Club Saber Electrónica

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Editorial - Editorial - Editorial - Editorial

Nº 110 Director de la Colección Club Saber Electrónica Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción José María Nieves Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo

Club Saber Electrónica. Fecha de publicación: junio 2014. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina (005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámite). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Edi to rial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 16686004

La reparación de televisores es un tema “muy solicitado” por todos los lectores de Saber Electrónica y, obviamente, del Club. Si bien ya hemos escrito muchos textos sobre el tema, hasta este volumen no lo habíamos hecho en esta colección. Pa ra de ci dir la pu bli ca ción, tu vi mos en cuen ta cuál es el te ma más consultado: “Las fuentes conmutadas”; es por ello que comenzamos con la descripción de esta etapa como parte de una serie que denominamos: “Reparación de Televisores de Ultima Generación” y así como lo hemos hecho con los reproductores de CD, en unos meses publicaremos el segundo volumen de esta serie (dentro de la colección Club Saber Electrónica, obviamente) dedicado a la etapa horizontal. Si Ud. lo desea, por ser lector de esta serie, puede solicitarnos que le enviemos a su casilla de correo dicho tema (completo) aún antes de que el texto se publique. Para recibir el volumen 2 de la serie “Reparación de Televisores de Ultima Generación” envíenos un mail a: [email protected] y de inmediato tendrá el archivo en su casilla de correo. Cabe destacar que para la edición de este libro seleccioné temas de varios autores y, si bien la mayoría corresponden al Ing. Alberto H. Picerno, también hemos hecho nuestros aportes el Ing. Guillermo Neco, autores del Centro Japonés de Información Electrónica y Yo. Las fuentes conmutadas dan para mucho... es por eso que sólo se detallan los conceptos teóricos necesarios para encarar la reparación de estas etapas en los televisores modernos de última generación. Tenga en cuenta que en Saber Electrónica el Ing. Picerno está desarrollando un curso bastante completo que, al terminarlo, serán compilados en un nuevo volumen de esta serie. Con respecto a la próxima edición de la revista del Club Saber Electrónica, le adelantamos que va a ser el primer volumen de una Enciclopedia de Electrónica Básica. Dicha enciclopedia se desarrollará en dos tomos consecutivos (Nº 9 y Nº 10 de esta colección, a publicarse en los meses de septiembre y octubre). Esta enciclopedia la publicamos hace un tiempo en 6 fascículos (cada uno con un CD) y rápidamente se agotó, es por eso que hacemos una especie de reedición ampliada como parte de esta colección. Para abaratar costos, no se incluirán los CDs, los que podrán ser bajados completamente por nuestros lectores de Internet con las claves que vayamos dando o podrán ser comprados en las principales tiendas (casas) de electrónica. Esta diagramación la hemos realizado teniendo en cuenta las respuestas a las consultas que constantemente realizamos ya sea por Internet o en los seminarios; es por ello que precisamos la opinión de “todos” para que la Revista del Club Saber Electrónica siga siendo la mejor opción para bibliografía temática completa.

¡Hasta el mes próximo! ISBN Nº: 987-1116-52-7

Ing. Horacio D. Vallejo

IndIce de la Obra cOmpleta Funcionamiento de las Fuentes Conmutadas ............................................3

Montaje del Qmetro para medición de transformadores y Fly-Backs ........56

Introducción ..................................................................................................3

El oscilador de frecuencia variable.............................................................58

Las fuentes conmutadas de los televisores:

Calibración y ajuste del Qmetro .................................................................59

Principio de funcionamiento.........................................................................9

La fórmula de Thompson............................................................................59

Principios fundamentales............................................................................10

El circuito completo del Qmetro.................................................................60 Medidor de capacitores de pequeño valor ..................................................60

Cómo Reparar Fuentes Conmutadas........................................................15

Montaje de un frecuencímetro digital.........................................................61

Introducción ................................................................................................15

Los contadores ............................................................................................62

Construcción de un Variac de 0V a 150V x 5A ..........................................15

La etapa de entrada .....................................................................................65

El método de prueba reducido ....................................................................16

Frecuencímetro con PIC .............................................................................68

El circuito del Variac...................................................................................17 Construcción del transformador..................................................................21

Descripción de Fuentes Conmutadas de Otros Equipos ..........................73

Aplicación del método de trabajo ...............................................................22

Introducción ................................................................................................73

Primeros pasos para la reparación de fuentes conmutadas .........................25

El diagrama en bloques de otra fuente........................................................73

Procedimiento de localización de fallas......................................................27

El circuito del rectificador ..........................................................................74

Instrumentos necesarios para la reparación ................................................28

Circuito de conmutación de salida de la fuente ..........................................74

Análisis y reparación de fuentes comerciales .............................................29

El arranque de la fuente ..............................................................................75

Fuentes Sanyo y similares...........................................................................32

El oscilador .................................................................................................75

Otras fuentes de televisores comerciales ....................................................37

La regulación de la fuente...........................................................................75 La limitación de la corriente del primario...................................................76

Montaje de Instrumentos

Circuitos de protección ...............................................................................76

para la Reparación de Fuentes Conmutadas............................................40

Las fuentes del secundario de T11..............................................................76

Medidor de velocidad de diodos ................................................................40

Guía de fallas ..............................................................................................78

Mediciones con diodos ...............................................................................43

La fuente de alimentación no arranca .........................................................78

Proyectos con PIC16F84.............................................................................45

Apagado sin motivo aparente......................................................................78

Diodos recuperadores y auxiliares lentos ...................................................46

El procesador de control IC11 se recalienta................................................78

Probador de transformador de pulsos y Fly-Backs.....................................47

La tensión de salida baja con carga.............................................................79

Teoría de funcionamiento de los transformadores de pulsos ......................47

Regulación incorrecta de la tensión de salida.............................................79

Transformador excitado con señales impulsivas ........................................49

Desbalance entre la fuente de +9V y -9V ...................................................79

El detector de tensión pico a pico ...............................................................51

Corte por exceso de tensión en el encendido..............................................79

Mediciones de inductancia..........................................................................52

Corte por exceso de consumo .....................................................................79

Construcción de un Qmetro serie................................................................54

Análisis de la fuente Panasonic NV-J31 .....................................................80

2 Club Saber eleCtróniCa

Funcionamiento de las F uentes c onmutadas introducción Tan­to­los­equi­pos­elec­tró­ni­cos­de­con­su­mo­co­mo otros­dis­po­si­ti­vos­in­dus­tria­les­po­seen­cir­cui­tos­ca­da vez­más­com­ple­jos,­de­más­al­to­ren­di­mien­to­y­de­re­du­ci­do­ta­ma­ño,­lo­que­lle­va­a­un­au­men­to­de­la­in­te­gra­ción­has­ta­en­la­fuen­te­de­ali­men­ta­ción. Las­fuen­tes­de­ali­men­ta­ción­han­se­gui­do­es­te­ca­mi­no,­ per­mi­tien­do­ el­ di­se­ño­ de­ cir­cui­tos­ ca­da­ vez más­ con­fia­bles­ por­ me­dio­ del­ uso­ de­ la­ “con­mu­ta­ción”­pa­ra­me­jo­rar­el­ren­di­mien­to.­De­es­ta­ma­ne­ra, las­fuen­tes­de­ali­men­ta­ción­con­mu­ta­da­tam­bién­han evo­lu­cio­na­do­y­hoy­es­tán­pre­sen­tes­en­la­ma­yo­ría­de los­equi­pos­elec­tró­ni­cos. Una­fuen­te­de­ali­men­ta­ción,­es­to­do­sis­te­ma­que adap­ta­la­ener­gía­dis­po­ni­ble­(la­red­eléc­tri­ca­ge­ne­ral­men­te)­a­las­ne­ce­si­da­des­de­un­equi­po. To­da­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­de­be­cum­plir­las­si­guien­tes­ta­reas: - Rectificación y Filtrado: Conversión de una tensión alterna en una continua. - Estabilización: Minimización sobre la tensión de salida de las irregularidades producidas en la red (cortes de energía, variaciones de tensión, etc.) y en la carga. - Control: Establecimiento de los parámetros que se deben presentar a la carga. Exis­ten­ fuen­tes­ de­ ali­men­ta­ción­ li­nea­les­ que­ se

ca­rac­te­ri­zan­ por­ uti­li­zar­ co­mo­ ele­men­to­ de­ con­trol, un­tran­sis­tor­en­se­rie­con­la­car­ga,­que­di­si­pa­una­po­ten­cia­ igual­ al­ pro­duc­to­ de­ la­ di­fe­ren­cia­ de­ ten­sión en­tre­ la­ en­tra­da­ y­ la­ sa­li­da,­ mul­ti­pli­ca­do­ por­ la­ co­rrien­te­de­car­ga­má­xi­ma.­Es­to­sig­ni­fi­ca­que­la­re­gu­la­ción­se­con­si­gue­con­un­ba­jo­ren­di­mien­to,­ya­que el­tran­sis­tor­de­be­di­si­par­la­ener­gía­que­no­con­su­me la­ car­ga,­ pro­vo­can­do­ pér­di­das­ ele­va­das­ que­ ha­cen que­el­ren­di­mien­to­sea­ba­jo. Pa­ra­mi­ni­mi­zar­las­pér­di­das­y­así­te­ner­un­ren­di­mien­to­ma­yor,­se­co­lo­ca­en­la­en­tra­da­de­la­fuen­te­li­neal­un­trans­for­ma­dor­re­duc­tor­de­la­ten­sión­de­red, pa­ra­que­la­ten­sión­apli­ca­da­al­tran­sis­tor­re­gu­la­dor­se acer­que­a­la­de­sa­li­da­(fi­gu­ra­1). Otra­for­ma­de­au­men­tar­el­ren­di­mien­to­y­así­no te­ner­que­usar­trans­for­ma­do­res­gran­des­y­pe­sa­dos­es me­dian­te­el­em­pleo­de­fuen­tes­de­ali­men­ta­ción­con­mu­ta­das­ que­ uti­li­zan­ un­ tran­sis­tor­ de­ po­ten­cia­ en con­mu­ta­ción.­De­es­ta­for­ma­la­po­ten­cia­di­si­pa­da­en el­tran­sis­tor­es­muy­in­fe­rior­a­la­di­si­pa­da­en­las­fuen­tes­li­nea­les­(fi­gu­ra­2). En­ es­tas­ fuen­tes,­ cuan­do­ el­ tran­sis­tor­ es­tá­ blo­quea­do,­la­co­rrien­te­a­tra­vés­de­él­es­prác­ti­ca­men­te nu­la­y­en­es­ta­do­de­sa­tu­ra­ción.­La­caí­da­de­ten­sión en­ sus­ ter­mi­na­les­ es­ pe­que­ña,­ con­ lo­ cual­ en­ to­do mo­men­to­ la­ po­ten­cia­ di­si­pa­da­ en­ el­ tran­sis­tor­ con­mu­ta­dor­es­muy­ba­ja. En­es­tas­fuen­tes,­la­ten­sión­de­red­se­rec­ti­fi­ca­y fil­tra­di­rec­ta­men­te­(sin­el­uso­de­un­trans­for­ma­dor), pos­te­rior­men­te­se­“mues­trea”­o­con­mu­ta­me­dian­te­el

Figura 1

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión

Figura 2 tran­sis­tor­con­mu­ta­dor­y­por­me­dio­de­un­fil­tro­L-C se­ob­tie­ne­el­ni­vel­me­dio­de­la­on­da­pul­sa­da.­ Al­gu­nas­fuen­tes­con­mu­ta­das­po­seen­un­trans­for­ma­dor­que­adap­ta­la­ten­sión­pul­sa­da­a­un­ni­vel­más ade­cua­do,­aun­que­su­uso­no­es­siem­pre­ne­ce­sa­rio. A­ con­ti­nua­ción­ da­mos­ al­gu­nas­ ca­rac­te­rís­ti­cas que­ di­fe­ren­cian­ a­ las­ fuen­tes­ con­mu­ta­das­ de­ una fuen­te­li­neal­o­re­gu­la­da­sen­ci­lla: - Las fuentes conmutadas conmutan la señal a rectificar con una alta frecuencia (15kHz a 1MHz) frente a los 60Hz ó 50Hz de las fuentes lineales, con lo cual se reducen las dimensiones de los elementos reactivos (bobinas, condensadores o capacitores, y transformadores). - El transistor conmutador disipa menos potencia que el regulador de una fuente común, obteniendo un rendimiento muy superior. - Las fuentes conmutadas tienen más componentes que las reguladas, lo que acarrea una menor fiabilidad y un diseño más complicado. - Operan con señales que tienen grandes derivadas de tensión y corriente (dv/dt, di/dt) por lo que abundan los ruidos y se produce un rizado (ripple) considerable. - Normalmente las fuentes conmutadas necesitan carga para funcionar y trabajan con potencias mayores que las comunes debido a su alto rendimiento (pueden llegar a 2kw en poco espacio). Exis­ten­mu­chas­for­mas­de­cla­si­fi­car­a­las­fuen­tes con­mu­ta­das,­ pe­ro­ en­ prin­ci­pio­ las­ po­de­mos­ di­vi­dir en: - Forzadas - Resonantes A­su­vez,­las­for­za­das­pue­den­o­no­te­ner­trans­for­ma­dor­y­las­re­so­nan­tes­apro­ve­chan­el­pa­so­por­ce­ro

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de­la­ten­sión­o­la­co­rrien­te­pa­ra­con­mu­tar­y­dis­mi­nuir­aún­más­las­pér­di­das­en­con­mu­ta­ción. Las­fuen­tes­for­za­das­sin­trans­for­ma­dor,­a­su­vez pue­den­ser­di­rec­tas­don­de­la­ener­gía­se­trans­mi­te­di­rec­ta­men­te­a­la­car­ga,­o­in­di­rec­tas,­y­se­ca­rac­te­ri­zan por­que­en­un­prin­ci­pio­la­ener­gía­se­al­ma­ce­na­en­un com­po­nen­te­ mag­né­ti­co­ ­ y/o­ ca­pa­ci­ti­vo­ y­ pos­te­rior­men­te­se­trans­mi­te­a­la­car­ga. Ba­jo­ el­ mis­mo­ es­que­ma­ to­po­ló­gi­co­ que­ he­mos ex­pli­ca­do­ re­cién,­ po­de­mos­ te­ner­ fuen­tes­ que­ em­pleen­trans­for­ma­dor.­El­uso­de­trans­for­ma­do­res­a­su vez­­po­see­ven­ta­jas­y­des­ven­ta­jas,­las­ven­ta­jas­son: - No precisa grandes bobinas cuando hay mucha diferencia entre la tensión de salida y la de entrada pues el transformador acerca ambos valores. - Se pueden colocar salidas múltiples con solamente un elemento conmutador. - El uso del transformador significa una aislación galvánica entre la entrada y la salida, evitando así el uso de chasis vivo o caliente. - Se puede operar en una mejor zona de trabajo. En­cuan­to­a­las­des­ven­ta­jas­en­el­uso­del­trans­for­ma­dor,­po­de­mos­men­cio­nar­las­si­guien­tes: - Poseen tamaño y peso elevado. - Aumentan las pérdidas por histéresis y foucauld (se generan pérdidas en calor). Las­ fuen­tes­ con­mu­ta­das­ ge­ne­ral­men­te­ pue­den ope­rar­de­dos­ma­ne­ras,­de­pen­dien­do­de­la­for­ma­que ten­ga­la­co­rrien­te­por­la­bo­bi­na.­Si­du­ran­te­ca­da­pe­río­do­la­co­rrien­te­cae­a­ce­ro­la­fuen­te­tra­ba­ja­en­mo­do­de­fun­cio­na­mien­to­dis­con­ti­nuo.­Si­por­el­con­tra­rio,­ la­ co­rrien­te­ no­ cae­ a­ ce­ro­ lo­ ha­ce­ en­ mo­do­ de fun­cio­na­mien­to­con­ti­nuo,­fi­gu­ra­3. Sea­cual­fue­re­el­mo­do­de­fun­cio­na­mien­to­de­una fuen­te­ con­mu­ta­da,­ siem­pre­ exis­te­ una­ de­pen­den­cia

FunCionamiento Figura 3

de laS

l aS F uenteS C onmutadaS

en­tre­la­ten­sión­de­sa­li­da­y­la­car­ga,­lo­cual­ha­ce­que no­ten­ga­mos­una­re­gu­la­ción­per­fec­ta.­ Pa­ra­mi­ni­mi­zar­es­ta­de­pen­den­cia­se­em­plean­re­cur­sos­en­el­ca­mi­no­de­la­rea­li­men­ta­ción­(tra­ba­jan­do en­la­zo­ce­rra­do).­Pa­ra­ello­se­de­be­com­pa­rar­la­ten­sión­que­de­seá­ba­mos­a­la­sa­li­da,­con­la­que­hay,­y­ac­tuar­ en­ con­se­cuen­cia­ (fi­gu­ra­ 4).­ Ade­más,­ con­ es­te sis­te­ma­ tam­bién­ se­ co­rri­gen­ pro­ble­mas­ que­ se­ pue­dan­ dar­ en­ la­ sa­li­da,­ co­mo­ con­se­cuen­cias­ de­ va­ria­cio­nes­en­la­en­tra­da­(ri­za­do,­caí­das­de­ten­sión,­etc.). Pa­ra­“ce­rrar”­el­la­zo­de­rea­li­men­ta­ción­se­em­plea un­con­tro­la­dor­que­pue­de­ac­tuar­de­va­rias­ma­ne­ras: - Control en Modo Tensión: se obtiene la señal de control por medio de una señal de “error” que depende de la diferencia entre la tensión y la referencia (figura 5). - Control en Modo Corriente: La señal de error, controla el máximo valor de corriente que se empleará para controlar la tensión en la carga mediante un circuito de gestión, que es generalmente un flip-flop. En este caso se emplea un resistor de bajo valor en el camino de la salida para sensar el valor de la corriente (figura 6).

