evariac Ing Alberto Picerno evariac Nueva generación de instrumentos y técnicas de reparación

Transcripción

1 evariac Ing Alberto Picerno evariac Nueva generación de instrumentos y técnicas de reparación

2 Ing Alberto Picerno Todos los derechos reservados

3 evariac Ing Alberto Picerno evariac Nueva generación de instrumentos y técnicas de reparación

4 Tabla de Contenidos Introducción Nueva generacion de instrumentos y técnicas de reparación... 7 Método del precaldeo de filamento... 8 Capítulo 1 evariac Nueva versión de fuente universal 300v 3a... 7 Prólogo de la serie evariac Introducción...13 Cómo se utiliza la fuente al reparar televisores o monitores...16 Otros usos de la fuente variac electrónico...20 Funcionamiento de la fuente y circuito real...21 Prueba parcial sin plaqueta de control...27 Las preguntas más frecuentes...28 Conclusiones...29 Capítulo 2 evariac Nueva versión de fuente universal 300v 3a II...31 Introducción...31 Reparaciones en fuentes pulsadas con la fuente evariac...33 La plaqueta de control de la fuente evariac...35 Método de prueba de la plaqueta de control...39 Control del sensor de sobrecorriente...42 Prueba final...42 Información para el layout de armado de la plaqueta...45 Conclusiones Capítulo 3 Reactivador de tubos y probador de fuentes de TV...49 Introducción...49 Arranque de fuentes por CA...50 El reactivador de tubos...56 Método resumido para recuperar tubos...58 Modificación del reactivador de tubos para reparar tubos con cortocircuitos. entre electrodos... 60

5 evariac Apéndice Medición de corriente y tensión de la fuente de baja tensión Conclusiones Capítulo 4 Construcción de los componentes bobinados del evariac Introducción En búsqueda de laminación Desarmando y armando Máquina bobinadora Armando el transformador El choque de fuente Cálculo del transformador aislador Cálculo por programa de PC Prueba del transformador Conclusiones Capítulo 5 Nueva versión del banco de prueba con resistencia de carga activa Introducción Carga resistiva para la prueba de fuentes Apéndice Características térmicas de los transistores Apendice La temperatura del cristal Conclusiones... 98

6 LA BIBLIA DEL LCD Y PLASMA ü Más de 400 páginas con todós los fundamentos de las tecnologías LCD y Plasma, y toda la práctica para comenzar a reparar! ü 34 circuitos simulados para ejercitarse con fallas y analizar en WorkBench MultiSim ü 10 Manuales de Servicio de Regalo con los más populares TVs LCDS, incluyendo el del Philips Chasis LC03 ü Descarga inmediata. No tiene costo de envío

7 evariac Nueva generación de instrumentos y técnicas de reparación EN ESTA INTRODUCCIÓN LE VAMOS A EXPLICAR ALGUNAS TÉCNICAS DE REPARACIONES QUE SIENDO MUY SENCILLAS NOS AYUDAN A REPARAR SIN PERDER TIEMPO EN MEDICIONES O EN ANÁLISIS DEL CIRCUITO. No hay peor ciego que el que no quiere ver. Esta es un gran verdad y aunque Ud. no lo crea yo le voy a demostrar que el método empleado históricamente para probar un TV es equivalente a cerrar los ojos. Tomar un TV, antiguo o moderno, conéctarlo a la red con la tapa sacada encenderlo y mirar la pantalla como un bobo, es la prueba clásica, recomendada por todos los médicos brujos que pululan en nuestro gremio. Qué se puede observar en la pantalla que nos oriente en la reparación? Absolutamente nada; el reparador está en la misma condición que un ciego por diez segundos. En efecto; para que la pantalla nos de alguna indicación el filamento debe estar encendido por unos 10 segundos para que el cátodo emita electrones y la pantalla se ilumine. Los circuitos de protección suelen demorar uno o dos segundos en actuar. Por lo tanto cuando el cátodo emita, la protección ya fue aplicada y no se llega a apreciar nada en la pantalla. Si hubiera una única protección no sería nada. Pero un TV tiene por lo menos dos protecciones; la de vertical y la de horizontal. A estas dos se le pueden agregar otras como amplificador de audio no operativo, falta de señal de video, etc, etc, etc. Muchos etcéteras para resolver y solo una pantalla oscura para orientarnos.

8 Antes podíamos orientarnos por el clásico sonido de las partículas de tierra golpeando sobre la pantalla que nos indicaba que había alta tensión. Ahora los TV modernos incrementan la AT tan suavemente que el sonido característico no se escucha. Ciegos y sordos. Por suerte no estamos mudos, pero de la boca del técnico no salen más que groserías, producto de su impotencia que lo lleva a tomar medidas extremas que jamás se deben tomar. Desconectar la protección. Eso si que es apagar el incendio con nafta. Si un Coreano gastó unos centavos de dólar en poner una protección es porque se trata de algo imprescindible y levantarla puede significar algo tan desastroso como un tubo con el cañón roto o por lo menos un yugo quemado. Ahora que le presente la más fea, vamos a mencionar la solución a todos los males; que es tan sencilla que no se como no se le ocurrió a otro antes que a mí. La solución es el precaldeo del filamento. Método del precaldeo de filamento Simplemente se corta el cable de filamento, se toma una fuente de 6,3V y se alimenta el filamento desde la fuente externa. 20 segundos después se enciende el TV mientras se observa la pantalla que nos va a orientar hacia la etapa fallada. Por ejemplo: 1. Si aparece una línea brillante horizontal en el medio de la pantalla que se corta un par de segundos después, la falla está en el vertical. 2. Si la pantalla se ilumina pero con un plegado brillante a la derecha de la pantalla, significa que hay un problema de excitación del transistor de salida horizontal o una falla en la etapa driver. 3. Si aparece una línea brillante vertical en el centro de la pantalla significa que está cortado el yugo horizontal.

