones perfectamente reguladas.• Minimiza la pérdida de potencia por calor.• Son más resistentes a las variacioens de ten-

sión de línea.• Su construcción es más compleja y, en conse-

cuencia, su costo es más elevado.• Cuenta con un transformador de alta frecuen-

cia.• Son más livianas.• Puede operar con un margen de tensiones de

entrada muy amplio (85Vca a 240Vca).

Al contrario de las fuentes comunes, las fuentesconmutadas producen múltiples tensiones perfec-tamente reguladas, minimizando cualquier pérdidade potencia por calor; además de ser más resisten-tes a las variaciones en la línea de CA, mantenien-do un funcionamiento óptimo incluso cuando sepresenten variaciones de más de 40V (una fuenteconmutada típica tolera variaciones de entre 90 y135Vca sin problema alguno, aunque hay fuentesque operan entre un voltaje de 85 a 240 volt). Sinembargo, su principal desventaja es que, debido asus construcción más compleja, su reparación pue-de resultar de igual manera más difícil y costosa,

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TEORIA DE OPERACION DE LAS FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADA

PRINCIPIOS DE OPERACIONPreparado por Horacio D. Vallejo

Extraído del texto: “Fuentes de Alimentación Conmutadas en Televisores Modernos”del Prof. J. L. Orozco Cuautle

COMENZAMOS A DETALLAR EL FUNCIONAMIENTO DE LAS FUEN-TES DE ALIMENTACION CONMUTADAS, AMPLIAMENTE UTILIZA-DAS EN ELECTRODOMESTICOS (TV, REPRODUCTORES DE CD, VI-DEOCASETERAS, ETC.). EN ESTE ARTICULO EXPLICAMOS ELDIAGRAMA EN BLOQUES TIPICO.

aunque por experiencia le podemos comentar quesi usted comprende el funcionamiento de las fuen-tes conmutadas, su trabajo de servicio podrá reali-zarlo de una forma más sencilla.

DIAGRAMA A BLOQUES

La estructura general de una fuente conmutadaestá integrada por un oscilador, un pequeño trans-formador, rectificadores secundarios y filtros pasa-bajos, utilizados para filtrar el voltaje de salida, ypara su funcionamiento intervienen básicamenteseis bloques (figura 1).

RECTIFICADOR Y FILTROEste bloque recibe los 220Vca de la línea (o

110V, dependiendo de la región) y entrega aproxi-madamente 170Vcd en su salida.

Hay que recordar que el puente rectificadorconvierte la corriente alterna en corriente directa yque el filtro elimina el ruido o ripple.

El fusible que se encuentra en la entrada de lalínea para protección del circuito; se abre sólocuando hay un corto circuito en la sección oscila-dora y no cuando hay una carga excesiva.

EXCITADOR Y OSCILADOREste bloque generalmente se compone de un

transistor discreto (recientemente se ha incremen-tado el uso de estebloque en forma decircuito integrado); elpropósito de este con-junto es tomar la ten-sión de 170Vcd y "pa-sarlo" a través delprimario del transfor-mador, pero en formade una señal pulsante(recuerde que untransformador es inútilante señales de CD

del tipo continuo).Uno de los bobina-dos del transforma-dor retroalimentauna tensión fuera defase para que el ex-citador inicie la osci-lación (figura 2).

TRANSFORMADOREl transformador

cuenta con un bobi-nado primario, unoo más secundarios yun bobinado derealimentación; las

funciones de este último son:• Realimentación: entrega una señal de reali-

mentación al transistor excitador/oscilador con elobjeto de cortarlo y generar una situación inestableque provoque la oscilación, lo que significa que elconmutador se enciende y apaga a muy alta velo-cidad. Como esta situación se repite en un ciclo detrabajo muy pesado, debe emplearse un transistorcon características apropiadas que le permitan ma-nejar la potencia adecuada.

• Acoplamiento: el circuito de acoplamiento(cuando existe) sirve para proporcionar al extremoprimario una referencia del comportamiento de losvoltajes en el secundario, con el objeto de que lastensiones de salida de la fuente estén siempre den-tro de sus especificaciones correctas. También pro-vee una aislación eléctrica entre el circuito del pri-mario y el circuito del secundario; esto es para queel usuario nunca entre en contacto con la línea deCA cuando toque la unidad. Este transformadorpuede ser pequeño en comparación con un trans-formador tradicional, debido a que trabaja con unafrecuencia alta para lograr que la transferencia deenergía entre primario y secundario sea mejor,comparada con la transferencia que realiza untransformador normal a 50Hz (figura 3).

RECTIFICADORES DEL EXTREMO SECUNDARIOLos diodos rectificadores son de baja tensión

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pero de alta velocidad, ya que el secundario deltransformador entrega corriente alterna con unaelevada frecuencia; a causa de esto, los diodos rec-tificadores de baja frecuencia resultarían inútiles(figura 4).

Este es uno de los principales problemas conlos que el técnico electrónico se enfrenta cuandova a reparar fuentes conmutadas; y es que si des-conoce la situación seguramente sustituirá los dio-dos originales con cualquier otro tipo de diodos, locual no garantiza un buen funcionamiento, ya queen poco tiempo volverán a fallar e incluso puedenllegar a perjudicar otras secciones dentro de lamisma fuente. El tipo de diodos que serecomienda utilizar es el RU4M, que so-porta 400V, 2A y es de rápida recupera-ción.

REALIMENTACION Y AISLAMIENTOEn algunas fuentes, la tensión del se-

cundario más importante (la línea deB+) es tomada y enviada en realimenta-ción al circuito primario. Esta tensión seemplea para controlar la salida que vahacia el transformador por el excitadorde realimentación. Dicha muestra detensión es enviada de regreso al prima-rio del circuito, a pesar de que no existe

una conexión directa entre primarioy secundario; por razones de seguri-dad, se envía a través de un optoa-coplador.

CONTROL DE NIVELCon la reducción de la polariza-

ción de la base del transistor excita-dor/oscilador, se reduce también laamplitud de la señal entregada en sucolector. Y dado que este efecto sepresenta en todos las tensiones se-cundarias, puede decirse que la po-larización del oscilador se reducepara mantener en estado de regula-ción a la fuente conmutada.

TRANSFORMADORES DE LAS FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAEn las fuentes de alimentación

conmutada, existen dos formas paracontrolar la salida de tensión en lossecundarios del transformador, queson por medio de control de la fre-cuencia y por el llamado bobinadode control.

Control por frecuenciaEs un cambio de frecuencia en el

oscilador con respecto al punto deresonancia del transformador. La operación de es-tos transformadores depende de la frecuencia, yaque el bobinado primario funciona como un osci-lador natural.

Recordemos que siempre que colocamos enparalelo una bobina y un capacitor, el conjuntoposee una "frecuencia de resonancia" natural, mis-ma que depende estrechamente de los valores deL y C (figura 5). Por lo tanto, podemos decir queun transformador en cuyo primario se coloque uncondensador en paralelo, poseerá una frecuenciade oscilación implícita, la cual marcará su puntode operación óptima. A pesar de que no se colo-

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quen capacitores externos en el bobinado prima-rio, existe una capacidad inherente causada por laproximidad de las espiras del mismo. Este circuitoresonante L-C es producido exclusivamente con elbobinado del transformador.

La tensión de salida de los secundarios aumen-ta cuando la frecuencia de trabajo se aproxima a lafrecuencia natural cuidadosamente la frecuencia deentrada al primario del transformador, la tensiónde salida de éste puede ser controlada o regulada.

La gráfica del comportamiento de un transfor-mador se muestra en la figura 6; ahí vemos que elpico máximo es Vs se alcanza exactamente cuandola frecuencia de entrada coincide con la resonancianatural del bobinado. Como puede observar, laforma de respuesta no es muy estrecha, sino másbien amplia; esto se debe a la resistencia del alam-bre, al valor de la inductancia, a la capacidad inhe-rente, etc. En consecuencia, si se maneja cuidado-samente la frecuencia aplicada al bobinadoprimario, se puede hacer que trabaje en cualquierpunto de curva (de preferencia en la porción li-neal, ya sea de subida o de bajada) y produzca ensu salida una gama de tensiones que van desde unpunto muy bajo hasta su punto máximo (Vs). Porlo tanto, el método puede utilizarse para controlarde forma muy precisa los voltajes a la salida de lossecundarios.