Figura 4

Figura 5

Aho­ra­ bien,­ pa­ra­ ex­pli­car­ el fun­cio­na­mien­to­ de­ una­ fuen­te de­ es­te­ ti­po,­ re­cor­de­mos­ que los­ com­po­nen­tes­ elec­tró­ni­cos se­di­vi­den­en­pa­si­vos­y­ac­ti­vos, se­gún­ su­ for­ma­ de­ ope­ra­ción: son­ pa­si­vos­ aque­llos­ que­ pre­sen­tan­un­com­por­ta­mien­to­úni­co,­que­pue­de­va­riar­des­de­una sim­ple­car­ga­has­ta­un­al­ma­cén de­ ener­gía;­ en­ tan­to,­ los­ ele­men­tos­ ac­ti­vos­ son­ aque­llos cu­yo­ com­por­ta­mien­to­ va­ría­ en re­la­ción­a­las­ten­sio­nes­apli­ca­das.­ En­tre­ los­ pri­me­ros­ te­ne­mos­a­la­re­sis­ten­cia,­al­con­den­sa­dor­ y­ a­ la­ bo­bi­na,­ mien­tras que­ en­ el­ se­gun­do­ gru­po­ te­ne­mos­a­los­dio­dos,­tran­sis­to­res­y dis­po­si­ti­vos­ se­mi­con­duc­to­res en­ge­ne­ral.­Jus­ta­men­te,­el­con­cep­to­ de­ im­pe­dan­cia­ se­ apli­ca só­lo­a­los­com­po­nen­tes­pa­si­vos (teó­ri­ca­men­te­ lo­ de­sea­ble­ es que­ los­ com­po­nen­tes­ pa­si­vos no­ pre­sen­ten­ el­ fe­nó­me­no­ de im­pe­dan­cia). Es­tu­dian­do­ el­ com­por­ta­mien­to en­DC­(con­ti­nua)­de­es­tos­ele­-

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 6

men­tos,­se­pue­de­ob­ser­var­lo­si­guien­te:­la resistencia ofrece una cierta oposición al flujo de la corriente, las bobinas permiten su paso sin estorbo alguno y el condensador se comporta como un circuito abierto una vez que ha terminado de cargarse.­Sin em­bar­go,­cuan­do­a­es­tos­com­po­nen­tes­se­les­apli­ca una­ten­sión­al­ter­na,­la­si­tua­ción­cam­bia,­ya­que­tan­to­ en­ el­ con­den­sa­dor­ co­mo­ la­ bo­bi­na­ mues­tran­ un com­por­ta­mien­to­que­re­ci­be­el­nom­bre­de­im­pe­dan­cia,­y­que­tie­ne­un­efec­to­par­ti­cu­lar­se­gún­el­com­po­nen­te. Cuan­do­cir­cu­la­una­co­rrien­te­en­el­in­te­rior­de­una bo­bi­na,­se­pro­du­ce­un­cam­po­mag­né­ti­co,­el­cual­no cam­bia­de­di­rec­ción­fá­cil­men­te;­es­to­sig­ni­fi­ca­que­si a­ es­te­ ele­men­to­ se­ le­ apli­ca­ una­ ten­sión­ de­AC,­ el cam­po­en­su­in­te­rior,­co­mien­za­a­pre­sen­tar­una­cier­ta­opo­si­ción­al­pa­so­de­la­co­rrien­te­en­su­in­te­rior.­Es­te­fe­nó­me­no­es­jus­ta­men­te­la­"im­pe­dan­cia­in­duc­ti­va". En­ cam­bio,­ los­ con­den­sa­do­res­ se­ car­gan­ en­ un sen­ti­do,­y­si­en­un­mo­men­to­da­do­se­in­vier­te­la­po­la­ri­dad,­ la­ ten­sión­ del­ dis­po­si­ti­vo­ se­ su­ma­ al­ nue­vo vol­ta­je­de­ali­men­ta­ción,­por­lo­que­la­co­rrien­te­flu­ye más­fá­cil­men­te,­opo­nien­do­una­ba­ja­re­sis­ten­cia­a­la co­rrien­te­ al­ter­na.­ Es­te­ com­por­ta­mien­to­ tan­ pe­cu­liar es­lo­que­re­ci­be­el­nom­bre­de­"im­pe­dan­cia­ca­pa­ci­ti­va". La­ im­pe­dan­cia­ de­ un­ con­den­sa­dor­ es­ in­ver­sa­men­te­pro­por­cio­nal­a­la­fre­cuen­cia,­es­to­es,­mien­tras más­rá­pi­do­os­ci­le­la­se­ñal­de­en­tra­da,­el­con­den­sa­dor se­com­por­ta­rá­cre­cien­te­men­te­co­mo­un­cor­to-cir­cui­to;­y­al­con­tra­rio,­una­bo­bi­na­tie­ne­una­im­pe­dan­cia di­rec­ta­men­te­ pro­por­cio­nal­ a­ la­ fre­cuen­cia­ apli­ca­da, es­to­es,­con­for­me­au­men­ta­la­fre­cuen­cia­tam­bién­se

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in­cre­men­ta­la­opo­si­ción­al­pa­so­de­la­co­rrien­te­en­su in­te­rior. La­ im­pe­dan­cia­ de­ un­ ca­pa­ci­tor­ y­ una­ bo­bi­na­ se cal­cu­la­de­la­si­guien­te­ma­ne­ra: Zc­=­1­/(­2­.­π .­f­.­C) ZL­=­2­.­π .­f­.­L don­de­π es­igual­a­3,1416;­C­es­la­ca­pa­ci­dad­del ca­pa­ci­tor­y­L­es­la­in­duc­tan­cia­de­la­bo­bi­na. Pue­de­ob­ser­var,­que­en­el­pri­mer­ca­so­el­pa­rá­me­tro­de­la­fre­cuen­cia­se­en­cuen­tra­co­mo­di­vi­sor,­lo­que sig­ni­fi­ca­que­a­ma­yor­fre­cuen­cia­exis­ti­rá­una­me­nor im­pe­dan­cia;­y­por­el­con­tra­rio,­pa­ra­la­bo­bi­na­la­fre­cuen­cia­se­en­cuen­tra­co­mo­mul­ti­pli­ca­dor,­lo­que­sig­ni­fi­ca­que­a­ma­yor­fre­cuen­cia­ha­brá­ma­yor­im­pe­dan­cia. ¿Y esto qué importancia tiene en los circuitos que estamos explicando? La­res­pues­ta­es­la­si­guien­te:­al­di­se­ñar­un­trans­for­ma­dor,­ uno­ de­ los­ pa­rá­me­tros­ crí­ti­cos­ es­ la­ fre­cuen­cia­de­ope­ra­ción­a­la­que­se­rá­so­me­ti­do,­ya­que es­un­fac­tor­que­de­ter­mi­na­el­nú­me­ro­de­es­pi­ras­tan­to­del­pri­ma­rio­co­mo­del­se­cun­da­rio,­así­co­mo­el­ca­li­bre­del­alam­bre­em­plea­do. Por­ejem­plo,­en­el­di­se­ño­de­un­trans­for­ma­dor­de ba­ja­fre­cuen­cia­(di­ga­mos­50Hz),­se­pre­ci­sa­de­un­nú­me­ro­ ele­va­do­ de­ es­pi­ras­ en­ el­ la­do­ pri­ma­rio,­ pa­ra evi­tar­que­cir­cu­le­por­es­te­seg­men­to­un­gran­flu­jo­de co­rrien­te­que­pue­da­da­ñar­al­dis­po­si­ti­vo,­por­lo­tan­to,­ si­ se­ re­quie­re­ que­ el­ trans­for­ma­dor­ ma­ne­je­ una

FunCionamiento Figura 7

co­rrien­te­apre­cia­ble,­de­be­com­bi­nar­se­una­mag­ni­tud con­si­de­ra­ble­de­es­pi­ras­con­un­alam­bre­de­ca­li­bre­re­la­ti­va­men­te­grue­so,­lo­que­fi­nal­men­te­da­por­re­sul­ta­do­un­trans­for­ma­dor­de­di­men­sio­nes­muy­gran­des­y muy­pe­sa­do.­Y­si­ade­más,­se­re­quie­re­que­es­te­trans­for­ma­dor­sea­ca­paz­de­tra­ba­jar­en­dis­tin­tas­re­gio­nes o­paí­ses,­de­ben­co­lo­car­se­bo­bi­na­dos­adi­cio­na­les­pa­ra­que­a­su­en­tra­da­se­pue­dan­co­nec­tar­lí­neas­de­AC de­110,­120,­220­ó­240­volt,­se­gún­el­ca­so,­in­cre­men­tán­do­se­aún­más­el­pe­so­y­vo­lu­men­del­dis­po­si­ti­vo. En­cam­bio,­un­trans­for­ma­dor­que­es­ali­men­ta­do en­su­pri­ma­rio­por­una­fre­cuen­cia­de­os­ci­la­ción­ele­va­da,­re­quie­re­de­mu­chas­me­nos­es­pi­ras­que­en­el­ca­so­con­tra­rio,­lo­que­da­por­re­sul­ta­do­un­dis­po­si­ti­vo más­com­pac­to­y­de­me­nor­pe­so,­aun­que­con­al­gu­nas ca­rac­te­rís­ti­cas­que­lo­ha­cen­es­pe­cial. Jus­ta­men­te,­lo­que­se­pre­ten­de­en­las­fuen­tes­que uti­li­zan­ con­mu­ta­dor,­ es­ al­can­zar­ una­ fre­cuen­cia­ de os­ci­la­ción­muy­su­pe­rior­a­la­que­se­dis­po­ne­en­la­lí­nea­de­ali­men­ta­ción,­de­ahí­la­con­fi­gu­ra­ción­pre­sen­ta­da­an­te­rior­men­te. Sin­ em­bar­go,­ se­ pre­sen­ta­ un­ pe­que­ño­ in­con­ve­nien­te:­las­lá­mi­nas­con­ven­cio­na­les­em­plea­das­en­la cons­truc­ción­del­nú­cleo­de­los­trans­for­ma­do­res­tra­di­cio­na­les,­ no­ son­ ca­pa­ces­ de­ res­pon­der­ con­ la­ su­fi­cien­te­ra­pi­dez­al­ele­var­la­fre­cuen­cia­de­la­se­ñal­ma­ne­ja­da­ por­ en­ci­ma­ de­ los­ 200Hz,­ por­ lo­ que­ de­ben em­plear­se­otros­ma­te­ria­les­co­mo­la­fe­rri­ta.­Pe­ro­a­su vez,­los­nú­cleos­de­fe­rri­ta­no­son­ele­men­tos­fá­ci­les de­ob­te­ner­(de­he­cho,­exis­ten­po­cas­com­pa­ñías­a­ni­vel­ mun­dial­ que­ los­ pro­du­cen),­ por­ lo­ que­ re­sul­tan con­si­de­ra­ble­men­te­ más­ ca­ros­ que­ los­ nú­cleos­ con­ven­cio­na­les. Pe­ro­aún­más,­el­cir­cui­to­con­mu­ta­dor­y­el­de­con­trol­tam­bién­in­cre­men­tan­el­cos­to­de­las­fuen­tes­con­mu­ta­das­en­re­la­ción­a­las­de­ti­po­re­gu­la­do­sim­ple,­y de­he­cho­esa­fue­la­ten­den­cia­en­los­pri­me­ros­años­en que­ se­ apli­ca­ron­ es­tos­ cir­cui­tos­ de­ ali­men­ta­ción­ a

de laS

l aS F uenteS C onmutadaS

apa­ra­tos­de­uso­do­més­ti­co.­Sin­em­bar­go,­con­la­pro­duc­ción­ma­si­va­y­el­aba­ra­ta­mien­to­de­los­dis­po­si­ti­vos­ elec­tró­ni­cos­ en­ ge­ne­ral,­ el­ cos­to­ de­ las­ fuen­tes con­mu­ta­das­se­ha­ido­re­du­cien­do,­in­clu­so­has­ta­ni­ve­lar­se­en­al­gu­nos­ca­sos­con­el­de­las­tra­di­cio­na­les.­ Una­ de­ las­ prin­ci­pa­les­ ven­ta­jas­ de­ las­ fuen­tes con­mu­ta­das,­ es­ la­ po­si­bi­li­dad­ de­ ofre­cer­ una­ sa­li­da es­ta­ble­a­pe­sar­de­que­la­ten­sión­de­ali­men­ta­ción­su­fra­va­ria­cio­nes­con­si­de­ra­bles.­Pa­ra­ex­pli­car­en­qué­se fun­da­men­ta­ es­ta­ fle­xi­bi­li­dad,­ es­ ne­ce­sa­rio­ re­cor­dar el­con­cep­to­de­ten­sión­o­vol­ta­je­pro­me­dio. Pa­ra­cal­cu­lar­la­ten­sión­pro­me­dio­o­RMS,­pri­me­ra­men­te­se­aís­la­un­so­lo­ci­clo­de­la­fre­cuen­cia­de­en­tra­da­(fi­gu­ra­7A);­pos­te­rior­men­te­se­le­da­a­esa­se­ñal una­for­ma­co­mo­si­hu­bie­ra­atra­ve­sa­do­por­un­rec­ti­fi­ca­dor­de­on­da­com­ple­ta­ideal,­o­sea,­sin­pér­di­das­(fi­gu­ra­7B);­lue­go­se­cal­cu­la­el­área­que­exis­te­en­tre­la cur­va­y­el­ni­vel­de­ma­sa­(fi­gu­ra­7C);­y­por­úl­ti­mo­se di­vi­de­ el­ re­sul­ta­do­ en­tre­ el­ tiem­po­ en­ que­ tar­da­ en com­ple­tar­se­el­pe­río­do­(fi­gu­ra­7D),­de­los­que­fi­nal­men­te­se­de­du­ce­una­ten­sión­de­DC­que­re­pre­sen­ta fiel­men­te­al­ni­vel­de­AC­de­la­en­tra­da. Es­te­ cál­cu­lo­ se­ sim­pli­fi­ca­ con­si­de­ra­ble­men­te cuan­do­en­la­en­tra­da­se­tie­ne­una­se­ñal­pul­san­te­de una­so­la­po­la­ri­dad.­En­tal­ca­so,­la­ten­sión­pro­me­dio de­la­se­ñal­es­ta­rá­da­da­por­la­fór­mu­la­ane­xa­a­la­fi­gu­ra­8.­ Por­lo­tan­to,­si­au­men­ta­el­tiem­po­en­que­la­se­ñal es­tá­en­al­to­y­dis­mi­nu­ye­el­lap­so­en­que­es­tá­en­ba­jo, la­ten­sión­pro­me­dio­se­in­cre­men­ta­rá;­y­por­el­con­tra­rio,­si­au­men­ta­el­tiem­po­de­apa­ga­do­y­dis­mi­nu­ye­el tiem­po­de­en­cen­di­do,­la­ten­sión­pro­me­dio­des­cen­de­rá. este es justamente el principio en el que se basan las fuentes conmutadas,­al­mo­men­to­en­que­el tran­sis­tor­con­mu­ta­dor­con­du­ce,­en­los­ex­tre­mos­del pri­ma­rio­se­apli­ca­la­ten­sión­de­en­tra­da­en­su­to­ta­li­dad­por­lo­que­en­los­se­cun­da­rios­se­tie­ne­una­ten­sión pro­por­cio­nal­ a­ és­te­ (de­pen­dien­do­ de­ la­ re­la­ción­ de es­pi­ras­en­tre­pri­ma­rio­y­se­cun­da­rio).­Y­por­el­con­tra­rio,­ (cuan­do­ el­ tran­sis­tor­ se­ cor­ta,­ no­ exis­te­ in­duc­ción­en­los­bo­bi­na­dos­),­por­lo­cual­a­la­sa­li­da­no­hay ten­sión­pul­san­te­en­al­ta­fre­cuen­cia.­ Bas­ta­so­la­men­te­con­co­lo­car­un­dio­do­y­un­con­den­sa­dor­de­me­dia­na­ca­pa­ci­dad,­pa­ra­que­ese­vol­ta­-