9 evariac 4. Mil fallas más. Tantas que no podremos verlas todas. Pero es muy probable que saquemos una serie permanente en donde constantemente agregaremos fallas sacadas por el método del precaldeo. Los invito a escribirme a picernoa@ar.inter.net indicando un falla inédita reparada por el método del precaldeo y yo les prometo publicar un comentario con el nombre del autor y mis comentarios. Yo no tengo dudas de que el método es excelente a condición de que luego de ubicada la falla se repare el cable cortado con toda prolijidad utilizando un espagueti termocontraible. La única razón que esgrimen mis detractores es que manipulear el cable de filamento genera un poco de miedo. En efecto, lo reconozco y por eso es que aconsejo usar una fuente preparada para evitar accidentes. La construcción de esta fuente podrá ser consultada más adelante y le aseguro que no podrá quemar un filamento con ella auque se esmere en hacerlo. En realidad le vamos a brindar algo más que esta fuente regulable. El autor posee una serie de apuntes con datos prácticos sobre la reparación de fuentes y salidas horizontales de TVs por el método de APAE, pero utilizando un evariac en lugar del variac clásico, cuyo costo es prohibitivo.

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11 evariac evariac Nueva versión de fuente universal 300V 3A EN ESTE ARTICULO EL AUTOR EXPLICA EL FUNCIONAMIENTO DE LO QUE CONSIDERA EL INSTUMENTO MÁS IMPORTANTE DEL LABORATORIO DEL REPARADOR: UNA NUEVA VERSIÓN DE FUENTE UNIVERSAL QUE YA ES CONOCIDA POR SUS ALUMNOS COMO FUENTE VARIAC ELECTRÓNICO MICROPROCESADA O SIMPLEMENTE evariac. PRÓLOGO DE LA SERIE evariac Método e instrumental, es la salvación del reparador actual. Si la falta un método de trabajo no sólo no va a poder reparar, sino que va romper lo que aun funciona bien del TV que está reparando, pero para aplicar un método se requiere tener el instrumental adecuado. Según la costumbre impuesta en APAE lo que se llama banco de prueba. 1. El banco de prueba clásico de APAE consta de un transformador separador de 220V a 220V un Variac electromecánico clásico de 500 VA 2. Un puente de rectificadores con su correspondiente filtro de ripple 3. Como carga se emplea un conjunto de resistores de alambre con una serie de llaves de conmutación. 11

12 4. Separadamente si Ud. desea generar tensiones reguladas de 2 a 30V deberá construir una fuente de baja tensión. El banco original no cuenta con una sección recuperadora de tubos. Esta disposición se viene usando en APAE desde hace unos 20 años y está probada por la practica constante de muchos reparadores. Si Ud. tiene un banco de prueba construido así, no lo abandone porque su robustez y su confiabilidad no tiene parangón. Y si puede construir uno según esas características no dude en hacerlo. El evariac y la carga activa es la propuesta económica acorde con los tiempos que corren. Si económicamente no puede construir el banco de prueba original no dude en adoptar su sustituto electrónico que es el evariac y que le proponemos aquí. El banco de pruebas evariac es tan confiable como el banco de prueba original. Yo creo que si pero para estar seguro necesito esperar 20 años. A mi banco de prueba le agregué algunos usos que no contempla el original. Sirve para reactivar tubos, posee una fuente regulada de baja tensión especialmente predispuesta para alimentar el filamento de tubos de TV y monitores y tiene una fuente alislada de CA de baja potencia para probar fuentes con arranque por alterna como las fuentes con TDA4601 y similares. Con todos estos agregados este banco de prueba es lo más adecuado para realizar las reparaciones más frecuentes de TV y monitores con los métodos de prueba de fuente y horizontal clásicos de APAE y con el método de precaldeado del filamento propuesto por el que suscribe. Los métodos de prueba de fuente y horizontal fueron propuestos en innumerable cantidad de boletines técnicos de APAE y son el legado que mi amigo Paco Valet ha dejado a toda una legión de reparadores de todo el mundo. No deje de consultarlos en todo momento, yo también lo hago cuando tengo que probar una fuente. El método del precaldeado del filamento, es tan simple que lo vamos a explicar aquí en pocas palabras para que Ud. lo aplique de ahora en más. Podrá un ciego dedicarse a reparar TVs? Suponemos que sí, pero seguramente no le va a resultar sencillo hacerlo. Bien yo le voy a demostrar que los reparadores de TV fuimos ciegos por propia voluntad desde que nació la TV. 12

13 evariac Qué es lo que hace Ud. cuando debe probar un TV recién llegado a su taller? Lo conecta a la red, conecta la antena y lo enciende. En ese momento y durante 5 o 6 segundos Ud. y el reparador ciego están en igualdad de condiciones porque el filamento del tubo está frío y no puede haber imagen sobre la pantalla. El método del precaldeado del filamento implica sacar la tapa, ubicar el cable de filamento del tubo, cortarlo y conectar entre él y masa, la fuente de baja tensión ajustada en 6,3 V (la fuente de nuestro banco de prueba tiene protecciones para evitar que se queme un tubo si Ud. no regula correctamente la tensión). Precaldee el filamento por 20 segundos y recién después encienda el TV. Se sorprenderá de todo lo que puede revelarle la pantalla por una simple observación. Mis alumnos lo llaman el sillón del Psiquiatra por en pocos segundos podemos tener una idea concreta de la falla del TV. Por ejemplo, la clásica línea horizontal que se apaga en un par de segundos significa que no funciona el vertical y el equipo se proteje. Si el barrido horizontal presenta una banda brillante vertical sobre la izquierda significa que no funciona bien el diodo recuperador, si se produce efecto almohadilla significa que anda mal el modulador este/oeste y mil fallas más que nos retrotraen a la época en que los TVs no tenían protecciones. Cuando tenga el TV reparado deberá preocuparse en dejar el cable de filamento lo más original posible. Tome un espagueti termocontraible colóquelo en el cable, suelde las puntas del mismo, cubra el empalme con el termocontraible y caliente con un encendedor para que se contraiga. Muchos detractores del método me dicen que no lo emplean porque no les gusta alterar los equipos de sus clientes. Yo le digo que en esta época en que un cirujano es capaz de reimplantar una mano de un paciente, empalmar un cable no puede ser una dificultad insalvable. INTRODUCCIÓN Hace tiempo atrás indicamos como construir una fuente basada en el clásico circuito del dimmer. Esa fuente tuvo tal aceptación en el gremio que el autor pensó en como modificarla para superar sus prestaciones con la idea de realizar un aporte a todos sus alumnos y lectores y a todo el gremio de los reparadores. 13

