REPARACION DE FUENTES CONMUTADAS EN VIDEOGRABADORAS

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1 REPARACION DE FUENTES CONMUTADAS EN VIDEOGRABADORAS J. Luis Orozco Cuautle y Javier Hernández Rivera Advertencia En este artículo trabajaremos en la reparación de la fuente conmutada de una videocasetera Panasonic modelo NV-HD620PM/NV-SD420AR. La principal característica de esta sección es que a pesar de ser extremadamente ligera e irradiar la mínima cantidad de calor hacia el interior, reúne todas las condiciones requeridas para el trabajo óptimo del equipo. Además, gracias a las características de su diseño, trabaja con un rango de voltajes de entrada muy amplio. Antes de iniciar, es importante advertirle que en la presente edición le estamos entregando el diagrama completo del equipo Panasonic de cuya fuente nos ocupamos en este artículo. Le sugerimos que tenga a la mano esta sección, para que pueda seguir más fácilmente las explicaciones respectivas. Las figuras integradas al presente artículo sólo sirven como referencia. Entrada de CA y protecciones de línea La fuente de alimentación a la que haremos referencia se localiza en el lado derecho del gabinete del aparato (figura 1). Como puede observar en la figura 2, la entrada de energía de CA sigue el patrón tradicional de una fuente de este tipo. La corriente alterna de línea ingresa por un conector P1101 hacia el

2 circuito, y en su trayecto se encuentra con un fusible de protección F1101 y un Diac (CAD 1110). Estos dos componentes trabajan en conjunto como un circuito de protección, en caso de que se presente un sobrevoltaje en la línea. O sea, cuando un pico de voltaje de entrada alcanza el voltaje de disparo del Diac, éste se vuelve conductivo hasta ponerse en corto y abrir el fusible F1101. Y en caso de que el pico del voltaje de línea llegara a ser de una magnitud mayor, los brincadores de corriente actuarían a su debido tiempo (dependiendo del valor del propio pico de voltaje). Dentro de esta sección también se localiza la bobina de filtro L1121 que, en conjunto con el capacitor C1120 y L1120, forma un filtro que rechaza cualquier interferencia de alta frecuencia que pudiera presentarse en la línea de corriente alterna, y que además evita que salgan las señales de radiofrecuencia producidas en el circuito conmutador principal. Estas señales se generan debido a la presencia de componentes inductivos y a los transitorios producidos por el trabajo de las inductancias que, en combinación con señales pulsantes de alta frecuencia, provocan la salida de las señales de radiofrecuencia. Finalmente, a la salida del circuito tenemos una corriente alterna filtrada y protegida, que sirve para alimentar a la sección que describiremos enseguida. Etapa de rectificación y filtrado Convierte el voltaje de línea de CA en un voltaje de CD (o B sin regular), que se suministra al De mayo a diciembre de 2001, el profesor J. Luis Orozco Cuautle impartirá el curso intensivo Reparación de Fuentes Conmutadas y de las Etapas de Barrido V y H en Televisores. Entre las marcas de televisores que directamente tratará en este curso se encuentran: Sony (incluyendo Wega), Panasonic, LG Flatron, Sharp, Broksonic, Zenith, Toshiba y Philips (más la información de 25 modelos más). Y para poder satisfacer la creciente demanda de este tipo de eventos, el curso se impartirá en más de 0 ciudades del país. Otro curso intensivo que también forma parte de la próxima Campaña Nacional de Entrenamiento Electrónico, es el de Reparación de Reproductores de CD y DVD, impartido por el Prof. Armando Mata Domínguez. Para mayores informes, comuníquese a: Revista Electrónica y Servicio Tels. (5) y (5) (Distrito Federal) seminarios@electronicayservicio.com Aunque este curso en parte está orientado a las fuentes conmutadas de TV, por la similitud de estos circuitos con los que se emplean en monitores de computadora y videograbadoras, también es útil para quienes se dedican a la reparación de estos aparatos. Al igual que otros eventos de este tipo, los estudiantes recibirán, sin costo adicional, información técnica impresa y en video.