Figura 8

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión

Figura 9

Figura 10

8 Club Saber eleCtróniCa

je­ se­ ni­ve­le­ y­ se­ ex­pi­da­ una­ ali­men­ta­ción­ prác­ti­ca­men­te­cons­tan­te.­Y­aquí­es­don­de­se­de­mues­tra­una ven­ta­ja­ adi­cio­nal­ de­ las­ fuen­tes­ con­mu­ta­das:­ una con­fi­gu­ra­ción­ co­rrec­ta­men­te­ di­se­ña­da­ pue­de­ evi­tar la­ne­ce­si­dad­de­in­cluir­re­gu­la­do­res­de­vol­ta­je,­ya­que por­me­dio­de­una­rea­li­men­ta­ción­en­tre­al­gu­na­de­las sa­li­das­del­trans­for­ma­dor­y­el­cir­cui­to­con­tro­la­dor­de con­mu­ta­ción,­es­po­si­ble­ma­ne­jar­el­ci­clo­de­tra­ba­jo del­dis­po­si­ti­vo­con­mu­ta­dor,­de­tal­for­ma­que­sea­ca­paz­de­man­te­ner­efec­ti­va­men­te­un­ni­vel­de­vol­ta­je­a la­sa­li­da­sin­ne­ce­si­dad­de­más­com­po­nen­tes,­im­pli­can­do­un­aho­rro­de­cos­tos.­De­he­cho,­más­ade­lan­te se­mues­tran­al­gu­nos­cir­cui­tos­en­los­que­se­tie­ne­es­ta­si­tua­ción. An­te­rior­men­te­ he­mos­ rea­li­za­do­ una­ “cla­si­fi­ca­ción”­de­las­fuen­tes­con­mu­ta­das,­sin­em­bar­go,­po­de­mos­ rea­li­zar­ una­ for­ma­ dis­tin­ta­ de­ agru­par­las­ aten­dien­do­al­pa­rá­me­tro­mo­di­fi­ca­do­pa­ra­efec­tuar­la­re­gu­la­ción:

FunCionamiento

Figura 11 1) Tipo PAM o moduladoras de amplitud de pulso. 2) Tipo PWM o moduladoras de ancho de pulso. 3) Tipo FM o moduladoras de frecuencia. Ca­da­uno­de­es­tos­ti­pos­se­pue­de­re­co­no­cer­me­dian­te­una­sim­ple­ex­trac­ción­de­se­ña­les­en­el­os­ci­los­co­pio,­a­la­sa­li­da­de­al­gu­no­de­los­bo­bi­na­dos­y­co­nec­tan­do­la­fuen­te­a­un­va­riac.­Si­al­dis­mi­nuir­el­ni­vel­de­AC­de­en­tra­da,­la­se­ñal­mues­tra­una­va­ria­ción en­la­al­tu­ra­de­los­pul­sos­de­sa­li­da,­nos­en­fren­ta­mos a­una­fuen­te­PAM;­si,­por­el­con­tra­rio,­lo­que­va­ría es­el­an­cho­de­los­pul­sos,­la­fuen­te­se­rá­ti­po­PWM;­y fi­nal­men­te,­si­lo­que­cam­bia­es­la­fre­cuen­cia­de­ope­ra­ción,­ten­dre­mos­una­fuen­te­ti­po­FM­(fi­gu­ra­9). Ex­pli­que­mos­aho­ra­con­ma­yor­de­ta­lle­có­mo­ope­ra­una­fuen­te­con­mu­ta­da.­Pa­ra­ello,­con­sul­te­los­pro­ce­sos­de­la­fi­gu­ra­10­con­for­me­se­va­yan­ci­tan­do. Cuan­do­ el­ con­mu­ta­dor­ se­ en­cuen­tra­ "apa­ga­do" (cor­ta­do)­no­per­mi­te­el­pa­so­de­la­co­rrien­te,­en­cu­ya si­tua­ción­la­ten­sión­del­em­bo­bi­na­do­es­de­ce­ro.­Pe­ro una­vez­que­es­te­ele­men­to­se­"en­cien­de"­(se­sa­tu­ra) la­ten­sión­al­can­za­sú­bi­ta­men­te­el­ni­vel­VC­(10B);­no obs­tan­te,­por­las­pro­pie­da­des­in­duc­ti­vas­del­em­bo­bi­na­do­pri­ma­rio­del­trans­for­ma­dor­la­co­rrien­te­no­apa­re­ce­de­in­me­dia­to,­si­no­que­co­mien­za­a­cre­cer­len­ta­men­te­de­pen­dien­do­del­va­lor­de­la­in­duc­ción. La­ fi­gu­ra­ 10C­ mues­tra­ es­te­ com­por­ta­mien­to­ de as­cen­so­ gra­dual.­ En­ teo­ría,­ el­ va­lor­ de­ la­ co­rrien­te po­dría­lle­gar­a­ser­in­fi­ni­to,­aun­que­a­par­tir­de­cier­to ni­vel­se­fun­di­rían­los­com­po­nen­tes­de­la­fuen­te,­en ca­so­ de­ no­ exis­tir­ pro­tec­cio­nes.­ Si­ el­ tran­sis­tor­ se apa­ga­des­pués­de­un­de­ter­mi­na­do­tiem­po,­al­que­lla­ma­re­mos­Won­(fi­gu­ra­10D),­la­co­rrien­te­en­el­pri­ma­rio­ cre­ce­rá­ tan­ só­lo­ has­ta­ ese­ mo­men­to,­ pe­ro­ da­do que­la­in­duc­tan­cia­ac­túa­co­mo­al­ma­cén­eléc­tri­co,­el flu­jo­del­pri­ma­rio­no­de­sa­pa­re­ce­de­im­pro­vi­so,­per­-

de laS

l aS F uenteS C onmutadaS

ma­ne­cien­do­por­un­tiem­po­a­tra­vés­del­dio­do­vo­lan­te­(fi­gu­ra­10E). Si­des­pués­de­un­se­gun­do­mo­men­to­(al­que­de­no­mi­na­re­mos­Woff)­el­tran­sis­tor­vuel­ve­a­en­cen­der­se, nue­va­men­te­ se­ re­pe­ti­rá­ to­do­ el­ ci­clo­ ante­rior­men­te des­cri­to­(fi­gu­ra­10F). Y­co­mo­un­trans­for­ma­dor­in­du­ce­en­su­se­cun­da­rio­las­va­ria­cio­nes­de­co­rrien­te­ob­ser­va­das­en­su­pri­ma­rio,­el­re­sul­ta­do­se­rá­co­mo­el­de­la­fi­gu­ra­10G. La­ten­sión­de­sa­li­da­má­xi­ma­(Vs­max)­es­tá­da­da por­la­re­la­ción­en­tre­el­nú­me­ro­de­vuel­tas­del­pri­ma­rio­y­del­se­cun­da­rio,­por­el­va­lor­má­xi­mo­al­can­za­do por­la­co­rrien­te­del­pri­ma­rio­y­por­el­ma­te­rial­mag­né­ti­co­uti­li­za­do­en­el­nú­cleo­del­trans­for­ma­dor. Una­vez­que­se­tie­ne­la­ten­sión­a­la­sa­li­da,­bas­ta con­co­lo­car­un­dio­do­y­un­con­den­sa­dor­pa­ra­eli­mi­nar el­ri­zo­(rip­ple)­re­sul­tan­te,­y­co­mo­la­fre­cuen­cia­de­los pul­sos­in­du­ci­dos­es­muy­al­ta,­el­va­lor­del­con­den­sa­dor­pue­de­ser­re­la­ti­va­men­te­pe­que­ño­y­no­por­ello­se pro­du­cen­caí­das­de­vol­ta­je­(en­la­fi­gu­ra­11­se­ejem­pli­fi­ca­ me­jor­ es­ta­ si­tua­ción).­ Es­te­ apro­ve­cha­mien­to de­los­pul­sos­de­al­ta­fre­cuen­cia­tie­ne­una­ven­ta­ja­adi­cio­nal:­co­mo­los­bo­bi­na­dos­del­se­cun­da­rio­tra­ba­jan por­muy­cor­tos­pe­río­dos­de­tiem­po,­prác­ti­ca­men­te­no tie­nen­ opor­tu­ni­dad­ de­ ca­len­tar­se,­ por­ lo­ que­ una fuen­te­con­mu­ta­da­tra­ba­ja­más­"en­frío"­que­una­tra­di­cio­nal,­dis­mi­nu­yen­do­así­el­ries­go­de­fa­llas. Ade­más,­ los­ bo­bi­na­dos­ cor­tos­ per­mi­ten­ el­ em­pleo­de­alam­bres­más­del­ga­dos­que­los­em­plea­dos­en una­fuen­te­con­ven­cio­nal.­(Co­mo­una­sim­ple­prue­ba, si­co­no­ce­a­al­guien­que­se­de­di­que­a­la­re­pa­ra­ción­de com­pu­ta­do­ras,­pí­da­le­que­le­mues­tre­una­fuen­te­des­ta­pa­da­ y­ che­quee­ us­ted­ el­ ca­li­bre­ de­ los­ alam­bres em­plea­dos;­se­gu­ra­men­te­le­sor­pren­de­rá­ob­ser­var­que son­muy­del­ga­dos.­Y­aún­más­cuan­do­se­en­te­re­que fuen­tes­de­200W­pue­den­pro­por­cio­nar­un­má­xi­mo­de 23A­ en­ su­ lí­nea­ de­ 5V).­ Gra­cias­ a­ es­to,­ las­ fuen­tes con­mu­ta­das­son­mu­cho­más­efi­cien­tes­que­las­de­ti­po­re­gu­la­do:­al­re­de­dor­de­un­90%­con­tra­un­50-60%, res­pec­ti­va­men­te.

las Fuentes conmutadas de los televisores: PrinciPio de Funcionamiento ¿Qué etapa de un TV o de un vídeo, lidera el campeonato de fallas? La­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­pul­sa­da.­ ¿Qué etapa es infaltable en todos los equipos de electrónica de entretenimiento? La­­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­pul­sa­da.­

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión ¿Cuál es la etapa que más cambios y adelantos adoptó durante los últimos 10 años? La­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­pul­sa­da. ¿Qué etapa de un TV fue menos tratada en forma teórica y práctica por los autores? La­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­pul­sa­da. Siem­pre­la­fuen­te... A­no­du­dar­lo,­la­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­de­un­equi­po mo­der­no­es­el­“Ta­lón­de­Aqui­les”­de­los­téc­ni­cos­elec­tró­ni­cos.­La­ra­zón­es­que­esa­eta­pa­es­siem­pre­del­ti­po­pul­sa­da­o­con­mu­ta­da­pa­ra­aba­ra­tar­cos­tos­y­que­por­fuer­za,­en ella­ se­ de­sa­rro­llan­ las­ má­xi­mas­ po­ten­cias­ eléc­tri­cas­ del equi­po.­Y­don­de­hay­po­ten­cia­eléc­tri­ca­hay­ca­lor­y­don­de hay­ca­lor­pue­de­ha­ber­fue­go,­si­no­tra­ba­ja­mos­con­to­dos nues­tros­co­no­ci­mien­tos­y­si­no­em­plea­mos­los­ade­cua­dos dis­po­si­ti­vos­de­car­ga­y­ais­la­ción.­ En­la­jer­ga­se­di­ce:­“La­fuen­te­no­te­per­do­na”­co­mo que­rien­do­de­cir­que­en­otras­eta­pas­se­pue­de­tra­ba­jar­por tan­teo­(mis­alum­nos­sa­ben­que­a­esa­for­ma­de­tra­ba­jar­la lla­mo­“el­mé­to­do­del­in­dio­To­ca­po­tee”­y­es­muy­em­plea­da en­la­ac­tua­li­dad­por­una­gran­le­gión­de­téc­ni­cos­im­pro­vi­sa­dos,­apa­re­ci­dos­de­la­na­da,­en­es­tas­épo­cas­de­ele­va­do ín­di­ce­de­de­sem­pleo).­Aho­ra­bien,­si­uno­es­tá­tra­ba­jan­do en­la­eta­pa­de­FI­pue­de­cam­biar­ma­te­ria­les­alea­to­ria­men­te y­pro­bar­sin­ma­yor­pe­li­gro.­Pe­ro­si­cam­bia­ma­te­ria­les­de­la fuen­te­de­ali­men­ta­ción­y­prue­ba;­lo­más­pro­ba­ble­es­que­el ma­te­rial­se­que­me­y­peor­aún­pue­den­que­mar­se­to­dos­y­ca­da­uno­de­los­cir­cui­tos­in­te­gra­dos­del­TV­(si­por­ejem­plo la­fuen­te­arran­ca­sin­re­gu­la­ción).­­ Si­no­sa­be­arre­glar­una­fuen­te­con­mu­ta­da,­si­no­tie­ne un­ade­cua­do­mé­to­do­de­prue­ba,­o­no­po­see­los­ins­tru­men­tos­ne­ce­sa­rios­pa­ra­rea­li­zar­la,­abs­tén­ga­se­de­re­pa­rar­la,­por­que­ un­TV­ de­ úl­ti­ma­ ge­ne­ra­ción­ sa­le­ muy­ ca­ro­ y­ en­ los tiem­pos­ que­ co­rren­ los­ clien­tes­ no­ abun­dan­ y­ son­ to­dos muy­ner­vio­sos. Un­“Banco de prueba de fuentes”,­eso­es­lo­que­Ud. ne­ce­si­ta­pa­ra­no­arries­gar­su­vi­da­y­la­de­sus­TVs.­ Ac­tual­men­te,­cuan­do­se­acer­ca­un­clien­te­a­un­ne­go­cio de­elec­tró­ni­ca,­en­lu­gar­de­sa­lu­dar­es­gri­me­el­si­guien­te­la­ti­gui­llo:­quie­ro­un­pre­su­pues­to­exac­to,­por­que­si­me­sa­le ca­ro­no­lo­arre­glo­por­que­es­toy­muy­mal­eco­nó­mi­ca­men­te.­En­es­tos­ca­sos­por­lo­ge­ne­ral­tra­ga­mos­sa­li­va­y­pen­sa­mos:­ ¿Cómo le digo a este buen hombre que si yo hago un presupuesto exacto ya realicé el 90% del trabajo porque sólo me queda cambiar el/los componentes dañados? Ten­go­que­de­cir­le­que­sí,­que­con­mu­cho­gus­to­voy­a ha­cer­un­pre­su­pues­to­exac­to,­gra­tui­to­y­ur­gen­te,­por­que­el clien­te­siem­pre­tie­ne­ra­zón­y­si­me­con­tra­ta­pa­ra­ha­cer­le­un ser­vi­cio­a­cam­bio­de­di­ne­ro,­él­pue­de­po­ner­las­re­glas­de­la con­tra­ta­ción­has­ta­cier­to­pun­to.­ En­una­pa­la­bra,­que­hay­que­dis­po­ner­se­a­rea­li­zar­un pre­su­pues­to­exac­to­(y­ade­más­gra­tui­to).

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¿Cómo reemplazo la fuente de alimentación para saber si el resto del equipo funciona o fue arrastrado a una muerte precoz por la falla de la fuente? En­es­tos­tiem­pos­es­muy­co­mún­­en­con­trar­se­con­equi­pos­que­ya­fue­ron­in­ten­ta­dos­re­pa­rar­por­otros­téc­ni­cos­(y por­otros­no­téc­ni­cos,­in­clui­do­el­pro­pio­usua­rio). La­res­pues­ta­es­que­hay­que­po­seer­una­fuen­te­de­po­ten­cia,­que­se­ar­ma­con­un­Va­riac,­un­puen­te­de­dio­dos­y un­elec­tro­lí­ti­co.­Aho­ra­que­si­Ud.­no­tie­ne­un­Va­riac­o­no quie­re­gas­tar­90­dó­la­res­en­uno,­pue­de­ha­cer­una­fuen­te­del ti­po­va­riac­elec­tró­ni­co­tal­co­mo­ve­re­mos­más­ade­lan­te.­Pa­ra­evi­tar­sor­pre­sas­le­de­ci­mos­aquí­que­pa­ra­re­pa­rar­TVs in­clu­yen­do­ la­ fuen­te­ pul­sa­da,­ Ud.­ de­be­ te­ner­ una­ fuen­te Va­riac­elec­tró­ni­co,­­un­tés­ter­­di­gi­tal­y­un­tés­ter­ana­ló­gi­co sí­ o­ sí,­ no­ hay­ al­ter­na­ti­va.­ Si­ tie­ne­ os­ci­los­co­pio,­ se­rá­ de gran­ayu­da,­pe­ro­­va­mos­a­tra­tar­de­evi­tar­su­uso­co­mo­ele­men­to­im­pres­cin­di­ble. Al­gu­nos­de­los­cir­cui­tos­que­des­cri­bi­re­mos­se­mues­tran­no­son­sim­ples­im­pre­sio­nes­en­tin­ta.­Es­ta­rán­di­bu­ja­dos­ en­ un­ la­bo­ra­to­rio­ vir­tual­ Work­bench­ y/o­ Li­ve­wi­re­ y po­drán­ser­si­mu­la­dos­en­su­com­pu­ta­do­ra­sin­gas­to­al­gu­no, si­Ud.­po­see­es­tos­si­mu­la­do­res,­ya­que­los­ar­chi­vos­se­po­drán­ ba­jar­ des­de­ nuestra­ pá­gi­na­ web.­ Si­ Ud.­ tie­ne­ un Work­bench­5.1­o­6.1­(Mul­ti­sim)­o­un­Li­ve­Wi­re­pue­de­en­trar­ nues­tra­ pá­gi­na­ web:­ www­.we­be­lec­tro­ni­ca­.co­m.ar­ y con­las­cla­ves­que­le­da­re­mos­to­mar­los­ar­chi­vos­*.ewb, msm,­o­.lvw­y­co­rrer­los­en­su­si­mu­la­dor­pa­ra­des­ple­gar­un cir­cui­to­“vi­vo”­al­cual­le­po­drá­rea­li­zar­to­dos­los­cam­bios de­sea­dos­pa­ra­ana­li­zar­su­com­por­ta­mien­to. En­el­mo­men­to­ac­tual­las­fuen­tes­son­tan­com­pli­ca­das que­ mu­chas­ ve­ces­ de­be­mos­ re­cu­rrir­ a­ apli­car­ un­ mé­to­do pa­ra­re­pa­rar­las.­En­es­te­cur­so­Ud.­apren­de­rá­a­ge­ne­rar­mé­to­dos­se­gu­ros­de­re­pa­ra­ción.­