14 Qué tensiones y corrientes debe tener una fuente para que nuestro gremio la considere universal? Como tensión podríamos decir que un valor de 0 a 300V en pasos de aproximadamente 1 V. Como corriente es donde probablemente no nos pongamos de acuerdo en forma inmediata. Podríamos decir que todo depende del uso que le demos. Pero si la llamamos universal debería cubrir todo el espectro. Posiblemente los mayores requerimientos son para el uso en audio de potencia. Allí se pueden utilizar fuentes de hasta 10 A con tensiones de hasta 100V que significan unos 1000 W y si consideramos que el rendimiento de un amplificador clásico es del 50% llegamos a la conclusión que podríamos trabajar hasta con amplificadores de 500W RMS que no son raros en el momento actual en equipos de Home Theater de alta prestación. Un TV puede consumir unos 120W como máximo con una tensión de fuente de 310V proveniente de la rectificación directa de la red de 220V. Esto implica una corriente relativamente baja de unos 400 ma. Si consideramos que muchas veces debemos alimentar al TV después de la fuente pulsada es decir sobre la tensión de fuente del horizontal; esa corriente se incrementa a un valor de 1,2 A ya que la tensión de fuente utilizada como salida de la fuente pulsada suele ser de aproximadamente 100V. Pero en muchos casos es necesario forzar el funcionamiento de la deflexión horizontal con intención de hacer aparecer algún componente con fugas. Para estos casos se podría adoptar un valor de corriente de unos 3 a 5 A con lo obtendríamos una potencia de 300 a 500W. A la luz de estos valores nuestra fuente debería ser de 0 a 300V 10A (3.000 W) para contemplar todos los casos posibles. Se puede fabricar semejante monstruo?. Se puede, pero no sería una fuente práctica ni económica. En realidad el problema no estaría en los semiconductores empleados (un tiristor de 10A no vale más de 10 U$S y un puente de rectificadores de esas características tiene un valor similar). El problema se encuentra en el transformador separador de red; en efecto un transformador de esas características tiene un valor de unos 180 U$S y pesaría lo suficiente como para no poder trasladarlo con las manos. Por eso consideramos que no es conveniente hacer una sola fuente que cubra todo el espectro. Si Ud. se dedica al audio de potencia no necesita tensiones de 300V y si se dedica a TV no necesita 10A. Sin embargo la sección de control de nuestra fuente podría abarcar a ambas explotaciones sin prácticamente ninguna modificación. 14

15 evariac Qué tipo de fuente estamos proponiendo? La fuente dimmer funciona bien pero presenta dos problemas fundamentales que necesitan ser corregidos de forma radical. 1. El primero es su falta de regulación. Por más que la estudiemos es difícil lograr que llegue a cubrir la banda deseada de 0 300V. Se pueden conseguir valores de 50 a 250V utilizando transformadores separadores de 220V a 220V y rectificación directa. Si Ud. tiene red de 110V puede obtener de 25 a 100V aproximadamente. 2. El segundo problema es que no tiene protección de sobrecorriente. En su versión básica dependemos de un simple fusible para evitar incendios y eso significa que se lo debe estar cambiando cada vez que probemos un equipo en cortocircuito. Si no desea quemar el fusible necesitaremos una lámpara serie (conocida vulgarmente como piña) de 220V 500W. En cuanto al regulador de tensión, creemos que la única posibilidad es utilizar un tiristor o un triac. La experiencia del autor fue muy clara al respecto. Con el triac no se requiere un puente de diodos, pero se complica el disparo de modo tal que lo que se gana por un lado se pierde por otro. El triac es más caro que el tiristor. La solución más económica y más repetible es utilizar un tiristor y un puente de rectificadores. La fuente para TV se puede resolver con un TIC126 que cuesta alrededor de 80 cvos de US$ y cuatro diodos de 500V 8 A que cuestan 50 cvos de US$ cada uno. Más barato imposible. Y si no usamos el dimmer que usaremos? Un dispositivo muy conocido por todos mis lectores. Un microprocesador PIC16F84A cuyo valor es de aproximadamente 6 U$S. Si, en efecto, el autor le propone usar un PIC para generar el disparo de un tiristor que mediante un puente de rectificadores genera una tensión de 0 a 300V sobre un capacitor electrolítico de los usados para TV. El problema del fusible queda eliminado por un simple circuito que resetea el micro, cuando la corriente supera el limite de corriente prefijado. Ud. estará pensando. Buena solución pero un micro necesita un programa; lo que yo le ofrezco a los lectores es el micro programado al valor que se puede conseguir en las casas de electrónica un PIC vacío que es de unos 6 U$S. El que tenga interés en programarlo por su cuenta lo invitamos a inscribirse en los cur- 15

16 sos de programación de microprocesadores de APAE a realizarse de Octubre a noviembre de 2005 en donde se explicará el funcionamiento del programa completo de esta fuente. También tiene la posibilidad de ver un programa simplificado de esta fuente, en el libro del autor Proyectos con PIC utilizando NIPLE de editorial HASA (puede adquirirlo en las oficinas de la editorial Quark). El otro componente específico es la plaqueta de circuito impreso; en ese caso le damos el dibujo para que la haga a mano y la posibilidad de adquirirla con el micro, al valor de costo de 2,2 US$. Todo lo demás corre por su cuenta incluyendo el componente más complicado que es el transformador de poder. En este caso lo ayudaremos del siguiente modo. Le indicaremos donde se lo puede comprar armado, como fabricarlo Ud. mismo comprando los componentes, con lo datos de donde comprar los materiales y su valor; por ultimo le daremos los datos para mandarlo a fabricar en su versión TV. CÓMO SE UTILIZA LA FUENTE AL REPARAR TELEVISORES O MONITORES En esta miniserie vamos a explicarle a grandes rasgos como se realiza una reparación de la etapa de salida horizontal o una fuente de un TV, para que Ud. mismo determine la necesitad de tener una fuente variac electrónico en su taller. Precaución de seguridad Primero la seguridad. Yo recibí muchas descargas en mi vida y aquí me tienen dispuesto a recibir muchas descargas más. Eso decían muchos reparadores de nuestro ambiente antes de pasar a mejor vida, en el velorio todos sus amigos nos prometiamos usar un buen transformador separador al mirar al finadito que parecía tener la piel más oscura que lo habitual. Un hecho cierto es una estadística casera que tenemos en APAE. Tres socios de APAE sobre un total de unos 500 murieron por descargas eléctricas en los últimos 5 años. Como se puede observar, la probabilidad de morir electrocutado trabajando no es muy alta, pero no se puede dejar de considerar. 16