3 Figura 1 circuito principal de conversión de energía o conmutador principal de potencia (figura ). Después de haber sido filtrada y protegida en la sección anterior, la señal de corriente directa entra a la etapa de rectificación y filtrado por las terminales 4 y del D1140 (que es un puente de diodos rectificadores). El voltaje negativo se obtiene en la terminal 2 y se conecta a tierra caliente, mientras que el voltaje positivo se obtiene en la terminal 1 y pasa por el capacitor C1140. Estos componentes rectifican la onda completa del voltaje de filtro B, el cual sale sin ser regulado y pasa a la siguiente sección. Circuito regulador (STRS 6701LF) Antes de describir la siguiente sección, conviene que conozcamos, aunque sea brevemente, la estructura general del circuito regulador. Es un dispositivo de tipo híbrido, encargado de realizar las funciones de conmutación, regulación, protección, etcétera. Internamente, este dispositivo está conectado en modo de regulador fijo. En la figura 4 se muestra el diagrama de las conexiones de las terminales asociadas al transistor switch, el cual se localiza dentro del circuito integrado por las terminales 1, 2 y. Tenga en cuenta esta configuración, porque en ella basaremos el análisis del funcionamiento de la fuente conmutada. Encendido de la fuente y oscilación El encendido inicial de la fuente es muy sencillo (figura 5): en el momento de conectar la videograbadora a la línea de CA, empiezan a trabajar P1101 F1101 AC D C1120 C. A. al D L1121 L1120 Figura 2 C1122 5

4 Figura De L D C1140 B sin regular al circuito conmutador las secciones encargadas de generar el voltaje de B sin regular, el cual es aplicado a la terminal del transformador y sale por la terminal 5 del mismo; y luego, a través de la terminal 1 de IC1150, llega al colector del transistor switcheador de poder. A través de las resistencias R1150 y R1151, el voltaje B sin regular también polariza a la terminal 9 del circuito IC1150. Este voltaje es de 6.6V, y se conoce con el nombre de V IN. Dentro de este integrado se encuentran los circuitos de encendido, oscilación, regulación, excitación proporcional, bloqueo o latch, protecciones y otros. Cuando se aplican los voltajes de polarización, dichos circuitos empiezan a trabajar y producen una oscilación primaria que pasa al transistor llamado drive (que viene dentro del propio IC). Este transistor produce una señal amplificada en corriente, que sale por la terminal 5 de IC1150, atraviesa la resistencia R1155, el diodo D115 y el capacitor C1154 y finalmente llega a la base del transistor de switcheo. Como resultado de este proceso, comienza una conducción intermitente por parte del transistor de switcheo. Y a su vez, esto hace que una corriente pulsante circule por el embobinado primario del tranformador T1150 (terminales y 5). Al ocurrir esto, se inducen todos los voltajes secundarios del transformador de poder. El voltaje generado en los secundarios del transformador T1150 se rectifica en el diodo D1151, y se filtra en C1152 (pasando previamente por la resistencia R1162). Con esto se evita la carga repentina de C1152, y se obtiene una especie de sistema de protección. En este punto, a través del transformador T1150 se genera un nuevo voltaje de polarización, mismo que es aplicado otra vez a la terminal 1 del IC1150. Y en ese momento, la corriente I, que inicialmente circulaba por R1150 y R1151, sufre una baja considerable en su valor. 1 Colector 9 VIN 8 OVP Figura 4 2 Tierra o común Base 5 Exc. 4 Bloqueo Sink Salida de excitación OCP Retroalimentación OVP (inhibit) 7 Circuito de control FB/Regulación Q SWT B 1 C 2 E (GND) 6 OCP. 9 Vin o polarización 6