Algunas fuentes en televisores operan en elpunto B de la curva, por lo que en éstos, las varia-ciones de frecuencia tienen un efecto inverso: enla porción descendente de la curva un aumento defrecuencia implica menor inducción y consecuen-temente, una disminución en la salida del secunda-rio del transformador. Este modo de operación (enla región B) no es muy empleado por los diseña-dores, ya que al encender el equipo, el osciladorcomienza a trabajar con una baja frecuencia y, porlo tanto, la salida en los secundarios del transfor-mador será elevada, lo que causaría probablemen-te daños en la fuente o en el equipo.

Control por bobinado de controlAlgunas fuentes de alimentación utilizan un

transformador muy especial, el cual incluye una

bobina de control de un transforma-dor en su interior, que hace que dis-minuya la inductancia dentro deldispositivo.

La mayoría de los televisores uti-lizan un transformador especialmen-te construido con un bobinado decontrol, colocado en una laminaciónacoplada de manera perpendicular ala laminación del primario y secun-dario. El bobinado de control regulala salida del transformador, así alterala reluctancia y, por lo tanto, apa-rentemente también la inductancia

del transformador.Usando la bobina de control, al aplicar una ten-

sión de corriente continua, se desarrolla un campomagnético que se aplica en el núcleo del transfor-mador, que afecta el campo inducido por el prima-rio y, por consiguiente, la tensión generada en elsecundario. Esto altera el campo, de la misma for-ma en que sucede al insertar un tornillo de alumi-nio en una bobina de sintonía (inductor).

Cuando la inductancia (L) es disminuida, la fre-cuencia de resonancia es incrementada, lo queequivale a que la curva de respuesta se deslice ha-cia la derecha y se provoque un cambio en la sali-da de voltaje de los bobinados secundarios.

El diseñador de la fuente selecciona el puntode operación A o B para determinar si al aplicarCD a la bobina de control, la tensión de salida seaumenta o disminuye. Si se elige el punto A, al es-tar corrida la curva hacia la izquierda, la fuente co-mienza a trabajar con una tensión muy alta, lo quepuede afectar la integridad de los circuitos alimen-tados; para evitarlo, se debe aplicar inmediatamen-te una tensión de CD (continua) en la bobina decontrol cuando el aparato es energizado. Es porello que este tipo de fuentes, por lo general, traba-jan en la región B de la curva; es decir, comienzana operar con una tensión de salida baja y, confor-me se va aplicando una corriente de realimenta-ción al bobinado de control, el voltaje de salida vacreciendo hasta alcanzar su nivel adecuado (estoocurre en pocos milisegundos).

Con los puntos tratados hasta aquí, usted podrátener una idea más clara sobre el funcionamientode este tipo de fuentes. Sin embargo, queremosreiterar el hecho de que cada modelo específicorequiere un análisis particular, ya que los compo-nentes y diseños empleados por los fabricantes lle-gan a variar. Es por esa razón que más adelantedaremos un artículo especialmente dedicado a ladescripción de varios circuitos de alimentaciónconmutada, correspondientes a marcar de televiso-res con más penetración en el mercado.

En la próxima edición continuaremos revisandootros aspectos importantes relacionados con elfuncionamiento de las fuentes conmutadas. ✪

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Introducción

En aparatos electrónicos de uso domésti-co se llegan a emplear varios tipos de fuen-tes; las principales son las de tipo PAM (Pul-se Amplitude Modulation = modulación poramplitud de pulso) y las PWM (Pulse WideModulation = modulación por ancho de pul-so). Cada una de ellas posee característicasque las hacen ideales para ciertas aplicacio-nes, aunque sin duda alguna, las fuentes ti-po PWM han alcanzadomayor aceptación entrelos distintos fabrican-tes.

Fuentes tipo PAMLas fuentes conmu-

tadas tipo PAM se ba-san en el control de laamplitud de los pulsosa su salida; esta fun-ción la realizan me-diante un conjunto decircuitos y dispositivosespeciales que les per-mite variar la salida devoltaje de un transfor-mador con una confi-guración muy particu-lar de bobinados(figura 1).

En este transforma-

dor existe un bobinado especial denominado"de control", en cuyas espiras circula una co-rriente que es proporcional al voltaje de algu-no de los secundarios del transformadorprincipal. Si observa con atención, notaráque dicho bobinado está en contrasentidocon respecto al bobinado del primario.

A través del bobinado de control circulatal cantidad de corriente que, al restar la in-ducción magnética de éste con la del prima-rio principal, la magnitud de campo magnéti-

2º Parte


TIPOS DE FUENTES CONMUTADASPreparado por Horacio D. Vallejo

Extraído del texto: “Fuentes de Alimentación Conmutadas en Televisores Modernos”del Prof. J. L. Orozco Cuautle

EN ESTE ARTICULO, COMENZANDO CON LA DESCRIPCION DEALGUNOS MODELOS COMERCIALES, DESCRIBIREMOS LOS DIFE-RENTES TIPOS DE FUENTES CONMUTADAS QUE PUEDEN APARE-CER EN EQUIPOS ELECTRONICOS DE CONSUMO.

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co que llega a los secundarios del transfor-mador es suficiente para generar los voltajesadecuados en su salida, lo cual se traduce enun estado de operación estable.

Por el contrario, si el voltaje de los secun-darios comienza a disminuir, la corriente quecircula por el bobinado de control tambiéndisminuye, esto provoca una menor resisten-cia para que la inducción magnética del pri-mario llegue a los secundarios y se mantengaasí un voltaje adecuado en su salida.

Por otra parte, cuando las tensiones a lasalida del transformador comienzan a crecerpor encima de las especificaciones, a travésdel bobinado de control circula más corrien-te, lo que provoca mayor oposición a la in-ducción del primario y, por consiguiente,una reducción en las tensiones de los secun-darios.

Es fácil apreciar cómo gracias a tan inge-nioso método, este tipo de fuente es autorre-gulable, en la medida que modifica sus con-diciones de operación para garantizar quesus voltajes de salida se mantengan idealespara la operación el televisor.

Una vez obtenido, el voltaje del transfor-mador es rectificado, filtrado y enviado al cir-cuito de switcheo, de donde sale una señalpulsante; la altura de sus pulsos queda de-terminada por la amplitud de la tensión deltransformador. Y como la duración de lospulsos siempre es constante, controlando el

nivel de voltaje quese obtiene del trans-formador es posiblegenerar casi cual-quier voltaje a la sa-lida del circuito con-mutador; y no sóloeso, debido a la ca-racterística de reali-mentación con quecuenta, el circuitoes capaz de detectary corregir los desni-veles que pudieranpresentarse en elvoltaje de alimenta-ción de corriente al-terna.

Fuentes tipo PWM

Las fuentes con-mutadas del tipo PWM son las que mayoraplicación han alcanzado en muy diversoscampos de la electrónica (desde equipo in-dustrial hasta computadoras y aparatos elec-trodomésticos).

Las fuentes PWM son más flexibles, sobretodo por su mayor capacidad de absorción avariaciones bruscas del voltaje de entrada.También su construcción es más sencilla ysu principio de operación es más fácil de en-tender; además, por lo general no necesitanelementos especiales (como varistores o bobi-nados en contrasentidos) para realizar sufunción reguladora.

Básicamente, lo único que se necesitapara obtener voltajes regulados de una fuen-te de este tipo, es un circuito que detecteconstantemente el nivel de alguna de las sa-lidas, para que al momento que se registrealguna variación se expidan las órdenes ade-cuadas al conmutador y el nivel vuelva a lanormalidad.

Recordemos que en las fuentes conmuta-das aún se requiere un bloque rectificadorque convierta la señal de CA en voltaje de CDy, por supuesto, también debe incluirse unfiltro para obtener un voltaje de CD lo másuniforme posible; es decir, sin las ondulacio-nes resultantes del rectificado (figura 2).

Este voltaje se dirige al primario de untransformador de alta frecuencia (cuyo nú-cleo es de ferrita) que, por lo general, tiene

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varios secundarios encargados de brindar losdiferentes voltajes que precisa el aparato.Enseguida aparece un dispositivo de conmu-tación, capaz de conectar el voltaje de CD re-sultante hacia el nivel de referencia GND delprimario.