17 evariac Por eso, el autor recomienda utilizar un transformador separador de 220V/220V 500W en su mesa de trabajo o dentro de la fuente evariac. Le recomendamos que coloque una salida de 220V aislados y otra de 110V en su fuente variac electrónico, para poder utilizarla así como un transformador aislador y aislador reductor, pero recuerde que en este caso no podrá utilizarla al mismo tiempo como fuente de tensión continua variable por que las salidas de CA y de CC no serían independientes. Si Ud. es un hombre precavido y ya tenía un transformador aislador en su mesa de trabajo, quizás no sea necesario comprar otro, dado su elevado costo. Es decir, si lo puede comprar mejor, nunca está demás tener dos transformadores aisladores. Pero si no puede monte su transformador aislador dentro de la fuente evariac. También por seguridad se debe colocar una carga de dos lámparas en serie de 10 o 25W 220V sobre el filtro de ripple para descargar los electrolíticos cuando se apague la fuente y esta no tenga aplicada una carga. Este sistema de descarga involucra una perdida de rendimiento porque esas lámparas incandescentes están consumiendo en forma permanente. Una alternativa consiste en utilizar una llave inversora doble, como llave de entrada, conectando la sección extra como descargadora del filtro, mediante un resistor de 100 Ohms (en el circuito le mostraremos las dos alternativas para que Ud. elija la que desea). Ahora pasemos a como se utiliza esta fuente en la reparación de etapas de deflexión horizontal de TV o monitores en tanto que en la próxima entrega le explicaremos como se utiliza al probar fuentes de alimentación pulsadas. El procedimiento de prueba consiste en probar la etapa levantando la tensión de fuente paulatinamente. Se aconseja comenzar por una tensión de fuente exactamente igual al 10% de la tensión nominal y levantarla paulatinamente hasta llegar al 100% en varios pasos. En cada uno de los pasos se debe dejar que el TV funcione por un termino de 15 minutos de modo que se pueda probar la sobreelevación de temperatura de todos los componentes, a saber: transistor de salida horizontal, diodo recuperador, fly-back, yugo, capacitor de retrazado, capacitor de acoplamiento al yugo, bobina de linealidad, bobina de ancho y otros componentes relacionados. Si Ud. tiene osciloscopio, debe conectarlo a través de una punta divisora por 10 entre el colector del transistor de salida horizontal y masa. 17

18 Nota Cuando se acerque a la tensión nominal esta medición puede ser peligrosa para la punta divisora y el osciloscopio, ya que la tensión de aislación de las puntas originales puede ser de solo 800V y si se utiliza una punta de reposición puede ser peor porque muchas solo soportan 600V. La tensión de retrazado puede llegar a ser de 1200 V para algunos monitores o TVs de pantalla grande. El autor tiene publicada una punta divisora por 100 para osciloscopio que soporta 2KV y que es un componente imprescindible para el reparador. Si no tiene osciloscopio debe utilizar una sonda rectificadora de valor pico construida según lo indicado en la figura en donde se la observa montada sobre una etapa de deflexión horizontal típica. Si tiene osciloscopio y no tiene punta divisora por 100 puede construir la sonda para medir en el colector y observar el oscilograma en un bobinado secundario del fly-back. Fig Esta punta debe poder rectificar picos de más de 1KV por lo tanto sus componentes deben ser especiales. El capacitor debe ser uno de los utilizados como capacitores de retrazado de TVc de alrededor de 10 nf por 1800V y el diodo debe ser un diodo usado como recuperador de TVc de por lo menos 1800V sin que 18

19 evariac tenga importancia su corriente máxima. Inclusive el resistor debe ser especial, en efecto, los resistores comunes de 1/8 de W solo soportan una tensión de 250V. esto significa que deben utilizarse 8 en serie de 68K aproximadamente para obtener un resistor de 544K 2KV. También si el lector puede conseguirlos puede utilizar resistores de metal glazed adecuados para una tensión de aislación de aproximadamente 1K. Otra alternativa es utilizar 3 capacitores en serie de 33nF por 630V de poliéster metalizado. El tester nos indicará cual es el valor de pico de la tensión de retrazado para que el reparador puede tener una idea concreta sobre el funcionamiento de la etapa. Si la etapa funciona bien la sonda debe indicar un valor aproximadamente igual a la tensión de fuente por 8 para TVs y por 10 para monitores. Por eso cuando Ud. comienza la prueba al 10% de la tensión nominal obtendrá una tensión de unos 80V y podrá calcular que cuando llegue a la tensión nominal obtendrá unos 800V de pico si todo funciona perfectamente. El valor de tensión de retrazado en el colector y sobre el yugo nos permite generar un flujograma de service que le prometemos para la ultima entrega de esta miniserie. Que razón existe para utilizar una fuente exterior y no la fuente propia del TV? La primer razón es obvia. La fuente interna no puede ajustarse desde el 10% al 100% y la segunda es lapidaria: porque si la etapa fallada consume un poco más de los normal la fuente corta y el reparador no sabe porque cortó y se queda sin conclusiones. En APAE tenemos 25 años de experiencia en el tema y le podemos asegurar que si no tiene una fuente adecuada para hacer la prueba, va a penar por el resto de sus días. Ud. necesita una fuente regulable de 0 a 160V para probar etapas de deflexión horizontal y que entregue por lo menos 3 A para aquellos casos de componentes que generen arcos a cierta tensión de funcionamiento. No hay nada más agradable que observar como se cocina un capacitor cerámico colocado sobre el colector del transistor de salida horizontal al probar la etapa tal vez a la mitad de la tensión nominal de fuente. Si no tiene una fuente evariac solo logrará que la fuente propia se corte y no obtendrá ninguna pista que le indique el componente fallado. 19