5 I Figura 5 B sin regular T1150 GND R1150 R1151 B 5 R1162 D VIN 6.6v C C1155 D115 Control Q DRIVE 1 R1155 C1154 OSWT IC R1157 Protección de circuito integrado IC1150 Cuando se inicia la oscilación, empiezan a producirse picos de voltaje elevados en las terminales del primario del transformador T1150. Esto se debe al colapso del campo magnético generado. El colector del transistor de switcheo alojado en IC1150, puede dañarse en caso de ser alcanzado por estos picos de voltaje. Por eso se incluye una red protectora formada por el diodo D1150, el capacitor C1150 y las resistencias R1152 y R1161, los cuales se encuentran conectados en las terminales y 5 del transformador. Estos componentes convierten en calor la energía circulante, cuando el pulso destructivo es direccionado a través de ellos. Y así se evita que el circuito sufra daños (figura 6). Regulación Para explicar la forma en que se efectúa la regulación nos basaremos en la figura 7. Observe que la sección reguladora cuenta con un optoacoplador (Q1200) y un transistor (Q201). Este último desempeña la función de amplificador de error, cuando recibe en su emisor un voltaje de referencia creado por la corriente que circula por el diodo D1200 y la resistencia R1207. Veamos ahora cómo se lleva a cabo la regulación: 1. Suponiendo que el voltaje de 14.5V aumentase por la disminución del consumo de la carga (por ejemplo, se cambia de modo PLAY a modo STOP y los motores dejan de consumir), el incremento se reflejará de inmediato en la base de Q1201. Ello se debe a que este dispositivo se encuentra conectado por medio del divisor resistivo (formado por R1201, R1202, R120 y L1250). A su vez, esto provoca un aumento de corriente en emisor-base y emisor-colector. Esta última corriente, que también ha aumentado, cierra su circuito al pasar por el LED que se aloja en el optoacoplador Q

6 Figura 6 B A terminal 1 de IC1150/c C1150 D1150 R1161 R T Al aumentar la corriente que pasa por el LED, aumenta también la intensidad de la luz interna emitida hacia el fototransistor y la corriente del fototransistor del optoacoplador. El aumento de dicha corriente provoca el aumento del voltaje VF/B, el cual se aplica a la terminal 7 de control de IC1150 (realimentación).. Al darse tal aumento del voltaje de realimentación dentro del CI, comienzan a funcionar los circuitos correspondientes, hasta lograr un aumento en la frecuencia de los pulsos de switcheo y, con ello, la disminución de los voltajes secundarios generados. Y sucederá exactamente lo contrario, en caso de que por algún motivo disminuyan los voltajes generados en el secundario del transformador de poder. 4. Recuerde que en el circuito primario se forma un circuito resonante LC, integrado por el devanado primario de T1150 y C1155 que, junto con las demás capacidades e inductancias distribuidas, forman la inductancia y capacitancia de este circuito resonante. Este mismo circuito trabaja en la zona B de la curva, en donde, conforme aumenta la frecuencia con que trabaja, se inducen voltajes menores a la salida del transformador (figura 8). De este modo, es posible regular los voltajes inducidos en el secundario del transformador de poder. Los valores de resistencia de esta etapa reguladora se han diseñado para que la regulación se efectúe de manera muy estable, porque fijan los valores de las corrientes que circulan por los componentes activos o semiconductores de la misma. De tal suerte, cualquier alteración en los valores de la resistencia provocará la correspondiente alteración en los niveles del voltaje generado. Circuito OVP Este circuito inhibe la oscilación provocada por un aumento de los voltajes secundarios generados o por los circuitos de protección de sobrevoltaje (figura 9). Para realizar dicha protección, se toma una muestra del voltaje generado en las terminales 7 y 8 de T1150 (que es el mismo punto del volta- VIN 6.6v 14.5v secundarios VF/B IF/B VCE Q ID VD R1206 R1205 Q1201 L1250 A IC 1150/7 F/B (retroalimentación) R1207 ID Vbe R120 R1201 A P1290 Figura 7 D1200 R1202 8