El dispositivo que se encarga de controlarla anchura de los pulsos de encendido alconmutador y, por consiguiente, los nivelesde voltaje en los secundarios del transforma-dor, es un controlador PWM, el cual recibe lareferencia de alguno de los bobinados secun-darios y de esa forma determina el ancho depulso correcto. Actualmente, la incorpora-ción en los circuitos de control PWM de latecnología digital, los ha transformado ensistemas cada vez más económicos y preci-sos.

En la salida del conmutador se deben co-locar algunas etapas de filtrado (en la figura2 se representa simplemente un diodo y uncondensador, aunque la mayoría de los cir-cuitos también emplean bobinas para mini-mizar el rizo a la salida); en esta etapa, seconvierte la señal pulsante obtenida del swit-cheo en un voltaje de CD perfecto.

Aquí es conveniente hacer algunas obser-vaciones relevantes sobre la operación de es-te conjunto:

• Como se puede apreciar en los diagra-mas presentados, encontramos un puente dediodos conectado directamente a la línea deCA, sin transformador intermedio. Esta con-figuración requiere que los diodos empleadossean de una tensión más alta que los norma-les; por lo general, arriba de 500V. Además,la tensión de operación del filtro a la salidadel rectificador debe ser de 350V, mínima-mente, para que pueda soportar sin proble-mas la carga cuando el aparato se conectaen una línea de 220V de tensión alterna.

• El dispositivo conmutador debe ser ca-

paz de manejar ten-siones y corrientes ele-vadas (podemos decirque una fuente con-mutada funciona demanera muy similar aun fly-back y que elconmutador hace lasveces del transistor desalida horizontal). Enla actualidad es posi-ble encontrar muy di-versos dispositivos quehacen el papel de con-

mutadores (transistores bipolares, Darling-ton, MOSFET e incluso circuitos integrados).Una característica que permite identificar deinmediato al dispositivo conmutador, es quesiempre está unido a un disipador de calorque le permite manejar de forma segura lapotencia desperdiciada durante su labor deswitcheo (figura 3).

• El bloque controlador consiste, por logeneral, en un circuito integrado que incluyecasi todas las partes necesarias para el con-trol del conmutador.

En la mayoría de casos, lo único que seañade es la referencia de voltaje y el reloj os-cilador. La función de este bloque consiste endetectar que el voltaje en la salida de la fuen-te cumpla con las especificaciones requeri-das; por lo tanto, precisa de una línea paraalimentar una muestra de dicho voltaje ycompararlo con sus referencia para determi-nar qué variación se debe hacer en el anchodel pulso de control.

Esta línea, en la actualidad, se envía, casisiempre, por medio de un dispositivo que ga-rantiza el aislamiento que existe entre el lado"primario" de la fuente y el extremo "secun-dario".

La aislación, a su vez, es recomendablepara evitar que cualquier ruido en la línea deCA pueda perjudicar los circuitos del equipoy también para impedir que el ruido electro-magnético producido por sus circuito salgahacia la línea de CA e interfiera con otrosaparatos.

• La etapa de filtrado es la encargada deobtener el valor promedio de voltaje de lospulsos a la salida del transformador. Por logeneral, tan sólo se trata de un arreglo dediodos y capacitores conectados en configu-ración rectificador-filtro para obtener el vol-taje de CD requerido, aunque en ocasionesse incluyen bobinas en serie con los diodospara reducir aun más el rizo en la salida.

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Fuentes Conmutadas en Televisores Color Comerciales

Hasta aquí expusimos los principios deoperación de las fuentes de alimentaciónconmutada; podemos dar inicio, entonces, alanálisis de circuitos específicos, con la inten-ción de brindar al lector mayores elementosde juicio para el servicio, a la par de facilitar-le la asimilación de los temas teóricos.

Al respecto, describimos en ésta y en laspróximas ediciones, los circuitos de alimen-tación de modelos representativos de las si-

guientes marcas: RCA/General Elec-tric, Sony, Zenith, GoldStar, Panaso-nic, Toshiba y Philips. Y para apoyarnuestras explicaciones, ilustraremos eltema con diagramas en compoenentes,oscilogramas, etc. Esperamos de estamanera solucionar muchas de las du-das que probablemente usted tiene so-bre el funcionamiento de las fuentesconmutadas y circuitos específicos.

Por lo que se refieren a los circuitosde alimentación de televisores RCA yGeneral Electric (que comparten el mis-mo chasis), nos referiremos a los chasisCTC-176/177 y CTC-185, que son idén-ticos en ambas marcas.

Chasis CTC-1776/177

Las marcas de televisores RCA/GE em-plean en algunos de sus modelos el chasisCTC-176/177 (figura 4), el cual utiliza unafuente de alimentación de tipo conmutado,que incluye un circuito integrado (U4101) yun transistor FET (figura 5). Este transistoractúa como un interruptor y, conjuntamentecon el transformador, forma un circuito osci-lador). Para la descripción del funcionamien-to de esta fuente, nos basaremos en el dia-grama real que reproduciremos en lapróxima edición. ✪

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Fuente RCA, General Electric, Chasis CTC-1776/177

Las marcas de televisores RCA/GE em-plean en algunos de sus modelos el chasisCTC-176/177 (figura 1), el cual utiliza unafuente de alimentación de tipo conmutada,que incluye un circuito integrado (U4101) yun transistor FET (figura 2). Este transis-tor actúa como un interruptor y, conjunta-mente con el transformador, forma un cir-cuito oscilador (figura 3). Para ladescripción del funcionamiento de estafuente, nos basaremos en el diagrama de lafigura 4.

Una caracte-rística impor-tante de estafuente, es quepuede modifi-car su conmu-tación deacuerdo con lospulsos de fre-cuencia varia-ble que se leapliquen a lacompuerta delFET, y con ellomantener unvoltaje regula-do. Este proce-so produce unaconmutac ión

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3º Parte


LAS FUENTES CONMUTADAS DE TELEVISORES COMERCIALES

Preparado por Horacio D. VallejoExtraído del texto: “Fuentes de Alimentación Conmutadas en Televisores Modernos”

del Prof. J. L. Orozco Cuautle

BASANDONOS EN LOS MANUALES DE SERVICIO SUMINISTRADOSPOR RCS Y SONY, PREPARAMOS EL SIGUIENTE ARTICULO, EN ELQUE DESCRIBIMOS EL FUNCIONAMIENTO DE LAS FUENTES DE ALI-MENTACION DE ALGUNOS EQUIPOS QUE ELLOS COMERCIALIZAN.

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de encendido y apagado de las terminales11 a la 9 del propio circuito integrado, ge-nera así una inducción del primario a lossecundarios del transformador T4101.

De hecho, el inicio de conducción delFET ocurre cuando parte de los 150 volt deCD que entrega el puente rectificador, sonaplicados en la terminal 4 de circuito inte-grado U4101, por medio de la resistenciaR4104, conocida como "resistencia dearranque".

Este voltaje provee un bias necesarioque llegando a la compuerta del FET, loimpulsa a conducir para que origine unacorriente que al ir a tierra, pasa por la resi-tencia R4124, el transistor FET (terminales9 y 11 del circuito integrado) y por las ter-minales 3 y 1 de T4101. Dicha corrienteinduce un voltaje en las bobinas conecta-das en las terminales 5 y 6; el voltaje de laterminal 5 pasa por la resistencia R4126 ypor el capacitor C4123, para llegar a la ter-minal 4 del circuito integrado, lo que pro-voca que el transistor FET conduzca auncon mayor potencia; es decir, induce unacaída de voltaje a través de la resistenciaR4124 que está conectada entre tierra y laterminal fuente del FET.

Cuando el voltaje llega a un nivel lo sufi-cientemente elevado, el circuito de protec-ción contra sobrecorriente (OCP) que se en-cuentra dentro del mismo circuitointegrado, lleva el FET a su estado de corte.

Tomando en cuenta que este proceso serepite cíclicamente, resulta fácil compren-der por qué se incia una secuencia de osci-lación cuya frecuencia varía entre 100 y38kHz (a máxima carga) y la cual se generasi la inducción de los bobinados secunda-rios que alimentan el televisor.

Finalmente, van conectados a los diodosrectificadores CR4106 y CR4107 y a sus

capacitores de filtro, C4107 y C4108, res-pectivamente (figura 5).