20 Otra falla imposible de encontrar sin fuente evariac son los problemas que hacen calentar al transistor de salida horizontal y lo queman antes de poder obtener algún oscilograma claro. O aquellas fallas que generan una elevada tensión de retrazado y el transistor de salida se quema en el primer ciclo de horizontal. En todos estos casos se puede aclarar la falla trabajando a menor tensión que la nominal. Todo método tiene detractores. Mucho técnicos dicen que no se puede trabajar por debajo del valor nominal de tensión de fuente porque el jungla reconoce que hay baja tensión y corta la excitación. Es muy probable que tengan razón cuando se trata de un TV moderno pero lo que más llega a la mesa del reparador son TV viejos que no tienen esta protección. Y si se trata de un TV nuevo que si la tiene, se deberá usar una etapa excitadora exterior que el autor ya publicó en la revista Saber y que permite excitar la base del transistor de salida horizontal tanto en TV como en monitores. Esta etapa excitadora es imprescindible para reparar algunos TVs Philips, con etapa de salida horizontal auto oscilante, que no pueden ser reparados con su propio excitador. Fig OTROS USOS DE LA FUENTE VARIAC ELECTRÓNICO La fuente puede utilizarse para probar cualquier equipo de electrónica de entretenimiento pero tiene además un uso como control de iluminación de escenarios 20

21 evariac Fig Fig teatrales. En este uso no se necesita aislación galvánica e inclusive no se requiere alimentación de las lámparas con CC. Al no utilizar el transformador aislador y LOS electrolíticos el dispositivo de control es muy económico y eficiente ya que solo requiere un puente de rectificadores externos. Otra utilización recomendable es el control de velocidad de motores de CC o de ambas corrientes, del tipo con delgas y escobillas. En algunos casos es necesario incrementar la corriente de compuerta. FUNCIONAMIENTO DE LA FUENTE Y CIRCUITO REAL Nuestra fuente se basa en el circuito de un puente de rectificadores con un transformador aislador tal como se observa en la figura diseñada en un laboratorio virtual Livewire. El elemento de regulación de la tensión de salida es un tiristor que puede observarse en la figura Si el tiristor estuviera disparado permanentemente como muestra la figura, por él y por el resistor R3 circularía la corriente que rectifica el puente. Con alimentación de 220V esto significaría una tensión rectificada de 310V y con alimentación de 110V significaría una salida de 155V. Ver la figura En este circuito el tiristor esta excitado siempre por tener su compuerta conectada al ánodo por medio de una resistor de 1K. El oscilograma de la tensión aplicada a la carga se puede observar en la figura Fig

22 Fig Pero el triac puede encenderse en cualquier momento dentro de los dos hemiciclos rectificados para transferir menos energía a la carga. Solo circulará corriente por la misma cuando el triac se cierre y eso depende del momento en que se aplica un pulso en la compuerta. A partir de ese momento y hasta que la tensión aplicada al triac se anule el mismo permanecerá conduciendo. En la figura se puede observar una modificación del circuito anterior en donde se agrega un generador de funciones predispuesto para generar un pulso en el momento deseado con el oscilograma correspondiente en la figura En nuestra fuente el pulso de disparo puede variarse entre 5 y 10 ms tomando como referencia el pasaje por cero de la señal de entrada. Si sobre la carga resistiva se agrega un capacitor electrolítico se podrá obtener una tensión continua variable entre el valor de pico de la tensión aplicada al puente de rectificadores y cero, de acuerdo a la fase del pulso de disparo del tiristor ajustable desde el generador de funciones. Ver la figura En nuestra fuente real, el generador de funciones está reemplazado por un microprocesador PIC16F84A controlado por cuatro pulsadores. Además de esa sección, el proyecto contiene: una sección de potencia con los rectificadores y el filtro de ripple, una sección de llaves, una sección de medición y una sección de aislación de red con el transformador de poder y el transformador de fuente para el PIC. Para simplificar el dibujo lo hemos dividido en dos partes. El circuito principal y el circuito de la plaqueta de control con el PIC y el tiristor. En la figura le mostramos el circuito principal y algunos detalles de la plaqueta de control para que el lector entienda como funciona el dispositivo completo. 22

23 evariac Fig Fig Vamos a analizar componente por componente del circuito principal superior. Lo primero que encontramos es la entrada de 220V/110V que alimenta al primario del transformador separador con la tensión de red. Luego encontramos la llave SW1 que es una doble inversora para alta corriente del tipo de las utilizadas en TV color de buena calidad. Las sección superior de la llave se utiliza para interrumpir la alimentación de primario y la inferior es la llave de seguridad para descargar los electrolíticos de salida a través de R7 cuando se apaga la fuente. Esta llave no siempre se puede conseguir de la calidad requerida; por lo tanto nuestra fuente tiene otra medida de seguridad para el caso en que SW1 no exista (conexión directa de la red) o sea de una sola vía. Esta segunda seguridad son las dos lámparas de 220V por 10W que están en paralelo con la salida y descargan los electrolíticos operando además como piloto de salida. Por lo tanto LA1 y 23