7 T 1150 je de alimentación V IN de IC1150). Luego de ser rectificada en D1151, la muestra se aplica al divisor resistivo (formado por R115 y R1154) con el fin de obtener una segunda muestra del nivel de voltaje que se genera en T1150. Para que sea procesada y pueda indicar al circuito el momento en que el voltaje generado alcanza los niveles altos (preestablecidos), esta nueva muestra se aplica a la terminal 8 del IC1150. Entonces se activa el circuito interno bloqueador de la excitación de la sección de switcheo, con lo cual se interrumpe el trabajo Figura 9 A IC1150/8 INH u OVP C115 Al rectificador y filtro VIN R115 R1154 D R1157 VP Una vez en IC1150, la señal se procesa para Vo (v) Figura 8 A fr B Zona de trabajo del oscilador provocar el bloqueo de los circuitos de excitación y que, en consecuencia, se dejen de generar los voltajes de la fuente (protección). Así se evitan daños innecesarios a más componentes del circuito. Voltajes secundarios de la etapa conversora de poder y se bloquea la fuente (latch), para evitar daños en la misma fuente o en los circuitos que ella alimenta. Circuito OCP o protección de sobrecorriente F(khz) Este circuito se activa cuando la corriente que circula por R1157 aumenta hasta un nivel superior a 0.6V (figura 10). Como sabemos, el voltaje que aparece en una resistencia es directamente proporcional a la corriente que lo atraviesa. Así que cuando la corriente aumenta, el voltaje hace lo mismo. Esto mismo sucederá en la resistencia R1157, cada vez que una falla cause el incremento de la corriente I. Al llegar a un nivel que provoque una caída de voltaje superior a 0.6V, el voltaje atravesará al transformador T1150 por su devanado que se ubica en las terminales 7 y 8. Este mismo voltaje se aplica al divisor resistivo y a la terminal 6 del circuito IC1150 (circuito de protección). Como se mencionó al principio de este artículo, la función principal de la fuente conmutada consiste en generar los voltajes de alimentación necesarios para el funcionamiento total del equipo (voltaje de filamentos de segmentos, voltaje para el sintonizador, voltaje para obtener la alimentación del microcontrolador, del receptor infrarrojo y de los demás circuitos digitales; voltajes de amplificadores de video, de motores, etcétera). Ahora bien, a partir de los voltajes de los secundarios, la fuente también provee los siguientes voltajes: Voltaje sin regular de 9V. Se obtiene de las terminales 14 y 11 del transformador T I OCP I V T R1157 R1158 Figura 10 V R1159 9

8 Este voltaje es rectificado por el diodo D120 y filtrado por el capacitor C120, para salir finalmente por la terminal 12 de P1290/12. Voltaje 14.5V. Este voltaje se obtiene en las terminales 14 y 1 del transformador T1150, y es rectificado y filtrado por D1250, D1251, C1250 y S1, respectivamente. Después, al ser enviado a la terminal 15 de P1290/15, pasa por L1250. Voltaje de 5.9V. Al igual que el de 14.5V, este voltaje, que se genera en la terminal 15 y 12 del transformador T1150, es rectificado por D1260 y es filtrado por una red de tipo (formada por C1260 y por L12619). Finalmente, sale por la terminal 9 de P v sin regular. Se genera en las terminales 15 y 16 del transformador T1150. Es rectificado por D1270, filtrado por C1270, protegido por K1210 y sale por la terminal 5 de P1290. Voltaje para los filamentos del display. Se obtiene en las terminales 17 y 18 del transformador T1150. Es rectificado por D1280, pasa por P1280 (que es una protección) y se filtra en C1280; y a través de R1280 (que protege al filamento contra una circulación inicial de corriente que pudiera dañarlo), sale por las terminales 8 y 9 de P1290. Finalmente, todos estos voltajes pasan a la placa de circuito impreso principal. Y por último, con el propósito de obtener los niveles adecuados que necesitan los diversos circuitos de la videocasetera para funcionar correctamente, Figura 11 pasan por los reguladores integrados secundarios. Localización de fallas Las fallas más comunes de este tipo de fuentes conmutadas tienen que ver con el hecho de que siempre se encuentran conectadas a la línea de CA. Por esta razón, cuando ocurre alguna descarga o interrupción de energía llegan a dañarse sus componentes. A continuación describiremos algunas pruebas que pueden ayudarle a localizar fallas. Pero le sugerimos que al momento de realizarlas, tenga a la mano el diagrama de la fuente. Falla1: el equipo no enciende Si F1101 está abierto: a) Revise algún corto en D1110, C1120, D1140, C1140 e IC1140. Observando el diagrama interno de IC1150 se pueden medir las uniones del transistor de poder incluido en éste, con el fin de determinar si se encuentra en corto. b) Con el multímetro en posición de diodos, en el mismo circuito integrado (IC1150) mida entre las terminales C-E (1,2); C-B (1,) y B-E (,2), en directa e inversa. Compare contra un transistor (externo) normal. Si F1101 está en buen estado: a) Revise R1150, R1151 e IC1152, que son los componentes que producen el voltaje de polarización primaria del IC regulador. b) Mida el voltaje V IN de 6.6V, en su terminal 9. Y revise C1154, ya que por aquí pasa la señal de excitación hacia Q1 (interno). c) Revise que se produzca el voltaje de B sin regular (en C1140, debe ser de 150V); que entre y salga del transformador de poder T1150 (terminales y 5), y que llegue a la terminal 1 de IC1150. d) Si todo lo anterior está bien, lo más probable es que el circuito integrado tenga daños. Si es necesario, reemplácelo. e) Para revisar el voltaje de corriente directa en la sección del primario de la fuente, coloque la terminal negativa del multímetro en la terminal negativa del filtro o capacitor C1140. Re-