Principios Fundamentales Me­gus­ta­ría­sa­ber­quién­fue­el­cien­tí­fi­co­que­re­ci­bió­la pri­mer­des­car­ga­in­duc­ti­va­so­bre­su­hu­ma­ni­dad,­por­que­se­gu­ra­men­te­él­fue­el­in­ven­tor­de­la­fuen­te­con­mu­ta­da.­En efec­to,­ cual­quier­ es­tu­dian­te­ cu­rio­so­ que­ es­té­ tra­ba­jan­do con­in­duc­to­res­y­ba­te­rías­de­ba­ja­ten­sión,­va­a­ter­mi­nar­ge­ne­ran­do­al­gu­na­des­car­ga­so­bre­su­cuer­po.­To­dos­sa­ben­que las­ba­te­rías­de­ba­ja­ten­sión­no­pro­du­cen­des­car­gas­pe­li­gro­sas,­por­eso­es­co­mún­ma­ni­pu­lar­las­sin­pre­cau­ción.­Pe­ro­si su­cir­cui­to­tie­ne­al­gún­in­duc­tor,­de­be­te­ner­cui­da­do­por­que teó­ri­ca­men­te­no­exis­te­un­lí­mi­te­a­la­ten­sión­que­se­pue­da ge­ne­rar.­Los­12V­de­la­ba­te­ría­se­pue­den­trans­for­mar­en mi­les­de­vol­tios­si­se­uti­li­za­un­in­duc­tor­ade­cua­do.­ Su­po­ne­mos­que­Ud.­tie­ne­un­co­no­ci­mien­to­ge­ne­ral­so­bre­el­uso­del­la­bo­ra­to­rio­vir­tual­que­uti­li­za­nor­mal­men­te. Por­lo­tan­to­só­lo­le­in­di­ca­re­mos­los­de­ta­lles­im­por­tan­te­en ca­da­ca­so.­Si­no­po­see­es­te­co­no­ci­mien­to,­lo­in­vi­ta­mos­a ad­qui­rir­al­gún­li­bro­o­CD­de­nues­tra­edi­to­rial­en­don­de­se

FunCionamiento

de laS

l aS F uenteS C onmutadaS

co­nec­ta­do­ un­ os­ci­los­co­pio­ so­bre­la­lla­ve.­Por­de­fec­to,­el­os­ci­los­co­pio­ es­tá­ ajus­ta­do­ con una­ba­se­de­tiem­po­de­0,5S/div es­ de­cir­ que­ pa­ra­ re­co­rrer­ to­da la­pan­ta­lla­de­iz­quier­da­a­de­re­cha­de­mo­ra­5S.­La­es­ca­la­ver­ti­cal­ del­ os­ci­los­co­pio­ la­ pre­dis­po­ne­mos­en­la­me­nor­sen­si­bi­li­dad­po­si­ble,­que­es­de­5kV­/div, En­ esas­ con­di­cio­nes­ en­cen­de­mos­ la­ me­sa­ de­ tra­ba­jo­ con­ la lla­ve­ bas­cu­lan­te­ de­ arri­ba­ a­ la de­re­cha­y­el­ex­pe­ri­men­to­se­po­ne­ en­ mar­cha.­ Ob­ser­ve­ que­ el haz­del­os­ci­los­co­pio­de­mo­ra­rá­5­se­gun­dos­en­lle­gar­a­la­de­re­cha­de­la­pan­ta­lla­(de­acuer­do­a­la­com­pu­ta­do­ra­que­es­tá usan­do),­el­tiem­po­real­pue­de­coin­ci­dir­con­el­in­di­ca­do­en el­re­loj­del­ex­pe­ri­men­to­que­se­ob­ser­va­en­la­par­te­in­fe­rior a­la­iz­quier­da­de­la­pan­ta­lla­del­WB. Si­ el­ cir­cui­to­ es­ más­ com­pli­ca­do,­ el­ pro­gra­ma­ tar­da más­en­rea­li­zar­los­cál­cu­los­y­la­gra­fi­ca­ción.­En­ton­ces­el re­loj­del­ex­pe­ri­men­to­avan­za­rá­más­len­ta­men­te,­de­mo­do que­pa­ra­gra­fi­car­un­se­gun­do­de­la­ex­pe­rien­cia­vir­tual­se pue­den­tar­dar­10,­20­o­más­se­gun­dos­rea­les. Cie­rre­la­lla­ve­con­la­ba­rra­es­pa­cia­do­ra­du­ran­te­un­se­gun­do­y­vuel­va­a­abrir­la.­(No­ta:­si­la­lla­ve­no­ope­ra,­lle­ve el­pun­te­ro­del­mou­se­a­la­me­sa­de­tra­ba­jo­y­pi­que­con­el bo­tón­de­la­iz­quier­da,­allí­co­men­za­rá­a­ope­rar­la­lla­ve;­lo que­ ocu­rrió­ es­ que­ el­ con­trol­ se­gu­ra­men­te­ se­ en­con­tra­ba ac­ti­vo­ so­bre­ el­ os­ci­los­co­pio.­ Ob­ser­ve­ que­ ca­da­ vez­ que abre­la­lla­ve,­lue­go­de­de­jar­la­ce­rra­da­por­1­se­gun­do­apro­xi­ma­da­men­te,­ se­ pro­du­ce­ en­ la­ pan­ta­lla­ del­ os­ci­los­co­pio un­pul­so­de­unos­3kV­po­si­ti­vos­se­gui­do­por­otro­de­3kV ne­ga­ti­vos. Es­te­es­un­fe­nó­me­no­ines­pe­ra­do­pe­ro­ex­pli­ca­ble.­Ocu­rre­que­un­in­duc­tor­es­un­com­po­nen­te­reac­ti­vo­del­ti­po­de los­ca­pa­ci­to­res,­y­un­com­po­nen­te­reac­ti­vo­acu­mu­la­e­in­ter­cam­bia­ener­gía.­El­ca­pa­ci­tor­guar­da­esa­ener­gía­en­for­ma de­ener­gía­eléc­tri­ca­y el­in­duc­tor­en­for­ma de­ ener­gía­ mag­né­ti­ca.­La­ener­gía­pue­de ser­acu­mu­la­da­len­ta­men­te­ y­ lue­go­ ser ex­traí­da­ a­ una­ gran ve­lo­ci­dad­ o­ vi­ce­ver­sa.­De­acuer­do­al­cir­cui­to­es­to­pue­de­pro­du­cir­ so­bre­ten­sio­nes o­ ten­sio­nes­ re­du­ci­das­que­re­sul­ten­in­te­re­san­tes­pa­ra­el­di­se­ño­ de­ fuen­tes­ pul­sa­Figura 12

ex­pli­ca­ su­ fun­cio­na­mien­to.­ Da­da­ la­ gran­ si­mi­li­tud­ que exis­te­en­tre­el­EWB­(Elec­tro­nic­Work­bench),­el­Mul­ti­sim o­el­LW­(Li­ve­Wi­re)­­só­lo­le­da­re­mos­in­di­ca­cio­nes­pa­ra­uno de­ellos­y­rea­li­za­re­mos­un­co­men­ta­rio­so­bre­las­va­rian­tes ne­ce­sa­rias­pa­ra­usar­los­otros­la­bo­ra­to­rios­vir­tua­les.­ Pa­ra­em­pe­zar,­va­mos­a­ar­mar­un­pe­que­ño­cir­cui­to­co­mo­el­que­mos­tra­mos­en­la­fi­gu­ra­12­en­Mul­ti­sim­y­en­la fi­gu­ra­13­en­LW­pa­ra­apren­der­los­prin­ci­pios­fun­da­men­ta­les­de­la­fuen­tes­pul­sa­das. nota para usuarios de lW: En­el­LW­la­lla­ve­pul­sa­dor SW1­no­es­tan­real­co­mo­en­el­Mul­ti­sim.­Pa­ra­que­la­si­mu­la­ción­sea­más­real­se­de­be­agre­gar­un­ca­pa­ci­tor­de­10pF so­bre­ la­ lla­ve,­ co­mo­ se­ pue­de­ ob­ser­var­ en­ la­ fi­gu­ra­ 13. Ade­más­se­de­be­ajus­tar­el­tiem­po­de­si­mu­la­ción­ha­cien­do click­en­la­so­la­pa­tool > simulation > timming control y ajus­tar­allí­la­ven­ta­na­"ti­me­ba­se"­en­1µsS.­Lue­go­se­de­ben ajus­tar­los­ejes­del­grá­fi­co­a­+­-­1kV­y­a­120µS.­Por­úl­ti­mo,­la­lla­ve­“pul­sa­dor”­de­be­pre­dis­po­ner­se­pa­ra­ser­ope­ra­da­ con­ la­ te­cla­A­ aun­que­ tam­bién­ pue­de­ ope­rar­se­ con­ el mou­se­ha­cien­do­click­so­bre­ella.­­ Ob­ser­ve­ que­ só­lo­ te­ne­mos­ cua­tro­ com­po­nen­tes:­ una ba­te­ría­de­12V,­una­lla­ve­con­tro­la­da­por­la­ba­rra­es­pa­cia­do­ra­ del­ te­cla­do,­ un­ in­duc­tor­ de­ 1mH.­Ade­más,­ te­ne­mos

Figura 13

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión das.­ Ob­ser­ve­ el­ lec­tor­ que­ las ten­sio­nes­ se­ con­si­guen­ co­mo efec­to­ de­ trans­fe­ren­cias­ de ener­gías­ y­ no­ co­mo­ di­si­pa­cio­nes­ en­ re­sis­to­res.­ En­ el­ pri­mer ca­so,­si­tra­ba­ja­mos­con­com­po­nen­tes­ reac­ti­vos­ pu­ros­ (ca­pa­ci­to­res­ e­ in­duc­to­res­ idea­les)­ las trans­for­ma­cio­nes­ se­ rea­li­zan con­un­ele­va­do­ren­di­mien­to.­En el­se­gun­do­ca­so,­da­da­la­ge­ne­ra­ción­ de­ ca­lor,­ la­ trans­for­ma­ción­ se­ rea­li­za­ con­ un­ pé­si­mo ren­di­mien­to­ y­ só­lo­ pue­den­ ser rea­li­za­das­ en­ sen­ti­do­ des­cen­den­tes­de­las­ten­sio­nes­(si­a­una­fuen­te­de­12V­se­le­co­nec­ta­un­di­vi­sor­re­sis­ti­vo­só­lo­se­pue­de­es­pe­rar­que­la­ten­sión ba­je). Ana­li­ce­mos­el­ca­so­de­nues­tro­sen­ci­llo­cir­cui­to.­Cuan­do­la­lla­ve­se­cie­rra,­co­mien­za­a­cir­cu­lar­co­rrien­te­por­el in­duc­tor.­ ¿Qué valor tendrá esa corriente inicial? Sin­ nin­gu­na­ du­da­ de­be­ co­men­zar­ con­ un­ va­lor­ nu­lo que­se­va­in­cre­men­tan­do­po­co­a­po­co. La­ra­zón­es­muy­sim­ple:­un­ca­pa­ci­tor­se­opo­ne­a­los cam­bios­de­ten­sión­so­bre­sus­pla­cas.­Si­es­tá­car­ga­do­con 100V­y­lo­quie­ro­des­car­gar­con­un­re­sis­tor­ob­ser­va­re­mos que­la­ten­sión­só­lo­cam­bia­gra­dual­men­te.­Al­mis­mo­tiem­po­pue­do­ob­ser­var­que­si­no­co­nec­to­nin­gun­re­sis­tor­so­bre él;­es­ca­paz­de­man­te­ner­se­car­ga­do­por­un­lar­go­pe­rio­do­de tiem­po,­lo­cual­sig­ni­fi­ca­que­su­re­sis­ten­cia­de­ais­la­ción­es muy­al­ta­(ten­ga­en­cuen­ta­que­un­ca­pa­ci­tor­real­es­muy­pa­re­ci­do­a­uno­ideal).­Co­mo­una­im­por­tan­te­con­clu­sión­po­de­mos­de­cir­que­un­ca­pa­ci­tor­se­opo­ne­a­los­cam­bios­de ten­sión.­­ El­in­duc­tor­es­ca­si­co­mo­la­con­tra­par­ti­da­del­ca­pa­ci­tor. Se­opo­ne­a­los­cam­bios­de­co­rrien­te­y­lo­ha­ce­de­la­úni­ca ma­ne­ra­po­si­ble;­ge­ne­ran­do­fuer­zas­con­trae­lec­tro­mo­tri­ces, es­de­cir­que­ge­ne­ra­una­ten­sión­que­a­su­vez­ge­ne­ra­una co­rrien­te­que­se­opo­ne­al­cam­bio­de­la­co­rrien­te­ori­gi­nal. Lle­ga­do­a­es­te­pun­to,­el­lec­tor­es­ta­rá­pen­san­do­que­re­cuer­da­mu­chas­ma­ni­fes­ta­cio­nes­de­la­vi­da­dia­ria­del­ca­pa­ci­tor­co­mo­acu­mu­la­dor­de­ener­gía,­pe­ro­no­re­cuer­da­ni­una so­la­del­in­duc­tor.­Por­ejem­plo,­mu­chas­ve­ces­re­ci­bió­una des­car­ga­por­an­dar­ma­ni­pu­lan­do­al­gún­ca­pa­ci­tor­que­ha­bía que­da­do­ car­ga­do­ des­de­ mu­cho­ tiem­po­ atrás.­ Pe­ro­ no­ re­cuer­da­que­al­gún­in­duc­tor­le­ha­ya­pro­du­ci­do­nin­gún­efec­to­por­al­gu­na­car­ga­re­ci­bi­da­con­an­te­rio­ri­dad.­Por­lo­tan­to pa­re­ce­ que­ los­ in­duc­to­res­ no­ son­ ca­pa­ces­ de­ acu­mu­lar ener­gía. Des­de­lue­go­que­no­es­así.­Hay­dos­he­chos­que­nos­ha­cen­equi­vo­car­es­can­da­lo­sa­men­te:­A)­un­in­duc­tor­real­tie­nen­ele­va­das­pér­di­das,­por­lo­que­se­des­car­ga­muy­rá­pi­da­-

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Figura 14

men­te­ y­ B)­ pa­ra­ que­ man­ten­gan­ acu­mu­la­da­ la­ ener­gía mag­né­ti­ca­se­los­de­be­po­ner­en­cor­to­cir­cui­to­y­no­en­cir­cui­to­abier­to­co­mo­es­el­ca­so­del­in­duc­tor.­ Co­mo­ve­mos,­el­in­duc­tor­y­el­ca­pa­ci­tor­son­an­ta­gó­ni­cos­en­to­do.­El­ca­pa­ci­tor­ne­ce­si­ta­que­las­car­gas­acu­mu­la­das­es­tén­quie­tas­en­el­die­léc­tri­co­y­por­eso­se­lo­man­tie­ne abier­to.­En­cam­bio­el­in­duc­tor­ne­ce­si­ta­que­las­car­gas­cir­cu­len­pa­ra­pro­du­cir­un­cam­po­mag­né­ti­co­y­por­eso­se­lo de­be­man­te­ner­en­cor­to­cir­cui­to. Vol­va­mos­a­nues­tro­ex­pe­ri­men­to­vir­tual­pa­ra­afian­zar el­co­no­ci­mien­to­ad­qui­ri­do.­Qué­le­pa­re­ce­que­pue­de­ocu­rrir,­si­en­lu­gar­de­man­te­ner­la­lla­ve­ce­rra­da­por­un­tiem­po de­1­se­gun­do­la­man­te­ne­mos­ce­rra­da­por­10­se­gun­dos.­La res­pues­ta­es­evi­den­te­y­se­con­fir­ma­en­la­prác­ti­ca.­Ge­ne­ran una­ ma­yor­ ten­sión­ que­ aho­ra­ pue­de­ lle­gar­ a­ los­ 10kV­ o más­(fi­gu­ra­14). ¿Por qué razón la sobretensión generada depende del tiempo en que la llave está cerrada? Es­así­por­que­la­co­rrien­te­se­es­ta­ble­ce­len­ta­men­te­y­el cam­po­mag­né­ti­co­acu­mu­la­do­de­pen­de­de­la­co­rrien­te­cir­cu­lan­te.­Así­se­pro­du­ce­al­go­si­mi­lar­a­lo­que­ocu­rre­con­el ca­pa­ci­tor,­en­don­de­la­ener­gía­eléc­tri­ca­acu­mu­la­da­de­pen­de­de­la­ten­sión­a­la­que­fue­car­ga­do.­Por­lo­tan­to,­si­la­lla­ve­só­lo­se­cie­rra­un­tiem­po­mí­ni­mo,­el­cam­po­mag­né­ti­co acu­mu­la­do­tam­bién­se­rá­mí­ni­mo­y­la­ma­ni­fes­ta­ción­de­es­te­cam­po­al­abrir­la­lla­ve,­se­rá­prác­ti­ca­men­te­ine­xis­ten­te. El­ pe­que­ño­ re­sis­tor­ de­ 1µΩ­ en­ se­rie­ con­ el­ in­duc­tor­ nos per­mi­te­ob­ser­var­el­cre­ci­mien­to­de­la­co­rrien­te­con­el­otro haz­del­os­ci­los­co­pio.­Vea­la­fi­gu­ra­15­en­don­de­am­bos­os­ci­lo­gra­mas­es­tán­su­per­pues­tos. Rea­li­ce­va­rias­prue­bas,­ano­tan­do­el­va­lor­de­so­bre­ten­sión­y­la­co­rrien­te­fi­nal,­has­ta­que­pue­da­com­pro­bar­que­la so­bre­ten­sión­es­pro­por­cio­nal­a­la­co­rrien­te­fi­nal.­Del­mis­mo­mo­do,­de­be­ría­mos­en­con­trar­una­re­la­ción­en­tre­la­in­duc­tan­cia­y­la­so­bre­ten­sión.­Si­rea­li­za­mos­otras­me­di­cio­nes­con­un­va­lor­de­in­duc­tan­cia­10­ve­ces­me­nor­se­po­drá ob­ser­var­que­la­so­bre­ten­sión­es­pro­por­cio­nal­al­va­lor­de­la in­duc­tan­cia.­Ya­sa­be­mos­que­la­so­bre­ten­sión­es­pro­por­cio­-