24 Fig LA2 deben estar montadas de modo que sean visibles desde el frente de la fuente (o por lo menos una de ellas). En zonas de 110V estas lámparas serán de 110V 10W. Si Ud. coloca la llave SW1 completa no necesita esta segunda seguridad que siempre consume energía de la fuente regulable. Nuestro transformador separador puede ser de diferentes diseños. Si Ud. lo manda a construir especialmente debe ordenarlo del siguiente modo: entrada 110 o 220V según su zona. Una salida con relación 1:1 de 220V o 110V 500 VA con derivaciones en 55V, 110V y 165V o la mitad de esas tensiones para zonas con 110V. Esas derivaciones se ubicaran sobre una bornera de modo que el reparador pueda conectar el puente de rectificadores a cualquiera de las salidas y obtener una tensión continua de salida adecuada para su especialidad que varíe de 0 a 310V para TV o hasta de 0 a 75V para audio. Esto permite una seguridad intrínseca para el caso de falla por cortocircuito del tiristor que llevaría nuestra fuente a la máxima salida. Observe que sobre la entrada del puente de rectificadores se ubica un tomacorrientes hembra CN7 que sirve para que el usuario utilice la fuente como transformador aislador o reductor aislador. Si Ud. tiene un transformador separador instalado en su mesa de trabajo tiene dos alternativas: 24

25 evariac Fig Sacarlo de su entorno actual y colocarlo dentro de la fuente. 2. Dejarlo donde está y alimentar el puente de rectificadores en forma directa. Si tiene habilidad manual para construir transformadores puede encarar Ud. mismo la construcción con datos que le entregaremos en otra entrega de esta miniserie. El transformador T2 es un pequeño transformador de 220V a 12+12V 1A que se utiliza para alimentar al PIC con la masa aislada del negativo de los electrolíticos. El puente de rectificadores debe construirse con diodos de fuente de 8 A y no utilizando un puente para TV. De este modo los diodos separados tienen mayores posibilidades de disipar en caso de carga excesiva. El filtro de ripple es un filtro compuesto en Pi formado con un electrolítico de 220 uf un inductor L1 y otro capacitor de 470 o 330 uf ambos por 350V. El inductor L1 se debe construir con una laminación de unos 65 mm de largo de la I. Debe estar laminado a tope es decir con todas las I de un mismo lado (salvo las exteriores que se utilizan para trabar la laminación) sin entrehierro de papel y con un diámetro de alambre tal que su resistencia no supere los 4 Ohms aproximadamente. No se trata de un componente que deba construirse según 25

26 especificaciones estrictas e inclusive puede ser construido con un viejo transformador de salida vertical o un transformador de fuente quemado que tenga las dimensiones apropiadas. En principio, llene el carretel con alambre de 0,6 mm de diámetro y mida la resistencia. Si llega aproximadamente al valor requerido ya tiene el inductor adecuado, sino cambie de diámetro. Es posible que para algún uso no haga falta utilizar un filtro compuesto, por ejemplo para alimentar etapas de salida de audio; en ese caso se debe dejar solo el capacitor de entrada C1 y eliminar L1 y C3. Si va a usar la fuente en TV o monitores no puede dejar de usar un filtro compuesto porque en caso contrario se observará que los bordes verticales de la trama tienen un importante zumbido. Por último llegamos a la sección de salida que posee un voltímetro y un amperímetro y una llave de corte SW6 que debe ser del tipo usada en TV color o del tipo usada en electricidad para que conmute más de 3 A. El reparador usará esta llave para predisponer la fuente en el valor deseado de tensión con la llave abierta. Luego cerrará la llave para alimentar el equipo bajo prueba. Con referencia a la medición de tensión y corriente se pueden dar diferentes alternativas. Lo más económico es no usar ningún medidor fijo sobre el gabinete y utilizar el tester digital para ajustar la tensión de salida y luego poner el tester como amperímetro y usarlo para leer la corriente consumida por el equipo, si se desea conocer ese dato. En orden de economía le sigue: colocar un tester de aguja como voltímetro de esos que se pueden comprar por unos 4 U$S fijo al frente del gabinete o dos, uno para medir tensión y otro para medir corriente aunque en este caso se deberá fabricar un resistor shunt adecuado ya que esos testers suelen medir tan solo 250 ma. Más profesional es colocar dos instrumentos analógicos o digitales para panel, pero esta es una solución por lo general más cara que usar dos testers de aguja o digitales que además se pueden utilizar para uso general del laboratorio. Una alternativa es el uso de medidores de salida para equipos de audio del tipo de aguja o de barra de leds. Sobre el frente de la fuente, se ubicarán cuatro pulsadores del tipo sin rebote (en Argentina se conocen como sapitos por el clic que generan al apretarlos). Dos 26

27 evariac de ellos servirán para subir y bajar la tensión de salida por saltos de aproximadamente 10V en tanto que los otros dos ajustaran la tensión alrededor de ese valor por saltos menores a 1V para una tensión máxima seleccionada por la bornera de 300V. Dentro de la plaqueta de control se encuentra un sistema que realiza el corte automático por sobrecorriente o fusible electrónico. Observe que se trata de un transistor que sensa la tensión sobre un resistor de bajo valor en serie con el tiristor (R3). Indirectamente sobre este resistor se genera una tensión proporcional a la corriente circulando por la carga solo que con forma de pulsos. Cuando uno de esos pulsos atenuados por el divisor (R4/R6) llega a producir un pulso de 0,6V sobre la base del transistor Q1 el transistor se satura y resetea el micro haciendo que la excitación del tiristor se produzca justo sobre el pasaje por cero de la tensión de red cortando consecuentemente la tensión de salida. Para reponer el sistema se debe reajustar la tensión de salida con los pulsadores al valor deseado o a alguno inferior para que la fuente no corte. El resistor R3 es realmente un conjunto de 5 resistores en paralelo que permiten ajustar la caída de tensión y por ende la corriente de corte de la fuente. En el diseño presentado esos resistores forman un valor de 100 mohms pero el reparador deberá ajustarlo al valor de corriente de corte deseado. El resistor R6 puede ser reemplazado por un potenciometro de 1K en serie con un resistor fijo de 220 Ohms. En este caso el valor de corte puede ser ajustando desde el frente de la fuente por el potenciómetro que puede graduarse con una escala. PRUEBA PARCIAL SIN PLAQUETA DE CONTROL Es recomendable desde todo punto de vista, que el armado de esta fuente se realice en dos pasos muy bien definidos. Primero se debe armar la sección de potencia y probarla y recién después se debe conectar la sección de control con el PIC. De este modo se evita que un cortocircuito inutilice el componente más caro de la fuente, después de los transformadores y los electrolíticos, que es el PIC. 27