La tensión de realimentación empleadapara llevar a cabo el proceso de regulación,sale de las terminales 6 y 7 del transfor-mador (figura 4) y está fuertemente acopla-da a la tensión que existe en los secunda-rios que proporcionan alimentación altelevisor, por lo que cualquier cambio devoltaje que exista en los secundarios alte-rará el voltaje en las terminales 6 y 7.

Por su parte, el voltaje de la terminal 7es rectificado por los diodos rectificadoresCR4111 y filtrado por el capacitor C4127;el resultado es un voltaje negativo que seaplica en la terminal 1 de U4101.

Dentro de este circuito integrado, existeuna tensión de referencia ajustada a -40.5± 1 volt y el amplificador de error trata deigualar la tensión de la terminal 1 (-40,5volt) con la tensión de referencia.

Si bien un mayor consumo de la cargaen la fuente (en cuyo caso el cinescopio re-producirá una imagen con demasiado bri-llo), la tensión disminuirá en la terminal 7del transformador y en la terminal 1 delcircuito integrado; esto permitirá que elFET conduzca durante mayor tiempo (porlo tanto, que la frecuencia de oscilacióndisminuya) y que la tensión en la salidaaumente, así compensará la disminuciónque se presentó por el mayor consumo.

Cuando se presenten problemas con es-ta fuente de alimentación, le recomenda-mos medir el voltaje que se aplica en la ter-minal 1 del circuito integrado, el cual debeser de -40V± 1 volt.

Problemas en esta fuenteEn ocasiones, cuando existe una carga

muy elevada (por ejemplo, algún corto), la

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fuente de alimentacióndisminuye tanto su os-cilación que se llega aescuchar un silbido;pero si el corto es muyfuerte, entonces su cir-cuito de protección desobrecorriente actúa,por lo que el televisorse apaga y la fuente nose enciende hasta queel corto haya sido eli-minado.

Cuando existan va-riaciones en la tensiónde salida, le recomen-damos medir el voltajeen la terminal 1 el cir-cuito integrado. Re-cuerde que estas fuen-tes de alimentaciónutilizan dos tipos detierras: una "caliente",ubicada en el lado pri-mario del transforma-dor y la otra "fría", co-locada en el ladosecundario. Es impor-tante que, cuando rea-lice las mediciones devoltaje en cualquiera delos bobinados, utilice latierra adecuada parano obtener valoreserróneos.

Nota de redacción:Le recordamos una

vez más que en esta se-rie de artículos emplea-mos términos “pocoacadémicos” tales como“voltaje”, “amperaje”,“retroalimentación”,etc., dado que son vo-cablos comunes para elsector técnico.

Es recomendableque este tipo de fuentesno se pongan a funcio-nar sin carga, ya quepodría ocasionarse unaelevación del voltaje desalida que dañará a loscapacitores de filtraje.

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Si usted desea probar la fuente, puede co-locar una carga falsa (un foco de 40 watt)en la salida 140 volt y comprobar así elbuen funcionamiento del circuito.

Cabe señalar que, en caso de que el te-levisor no encienda, no necesariamente im-plica que haya un problema en la fuente dealimentación o en la etapa de salida hori-zontal; la falla puede ser ocasionada porun daño en la memoria EEPROM, cuyamatrícula en este modelo es 24C02. Por lotanto, le recomendamos verifcar minucio-samente los voltajes de corriente directa enla salida de la fuente, así como los voltajesque se aplican al microcontrolador y al cir-cuito T.

Mida también la tensión en la terminal5 de la memoria (debe ser de 5 volt) y si se

encuentra enun nivel inferiora los 4 volt, sig-nifica que lamemoria estádañada y seránecesario susti-tuirla, ya quede lo contrarioel televisor noencenderá.

La causa deque esto ocurraes porquecuando la me-moria EEPROM

está dañada, se provoca unbloqueo en el sistema de con-trol y no se envía la orden deencendido para que el circui-to T inicie la generación de laseñal del horizontal.

Para que tenga una refe-rencia general de la estructu-ra de este equipo, en la figura6 le presentamos su diagra-ma en bloques.

TV RCA, Chasis CTC-185

Uno de los televisores delas marcas GE/RCA que másrecientemente han salido almercado, es el de chasisCTC-185 (figura 7).

La fuente de alimentaciónque se emplea en este televi-sor (conmutada), utiliza un

transistor MOSFET como elemento deconmutación. La diferencia con otrosequipos es que este transistor se encuen-tra colocado en serie con la carga. Estacaracterística es la principal diferenciaque presenta este chasis con respecto amodelos anteriores como el CTC-175 y elCTC-176 (figura 8).

Diagrama a bloquesLa figura 9 presenta el diagrama a blo-

ques de la fuente de alimentación del tele-visor RCA/GE chasis CTC-185. Observeque la tensión de corriente alterna que in-gresa al televisor es rectificada en el siste-ma de rectificación, el cual entrega a la sa-lida un voltaje de corriente directa.

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El conmutador es el elemento responsa-ble de entregar un voltaje estable en la sa-lida, sin importar los cambios del voltajeque se registren en la entrada por altera-ciones en el consumo de la carga para lacual fue diseñada la fuente. Para ello, elelemento conmutador (un transistor MOS-FET) se abre y cierra alternativamente; se-guramente, usted se preguntará cómo undispositivo que interrumpe el paso del vol-taje y corriente es el encargado de llevar acabo el proceso de regulación. Veamos có-mo funciona.

En cuanto al proceso de regulación, eltransistor MOSFET Q4114, que es el inte-

rruptor electrónico que lleva a cabo la re-gulación de voltaje, realiza su conmutacióny conducción de acuerdo con los pulsosque recibe de la etapa conocida como "ma-nejador de compuerta" o Gate Driver.

En la entrada del elemento de conmuta-ción, existe un voltaje de CD con aproxi-madamente 168 volt. Cuando el conmuta-dor se cierra (porque su terminal decompuerta ha recibido un pulso positivo),el voltaje que entrega L4102 pasa y cargael capacitor c4153, para elevar su voltaje a130 volt, nivel necesario para el funciona-miento de las etapas del televisor (barridohorizontal, vertical, audio, etc.).

Posterior-mente elconmutadorelectrónicose abre paraevitar que elvoltaje en lasalida au-mente másde 130 volt.

En la pró-xima edicióncontinuare-mos con elanálisis deeste chasis,analizandot a m b i é n ,otros apara-tos. ✪

Cuaderno del Técnico Reparador

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PROCESO DE REGULACION DE LA FUENTE DEL TV RCA, CHASIS CTC-185

El transistor MOSFET Q4114, que es elinterruptor electrónico que lleva a cabo laregulación de voltaje, realiza su conmuta-ción y conducción de acuerdo con los pul-sos que recibe de la etapa conocida como"manejador de compuerta" o Gate Driver (fi-gura 1).

En la entrada delelemento de conmuta-ción, existe un voltajede CD con aproxima-damente 168 volt.Cuando el conmuta-dor se cierra (porquesu terminal de com-puerta ha recibido unpulso positivo), el vol-taje que entregaL4102 pasa y carga elcapacitor C4153, paraelevar su voltaje a 130volt, nivel necesariopara el funcionamien-to de las etapas del te-levisor (barrido hori-zontal, vertical, audio,etc.). Posteriormente

el conmutador electrónico se abre para evi-tar que el voltaje en la salida aumente másde 130 volt.

Entonces, cuando existe un consumo porparte de las etapas del televisor, el voltajeen el capacitor C4153 desciende ligeramen-te y el conmutador se cierra de nuevo; conello el voltaje alcanza otra vez el nivel reque-rido. Todo este proceso se lleva a cabo demanera muy rápida; de hecho, a una veloci-

4º Parte



(CONTINUACION)


del Prof. José Luis Orozco Cuautledel Centro Japonés de Información Electrónica

CONTINUAMOS CON EL ANALISIS DE LAS FUENTES DE ALIMENTA-CION CONMUTADAS PRESENTES EN TELEVISORES COMERCIALES.PARA COMPRENDER ESTE ARTICULO, ES PRECISO QUE EL LECTORSE INFORME DE LOS CONCEPTOS VERTIDOS EN LA EDICION ANTE-RIOR DE SABER ELECTRONICA.

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dad de 15.625Hz (15,734 veces por segundoen NTSC).