FunCionamiento nal­al­va­lor­de­in­duc­tan­cia­y­a­la co­rrien­te­ fi­nal.­ Nos­ que­da­ por de­ter­mi­nar­ qué­ ocu­rre­ si­ lle­ga­mos­al­mis­mo­va­lor­de­co­rrien­te fi­nal­ cam­bian­do­ el­ va­lor­ de­ la ten­sión­ de­ fuen­te­ en­ lu­gar­ de cam­biar­el­tiem­po­en­que­la­lla­ve­es­tá­ce­rra­da.­Cam­bie­la­ten­sión­ de­ fuen­te­ por­ un­ va­lor­ 10 ve­ces­me­nor­y­vuel­va­a­pro­bar. Se­ ob­ser­va­rá­ que­ la­ so­bre­ten­sión­ha­ce­ca­so­omi­so­a­có­mo­se lle­gue­al­va­lor­fi­nal­de­co­rrien­te,­ só­lo­ de­pen­de­rá­ de­ ese­ va­lor fi­nal. Aho­ra­ co­no­ce­mos­ el­ fe­nó­me­no­y­sa­be­mos­có­mo­va­riar­lo, pe­ro­aún­no­ex­pli­ca­mos­có­mo­se pro­du­ce­ esa­ so­bre­ten­sión.­ Es muy­sim­ple­y­fá­cil­de­com­pren­der.­El­in­duc­tor­se­opo­ne­a­que cam­bie­el­va­lor­de­co­rrien­te­cir­cu­lan­te­por­el­cir­cui­to.­ Mien­tras­la­lla­ve­es­tá­ce­rra­da­la­co­rrien­te­va­cre­cien­do,­por ejem­plo­has­ta­lle­gar­a­1A.­ Al­abrir­la­lla­ve­se­pro­du­ce un­ cam­bio­ no­ta­ble­ en­ la­ re­sis­ten­cia­ del­ cir­cui­to­ que­ pa­sa­ de unos­po­cos­Ohm­(en­ge­ne­ral­la­re­sis­ten­cia­del­bo­bi­na­do)­a un­va­lor­prác­ti­ca­men­te­in­fi­ni­to.­En­el­cir­cui­to­que­uti­li­za­mos­el­in­duc­tor­es­ideal­y­no­tie­ne­re­sis­ten­cia.­ La­úni­ca­re­sis­ten­cia­exis­ten­te­es­la­agre­ga­da­de­1µΩ evi­den­te­men­te­des­pre­cia­ble.­El­in­duc­tor,­por­lo­tan­to,­tra­ta de­mo­di­fi­car­la­ten­sión­pa­ra­que­si­ga­cir­cu­lan­do­1A­y­ge­ne­ra­una­so­bre­ten­sión­so­bre­la­lla­ve­abier­ta,­con­el­fin­de que­cir­cu­le­co­rrien­te­por­un­cir­cui­to­abier­to.­En­la­prác­ti­ca se­lle­ga­a­ge­ne­rar­tal­ten­sión,­que­se­pro­du­ce­un­ar­co­en­la lla­ve­ (ob­ser­ve­ có­mo­ las­ le­yes­ de­ la­ elec­tró­ni­ca­ tra­tan­ de cum­plir­se­aún­en­las­peo­res­con­di­cio­nes­y­si­no­hay­re­sis­tor­don­de­ha­cer­cir­cu­lar­co­rrien­te,­se­lo­crea­ha­cien­do­sal­tar­un­ar­co­en­el­ai­re).­Aho­ra­va­mos­a­cam­biar­los­va­lo­res del­cir­cui­to­pa­ra­ob­te­ner­ten­sio­nes­y­co­rrien­tes­más­nor­ma­les.­Por­ejem­plo,­es­con­ve­nien­te­cam­biar­el­va­lor­de­L­por 1Hy­y­el­de­la­re­sis­ten­cia­en­se­rie­por­0,001Ω.­De­es­te­mo­do,­si­abri­mos­la­lla­ve­cuan­do­la­ten­sión­so­bre­el­re­sis­tor en­se­rie­es­de­1mV­po­de­mos­es­tar­se­gu­ros­de­que­la­co­rrien­te­de­cor­te­es­de­1ª­(vea­la­fi­gu­ra­16). la Forma de la señal de sobretensión Has­ta­aho­ra­só­lo­ob­ser­va­mos­la­so­bre­ten­sión­co­mo­un pul­so­sin­de­ta­lles.­Lle­gó­la­ho­ra­de­ex­pan­dir­la­es­ca­la­ho­ri­-

de laS

l aS F uenteS C onmutadaS Figura 15

Figura 16

zon­tal­del­os­ci­los­co­pio­pa­ra­ob­ser­var­cuál­es­la­ley­de­va­ria­ción­de­la­ten­sión.­En­prin­ci­pio­de­be­con­si­de­rar­que­el­os­ci­los­co­pio­de­su­WB­tie­ne­me­mo­ria,­lo­cual­fa­ci­li­ta­las­ob­ser­va­cio­nes­de­nues­tro­fe­nó­me­no­(se­tra­ta­de­un­fe­nó­me­no­que no­ es­ re­pe­ti­ti­vo).­ En­ efec­to,­ si­ fue­ra­ re­pe­ti­ti­vo­ po­dría­mos uti­li­zar­el­sin­cro­nis­mo­de­la­ba­se­de­tiem­po­(que­ope­ra­co­mo­el­sin­cro­nis­mo­de­cual­quier­os­ci­los­co­pio­real)­pa­ra­de­te­ner­las­imá­ge­nes.­No­so­tros­va­mos­a­em­plear­el­ca­rác­ter­de os­ci­los­co­pio­con­me­mo­ria­pa­ra­de­te­ner­la.­Sim­ple­men­te­ter­mi­ne­la­si­mu­la­ción­con­la­lla­ve­ge­ne­ral­de­la­me­sa,­am­plíe el­os­ci­los­co­pio­y­ubi­que­el­pul­so­de­so­bre­ten­sión­so­bre­la pan­ta­lla­con­el­cur­sor­que­se­en­cuen­tra­de­ba­jo­de­la­mis­ma (fi­gu­ra 17). Es­co­mo­si­vol­vié­ra­mos­el­tiem­po­atrás­y­lo­ubi­cá­ra­mos­don­de­más­nos­in­te­re­sa.­In­clu­si­ve­po­de­mos­va­riar­las es­ca­las­ pa­ra­ ob­te­ner­ imá­ge­nes­ am­plia­das­ en­ el­ tiem­po­ o con­ma­yor­sen­si­bi­li­dad­ver­ti­cal.­Es­to­es­lo­que­hi­ci­mos­en la­fi­gu­ra­18.­Ob­ser­ve­la­for­ma­de­on­da­in­fe­rior­(co­rrien­te). Vea­que­no­tie­ne­cam­bios­brus­cos;­só­lo­que­cuan­do­la­lla­ve­se­abre,­la­co­rrien­te­que­es­ta­ba­au­men­tan­do­co­mien­za­a dis­mi­nuir­ex­po­nen­cial­men­te­has­ta­ha­cer­se­nu­la.­Pa­ra­com­ple­tar­ el­ ejer­ci­cio­ va­mos­ a­ agre­gar­ un­ ca­pa­ci­tor­ so­bre­ la lla­ve­(fi­gu­ra­19). Aquí­te­ne­mos­un­in­te­re­san­te­efec­to­de­trans­fe­ren­cia­de ener­gía­y­di­si­pa­ción,­que­de­be­mos­ana­li­zar­con­to­do­de­te­-

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión to­mó­vil.­To­do­co­mien­za­cuan­do los­ pla­ti­nos­ se­ cie­rran.­Allí­ co­mien­za­a­cir­cu­lar­una­co­rrien­te cre­cien­te.­ En­ ese­ mo­men­to­ el ca­pa­ci­tor­es­tá­en­cor­to­cir­cui­to­y por­ lo­ tan­to­ des­car­ga­do.­ Cuan­do­el­pla­ti­no­se­abre,­el­in­duc­tor tie­ne­su­má­xi­ma­ener­gía­en­for­ma­de­cam­po­mag­né­ti­co.­El­in­duc­tor­ tie­ne­ dos­ com­po­nen­tes co­nec­ta­dos­so­bre­él;­un­re­sis­tor y­un­ca­pa­ci­tor.­ En­prin­ci­pio­pue­de­ol­vi­dar­se­del re­sis­tor,­ que­ ana­li­za­re­mos­ más tar­de.­ El­ in­duc­tor­ de­be­ man­te­Figura 18 ner­la­co­rrien­te­cir­cu­lan­do­y­lo ha­ce­ uti­li­zan­do­ al­ ca­pa­ci­tor. Cuan­do­un­ca­pa­ci­tor­es­re­co­rri­do­ por­ una­ co­rrien­te,­ se­ car­ga. El­re­sul­ta­do­es­que­co­mien­za­a apa­re­cer­ una­ ten­sión­ so­bre­ el ca­pa­ci­tor­ que­ se­ ha­ce­ má­xi­ma cuan­do­el­in­duc­tor­en­tre­gó­to­da la­ener­gía­que­te­nía­acu­mu­la­da (la­co­rrien­te­es­igual­a­ce­ro­y­se pue­de­de­cir­que­cam­po­mag­né­ti­co­ y­ co­rrien­te­ son­ pro­por­cio­na­les).­ Allí­ no­ ter­mi­na­ el­ fe­nó­me­no, aho­ra­es­el­ca­pa­ci­tor­el­que­es­tá ple­na­men­te­ car­ga­do­ y­ por­ lo Figura 19 tan­to­lle­no­de­ener­gía.­Esa­ten­sión­que­da­apli­ca­da­al­in­duc­tor y­por­el­co­mien­za­a­cir­cu­lar­una co­rrien­te­en­el­sen­ti­do­con­tra­rio al­an­te­rior.­ Si­ no­ exis­tie­ra­ el­ re­sis­tor­ de 1kΩ­ los­ in­ter­cam­bios­ de­ ener­gía­ mag­né­ti­ca­ (L)­ y­ eléc­tri­ca (C)­se­pro­du­ci­rían­sin­pér­di­da­y du­ra­rían­ una­ eter­ni­dad.­ Pe­ro­ el re­sis­tor­ exis­te­ y­ en­ ca­da­ ci­clo trans­for­ma­ener­gía­en­ca­lor­ha­cien­do­ que­ los­ pi­cos­ má­xi­mos sean­ ca­da­ vez­ más­ pe­que­ños has­ta­ lle­gar­ a­ ce­ro.­ Es­ta­ se­ñal tie­ne­nom­bre,­se­lla­ma­os­ci­la­to­ria­amor­ti­gua­da­y­es­el­in­ter­cam­bio­de­ener­gías­que­si­gue­la­ley­más­co­mún­de­la­fí­si­ca.­ Figura 17

ni­mien­to.­En­prin­ci­pio,­és­te,­un­cir­cui­to­muy­uti­li­za­do­des­de­prin­ci­pios­del­si­glo­XXI.­Sal­vo­por­los­va­lo­res­de­los com­po­nen­tes,­se­tra­ta­del­cir­cui­to­de­en­cen­di­do­de­un­au­-

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C ómo R epaRaR F uentes C onmutadas Introducción ¿Dón­de­se­uti­li­zó­el­prin­ci­pio­de­las­fuen­tes­pul­sa­das­por­pri­me­ra­vez? Fue en las radios para automóviles de los años 50 del siglo pasado. En efecto, el transistor no estaba difundido aún y las radios eran a válvulas. Requerían una tensión del orden de los 100V para el circuito de placa y en el automóvil sólo existían los 12V de la batería. Suponemos que inspirado en el propio circuito de encendido del vehículo, a alguien se le ocurrió la idea de realizar un convertidor continua a continua. En principio se necesitaba una llave que interrumpiera la tensión continua de batería a una frecuencia considerablemente alta, luego esa corriente pulsátil se hacía pasar por un inductor para generar una sobretensión y por último, esa sobretensión se rectificaba de modo que cargara un capacitor electrolítico de alto valor. En la realidad se utilizaban unos contactos que oscilaban como un diapasón en una frecuencia de aproximadamente 400Hz y que eran auto-oscilantes porque poseían una bobina que los energizaba por pulsos. Ni qué decir tiene, que este dispositivo que conmutaba mecánicamente a un ritmo tan acelerado duraba muy poco y era frecuente su recambio; tanto que estaba montado sobre un culote que a su vez descansaba sobre un zócalo para que se pudiera cambiar sin desoldar. En los televisores, la cosa camabia y es preciso contar con instrumentos escenciales para una buena reparación

Construcción de un Variac de 0V a 150V x 5a

simple cambio de transistor quemado. Dejamos librado al criterio del lector cuándo aplicar el método que le vamos a explicar. La gran mayoría de los reparadores cuando encuentran un TV con el transistor de salida horizontal quemado, no se ponen a pensar por qué se quemó, lo cambian y enchufan nuevamente el aparato. Si se vuelve a quemar, entonces piensan. En promedio yo diría que ese método puede dar buenos resultados, porque a no dudar, es el más rápido. Pero alguien tiene en cuenta cuántos TVs no vuelven a funcionar nunca más después de esa prueba? No, nadie lo tiene en cuenta porque no son muchos. La mayoría vuelven a funcionar, otros muchos vuelven a quemar el transistor, entonces el reparador sigue suponiendo, cambia el fly-back y el transistor y enchufa. Y un gran porcentaje sale funcionando; para el resto hay que pensar. Y así podemos seguir hasta el infinito. Si analizamos el problema desde el punto de vista económico, tan importante en nuestra época; probablemente el método de cambiar y probar resulte adecuado. Total, si cambio el transistor y funciona, cobro una reparación normal (el equivalente entre 20 y 40 dólares). Si hay que cambiar el fly-back, lo cargo en el presupuesto y que lo pague el usuario. Así, la cosa no es tan ética que digamos y además no es muy conveniente para el reparador, porque la reparación sale más cara y se desprestigia, ya que un fly-back pueden costar entre 15 y 40 dólares. El problema está en aquellos TVs que no se recuperan más. Porque una etapa de salida horizontal que funcione mal puede quemar un TV completo, dado que muchos TVs se alimentan con tensiones sacadas

La etapa de deflexión horizontal es una de las más exigidas del TV y también es una de las que más contratiempos genera cuando no responde a las reparaciones más elementales. Si el lector se dedica de lleno a la reparación estará pensando: ahora me van a explicar cómo se mide un transistor de salida horizontal en cortocircuito y cómo cambiarlo. No, las reparaciones elementales las dejamos de lado. Nosotros queremos explicarle qué hacer cuando una etapa de deflexión horizontal no responde al

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión del fly-back. Aquí la cosa es quién se quema antes. Si se quema el transistor de salida en forma inmediata (en el primer ciclo de horizontal por ejemplo) los electrolíticos de las fuentes auxiliares del fly-back no llegan a cargarse y el TV se salva. Para dar un ejemplo vamos a analizar una falla que no es frecuente pero existe. Un capacitor de retrazado horizontal abierto. En estos casos, cuando termina el primer ciclo de trazado horizontal y el transistor de salida se abre, se genera un pulso de tensión muy alto que lo quema. Cuando el capacitor está en buenas condiciones, la tensión de colector puede llegar a unos 800V cuando está totalmente abierto; la teoría dice que la tensión puede ser infinita. Pero, por lo general, el capacitor de retrazado no está solo. Lo más común es que por lo menos exista otro capacitor en paralelo, del tipo cerámico disco, muy cercano al transistor para evitar irradiaciones. El capacitor de retrazado principal suele ser del orden de los 8 a 10nF (8.000 a 10.000pF) y el cerámico del orden de los 1.000pF.

que estén en el camino de los arcos de AT y que sólo Dios sabe por dónde van a saltar. Estos casos siempre terminan del mismo modo, el técnico le dice al usuario: "hay un componente que no se consigue" o pasa un presupuesto altísimo y el usuario termina con un TV que nunca más vuelve a funcionar. ¿Y­to­do­es­to­por­qué?­ Por no usar un método de trabajo adecuado cuya aplicación puede durar unos pocos minutos y un instrumental mínimo que Ud. mismo puede fabricarse. En las condiciones en que Ud. trabaja en este momento, se puede considerar un esclavo de las circunstancias. Si construye su Variac electrónico y aplica el método de trabajo propuesto; Ud. es un rey, que domina las circunstancias, aprende en cada reparación que realiza y además protege su vida utilizando los adecuados componentes de aislación.