28 Con la plaqueta desconectada, la fuente debe entregar una tensión nula porque el negativo de los electroliticos no retorna a masa y por lo tanto no los capacitores no se cargan. Observe que las dos patas unidas del conector, debe conectarse a la pata inferior para que se cierre la masa, cosa que normalmente lo hace el tiristor D1 y el resistor R3. Realice un puente entre esas patas del conector y observará que la tensión de salida de la fuente va al valor máximo determinado por la bornera del transformador separador. LAS PREGUNTAS Más FRECUENTES 1. Como se arma este proyecto? Este proyecto no tiene una sola solución. Evidentemente todo depende de su uso. Primero vamos a tratar la versión TV que es la más usada en el gremio. Es decir 0 a 300V 3A. En esta versión la presentación más adecuada es en un gabinete metálico conteniendo el transformador de poder, el puente de rectificadores con sus electrolíticos y su choque de fuente cableados sin impreso (dadas las elevadas corrientes circulando) y una bornera para seleccionar el valor de la tensión máxima. 2. Se trata de una fuente regulada? No, es una fuente regulable que no es lo mismo que regulada. Recuerde que reemplaza al variac que tampoco es una fuente regulada. Es decir que la tensión de salida puede variar algo con la carga o la tensión de red. Pero es perfectamente apta para el trabajo para el cual la estamos utilizando e inclusive es muy superior a un variac y un puente de rectificadores, en el sentido que posee un fusible electrónico. También aventaja al variac en que este es un autotransformador y por lo tanto no tiene una salida aislada con el consiguiente peligro de electrocución. También tiene grandes ventajas por la facilidad de ajustar la tensión de salida con mucha precisión. Finalmente, el hecho de ser una fuente microprocesada con ajuste de la tensión de salida y sensado de sobrecorriente, le permite al usuario que sabe progra- 28

29 evariac mar, realizar secuencias de pruebas programables o modificar el programa para que solo se corte luego de varias sobrecargas o realizar un barrido de tensiones hasta que la corriente supere el valor de disparo etc. etc.. La plaqueta, mediante puentes de alambre permite conectar el transistor de sobrecorriente a la pata de reset o una pata de entrada y tiene una pata de salida preparada para conectar un resistor y led indicador. Esto permite implementar programas diferentes que avisen al operar una sobrecarga sin realizar un reset. 3. Qué hay que modificar para usar la fuente en iluminación o en control de motores? Simplemente que esas explotaciones no necesitan que los dispositivos se alimenten con tensiones continuas. Esto significa que se pueden ahorrar las secciones de filtrado de ripple y dejar que los motores o las lámparas se alimenten con continua pulsante. Además esos dispositivos no requieren aislación y por lo tanto no se requiere el componente más caro de la fuente que es el transformador aislador. En cuanto al limite máximo de corriente a entregar por nuestra fuente, realmente no existe, en tanto se elija un tiristor de la corriente adecuada y se analice la excitación requerida. Recuerde que el PIC solo puede entregar 20 ma por una de sus patas de salida. Esto significa que el resistor conectado desde el PIC a la compuerta del tiristor no debe ser inferior a 250 Ohms. Pero nada indica que no se puedan usar más de una salida para la excitación; en efecto se puede usar si se lo desea un puerto completo de 8 patas para excitar un tiristor de potencia o utilizar un transistor como amplificador de corriente de compuerta. CONCLUSIONES En esta entrega presentamos nuestra ultima invención: la fuente variac electrónico microprocesada o evariac con fusible electrónico. Este dispositivo va a formar parte del taller del reparador, sin ninguna duda, dada su utilidad, su versatilidad, su mínimo costo y su posibilidad de transformarse de acuerdo al uso. 29

30 El autor lo pensó como un dispositivo pensado para que cada reparador lo encare según sus gustos y preferencias. La idea es que los lectores lo vayan armando poco a poco utilizando en lo posible material sobrante en su taller. Y que la vayan modificando a medida de sus necesidades. Por esa razón dimos la explicación de para que sirve cada componente, con lujo de detalle, para que el lector pueda adaptar lo que tiene a mano. En cuanto al componente lider del proyecto, el microprocesador, le aclaramos que a los alumnos de Escuela Picerno que lo desean pueden solicitar que le grabemos un PIC absolutamente gratis o comprar el PIC ya programado a precio de costo, o comprar el dispositivo totalmente terminado y probado. Esta oferta es también valida para los lectores del exterior solo que deberán afrontar los gastos de envío y de reembolso. Por cualquier pregunta le rogamos que se comunique por a hola@tiendayoreparo.com En el próximo capítulo le explicaremos como se arma y como funciona la sección de control con el PIC y como se utiliza la fuente evariac para reparar fuentes de alimentación de monitores o TVs. 30

31 evariac evariac Nueva versión de fuente universal 300V 3A II CONTINUAMOS ENTREGANDO LAS INDICACIONES PARA CON- STRUIR LA FUENTE evariac. EN ESTA ENTREGA NOS DEDICAR- MEOS A EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LA SECCIÓN DE CONTROL CON EL PIC Y A COMO SE APLICA LA FUENTE EN LA REPARACIÓN DE FUENTES PULSADAS DE TV Y MONITORES. INTRODUCCIÓN No se si fui el primero que utilizó un pic en una fuente de alimentación. Pero lo que si se es que fue una muy buena idea, porque me permitió realizar un producto confiable y preciso a un valor realmente irrisorio. Y por sobre todas las cosas me generó un montón de ideas con aplicaciones varias que no se pueden realizar con otro dispositivo que no sea un microprocesador. Este proyecto no termina aquí. Seguramente con el paso de tiempo va a ser ampliado en sus funciones y mejorado en su funcionamiento. El paso inmediato ya está contemplado en la plaqueta del diseño actual y solo requiere algo de programación. En el momento actual la fuente evariac tiene un corte de corriente por reset que nos permite saber porque se cortó la corriente. 31