9 cuerde que esta última corresponde a la tierra caliente del circuito, y así no cometerá errores en las mediciones. Falla 2: No hay voltajes secundarios Si conecta un voltímetro de CD en alguno de los voltajes secundarios, notará que momentáneamente hay voltaje, y que de inmediato éste desaparece cuando es conectada la videograbadora a la línea de CA. Es un síntoma clásico de que la fuente está protegiéndose, debido a que alguno de sus componentes está dañado o que, debido a que algún circuito de la máquina está en fuga o en corto, una línea secundaria presenta sobrecarga. En este caso, desconecte P1290 (figura 11); y si el problema continúa, quiere decir que la falla se localiza en la fuente. Mas si usted logra que los voltajes se restablezcan, significa que la fuente está bien y que la falla se debe a un corto que se produjo fuera de ella. Falla : Protección por sobrecorriente 1. Conecte el voltímetro de CD a través de R1157, y la máquina a la línea de CA. Si en ese momento el voltaje llega a 0.6V, quiere decir que se está activando porque hay algún componente dañado en el secundario. 2. Revise los diodos y filtros de cada línea secundaria. Si es posible desconecte una terminal de cada uno de ellos, para no cometer errores en la prueba. Es recomendable que revise en último término el transformador de poder. Falla 4: Protección por sobrevoltaje Conecte el voltímetro en la terminal 8 de IC1150, y la máquina a la línea de CA. Si observa que en ese momento el voltaje supera un nivel de 1.9V, quiere decir que la fuente se está protegiendo. Revise todo el circuito que efectúa la regulación, pues es probable que no esté trabajando. Verificaciones en el circuito regulador de voltaje Este circuito se forma básicamente con el transistor Q1201, el optoacoplador Q1200, el diodo zener D1200, el circuito IC1150 y por supuesto sus componentes periféricos: 1. Verifique el transistor y el optoacoplador, pues son los componentes más expuestos a daños. 2. Sólo en caso de persistir la falla, verifique que IC1150 no esté remarcado (pues muchos componentes han salido en estas condiciones del mercado).. Revise cada una de las resistencias que polarizan y alimenta a esta sección: R1201, R1202, R120, R1204, R1205, R1206, R1207, así como C1200 del secundario y R1160 del primario. También puede sospecharse de T1150, porque un corto entre espiras cambia la relación de transformación. Consideraciones finales Si el problema es muy complicado, use el Variac para introducir un voltaje de alimentación ajustable (desde 0 hasta 90 VCA). Y realice en el circuito las mediciones mencionadas anteriormente, las cuales lo llevarán a encontrar la sección en que se produjo la falla. También puede desconectar las terminales 11, 12, 15, 16, 17 y 18 del transformador de poder, con objeto de simplificar el circuito y eliminar cualquier bloqueo que pudiera haber en las líneas de voltaje. Si la fuente empieza a funcionar, proceda a conectar, una por una, las líneas y observe qué sucede en ese instante. Normalmente, nunca debería desconectarse la terminal 1 del transformador; cuando esto se hace, la fuente queda sin control de voltaje y, a causa de la elevación del mismo, se pueden dañar algunos de sus componentes. A pesar de tal riesgo, es necesario desconectar todas las terminales. Pero hay que hacerlo con las debidas precauciones; por ejemplo, baje el voltaje de CA de línea o mande la terminal R1206 a tierra por el lado del colector de Q1201. Desconecte esta misma terminal, para bajar los voltajes inducidos; esto le permitirá realizar mediciones en el circuito. Recuerde que P1290 debe desconectarse cuando sea sometido a pruebas, y que, al terminar la reparación, es preciso reconectar todo el circuito y dejarlo en su estado original. 41