¿No­ten­dré­que­gas­tar­mu­cho­di­ne­ro?­ Lo más caro que le proponemos usar es el trans¿Es­to­sig­ni­fi­ca­que­si­se­abre­el­ca­pa­ci­tor­prin­ci­- formador separador y si se anima a hacerlo manualpal­el­pul­so­de­re­tra­za­do­pa­sa­de­0,8kV­a­unos­7kV?­ mente va a gastar muy poco dinero en comprar la laTodo esto considerando que el fly-back no apor- minación y el alambre de cobre esmaltado. Para hata capacidad distribuida sobre el primario. cer nuestro transformador prototipo nosotros gastaEl fly-back es el transformador con la mayor re- mos unos 15 dólares americanos. El resto de los malación de espiras que se utiliza en el TV. Si al prima- teriales pueden costar unos 10 dólares más pero es rio del fly-back se le aplica 800V y la tensión extra muy probable que muchos de ellos los encuentre en alta es de 22kV significa una relación de 1:25 y co- su propio taller en televisores de desarme. Las simumo la capacidad se transfiere con una relación cua- laciones de este artículo fueron realizadas en Livedrática un capacitor de 1pF en el bobinado de alta wire siempre que fuera posible. Algunas están realitensión se convierte en un capacitor de 25 al cuadra- zadas en Workbench Multisim. Todos los archivos do pF en el primario o sea 625pF. Como la capaci- pueden bajarse de la página web del club SE: wwwdad distribuida del terciario es del orden de los 3 a .webelectronica.com.ar con el password "va­riac01". 5pF, esa capacidad reflejada puede ser del orden de los 2500pF. Esos 2500pF reflejados más los 1000pF del capacitor cerámico suman unos 3500pF y esto significa que la tensión de retrazado llegará a unos el método de prueba Reducido 1600V. Este es el peor caso, porque el transistor puede El método de prueba de la etapa de salida horisoportar esa tensión durante mucho tiempo y enton- zontal es muy sencillo. Sintéticamente consiste en ces las tensiones auxiliares llegan a duplicarse. En desconectar la fuente de alimentación propia y cogeneral, este estado de cosas no dura mucho porque nectar una fuente que pueda ajustarse entre 0 y 150V la extra alta llegaría a 48kV y antes que eso ocurra y que entregue una buena corriente de salida de 3 a comienzan los fuegos artificiales (arcos dentro y fue- 5A como mínimo. No se requiere una fuente regulara del tubo). También puede ocurrir que opere la pro- da ya que la misma se regula a mano observando la tección de rayos X (actualmente obligatoria en todos tensión con un voltímetro. Esta fuente, en los buenos los TVs) y corte la fuente de la salida horizontal, en tiempos, se hacía con un variac de por lo menos uno o dos segundos. Pero el lector debe observar que 500VA, un puente de rectificadores, un inductor de la situación que se plantea es muy peligrosa y mu- filtro y dos electrolíticos. En el momento actual se chas veces en ese segundo que el TV sigue funcio- resuelve con un transformador, un dimmer, un puennando, se queman todos los circuitos integrados co- te de rectificadores, dos electrolíticos y un inductor nectados a los 9V más todos aquellos componentes de filtro. Cambiamos transformador y dimmer por

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C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS “variac” con abundante beneficio económico. Mientras se varía la tensión de fuente, se observa el funcionamiento de la etapa con un osciloscopio de doble haz. En uno de los haces y con una punta divisora por 100 se mide la tensión de colector del transistor de salida horizontal. En el otro y con una sonda de corriente se mide la corriente de colector del transistor de salida horizontal. La fabricación de la punta divisora por 100 fue explicada en reiteradas oportunidades en las páginas de nuestra revista; en tanto que una nueva versión de la misma y la explicación de cómo construir una sonda de corriente, se puede encontrar en el "Curso Superior de TV Color" de Editorial Quark, donde además se pueden repasar los conceptos sobre la etapa de deflexión horizontal que el lector debe tener bien en claro. Para aquellos lectores que no tengan osciloscopio, les aclaramos que siempre que se haga una prueba con este instrumento, indicaremos una variante sin la utilización del mismo. Sin embargo, la utilización del osciloscopio facilita las cosas y permite realizar diagnósticos más precisos y rápidos.

el Circuito del Variac La idea es equipar nuestro laboratorio al menor precio posible. Por eso, lo primero que le preguntamos es si tiene un Variac de por lo menos 500VA. Si lo tiene, sólo debe encarar una parte del trabajo que es la construcción del rectificador de fuente para alta corriente. Este rectificador se construye utilizando un puente de rectificadores de 8A, dos electrolíticos y un choque, que Ud. mismo puede bobinar. Este

rectificador es el mismo que posteriormente utilizaremos en el variac electrónico. Como se puede observar en la figura 21 el rectificador está rodeado de componentes de seguridad y otros que permiten realizar una prueba práctica y segura para la vida del reparador y para el dispositivo. Indicamos un generador de 220V; pero como dijimos con anterioridad, en realidad debemos realizar una conexión a la red a través del variac si deseamos rectificar una tensión variable. El lector debe observar que esta fuente no es aislada y en nuestro método necesitamos que la fuente lo sea. Para aislarla Ud. deberá colocar en su entrada un transformador aislador 220/220 o 110/110 de acuerdo a su país de origen y esos transformadores deben ser de por lo menos de 500VA. Hagamos un análisis del circuito para determinar para qué sirve cada componente y cuáles son sus características. Esta fuente se puede usar tanto para 220V como 110V de tensión de red. El fusible debe ser de 3A porque el método indica que la primer prueba debe realizarse con la llave SW2 abierta. En esas condiciones la corriente queda limitada a 220V / 106,8Ohm = 2,03A (en donde la resistencia de 108Ohm está formada por R2 y R1). Si está trabajando en 110V deberá utilizar resistores de la mitad del valor para no limitar la corriente a un valor más bajo. La lámpara BL1 de 10W (se consigue como repuesto para hornos de microondas) opera como piloto y además como indicación de que el fusible o el resistor R1 no están quemados. La lámpara BL2, también de 10W, indica la presencia de un consumo exagerado cuando se realiza la prueba inicial con la

Figura 21

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 22

Figura 23

llave SW2 abierta. Si Ud. observa la lámpara intensamente encendida, significa que antes de cerrar la llave debe verificar que no haya un cortocircuito en la carga. El resistor R1 es la limitación de corriente inicial y opera cuando se cierra la llave principal con los capacitores electrolíticos descargados. La aplicación de la ley de Ohm nos permite determinar que en este caso la corriente es de 220V/6,8Ohm = 32 Ampere (16A en 110V si se deja el mismo valor de R1). La potencia de este resistor, no se calcula para el caso de que estos 32A se transformen en una corriente permanente ya que en unos instantes se quema el fusible F1. En efecto, la carga a pleno de los electrolíticos sólo lleva unos 100 milisegundos (ver la figura 22) y en ese tiempo R1 no tiene tiempo de calentarse. Por lo tanto aconsejamos utilizar un resistor de alambre de 10W o de 25W. Observe que tenemos un doble oscilograma. Se trata de la entrada y la salida del filtro de ripple es decir que el oscilograma con más fluctuaciones se obtiene sobre el capacitor C1 y el más liso sobre C2. Este oscilograma nos permite observar que el elec-

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trolítico C1 tarda sólo 25mS aproximadamente en cargarse (20mS para 60Hz) y en ese tiempo el resistor R1 no llega a calentarse. La llave SW1 es la llave principal de encendido y debe ser suficientemente robusta como para soportar una corriente permanente de 5A y picos de encendido de 30A. (En general se utiliza una llave mecánica de buena calidad para TV). Debe ser de doble vía, porque la segunda vía se utiliza para descargar los electrolíticos (a través de R4) cuando se apaga la fuente. Esta es una medida de seguridad, porque la carga de 68kΩ x 3W que se coloca como resistor de carga permanente, demora unos 3 segundos en descargarlos a valores no peligrosos como se puede ver en la figura 23. El resistor R4 puede ser de carbón o de metal depositado, de 2 o 3W. El resistor que difícilmente se pueda conseguir es el resistor R2 de 100Ohm 500W. Este valor no existe en el comercio como tal; esto significa que lo deberá construir utilizando varios resistores en serie o en paralelo hasta formar el valor deseado. El autor considera que lo más aconsejable es recurrir a un calefactor con rosca Edison para estufa eléctrica parabólica (en la Argentina se lo conoce como piña) y si la misma no se puede conseguir porque pertenece a un calefactor muy antiguo, se puede recurrir a un resistor para calentador eléctrico (incluyendo la cerámica de base) y asegurándose que sea de 500W porque hay modelos de 1kW. El puente de rectificadores, hay que construirlo con 4 diodos de 8 A 500V y es aconsejable separarlos considerablemente uno del otro, para mejorar la disipación de calor. Los capacitores electrolíticos deben ser de alto ripple (de los que se usan en TV). El choque L1 no es un componente que Ud. pueda conseguir en el comercio. Su construcción puede ser encarada utilizando algún transformador viejo, del cual se recupera su laminación y su carretel. La laminación no tiene por qué ser una específicamente determinada. En efecto, cualquiera laminación con formato "E" "I" que tenga un largo de la "I" del orden de los 10 cm sirve perfectamente. Ud. debe construir un inductor que no tenga más de 4 Ohm de resistencia. Nosotros no podemos decirle cuántas vueltas de alambre debe usar, ni de qué diámetro, porque no conocemos exactamente el diámetro de su carretel, pero el conocimiento matemático necesario para saber que diámetro de alambre utilizar es mínimo y no llega más allá de una regla de tres simple.

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS De cualquier modo, el diámetro no debe ser muy diferente a 0,30mm y se puede diseñar por tanteo, llenando el carretel a granel con alambre de ese diámetro y midiendo luego la resistencia del bobinado con un téster (no conviene que sea mayor al valor indicado). El valor de 100mH indicado para este inductor no tiene por qué ser preciso. En realidad conviene siempre el valor más alto posible, para reducir el ripple sobre el segundo electrolítico; siempre que no tenga una resistencia mayor a 4Ohm. Lo más importante es que Ud. mida la fuente en condiciones normales de carga (el consumo de un TV de pantalla grande sobre la fuente de salida horizontal que nunca es mayor de 0,8A) y determine cuál es la regulación de su rectificador y su ripple. Con 5V de regulación es suficiente y con 2 volt de ripple el mismo casi no se puede apreciar. Para reducir el ripple puede aumentar el valor de los capacitores electrolíticos o la inductancia del choque. ¿Y­si­hay­rip­ple­qué­pue­de­ocu­rrir?­ El ripple se observará como una ondulación de los costados izquierdo y derecho de la trama pero que no tienen mayor importancia si uno sabe a qué se debe. Es decir que también se puede trabajar sin el inductor L1 (realizar un puente) si Ud. admite la presencia de ripple. La ondulación sobre la pantalla se produce en forma cuasi sincrónica independientemente de que Ud. tenga red de canalización domiciliaria de 50 o 60Hz porque el sistema de TV es cuasi sincrónico (frecuencia vertical igual a la frecuencia de red). En una palabra que la ondulación estará Figura 24

quieta o se moverá lentamente sobre la pantalla. Si Ud. utiliza nuestro circuito para probar monitores, debe recordar que los mismos no son cuasi sincrónicos y que por lo tanto en ellos se observa eventualmente una ondulación móvil. La velocidad de ese movimiento, depende de la definición de pantalla adoptada, lo que a su vez modifica la frecuencia vertical del barrido en valores que pueden variar entre 50 y 120Hz. Si por ejemplo, su red es de 50Hz y usa una norma de 60Hz Ud. observará un batido de 10Hz sobre la pantalla. Con referencia a los dos medidores indicados en el circuito, realmente no son imprescindibles. Ambos pueden reemplazarse por un téster. Sin embargo, es aconsejable tener una indicación permanente de la tensión con un instrumento de aguja para panel o mejor aún, con un voltímetro digital para panel. En nuestro prototipo colocamos un amperímetro de 1mA con un shunt para 10A y otro miliamperímetro de 1mA con una resistencia en serie (aproximadamente 470kΩ) que ajustamos por observación, para que el voltímetro mida 300V a fondo de escala. Una vez obtenido el conversor alterna/continua o rectificador, debemos pensar en cómo regular la tensión alterna de entrada, para obtener diferentes tensiones de salida. Si Ud. tiene un variac ya tiene el problema resuelto. Simplemente conecte el variac sobre la entrada del rectificador y regule la tensión de salida al valor deseado. Pero aun en este caso, debe observar que el variac es un autotransformador y por lo tanto no provee aislación galvánica entre la entrada y la salida. Es decir que deberá utilizar un transformador separador 220V/220V o 110V/110V, 500VA, de acuerdo a la tensión de su zona y en su secundario conectar el variac, el que a su vez alimenta al rectificador. Pero si va a usar un transformador separador, por qué no hacer un transformador especial con derivaciones cada 10 o 20V de salida y utilizar una llave selectora de alta potencia (generalmente se utilizan para fabricar elevadores domiciliarios de tensión) para seleccionar la tensión que enviará al rectificador. El único problema es que no tendrá la posibilidad de variar suavemente la tensión de salida. Sólo la podrá variar por saltos. Si Ud. construye un transformador de 220V a 110V o de 110V a 110V de acuerdo a su zona y coloca so-

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 25

Figura 26

bre su secundario un dimmer de 1kW tiene el problema resuelto con el mínimo costo. Nosotros utilizamos un transformador de 220V a 110V y en el secundario conectamos un dimmer de acuerdo al circuito de la figura 24. En línea punteada resumimos el circuito, ya visto en detalle, del módulo del puente de rectificadores, para que Ud. sepa cómo conectarlo. El triac utilizado realmente es un BT137 que se consigue fácilmente y es muy económico. En cuanto al diac, preferimos indicarlo en forma genérica como un diac de 32V ya que no tiene nada de especial y cualquiera de esas características funciona correctamente. Analicemos el circuito del dimmer para que Ud. pueda adaptarlo a sus necesidades. En principio, lo que queremos lograr es una fuente de 0 a 150V x 3A. Por esa razón la tensión de entrada la ajustamos a 110V eficaces por intermedio de T1. Luego se conecta el triac en serie con el rectificador. Si el triac funciona los 360° se lo puede considerar como un cortocircuito y el puente de rectificadores entrega la máxima tensión (150V aproximadamente). Pero el caso general es cuando el ángulo de circulación es de 0 a 90°; allí se recortará tanto el semiciclo positivo

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como el negativo y quedarán pulsos con forma de aleta de tiburón, de amplitud entre 0 y 150V que posteriormente rectificados generan la continua de salida variable, justamente entre esos valores. En la figura 25 se puede observar el oscilograma obtenido sobre el triac cuando la fuente entrega 40V de salida. Nota para los usuarios de WB: para poder realizar la simulación deberá ajustar el tiempo de escalón máximo del WB Multisim en 0,01 segundo. (maximun time step Tmax en 0,01 segundo en la solapa default instrument setting, ya que si la deja en automático se aborta la simulación, dependiendo esto de la velocidad de su PC). ¿Có­mo­ se­ mo­di­fi­ca­ el­ án­gu­lo­ de­ con­duc­ción del­triac?­ Todo depende del circuito integrador variable que se conecta sobre la compuerta de disparo. La integración de una sinusoide produce otra sinusoide desfasada y de diferente amplitud. En nuestro caso, esa sinusoide desfasada se aplica a un diac de modo que hasta que su tensión instantánea no supere la tensión de conducción del diac, no existe corriente de compuerta. En el momento en que la tensión integrada supera los 32V el diac conduce y el tiristor pasa a plena conducción. Cuando el triac conduce, la tensión de entrada queda aplicada a la carga (el puente de rectificadores). Dependiendo del ángulo de conducción, se aplicará al puente una tensión menor o mayor y la fuente ajustará la tensión de salida a un valor comprendido entre 0 y150V. En la figura 26 se puede observar el oscilograma de la compuerta. En principio puede parecer extraño que la forma de señal no sea similar al de tensión sobre la carga, pero si observamos bien el circuito, la tensión a integrar está tomada sobre el triac y apenas conduce la compuerta, el mismo se cierra y ya no hay tensión a integrar. En realidad, no importa mucho lo que ocurre con la señal en la compuerta una vez que el triac comienza a conducir. En efecto, una vez disparado el triac seguirá conduciendo hasta que se corte la corriente que lo recorre y eso sólo puede ocurrir durante una inversión de polaridad. Un problema de los dimmer es la emisión de señales de interferencia en el momento de la conmutación. Para reducir este efecto, nuestro circuito cuenta con la red R4-C2 que aumenta el tiempo de conmutación evitando la irradiación de interferencias. La misma debe estar montada directamente sobre el triac para aumentar su rendimiento.