Así, el elemento de conmutación se abrey cierra alternativamente; se cierra cuandoexiste un consumo en la salida y el voltajedisminuye ligeramente, y se abre en el mo-mento en que aparecen 130 volt en la sali-da. Precisamente (no está de más recordar-lo), debido a la conmutación que realizanestas fuentes, se les reconoce como del tipoconmutado.

ANALISIS DEL CIRCUITO DE LA FUENTE

Para estudiar con más detalle el procesode regulación, nos auxiliaremos con el dia-grama de la figura 2. Inicialmente, se puedeapreciar que en la entrada ingresa un volta-je de 150 volt (marcado como RAW B+) quepasa al sistema de rectificación.

C4007 es el capacitor de filtro y la resis-tencia 4172, el elemento que permite des-cargar el capacitor C4007 cuando la fuentees desconectada de la corriente alterna. Seencuentra también la terminal 3 del secun-dario del transformador de alto voltaje o fly-back T4401, que entrega un pulso sin regu-lar (V1), el cual sirve como refuerzo en casode que la fuente de voltaje (RAW B+) alteresu valor por debajo de los 130 volt.

El voltaje sigue a través del diodoCR4105, donde se rectifica V1 y se convierteen V2 (indicación A de la figura 2) y despuésde pasar por la bobina L4102 (figura 3), lle-ga finalmente a la terminal drenador delMOSFET Q4114. Aquí se tiene un voltaje de168 volt, resultado de los 150 volt de RAWB+ y del pulso rectificado V2.

Este tipo de fuentes conmutadas regula a130 volt de salida, a pesar de que recibe 95volt de CA en la entrada (en televisores de

25 y 27 pulgadas);pero también pue-den trabajar con 90volt de CA (en televi-sores de 19 y 20pulgadas).

Los capacitoresmarcados comoC4104, C4122,C4124, C4134 yC4135 sirven paraeliminar interferen-cias generadas por

una sección de RF. Por su parte, la resisten-cia R4146 y el capacitor C4137 crean unared de amortiguación para proteger el tran-sistor MOSFET Q4114. El diodo CR4106forma parte del circuito de protección delpropio transistor.

Si usted apaga el televisor, pero no lodesconecta de la línea, se va a mantener enun estado de conducción permanente, gra-cias al voltaje que provee la resistencia4108. Por lo anterior, podemos deducir que,a pesar de que se apaga el televisor, el tran-sistor Q4114 sigue conduciendo de manerapermanente y envía el voltaje de 168 voltiosal circuito de salida horizontal.

Pero entonces, ¿cómo se apaga el televi-sor? Simplemente el circuito "T" U1001 reci-be una orden del sistema de control y evitala salida de la señal de salida horizontal porla terminal 22; es por eso que el aparato nofunciona a pesar de que esté polarizado elcircuito de salida horizontal.

Para que tenga una mayor referencia delo antes expuesto, en la figura 4 presenta-mos el diagrama a bloques del televisorCTC-185, en donde se puede apreciar la re-lación entre sus diferentes etapas.

Ahora bien, para que el transistor con-mutador Q4114 lleve a cabo el proceso deregulación y entregue por su terminal-fuen-te los 130 volt regulados, es necesario queprimero se efectúe una conmutación en és-te. Esto sucederá al aplicar una señal dePWM o modulación de pulso de anchura ensu terminal Gate o compuerta. Esta señal,marcada en el diagrama como V3, nace dela comparación de las señales V4 y V5 quese realiza en los transistores Q4102 yQ4103 (figura 5).

La señal V4 es una forma de onda dediente de sierra con una frecuencia fija quees generada por el circuito formado de dien-tes de sierra C4109 y R4120. Esta señal na-

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ce del pulso que envía el fly-back por su ter-minal 8 (V6) y pasa por la resistencia R4145y el transistor Q4104 para convertirse en la

señal V7 (figura 6). Después de que ha sidoamplificada por Q4108, se convierte en laseñal diente de sierra V4, con una frecuen-

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cia de 15.625Hz (15.734Hz en NTSC), yaque proviene del circuito horizontal.

Por su parte, la señalV5, que corresponde aun voltaje de error pro-porcionado por la etapade amplificador de errory referencia, tiende acambiar, ya sea por va-riaciones en el consumodel equipo o por varia-ciones en el voltaje deentrada; en cualquierade estos casos, al pro-vocarse una variaciónen V5, la señal V3 (quees el PWM) cambia ensu anchura y modificael tiempo de conmuta-ción del transistorQ4114.

De esta forma secompleta el proceso deregulación.

Es importante seña-lar que hay un pequeñotiempo de retraso des-pués de que las compa-raciones entre V4 y V5se realizan; esto es conel fin de obtener el cam-bio de corrección de V3.La etapa manejadora decompuerta recibe elPWM V3, lo amplifica ylo invierte para entre-garla posteriormente ala compuerta del regu-lador.

La combinación en-tre las resistencias divi-soras de voltaje R4136,R4137, R4111 (conecta-das en forma paralela) yR4112 permiten que elvoltaje de salida seajuste a 130 volt.

En el interior del cir-cuito integrado U4103,se localiza el amplifica-dor de error y el voltajede referencia (que poseeuna precisión el 1%).En la figura 7 se pre-senta la fotografía delos transistores de mon-

taje de superficie que intervienen en el sis-tema de regulación.

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PROCEDIMIENTO DE REPARACION

Comúnmente, este tipo de fuentes de ali-mentación llega a presentar problemas du-rante el servicio; esto se debe a que su fun-cionamiento está directamente relacionadocon el desarrollo correcto de la etapa del ho-rizonal.

Si la etapa del horizontal presenta algúnproblema, la fuente no va a funcionar (re-cuerde que requiere del pulso horizontalV6); e igualmente, si no funciona la fuentetampoco trabajará la sección horizontal,pues hay una relación de dependencia entreambas. Esta característica obliga al técnicoa realizar un proceso de reparación diferen-te al utilizado en otro tipo de fuentes de ali-mentación, por lo que le recomendamos:

1) Primero es necesario determinar siexiste una falla en la sección de salida hori-

zontal, o si es lafuente de ali-mentación quese encuentra enmal estado. Pa-ra ello, desco-necte el televisory coloque en suentrada un va-riac (el variac esun equipo elec-trónico que dis-

minuye o sube el voltaje de línea desde 0 a140 volt), el cual nos permite verificar losdiferentes tipos de fuentes de alimentaciónempleadas en televisores. Pero debido a queel variac es un instrumetno de alto costo,hemos implementado un dispositivo quenos permite realizar la misma función sinproblema. Nos referimos al dimmer (figura8), que es un controlador de la intensidadde luz que se utiliza en algunas lámparasincandescentes; y si bien es cierto que us-ted puede comprar uno ya armado (400watt) también lo puede construir. En elapéndice de este libro, usted puede encon-trar el diagrama respectivo.

2) Conecte el dimmer en serie entre la lí-nea de corriente alterna y el televisor (figura3.18). Para que funcione de manera correc-ta, debe conectar en paralelo con el capaci-tor C4007 una carga resistiva, que puedeser una lámpara incandescente de 25 watt.Normalmente, los dimmer que se venden demanera comercial están fabricados para tra-bajar con una potencia de 300 ó 400 watt.Esta capacidad es suficiente si considera-mos que un televisor consume entre 120 y150 watt y que la lámapra incandescente es25 watt (conectados ambos, alcanzarán unapotencia de 175 watt).

Aunque si desea disminuir el margen deerror, puede trabajar con un dimmer de 500watt.

3) Por medio del control con que cuentael dimmer, usted puede modificar el valor devoltaje que existe en la salida. Y para com-probar el cambio de valor, coloque un multí-metro en función de voltímetro de corrientedirecta en paralelo con el foco; observe lasvariaciones en el voltaje y vea cómo sube ybaja la intensidad de luz de la lámpara.

4) Una vez instalado el variac o dimmer,para comprobar en qué circuito se localizala falla, ya sea en la salida horizontal o en lafuente de alimentación, debe realizar el si-guiente procedimiento.

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LOCALIZACION DE FALLAS

a) Desconecte el equipo y coloque unpuente entre las conexiones de fuente y dre-nador, tal como se mostró en la figura 3.18.