32 è Si estamos levantando la tensión debemos suponer que se resetea por exceso de corriente, pero muy bien podría ocurrir que se resetee por un minicorte de energía eléctrica ocurrido precisamente en ese momento. Es improbable pero puede ocurrir. En la plaqueta actual se puede conectar el resistor sensor de corriente a una pata de entrada; de modo que al superarse el nivel de corte se pueda realizar una operación de retorno a cero del nivel de salida y el encendido de un led que nos indique que la fuente corto por sobrecorriente. è Si el led no se enciende significa que se cortó por un minicorte de energía. El autor no quiso demorar la salida del evariac solo por esto que se puede considerar una sutileza y lo dejo previsto para una futura corrección del programa. Lo más interesante, es que el futuro cambio se puede realizar sin mayores costos, porque el microprocesador utilizado en el diseño actual, admite tantas reprogramaciones como se desee. Esta es una de las principales ventajas de la moderna electrónica. Nuestra fuente queda muy bien terminada si se le agrega un medidor de corriente y un medidor de tensión digitales. Estos dispositivos pueden comprarse terminados pero se pagará por ellos un valor de aproximadamente 10 U$S cada uno. Con otro PIC16F84 y un display de cuarzo líquido, se puede hacer un voltímetro y un amperímetro en el mismo display que tiene dos renglones y una gran capacidad para comunicarse con el usuario en forma directa con textos de cualquier largo. Por ejemplo se puede lograr que en el renglón superior del display diga TENSIÓN 120V y en el renglón inferior CORRIENTE 1,2 A y si se corta por sobrecorriente que lo anuncie explícitamente borrando los valores anteriores y escribiendo CORTE POR SOBRECORRIENTE en forma titilante. Lo importante es que el agregado de ese dispositivo no puede costar mucho más que un display de 16 bits x 2 renglones, un microprocesador con dos conversores A/D y un cristal. El valor de estos componentes se puede estimar en unos 10 U$S. 32

33 evariac REPARACIONES EN FUENTES PULSADAS CON LA FUENTE evariac Dividir para reparar es el lema. Primero hay que estar seguro de que la falla está en la fuente de alimentación y no en alguna de las cargas. Por lo general las fuentes de baja tensión pueden ser reemplazadas fácilmente con fuentes reguladas y variables de 0-30V construidas en forma casera y que generalmente ya existen en su taller. Cuando terminemos de explicar el funcionamiento y construcción de la fuente evariac vamos a indicarle como construir un dispositivo reactivador de tubos que además cumple como función auxiliar la de generar tensiones variables de 0 a 35V y proveer una salida aislada extra de 220V/110V. La tensión que siempre falta es justamente la que nos provee la fuente evariac. Nos referimos a la tensión para la etapa de salida horizontal. Esto significa que con la fuente evariac y una o dos fuentes auxiliares más, se puede probar el TV sin utilizar la fuente propia. Esto nos permite realizar un presupuesto exacto porque podemos comprobar el funcionamiento de todo el TV. Por qué tantas precauciones?: las fuentes se pueden quemar porque uno de sus componentes falla al llegar al final de su vida útil, pero también puede fallar por una tormenta eléctrica o por tensiones impulsivas que le llegan por la red de alimentación domiciliaria, o peor aun, puede fallar por lo que mis alumnos llaman tormenta técnica. Se refieren a cuando el TV o el monitor fue tocado de muerte por un aprendiz. Estos casos son cada vez más frecuentes y ya no vale hacer un presupuesto aproximado suponiendo que solo se quemó el transistor llave de la fuente. Tener que arreglar un TV completo, con el presupuesto de arreglar sólo la fuente es lo que en nuestra jerga se conoce como tragarse un sapo ; es muy desagradable. Por eso, en el laboratorio del autor, se realizan los presupuestos reemplazando la fuente. Cómo se utiliza la fuente variac electrónico para reparar la fuente de alimentación de un TV o un monitor? Para poder reparar una fuente hay que dividirla en sus 4 partes principales: 33

34 1. Llave de potencia y/u oscilador 2. Circuito de medición de la tensión de salida 3. Control de la llave (generación de modulación PWM) 4. Arranque El método indica comenzar probando los bloques 2 y 3 con el oscilador apagado utilizando el evariac. Si el equipo tiene optoacoplador (medición en destino) se retira el optoacoplador y se coloca un led en su lugar. Se conecta la fuente evariac sobre la salida regulada y se levanta la tensión lentamente. Cuando la tensión llega al valor de regulación el led se debe encender a pleno. Para realizar el paso anterior solo se debe levantar la carga sobre la salida regulada, para evitar que queden alimentadas zonas del TV que no desean alimentarse. No es necesario levantar el diodo auxiliar porque el mismo queda en inversa cuando se conecta la fuente evariac en su cátodo. Posteriormente se reconecta el optoacoplador y se conecta un tester digital como óhmetro en algún lugar del modulador PWM. Se levanta la tensión de salida regulada y se observa que se produzca algún cambio en la indicación del tester que nos indica que los bloques 2 y 3 funcionan correctamente. En este momento se debe comprobar el bloque 4: el arranque, que por lo general se realiza simplemente verificando los componentes asociados con el mismo, que por lo general son muy pocos. En algún caso solo consiste en un resistor conectado desde la base del transistor llave a la fuente principal no regulada de 310/155 V, en otros puede incluir algún zenner o algún capacitor electrolítico. Nuestra fuente evariac puede ser un aliado importante para probar este bloque, ya que muchas fuentes suelen arrancar en forma aleatoria. El cliente nos dice que debe apagar y encender la llave principal varias veces hasta que el final se produce el arranque. Ocurre que muchas veces Ud. prueba el TV en su taller y arranca siempre en el primer intento. Lo que suele ocurrir es que algún componente del arranque se desvalorizó y la fuente deja de arrancar cuando hay baja tensión. Desconecte el puente de rectificadores conecte en su lugar la fuente evariac y pruebe el arranque a la mitad de la tensión nominal 155/72V. 34