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Construcción del transformador El componente más caro de nuestro proyecto, es el transformador de alimentación. Por eso debemos construirlo como un componente versátil, en tanto esa virtud no comprometa su precio. En principio es conveniente que tenga derivaciones en el secundario, aunque para la sección de variac electrónico sólo se requiera una tensión de 110V eficaces. ¿Y­pa­ra­qué­sir­ven­el­res­to­de­los­bo­bi­na­dos?­ Nuestro variac electrónico nos permite generar tensiones a grandes corrientes, de modo tal que se pueda alimentar un TV sin inconvenientes. Pero los TVs que más consumen son de aproximadamente 100W. Si consideramos que nuestro variac electrónico puede proveer 3A a 150V significa que puede entregar cerca de 500W. ¿Pa­ra­qué­tan­ta­po­ten­cia­ex­tra?­ Para poder probar TVs dañados. En efecto, muchos años de experiencia propia y de profesores nos permiten afirmar que en muchos casos, las reparaciones son imposibles de realizar si no es por fuerza bruta. Para que Ud. entienda el método imaginemos un caso frecuente de falla: el capacitor cerámico de aproximadamente 470pF conectado sobre el colector de un transistor de salida horizontal. Imaginemos que nuestro capacitor tiene una fuga con tensiones altas. Por supuesto la fuente de alimentación propia tiene un corte por sobrecorriente. Cuando encendemos un TV, la fuente no se establece de inmediato en su valor máximo; demora aproximadamente 1 o 2 segundos. En nuestro caso cuando la tensión de fuente llega a un valor determinado, se produce un arco dentro del capacitor y la fuente se apaga por sobrecorriente en forma instantánea. Cuando decimos en forma instantánea, queremos decir dentro de un ciclo de la fuente pulsada (la mayoría de los circuitos de fuentes pulsadas sólo demoran ese tiempo en reconocer una sobrecarga porque analizan el consumo ciclo a ciclo). Y un ciclo de fuente pulsada puede tener 5µS. En una palabra, que en ese tiempo no hay energía suficiente como para que nuestro capacitor acuse recalentamiento, cambio de coloración, humo, fuego, olor a quemado, chispas u otras anomalías evidentes. El método propuesto consiste en desconectar la fuente original en el punto en que alimenta a la etapa de salida horizontal (no se olvide que la etapa driver debe quedar conectada a la fuente original) y cargarla con un resistor adecuado para que no se embale. Tome nuestro variac electrónico y alimente la eta-

pa de salida, mientras observa los oscilogramás, o si no tiene osciloscopio, las corrientes (consumo de toda la etapa) y tensiones continuas características (tensión de colector con un detector de tensión de pico). La tensión de fuente se debe levantar lentamente, mientras se observan las señales y detenerse cuando se descubra alguna anormalidad. Déjelo funcionando en esa condición hasta que observe alguna señal evidente de falla, sobre algunos de los componentes de la etapa horizontal. En estas condiciones la falla se produce con el menor consumo posible y los componentes no dañados de la etapa soportan la sobrecarga sin dañarse. El componente dañado se calienta lentamente, de acuerdo a su tamaño y su masa mecánica y al poco rato se suelen tener noticias de quién provoca la falla. Créame que en muchos casos no hay otro modo de hacer aparecer al culpable. Mis alumnos dicen que esto se parece a un "apriete policial" para que el sospechoso se ponga nervioso y termine confesando su culpabilidad. Como conozco el modo de pensar de los reparadores, sé que muchos estarán pensando que el método es complicado y requiere mucho instrumental. Mejor, cambiar componentes hasta que la fuente no corte más. Analicemos lo que esto implica en el caso que tomamos como ejemplo: En­nues­tro­ca­so,­el­ca­pa­ci­tor­se­con­si­gue­fá­cil­men­te­aun­que­no­es­co­mún­te­ner­lo­den­tro­de­nues­tro stock­de­ma­te­ria­les.­Pe­ro­si­el­cam­bio­del­ca­pa­ci­tor no­re­sul­ta,­Ud.­de­be­rá­cam­biar­un­ca­pa­ci­tor­de­po­liés­ter­me­ta­li­za­do­de­1600V;­un­dio­do­re­cu­pe­ra­dor; un­ca­pa­ci­tor­de­aco­pla­mien­to­al­yu­go­es­pe­cial­pa­ra al­ta­co­rrien­te;­una­bo­bi­na­de­an­cho,­una­bo­bi­na­de li­nea­li­dad;­un­yu­go­y­un­fly-back.­Si­se­ani­ma­a­usar es­te­mé­to­do­lo­fe­li­ci­to­por­su­ca­pa­ci­dad­de­tra­ba­jo­y por­te­ner­un­de­pó­si­to­de­ma­te­ria­les­tan­bien­pro­vis­to.­Los­que­es­tán­en­el­te­ma­des­de­ha­ce­mu­cho­años, em­plean­el­mé­to­do­pro­pues­to­sin­du­dar,­por­que­sa­ben­que­­aun­que­pa­rez­ca­un­lar­go­ca­mi­no,­en­pro­me­dio,­siem­pre­es­el­ca­mi­no­más­cor­to­a­la­so­lu­ción. Volvamos a nuestro problema de cómo preveer otros bobinados en la construcción del transformador. El problema es que para aplicar el método se requiere una fuente con muy baja impedancia, que entregue mucha corriente, sin importar si es muy precisa o si tiene mala regulación o muy bajo ripple. Pero para otros usos, se puede necesitar una fuente regulable y regulada de alrededor de 35V x 2A y para eso sirve realizar derivaciones en el secundario. La idea es que nuestra fuente pueda reemplazar la fuente completa de un TV con todas las tensiones ne-

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión cesarias que tiene una fuente. El vertical se puede alimentar con la fuente de 35V. Luego necesitaríamos una fuente fija de 9V x 500mA y otra de 5V x 1A. Por ahora sólo vamos a prever que el transformador tenga todos las derivaciones requeridas. Posteriormente le indicaremos cómo construir las diferentes fuentes a colocar en cada derivación. ¿Pa­ra­ qué­ ten­sión­ de­ red­ hay­ que­ cons­truir­ el trans­for­ma­dor?­ El cálculo del primario lo puede hacer para cualquier tensión de red. Si calcula N vueltas de diámetro D para 220V deberá utilizar N/2 vueltas de diámetro Dx2 para 110V. Todo lo demás no varía para una tensión de red o la otra. En lo que sigue, indicaremos los datos del primario con una barra para indicar los valores a 220V (arriba de la barra) y a 110V (debajo). La laminación elegida es la Nro 155, que tiene dimensiones exteriores de 95 x 115 mm cuando se mide la "E" y la "I" juntas. Consiga un carretel adecuado para esa laminación y bobine un primario de 454/227, espiras de alambre de 0,8/1,6 mm de diámetro con aislación de esmalte de doble capa; trate de trabajar a espiras juntas y no a granel para aprovechar mejor la ventana. El diámetro de alambre es suficientemente grueso como para hacer el bobinado a mano, si tiene Ud. un poco de paciencia y construye una manivela de madera para su carretel. Terminado el primario, debe cubrirlo con una capa de cinta aisladora o papel Kraft encerado, cubriendo bien los bordes en el contacto con el carretel. Piense que del cuidado con que Ud. construya esa aislación puede depender la vida del reparador que utilice la fuente, ya que el mismo va a tocar la mása de la fuente con total desaprensión suponiendo que está perfectamente aislada. Haga derivaciones del primario a 434/217 y 414/207 espiras. Con esto tendrá un primario para la tensión justa 220/110; otro compensado para baja tensión de red 210V/105V y le queda el tope de 454/227 espiras para trabajar con tensión alta de red de 230V/115V. Elija la derivación adecuada, de acuerdo a la tensión exacta que tenga en su domicilio. El bobinado secundario debe tener 250 espiras de alambre de 1 mm y sus derivaciones se construyen del siguiente modo: a 14 espiras para la futura fuente de 5V; a 32 espiras para la fuente de 12V y a 75 espiras para la fuente de 35V. Termine el bobinado con cinta aisladora y luego arme la laminación con las chapas entrelazadas 1X1. Sumerja todo el transformador en barniz aislante o cera de alto punto de fusión, conecte todo y a gozar

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de su súper fuente de alimentación de uso general y de uso particularmente indicado para probar TVs. Este es un proyecto abierto, ya que dejamos el camino trazado para completar la construcción de la misma y hacer una fuente múltiple consistente en: Fuen­te­pro­gra­ma­ble­de­0­a­150V­x­5A Fuen­te­re­gu­la­da­pro­gra­ma­ble­de­0­a­35V. Fuen­te­de­5V­x­2A. Fuen­te­de­12/9V­x­2A. Con todas estas posibilidades nuestra fuente tiene todas las tensiones necesarias para alimentar un TV y poder realizar un presupuesto exacto cuando un TV tiene la fuente dañada. En efecto, uno de los mayores problemas que tiene un reparador cuando una fuente no funciona, es que no sabe con qué se va a encontrar cuando repare la fuente. Si la repara y se encuentra con que el resto del TV está irremediablemente arruinado, pierde todo lo que trabajó porque el usuario seguramente no aceptará un presupuesto mayor a 50 dólares. Este no es un caso aislado; sino que es algo muy común en zonas de tormentas eléctricas intensas y en zonas donde hay deficiencias en la transmisión de energía eléctrica. Para el reparador es una verdadera tranquilidad saber que el resto del TV funciona bien y que sólo debe reparar la fuente de alimentación. Esto le permite realizar un presupuesto exacto y dejar al cliente tranquilo y conforme.

aplicación del método de trabajo El método de trabajo es muy simple y por lo general, los reparadores no suelen tener inconvenientes en entenderlo. El problema se produce en la aplicación del mismo. La fuente de alimentación de la salida horizontal suele vincularse por una triple vía con las etapas driver/salida. A saber: A)­la­co­ne­xión­prin­ci­pal,­ B)­la­co­ne­xión­pa­ra­el­re­sis­tor­de­cen­tra­do­ho­ri­zon­tal­y­ C)­la­fuen­te­del­dri­ver. Las vinculaciones que deben cortarse son la A siempre y la B si la hubiera. La C debe dejarse activa para que la etapa driver excite al transistor de salida horizontal. El vínculo principal o A es casi siempre muy fácil de ubicar y cortar, ya que la fuente se suele conectar a través de un choque, resistor de bajo valor o puente a una de las patas del fly-back. Es-

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 27

ta conexión es identificable por su cercanía a la pata de colector y porque suele ser la única patita del flyback que tiene un capacitor electrolítico de elevado valor a masa. En la figura 27 se puede observar un circuito de salida y driver que podemos tomar como ejemplo de aplicación. Observe que la etapa driver se alimenta de la salida a través de un resistor R7 con el fin de reducir la tensión de fuente. El método implica que la etapa driver no modifique su funcionamiento, es decir que la tensión de fuente sobre el resistor debe ser la tensión de trabajo de la etapa de salida y esto significa que la fuente original debe estar debidamente cargada con un resistor. En realidad, muchos TVs no necesitan este resistor de carga dependiendo que la fuente pulsada tenga control en origen o en destino. Lo mejor es no arriesgarse y considerar que todos los TVs tienen control en origen y requieren la resistencia de carga de unos 300Ohm x 50W aproximadamente. Ud. debe buscar dentro de nuestro circuito los componentes más importantes de la etapa comenzando por los transformadores. T2 es el transformador driver; puede considerar que el inductor L4 forma parte del transformador (representa a su inductancia de primario con el secundario abierto y se agrega en el simulador LW porque este no tiene posibilidad de editar el transformador para cambiarlo). Es decir que L4 es necesario por una necesidad de simulación. T1 es el fly-back y sólo representamos un bobinado secundario genérico que representa a todos los secundarios y terciarios del fly-back. Como se puede observar, es un bobinado en contrafase y por lo tan-

to rectifica el trazado invertido. Por eso a pesar de la relación 10:1 del transformador, rectifica sólo unos 14V. El inductor L2 representa la inductancia del primario del fly-back y no existe en la realidad, se agrega por un problema de simulación. Ahora deben buscar los componentes principales de la deflexión horizontal: el transistor de salida Q1, el yugo L1, el capacitor de retrazado C2, el diodo recuperador D1, el capacitor de corrección en S, el resistor de centrado R3 (acompañado por el inductor aislador L3), el filtro y reductor de tensión de la etapa driver R7 y C6. El resistor de centrado no lo tienen todos los TVs, pero nosotros lo colocamos, porque por qué si no se lo tienen en cuenta al aplicar el método, se comete un error y la etapa horizontal sigue vinculada a la fuente. El resistor R7 se lo puede ubicar conectado entre el terminal inferior del yugo y la fuente del horizontal, generalmente en serie con un inductor (L3) que opera como aislador. En efecto, si solo se coloca el resistor R3 el mismo tendrá aplicada la señal de corrección en S que disipará energía de deflexión; el inductor L3, evita la circulación de corriente alterna de frecuencia horizontal pero permite la circulación de la corriente continua de centrado, cuando el transistor o el diodo recuperador están conduciendo. ¿Có­mo­se­rea­li­za­una­co­rrec­ta­des­vin­cu­la­ción?­ Ud. debe: 1)­Des­co­nec­tar­R3­y­el­ter­mi­nal­de­fuen­te­del­flyback.­

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 28

2)­Co­nec­tar­un­re­sis­tor­de­unos­300Ohm­x­50W (pue­den­ser­tres­de­100Ohm­x­25W­en­se­rie)­co­mo car­ga­de­la­fuen­te­pul­sa­da,­en­el­mis­mo­pun­to­don­de­se­co­nec­tó­R7.­Es­te­con­su­mo­agre­ga­do­reem­pla­za­al­con­su­mo­del­fly-back­y­el­re­sis­tor­R3. 3)­Co­nec­tar­la­fuen­te­va­riac­elec­tró­ni­co­al­ter­mi­nal­in­fe­rior­del­pri­ma­rio­del­fly-back­ajus­ta­da­en­ce­ro­volt.­ Antes de aplicar el método de prueba vamos a medir los parámetros principales de nuestro circuito para encontrar luego las diferencias. Observe que el circuito tiene agregados dos resistores; R1 y R2 que realmente fueron agregados sólo para medir las corrientes de base y de emisor del transistor de salida horizontal (si Ud. construyó la sonda de corriente que recomendamos en el curso superior de TV no necesita agregarlos). Estas corrientes son mostradas por el osciloscopio XSC2. El osciloscopio XSC4 está colocado para medir la señal de entrada (salida H del Jungla) y la tensión de colector del transistor driver. El osciloscopio XSC1 nos muestra las tensiones de colector del salida y el retorno del yugo. El osciloscopio XSC3 nos muestra la tensión sobre un secundario del fly-back. El téster XMM2 indica la tensión de fuente del driver y el tester XMM1 la tensión continua rectificada del secundario. En la figura 28 se pueden observar los oscilogramas correspondientes para 112V de fuente.

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Si Ud. está viendo los oscilogramas en colores, el rojo del primero es la referencia de la señal de salida del jungla y el azul la tensión de colector del driver. Si los observa en blanco y negro el pequeño de abajo es la señal de referencia y el grande cuyo pico llega a 180V es el de colector. Este pico es, en realidad, algo exagerado. Por lo general es más pequeño y sólo sobresale un 20% del resto del oscilograma, pero lo dejamos así por razones didácticas (parte (a) de la figura). En el siguiente oscilograma (b) se observa la tensión de colector en rojo y la tensión del retorno del yugo en azul. La tensión de colector llega a valores del orden de los 900V y por lo tanto debe ser medida que la punta divisora por 100. En el siguiente oscilograma (c) se observa la corriente de emisor del transistor de salida en la parte superior y en azul (observe que el valor de pico llega a 300mV que representan 3A sobre el resistor de 100mΩ. En la parte inferior y en rojo se puede observar la corriente de base (en realidad del retorno de base y de allí su inversión). Nota: en realidad este oscilograma es sólo aproximado porque el modelo de transistor no contempla las capacidades del transistor. En la realidad existe un pulso de corriente inversa por la base en el momento del apagado del transistor. El último oscilograma (d) nos muestra que el flyback es inversor, en este caso y por esa misma razón,

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 29

podemos observar el trazado como una tensión positiva y el retrazado como una tensión negativa. Esta disposición se utiliza cuando se requiere mucha corriente por el diodo auxiliar y el mismo admite una buena tensión inversa. Por razones de espacio debemos abandonar aquí las explicaciones. En las próximas páginas le explicamos cómo construir el que seguramente será el instrumento más utilizado de su taller de reparaciones; el variac electrónico. Seguramente Ud. estará pensando: ¿El­mé­to­do­se­rá­ma­ra­vi­llo­so­pe­ro­yo­no­lo­pue­do­apli­car­por­que­no­ten­go­os­ci­los­co­pio?­ El osciloscopio no es imprescindible. Si lo tiene bienvenido sea; si no lo tiene vamos a suplantarlo con alguno de mis dispositivos y Ud. sabe que jamás le recomiendo cosas caras. Seguramente todo lo que yo propongo no cuesta más que buscar materiales en desuso de su taller y algo de tiempo para el armado de los dispositivos. Oportunamente vamos a aprender a construir una sonda detectora para medir tensiones de pico. Se puede utilizar para medir la tensión de colector del transistor de salida horizontal o del driver e inclusive la tensión de salida del Jungla y un medidor de tensiones de saturación del transistor de salida o del driver horizontal. Con esos instrumentos y el variac electrónico Ud. será un Rey donde antes era un mendigo. Podrá determinar por qué se queman los transistores de salida horizontal antes que los mismos se quemen y podrá determinar cuál de los componentes de la etapa de salida horizontal es el responsable de un corte de fuente.