En ese momento conecte el televisor enla línea y mida el voltaje en los extremos delcapacitor C4007 o el puente que colocó enel transistor Q4114, que es un voltaje de co-rriente directa que alimenta las etapa de sa-lida horizontal.

b) Ajuste el voltaje en el voltímetro conapoyo del dimmer, hasta obtener un voltaje150 volt de polarización en la etapa de sali-da horizontal (recuerde que tiene conectadoel foco de 25 watt).

c) Mantenga el dimmer en esa posición yproceda a encender el televisor; al escucharel ruido característico de que existe oscila-ción horizontal, de inmediato debe bajar conel dimmer el voltaje de 150 volt (que estánpresentes en el puente del transistorQ4114) a un valor de 130 volt; si no haceesto, el sistema de protección apagará el te-levisor, con esto sólo provocará que se en-cienda un momento y se vuelva a apagar deinmediato.

d) Una vez que haya ajustado el voltaje a130 volt, si el televisor trabaja en condicio-nes normales, significa que la falla está enla fuente de alimentación y que las demásetapas están funcionando adecuadamente.Si a pesar de este proceso aún no enciende,la falla puede originarse en la sección hori-zontal, el circuito T o inclusive en la memo-ria EEPROM (no olvide que en este tipo deequipos, el encendido o apagado se ve afec-tado por un daño en la memoria).

FALLA EN LA FUENTE DE ALIMENTACION

Si la falla se origina en la fuente de ali-mentación, es necesario verificar con osci-loscopio las diferentes formas de onda mar-cadas como V6, V7, V4, V5 y V3. Si algunade estas señales no se localiza, ubique elcomponente relacionado con ella y procedaa sustituirlo.

Una manera rápida de localizar la falla,es medir la señal V3 en el colector del tran-sistor Q4113. Si reduce ligeramente el vol-taje con el dimmer, podrá comprobar si laanchura del PWM cambia. De ser así, signi-fica que los bloques U4103 y el de salidahorizontal (formado por los transistoresQ4104, Q4108, Q4103 y Q4102) están ope-rando convenientemente, por lo que el dañopuede estar en Q4114.

Pero si la forma de onda V3 de PWM nose observa, tendrá que verificar que el pulsohorizontal se esté aplicando a través de lasección de los transistores. O bien, el pro-blema puede estar en la unidad amplifica-dor de error y referencia U4103.

Normalmente, en este tipo de fuentes dealimentación, cuando están dañados algu-nos de sus elementos, se recomienda cam-biar en grupo los siguientes dispositivos:

Q-4114 (P6N25).Con su aislante

o CR4111 (zéner de9.1 volt a 1/2 watt)

o CR-4112 y CR-4113

o R4136 (143K1/2watt)

o U4103 (TL431 AL)o C4106 (0.47MFD

o µF63 volt)En la próxima

edición, veremosotros modelos. ✪

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Este tipo de chasis se ha empleado in-distintamente en televisores de 14 y 20pulgadas, en los cuales no hay cambiossignificativos en su estructura general. Yen el caso específico de la fuente de ali-mentación, sólo se observa una variaciónen el consumo de corriente.

Para analizar el funcionamiento de lafuente en este tipo de televisores, utiliza-remos como base el modelo KV-21RS50(figura 1)

DIAGRAMA EN BLOQUESEn la figura 2 se

muestra el diagramaen bloques de lafuente de referencia.

En el lado inferiorizquierdo se indica laconexión a la línea devoltaje de CA, que in-gresa al circuito yatraviesa el fusibleF601 hasta llegar aun sistema de filtraje(compuesto por elchoke de filtro T602y otros componentes

que más adelante describiremos).Dicho sistema de filtraje tiene como

función principal eliminar las interferen-cias de RF que provengan de la línea deCA o, bien, las señales de oscilación de lapropia fuene de alimentación (figura 3).

Por debajo de la toma de corriente, selocalizan las bobinas de desmagnetiza-ción, las cuales son activadas por el rele-vador marcado como RY601 (figura 4) ypor el transistor Q601.

Cuando es conectado y encendido el te-levisor por primera vez, por la terminal 34

5º parte



(FUENTES EN TELEVISORES SONY)

Seleccionado por Horacio D. VallejoExtraído del texto: “Fuentes de Alimentación Conmutadas en Televisores Modernos”


EXISTEN UNA GRAN VARIEDAD DE FUENTES DE ALIMENTACIONCONMUTADAS QUE SON UTILIZADAS EN TELEVISORES SONY, PEROHAY PARTICULARMENTE UN CHASIS MUY CONOCIDO EN EL MEDIOTECNICO, EN EL QUE SE HAN INCLUIDO DESDE HACE VARIOS AÑOSESTOS CIRCUITOS; NOS REFERIMOS AL CHASIS DENOMINADO BA3.

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del microcontrolador (O-DGC) sale unaseñal que sirve para activar al interruptordel relevador y hacer que la corriente al-terna empiece a fluir a través de las bobi-nas de desmagnetización; con ello, loscampos magnéticos remanentes de las re-jillas en el cinescopio se eliminan.

El sistema de filtraje T602 entrega unvoltaje de CA que es dirigido hacia el

puente rectificador D601; endicho puente se origina unarectificación de onda completay se entrega un voltaje de CDhacia el circuito convertidor,conocido con el nombre de"sistema de oscilación o con-vertidor".

Este sistema de oscilaciónestá formado básicamente porlos transistores Q603 y Q602(figura 5); ambos dispositivosinician una oscilación, queposteriormente es enviada alas terminales 11 y 9 deltransformador T603 PIT (Po-wer Input Transformer =transformador de entrada dealimentación). Cuando estetransformador recibe la oscila-ción, se genera una inducciónhacia los bobinados secunda-rios. Del primer bobinado (ter-minales 6) sale una corrientealterna que, al ser rectificadapor los diodos D607-D610, ge-nera un voltaje de 115V+, uti-lizados para polarizar las dife-rentes etapas del televisor. Elsegundo bobinado, localizado

entre las terminales 1, 2 y 3, envía haciael sistema de rectificación un voltaje decorriente alterna. Integrado por los diodosD605 y D606, este sistema entrega unvoltaje de 12V que es aplicado al circuitointegrado IC693.

En este circuito se generan tanto elpulso de Reset como la tensión de 5V; és-te se aplica en las secciones del televisor

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que requieren una alimentación inmedia-ta en el momento que el usuario activa lafunción de encendido, por medio del panelde control o del control remoto.

Por otro lado, los 12V generados por losdiodos D605 y D606 también se dirigenhacia un sistema de regulación de 9V(Q606). El voltaje que de ahí se obtiene,ingresa al regulador Q607 y se transformaen un voltaje de 5 volt. Ambos voltajes (9 y5 volt) serán utilizados para polarizar alcircuito de audio y al circuito de jungla.

Sin profundizar aún en el tema, diremosque en esta fuente de alimentación tam-bién se incluye un circuito integrado mar-cado como IC601, el cual se conecta en laterminal 8 del transformador T604 PRT(transformador de regulación de la alimen-tación). Y es precisamente gracias a estecircuito que se lleva a cabo el proceso deregulación.

ANALISIS DEL CIRCUITO

Utilizando el diagrama del circuito de lafigura 6, estudiaremos más detalladamen-te el funcionamiento de cada dispositivoincluido en la fuente que nos ocupa ytambién los flujos de corriente eléctricaque se generan a través del sistema.

Los 125Vca que ingresan al circuitocruzan el fusible F601, encargado de pro-teger la propia fuente de alimentación;posteriormente, el voltaje llega hasta lasbobinas T602 que, conjuntamente con loscapacitores C601, C638, C636 y C605, fil-tran el voltaje y permiten sólo que fluya latensión de CA de 50Hz, ya que si llegara aentrar alguna interferencia al circuito deR.F., el funcionamiento de la fuente se ve-ría afectado. Este filtro también evita quesalga de la fuente parte de la frecuenciade oscilación, pues si hay algún equipoconectado en la misma línea de corriente,su funcionamiento podría alterarse. Final-mente, el voltaje de CA llega al puenterectificador D601.

LAS BOBINAS DE DESMAGNETIZACION

En el diagrama de la figura 6 se mues-tra la ubicación de las bobinas de des-magnetización que se encuentran conec-tadas en las terminales 1 y 2 del conectorCN602. En la terminal 2 se encuentra el

termistor THP601, que cuenta con uncoeficiente positivo; es decir, cuando secalienta su valor óhmico sube. A su vez,en la terminal 1 se encuentra conectadoun interruptor formado por el relevadorRY601; cuando este relevador se cierra, elvoltaje de CA es aplicado en las bobinasdesmagnetizadoras, iniciándose el procesode desmagnetización.

Por otra parte, en el momento que elusuario presiona el botón de encendido, laorden ingresa por el terminal 15 del micro-controlador (figura 2) y por la terminal 34(marcada como ODGC o salida de desmag-netización) sale un nivel alto, que provocauna corriente eléctrica que fluye a travésdel transistor Q601, tanto de emisor-basecomo de emisor -colector. Es entoncescuando el relevador se activa y se lleva acabo el proceso de desmagnetización.

El tiempo que tarda en aparecer laimagen es de aproximadamente 5 segun-dos, el lapso que emplea el cinescopio pa-ra calentarse y dar inicio a la desmagneti-zación; aunque la corriente que fluye através de las bobinas empieza a bajar len-tamente, debido a que el emisor se va ca-lentando poco a poco. Este comporta-miento es necesario en la medida en que,si se cortara abruptamente la corrienteque fluye a través de las bobinas, el cines-copio (TRC o tubo de rayos catódicos) po-dría quedar magnetizado y provocaríamanchas sobre la pantalla. Finalmente lacorriente es suspendida totalmente cuan-do el relevador deja de operar y se abre elcircuito.

Observe que en la parte inferior delpuente D601 (figura 6), se ubica una re-sistencia marcada como R603, cuyo valores de 1 ohm a 10 watt. Aquí queremos ha-cer un paréntisis para enfatizar que, si es-ta resistencia se llegara a dañar, ni siquie-ra intente aplicar un puente. ¡NUNCA!Recuerde que, a pesar de que maneja unvalor muy bajo, su función es evitar que elfusible F601 se dañe. Veamos cómo fun-ciona. Antes de que el equipo sea conecta-do por primera vez, el capacitor C609 ubi-cado en la salida del puente rectificador yque se emplea en tareas de filtrado, se en-cuentra descargado. Cuando la corrienteempieza a fluir a través del C609, si noestuviera presente la resistencia R603, seprovocaría un daño en el fusible F601.Esta es la razón por la que no se debe"puentear" este dispositivo.

Aprovechamos también la oportunidadpara recordarle que ningún elemento enlas fuentes de alimentación debe ser sus-tituido por otro de distinto valor. Siempreque vaya a hacer una reparación en estoscircuitos, utilice dispositivos del mismovalor. E igualmente, los transistores de-ben ser originales.

Antes de llegar al transistor-converti-dor Q603, el voltaje de CD atraviesa unfusible integrado por las resistenciasR624 y R606. Recuerde que los transisto-res Q602 yQ603 se en-cargarán deconvertir laCD en unaseñal oscilan-te de tipo deonda cuadra-da que, comoya menciona-mos, sirvepara inducira los secun-darios deltransforma-dor T603.

Una carac-terística quedebemos re-saltar es quelos transisto-res Q602 yQ603 presen-tan un mon-taje similar:ambos cuen-tan con resis-tencias, ca-pacitores ydiodos delmismo valor.Esto les per-mite confor-marse comoun circuitooscilador alfuncionar al-t e r n a t i v a -mente. Natu-r a l m e n t e ,como estostransistoresdisipan unagran potenciadurante su

funcionamiento, se encuentran montadossobre un disipador de calor (figura 7).

Otro dispositivo que integra esta fuentede alimentación es el varistor marcado co-mo VDR601, que se caracteriza porqueúnicamente conduce cuando se le aplicaen alguno de sus extremos un valor devoltaje elevado, de lo contrario no funcio-naría.

En la próxima entrega continuaremoscon la explicación del funcionamiento deeste tipo de fuentes conmutadas. ✪

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Proceso de Oscilación en Fuentes de TV Sony

Ahora analicemos cómo opera el sis-tema de oscilación. Los transistoresQ602 y Q603 hacen que fluya por elprimario del transformador T603 (ter-minales 11 y 9) una corriente alterna;es decir, uno de éstos genera la fase po-sitiva y el otro, la fase negativa.

Para comprender mejor el funciona-miento de la fuente, es importante co-nocer los flujos de corriente que atra-viesan el circuito; ello nos permitirálocalizar fallas de una manera más efi-ciente.

Flujo de corriente por el transistor Q603

Observe el diagrama de la figura 8.Al conectar el equipo por primera vez,aparecen 170 voltios en el colector deltransistor Q603. Este voltaje permiteque la corriente eléctrica fluya a partirde tierra e ingrese al transformadorT604, por su terminal 2; de ahí sale por

la terminal 1 del mismo transformadory llega a la terminal 9 del transforma-dor T603, para salir por la terminal 11y carga el capacitor C614.

Finalmente, la corriente llega al emi-sor del transistor Q603, el cual recibeuna polarización positiva en su base através de las resistencias R641 y R642;por lo tanto, se permite el flujo de co-rriente de emisor a base y, por mediode las dos resistencias, se cierra el cir-cuito del polo positivo. Aunque tambiénexiste una corriente que fluye de emi-sor a colector.

La corriente que atraviesa por lasterminales 1 y 2 del transformadorT604 —que funciona como bobinadoprimario— induce un voltaje sobre lasbobinas secundarias (terminales 2-3,4-5). Por la terminal 4 sale un voltajepositivo que atraviesa la resistenciaR610 hacia el capacitor C613 y conti-núa para llegar a la base del transistorQ603.

El transistor, al recibir un voltaje po-sitivo en su base, genera un mayor ni-vel de corriente, tanto de emisor a basecomo de emisor a colector.

6ª Parte



(CONCLUSION)



SI BIEN EXISTE MUCHO PARA HABLAR SOBRE EL TEMA, CON ESTANOTA CULMINAMOS LA SERIE DE NOTAS (6 EN TOTAL, QUE COMEN-ZAMOS EN SABER ELECTRONICA Nº 146), REFERIDAS A FUENTESCONMUTADAS. CREEMOS QUE EL LECTOR POSEE MATERIAL SUFI-CIENTE PARA ENCARAR LA REPARACION DE ESTOS DISPOSITIVOSCON TOTAL CONOCIMIENTO.

Al fluir la corriente de emisor a base,se carga momentáneamente el capaci-tor C613; debido a esto, el transistordeja de conducir y la corriente eléctricaque fluye por todo el sistema se sus-pende.

Esto provocaque el campomagnético genera-do en el transfor-mador T604, re-grese hacia losbobinados y quese alterne la pola-ridad de voltaje enlos extremos delas bobinas se-cundarias (termi-nales 2, 3, 4 y 5);entonces, por laterminal 3 sale unvoltaje positivoque llega a la basede Q602 (por me-dio de R609 yC612) y hace queinicie su conduc-ción.

Flujo de corriente por el transistor Q602

Debido aque el capaci-tor C614 habíaquedado carga-do con el flujode corrienteanterior, se dainicio a un pro-ceso de descar-ga (figura 9).

En la partesuperior delcapacitor, queahora es nega-tivo, empieza afluir la corrien-te hacia la ter-minal 11 deT603, para sa-lir posterior-

mente por su terminal 9 y llegar a laterminal 1 de T604. De ahí, sale por laterminal 2, para contactar el emisor deltransistor Q602, así provoca una co-rriente eléctrica tanto emisor-base co-

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mo emisor-colector, que es la corrienteque llegará a la terminal positiva delcapacitor C614.

Por su parte, el capacitor C612 en labase de Q602, se empieza a cargar ylleva a corte el convertidor Q602. Eneste momento, el capacitor C613 se

descarga a través de losdiodos Damper D614 yD604, de la resistenciaR612 del bobinado deT604 (terminales 5 y 4) yde la resistencia R610. Porsu parte, cuando el con-vertidor Q603 vuelve aconducir, el capacitorC612 se descarga a travésde los diodos DamperD615, D603 y de la resis-tencia R611 del bobinadoT604 (terminales 2 y 3) yla resistencia R609.

Ambos procesos se repi-ten cíclicamente y mantie-nen un estado de oscila-ción, por lo que a través delas terminales 11 y 9 delbobinado T603 fluye unacorriente alterna que sirvepara inducir en los bobi-nados secundarios (termi-nales 4-6 y 1-2-3) una co-rriente eléctrica.

El puente D607 es elencargado de rectificar es-ta corriente y entregar unvoltaje de B+ 115 volt yaregulados; el otro sistemade rectificación (formadopor los diodos D605 yD606) entregará un voltajede CD de 12 volt (figura10).

Proceso de regulación

La función primordialde la fuente de alimenta-ción conmutada, es man-tener constante el voltajeque entrega, sin importarlos cambios que lleguen aexistir en el voltaje de lí-

nea de CA, o bien, los cambios en elconsumo de corriente por parte de lacarga.

A continuación vamos a hablar delproceso de regulación, para lo cual esnecesario que usted haya leído previa-mente la nota publicada en Saber Nº

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148, donde se explicael comportamiento delos transformadores ycómo, al aplicar untransformador una co-rriente eléctrica de fre-cuencia igual a la desu resonancia, éste tie-ne un óptimo rendi-miento, ofrecen en lasalida un voltaje demayor valor comparado con el que sepresentaría si se aplicara una frecuen-cia inferior o superior.

Para la siguiente explicación, parti-mos necesariamente del supuesto deque la fuente que nos ocupa ha estadofuncionando con una frecuencia de os-cilación superior a su frecuencia de re-sonancia y también es necesario el pro-ceso de regulación. Dicho proceso deregulación se lleva a cabo al modificarla frecuencia de operación del osciladorde la fuente (formado por los transisto-res Q602 y Q603), por medio de las ter-minales 7 y 8 del transformador T604.En su terminal 7 se encuentra conecta-do IC601 y por la terminal 8 se recibeuna polarización positiva.

IC601 es un dispositivo que operacon un circuito similar al que muestraen la figura 11.

Este circuito integrado tiene comofunción cambiar la corriente eléctricaque fluye a través de las terminales 7 y8 del bobinado deltransformador T604 ytambién de modificar lafrecuencia de oscilacióndel circuito; esto con lafinalidad de regular elvoltaje de 115 voltios,para que permanezcaestable en la salida.

Observe cómo en lasalida del puente rectifi-cador, se encuentra co-nectada la resistenciaR618, la cual forma unadivisora junto conR617.

Entonces, una partedel voltaje de salida de115 volt se aplica en la

terminal 1 de IC601,el cual refleja los cam-bios que existen enesta tensión.

De lo anterior sededuce que, si los 115volt llegaran a aumen-tar por una disminu-ción del consumo dela carga, el voltaje dela terminal 1 del

IC601 también aumentará, por lo quela corriente que fluye a través del cir-cuito y por el bobinado T604 se incre-menta y, entonces, el campo magnéticoproducido influirá en la frecuencia deoscilación del circuito, la cual, a su vez,se incrementará.

Por tanto, provocará en la salida deltransformador T603, una disminuciónde voltaje en sus secundarios; ello su-cede porque se obliga a que el transfor-mador funcione muy por encima de surango de resonancia.

La suma de todas estas accionesprovocará que la salida de 115 volt, quehabía aumentado originalmente, dismi-nuya hasta su valor adecuado. Y al dis-minuir el voltaje de 115 volt, se daráinicio al proceso contrario.

Sistema de regulación por el ABL

El transistor Q612 seencarga de amplificaruna parte pequeña delvoltaje de ABL (limitadorautomático de brillo)que proviene del fly-back (figura 12), con lafinalidad de estabilizarlos 115 volt positivosque entrega la fuente.

El transistor Q612(figura 6 de la ediciónanterior) trabaja comoun amplificador en claseA y, después de recibirel voltaje ABL, lo ampli-fica para entregarlo, através de su colector, ala resistencia R655 y de

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ahí pasa a la terminal 1 del IC601.Si en la imagen llegara a existir una

sección muy brillante, en esa parte seproducirá un mayor flujo de corrientedel cinescopio (que provocará disminu-ción de los 115 volt), por lo que un con-trol automático de brillo ABL "informa-rá" a la base del transistor Q612 dedicho aumento de corriente. A la vez, eltransistor enviará la información a laterminal 1 del IC601, se modificará lafrecuencia de oscilación y se corregiráel valor de 115 volt.

Este método, muy fino, sirve paramantener siempre estables los 115 volten la salida de la fuente de alimenta-ción conmutada, no importa que hayaescenas claras u oscuras, de esta for-ma se previene la distorsión en la ima-gen (sectores muy brillantes en algunaspartes de la pantalla).

Arranque suave

Soft start se traduce como "arranquesuave" y es precisamente el tipo dearranque que recibe la fuente de ali-mentación en el momento que iniciasus operaciones.

El proceso inicia cuando se conectala clavija a la línea doméstica y lostransistores de oscilación Q602 y Q603inician su operación.

Sin embargo, inicialmente la salidadel transformador T603 no entrega vol-taje; por lo tanto, la línea de 115 voltno provee tensión, lo cual provoca quela terminal 1 de IC601 tampoco recibavoltaje. Para compensar esta situación,los 115 volt aumentan a un valor eleva-do y provocan la activación del circuitoshutdown.

Para evitar esta situación, se utilizael transistor Q610 que sirve para man-tener este voltaje (115 volt) en un nivelbajo durante los momentos iniciales.

El circuito Q610 trabaja de la si-guiente manera: cuando la línea de 12volt comienza a elevarse, al emisor deltransistor Q610 se le aplica una ten-sión que permite que la corriente fluyadesde la conexión del chasis (la llama-da "tierra fría") para que se cargue el

capacitor C633 a través de la resisten-cia R639 y que continúe desde la base-emisor de Q610 y las resistenciasR695, R621 y R620, hasta llegar alpunto de 12 volt.

La conducción de Q610, permite queel voltaje que llega a su emisor, cruzan-do el diodo D619, pase hacia su colec-tor y llegue a la terminal 1 del circuitointegrado IC601. Por ello, IC601, que esel control de regulación, interpreta quesí existe un voltaje de 115 volt de sali-da, aunque no esté todavía presente endicha tensión. Cuando el capacitorC633 ya se ha cargado, el transistorQ610 deja de operar; para entonces, los115 volt ya estarán presentes y el pro-ceso de regulación se llevará a cabo co-mo mencionamos anteriormente.

Encendido del aparato

Cuando la tecla de encendido del te-levisor es activada, la terminal 7 delmicrocontrolador (O-Relay) entrega unnivel alto para provocar la conduccióndel transistor Q615 y con ello motivarque el transistor Q606 inicie sus opera-ciones. El resultado de esta activación,son los 9 volt que se utilizan para pola-rizar el circuito jungla. Recuerde queen este circuito se encuentran los cir-cuitos osciladores de salida vertical yhorizontal.

Con la salida del voltaje alto en laterminal 7 del microcontrolador, tam-bién se provoca que el transistor Q605funcione y permita, a su vez, que el ca-pacitor C633 se descargue a través delemisor-colector del transistor y de losresistores R695, R640 y R639. Por ello,cuando el televisor se desconecta y sevuelve a conectar nuevamente despuésde cierto tiempo, el transistor Q610 y elcapacitor C633, junto con los resistoresasociados, permiten el arranque suave.

Es importante aclarar que los volta-jes que aparecen marcados en el dia-grama, son los que se producen estan-do el televisor encendido; por ello, elemisor de Q610 presenta un valor de 0volt, porque interpreta que el transistorQ605 está conduciendo.

Este tipo de fuente de alimentaciónfunciona en todo momento, a partir delinstante en que se conecta a la línea.Sin embargo, el encendido se lleva a ca-bo por medio de la cancelación de lafrecuencia horizontal, por lo que el tele-visor no genera alto voltaje y se apaga apesar de que los 115 volt de la fuenteestén presentes.

Existe un transistor asociado que

sirve también para apagar el equipo; esel transistor Q613, que está marcadocomo switch. Su colector está conecta-do en la base de Q550, que es el driverhorizontal. Cuando se bloquea Q613, eltransistor de salida horizontal no tra-baja (figura 13).

En el momento en que el televisor seapaga, el transistor Q613 queda polari-zado en el sentido de la conducción y,por lo tanto, envía a tierra la señal quellega a la base del transistor Q550 (dri-ver horizontal).

Cuando se apaga el televisor tambiénse suspende el voltaje de polarizaciónhacia el circuito integrado jungla, quees el que genera la frecuencia horizon-tal.

Los procedimientos de servicio paraesta fuente de alimentación, incluidaslas formas de onda que entrega el cir-cuito, se desarrollan en el video queacompaña a este libro. ✪

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teoría de fuentes conmut

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