Como dato adicional, en la figura 29 se brinda una sugerencia para la placa de circuito impreso teniendo en cuenta que las pistas se han diseñado para una corriente de 1A y que para valores mayores se debe “aumentar” el tamaño de las mismas (el transformador no se coloca en la placa). La lista de materiales para la construcción de este variac es la siguiente: D1­-­BTW43­-­Triac D2­-­1N5761A­-­Diac­(cual­quie­ra­de­32V) D3­-­MDA2501­-­Puen­te­de­dio­dos R1­-­220kΩ R2­-­33kΩ R3­-­Po­ten­ció­me­tro­de­1MΩ R4­-­100Ω­x­1W C1,­C2­-­0,047µF­-­Ce­rá­mi­cos­x­400V C3­-­100µF­-­Elec­tro­lí­ti­co­x­250V­(no­se­co­lo­ca en­pla­ca) T1­-­Trans­for­ma­dor­(ver­tex­to) Va­rios:­Pla­cas­de­cir­cui­to­im­pre­so,­ga­bi­ne­te­pa­ra­mon­ta­je,­es­ta­ño,­ca­bles,­co­nec­to­res,­ma­te­ria­les pa­ra­el­bo­bi­na­do­de­T1,­etc.

primeros pasos para la Reparación de Fuentes Conmutadas Se­su­po­ne­que­to­do­téc­ni­co­re­pa­ra­dor­tie­ne­cla­ro que­ el­ prin­ci­pio­ de­ fun­cio­na­mien­to­ de­ una­ fuen­te con­mu­ta­da­ es­ sig­ni­fi­ca­ti­va­men­te­ dis­tin­to­ al­ de­ una fuen­te­ re­gu­la­da­ sim­ple,­ lo­ cual­ ne­ce­sa­ria­men­te­ se tra­du­ce­en­pro­ce­di­mien­tos­de­re­pa­ra­ción­cla­ra­men­te­ di­fe­ren­tes­ pa­ra­ es­tas­ eta­pas,­ pre­sen­tes­ en­ to­dos

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión los­apa­ra­tos­de­TV­a­co­lo­res.­A­los­efec­tos­de­brin­dar­in­for­ma­ción­so­bre­los pri­me­ros­ pa­sos­ a­ se­guir en­la­re­pa­ra­ción­de­fuen­tes­ con­mu­ta­das,­ re­pro­du­ci­mos­ par­te­ del­ ar­tí­cu­lo pu­bli­ca­do­ en­ Sa­ber­ Elec­tró­ni­ca­Nº­174,­ela­bo­ra­da por­ Leo­pol­do­ Pa­rra­ en co­la­bo­ra­ción­ con­ Fe­li­pe Oroz­co.­ Pos­te­rior­men­te, con­ti­nua­re­mos­con­la­des­crip­ción­ y­ re­pa­ra­ción­ de fuen­tes­ co­mer­cia­les,­ me­dian­te­ con­cep­tos­ de­ Al­ber­to­Pi­cer­no.

Figura 30

En la serie de textos “Teoría y Servicio Electrónico” de Centro Japonés de Información Electrónica, existen tomos dedicados a las fuentes conmutadas de diferentes equipos electrónicos que Ud. podrá consultar si no conoce la teoría de funcionamiento de las fuentes conmutadas.

primeros pasos Un aspecto importante a señalar es el siguiente: mientras que en una videocasetera, cuya fuente con-

mutada ha sufrido alguna avería, es posible sustituir el módulo completo, en un televisor esta opción no siempre puede contemplarse, porque en la mayoría de los casos el circuito respectivo forma parte estructural de la tarjeta principal. En otras palabras, si en un televisor la fuente no puede ser reparada por algún motivo, quedará inservible. De hecho, lo anterior puede comprobarse con una simple inspección de ambos aparatos. Vea en la figura 30 la fuente conmutada de un televisor; obser-

Figura 32

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C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS ve que la fuente es parte de la tarjeta principal, que contiene a casi todos los circuitos del televisor (esto también puede verlo en la foto que se encuentra al comienzo de esta nota). A continuación vamos a ofrecer un procedimiento para detectar y corregir averías en este tipo de fuentes, así como otros aspectos relacionados con el servicio.

procedimiento de Localización de Fallas Para dar mantenimiento a cualquier aparato es conveniente seguir un método ordenado. Concretamente, para la reparación de fuentes conmutadas debe seguirse una secuencia de pasos lógicos que se muestran en la figura 31. Observe también la figura 32, en la cual están claramente indicados los puntos a comprobar, ya sea con el multímetro o con un osciloscopio; también se indican algunos valores que se consideran casi como un estándar internacional. En primer término, verifique la presencia del voltaje de alimentación, con lo que deben quedar descartados la clavija, el cable y el transformador supresor de ruido como causas del problema. Chequee también el estado del fusible protector de entrada. Pase enseguida a la etapa de rectificación y filtrado, de donde se debe obtener un voltaje de alrededor de 170V (países con alimentación de 115V de corriente alterna) o de alrededor de 300V (países con alimentación de 220V). Si hasta aquí no se ha detectado ninguna avería, debemos realizar una serie de pruebas ligeramente más complicadas, de las cuales hablaremos enseguida. Pasemos a la etapa conmutadora. Esta sección queda comprendida por el transistor de switcheo y su circuito controlador, así como por todos los elementos auxiliares que los rodean. Es precisamente aquí donde surge la mayor parte de los problemas; de hecho, se ha comprobado que alrededor del 80% de las fallas en estas fuentes, obedecen a problemas con el transistor conmutador, que al abrirse impide la circulación de corriente por el embobinado primario y por consiguiente la inducción hacia los secundarios, inhibiendo por lo tanto, el funcionamiento general de la fuente. Otros elementos que también llegan a fallar con cierta frecuencia son los fusibles y los zeners de protección. Una manera rápida de verificar si el transistor de switcheo está funcionando, consiste en acercar la punta de prueba del osciloscopio hacia el transformador de alta frecuencia que se incluye en toda fuente conmutada. En caso de que este transistor se en-

Figura 31 cuentre operando, la inducción que se genera entre el transformador y la punta, será suficiente para que en pantalla se despliegue una forma de onda similar a la que se muestra en la figura 33. (Conviene insistir en que la punta de prueba sólo debe acercarse al transformador, y no conectarse a él). Si el conmutador no tiene problemas, es momento de revisar las etapas encargadas de la rectificación y filtrado de los voltajes obtenidos en los secunda-

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 33

indica la perilla vertical, pero multiplicada por el factor de la punta (X100 ó X1000, según la utilizada). Por ser lector del Club Saber Electrónica, Ud. puede obtener información adicional sobre el funcionamiento y reparación de las fuentes conmutadas sin cargo alguno de nuestra página web: www­.we­be­lec­tro­ni­ca­.co­m.ar Haga un doble click en el ícono PASSWORD y cuando la pantalla se lo solicite, ingrese la clave

rios, especialmente el que genera los 5V que van al sistema de control, puesto que de no existir dicho voltaje el microcontrolador no podrá expedir el pulso de encendido, quedando "muerto" el televisor en consecuencia. Si este voltaje es correcto, compruebe entonces la existencia del pulso de encendido y la aparición del resto de los voltajes, especialmente el de B+, que será el encargado final de producir la tensión necesaria para el TRC o pantalla (por medio del fly-back), así como la deflexión de los haces electrónicos (mediante los yugos respectivos) encargados de la exploración que genera de las imágenes.

Instrumentos necesarios para la Reparación Queda claro, por la explicación anterior, que para el servicio a fuentes conmutadas no se requieren herramientas o instrumentos especializados, fuera de los que convencionalmente se disponen en el taller. La única recomendación pertinente al respecto, es que por su propia seguridad nunca trate de hacer mediciones en esta etapa si no conecta previamente el aparato a un transformador aislante de la línea, con una potencia mínima de 300 watt. Procure también emplear siempre tomacorrientes convenientemente polarizados y con cable de tierra; igualmente, acondicione su área de trabajo para evitar posibles cortocircuitos por retornos accidentales a tierra. Y como una opción, si prefiere visualizar con osciloscipio ya sea el voltaje en el colector del conmutador o la salida del transistor horizontal, le recomendamos que utilice una punta de prueba especial con una atenuación mínima de X100, ya que los voltajes en estos puntos fácilmente alcanzan los 1000V, pudiendo dañar al instrumento. Y tenga presente que en tal caso la escala mostrada en pantalla es la que

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con­mu174 Podrá grabar en su disco rígido una nota ampliatoria de este tema. ReComendaCIones: El servicio (reparación) a fuentes conmutadas es más riesgoso que el de fuentes convencionales, sobre todo porque las tensiones que se manejan suelen ser mucho más altas. En primer lugar, nunca realice mediciones en el área "caliente" de la fuente sin contar con un transformador de aislación que impida peligrosos retornos de tensión por los cables de los instrumentos de medición (este punto es especialmente crítico cuando vaya a realizar mediciones con osciloscopio, puesto que la mayoría de estos instrumentos están perfectamente conectados a tierra y pueden ocasionar peligrosos cortocircuitos si se conectan directamente hacia el extremo "vivo" de la línea). Procure tener a la mano puntas de prueba reductoras (el factor de X10 que traen la mayoría de puntas del osciloscopio suele ser suficiente), ya que en el transistor de switcheo se producen voltajes que pueden exceder el límite máximo de entre 300V y 600V del osciloscopio, y por consecuencia dañar al instrumento. En realidad, no es necesario conectar físicamente la punta de prueba al colector del transistor; basta con acercarla lo suficientemente para que la inducción magnética se refleje como una señal en la pantalla. Lo mismo se puede aplicar si se desea revisar con osciloscopio el funcionamiento del transistor de salida horizontal: basta con acercar la punta de prueba a las proximidades del fly-back para que la inducción magnética genere una forma de onda que nos dará una idea bastante aproximada del voltaje en el colector del transistor de salida horizontal. También evite portar anillos, esclavas o relojes metálicos que pudieran atraer descargas o provocar corto-circuitos entre componentes. Igualmente, no explore con los dedos húmedos en el interior de los

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 34

bloques de la fuente, y procure evitar que alguna parte de su cuerpo tenga conexión directa a tierra física. Extreme estas precauciones sobre todo si padece del corazón, ya que una descarga eléctrica puede provocarle serios problemas. Al momento de reemplazar componentes procure que sean de la misma matrícula (igual denominación) o sustitutos exactos, ya que estas piezas trabajan en condiciones muy críticas y los circuitos, por lo general, están diseñados para funcionar adecuadamente con una cierta combinación de partes, de tal manera que un cambio en las condiciones de operación, por mínimo que sea, puede alterar el trabajo de la fuente. Tenga especial cuidado con las llamadas piezas "rebautizadas", que suelen vender algunos comerciantes poco escrupulosos, ya que por ahorrar algún dinero se pueden llegar a provocar fallas mucho peores a las originales. Pero un detalle que no hemos mencionando y que conviene tener presente, es que las fuentes conmutadas por lo general, tienen un doble punto de referencia. Observe que en la figura 34, hemos dibujado con un símbolo distinto la tierra del primario del transformador de alta frecuencia y la que se encuentra en el extremo del secundario. Esto obedece a que la mayoría de fuentes siguen este patrón, aislando por completo la sección conectada directamente a la línea con el resto del aparato. Por lo tanto, cuando realice mediciones de tensión en el extremo primario coloque su punta de referencia GND en la tierra correspondiente, ya que de lo contrario las lecturas obtenidas serán completamente erróneas. Por último, como ya mencionamos, el componente que con mayor frecuencia se daña es el transistor conmutador, ya que es un dispositivo especial con características de conmutación rápida y alto voltaje. En aparatos recientes, incluso se han empleado

MOSFETs de potencia o tiristores conocidos como GTO (Gate Turn-Off), los cuales no se consiguen fácilmente en el mercado electrónico. Sin embargo, pueden sustituirse por dispositivos similares calculando cuidadosamente las características del original, apoyándose en manuales como el "International Rectifier" para los MOSFETs, el "Motorola" para transistores de switcheo y el "Thompson" para los tiristores.

análisis y Reparación de Fuentes Comerciales A modo de resumen, podemos decir que existen muchos tipos diferentes de fuentes pulsadas, basadas todas ellas en el diferente modo de transferir la energía eléctrica de un punto a otro del circuito. Entre otras cosas, la diferencias entre fuente y fuente se deben al carácter oscilante u autooscilante del circuito, a la existencia de aislación galvánica entre el circuito primario y el secundario, a la posibilidad de enganche con el oscilador horizontal y al tipo de medición de la tensión de salida a regular. Todos los tipos de fuentes serán considerados en nuestro curso, pero en este estudio de ejemplo sólo tomaremos fuentes del tipo autooscilantes, no enganchadas, con medición en destino y acoplamiento a optoacoplador. Todos los tipos de fuentes autooscilantes, contienen cuatro bloques muy bien identificados por su función: 1)­El­os­ci­la­dor­de­au­to­blo­queo­u­os­ci­la­dor­bá­si­co­(dis­po­si­ti­vo­lla­ve­de­po­ten­cia) 2)­La­sec­ción­de­arran­que

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión 3)­La­eta­pa­de­me­di­ción­de­la­ten­sión­de­sa­li­da con­tro­la­da 4)­La­eta­pa­de­con­trol­del­pe­rio­do­de­ac­ti­vi­dad El bloque 1 u oscilador de autobloqueo, es el encargado de generar la corriente de primario del transformador de pulsos, mediante el bobinado de realimentación positiva y la red de realimentación. En la mayoría de las fuentes, este oscilador básico genera (en el secundario controlado) una tensión algo mayor que la nominal, por supuesto que en ese momento, en el primario se aplica la mínima tensión de red rectificada. En una palabra que el oscilador básico es un conversor continua a continua no controlado y está diseñado para el peor caso, que es cuando la red tiene baja tensión. A esto deberíamos agregarle que si la carga de la fuente es variable, debe ser la carga máxima (máximo consumo o menor resistencia de carga). Para que a nuestra fuente podamos darle el nombre de fuente pulsada, se requiere que el resto de las etapas le agreguen la posibilidad de regular la tensión de salida en el valor prefijado. El bloque 2, o sección de arranque, fuerza la circulación de un pulso de corriente por el primario, que da comienzo a las oscilaciones. Una vez que el oscilador arranca, este bloque debería ser desconectado, pero en la mayoría de los casos se lo deja activo porque su acción no molesta al resto de los bloques. El bloque 3 o de medición de la tensión de salida controlada, admite varias variantes. En principio todo depende de que se trate de una fuente aisladora o no aisladora. Si no es aisladora, el problema se simplifica porque la tensión del rectificador secundario a ser medido está galvánicamente conectado al bloque de control del período de actividad o bloque 4. Cuando la fuente es aisladora, la tensión continua de la salida controlada está referida a la masa fría y el bloque de control a la masa caliente. En este caso, se requiere algún componente que permita acoplar una tensión continua de control. El componente más usado es el optoacoplador a led y transistor bipolar, pero algunos circuitos transforman la tensión continua en una señal PWM y la acoplan por intermedio de un pequeño transformador de pulsos. Posteriormente, en la sección caliente, esta señal PWM se vuelve a transformar en una continua para ser aplicada al bloque de control. Una alternativa económica consiste en realizar un bobinado auxiliar bifilar con el correspondiente a la tensión controlada y conectar su terminal de masa a la masa caliente. El otro terminal, se rectifica con un diodo y un capacitor electrolítico. El fuerte acoplamiento permite transferir la tensión a medir, al

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primario aunque con ciertas limitaciones en lo que se refiere a la precisión del método de control. La etapa 4, o de control del tiempo de actividad; permite acortar el periodo de conducción libre del dispositivo llave, de modo de regular la tensión de salida al valor nominal. Por lo general, el control se realiza con un transistor conectado entre el electrodo de control de la llave de potencia y masa. Este electrodo permanecería en su estado de conducción más tiempo del necesario, si no fuera porque se agrega un transistor llave que acorta ese semiperíodo libre. Para reparar una fuente, es imprescindible seguir un método de reparación. Cambiar componentes a lo tonto es el camino más seguro hacia el fracaso. En este libro le damos muchos métodos, pero también le explicamos cómo se genera un método preciso y ordenado para una fuente que no posea un método ordenado ya escrito. Podemos clasificar las fallas en general, como catastróficas, de control o de protección. Una falla catastrófica ocurre cuando la fuente no genera ninguna tensión en sus rectificadores auxiliares, en tanto que una falla de control ocurre cuando la fuente funciona pero no regula en su valor nominal (entrega mayor o menor tensión que la nominal). Tal vez podríamos generar otra categoría, si observamos el hecho de que la fuente regula o no regula. Por ejemplo, una fuente de 104V puede generar 120V pero estos 120V no cambian al modificar el preset de ajuste. Si cambiaran, significaría que la fuente regula pero el sistema de medición lo hace a un valor inadecuado. Al no cambiar la salida, significa que muy probablemente el circuito que controla el período de actividad funciona incorrectamente o no funciona y decimos que la fuente oscila en el modo libre. El tercer grupo de fallas, son las fallas de protección y no siempre se encuentran en la fuente misma. Todas las fuentes tienen una protección de algún tipo. Por lo general, miden el pico de corriente por el dispositivo llave y lo fuerzan a quedar abierto en caso de superarse un valor límite prefijado. Otras pueden limitar el tiempo de actividad máximo y otras emplean las dos limitaciones al mismo tiempo. Una falla de protección puede confundirse con una falla catastrófica, pero cuando el reparador se propone reparar la fuente, se supone que ya realizó la prueba de descargarla en todos sus rectificadores secundarios y dejó funcionando sólo aquel necesario para generar la regulación y que posee conectado el bloque de medición. A su vez, sobre esta salida debe tener conectada una carga, para probar la fuente en el modo más cercano a la realidad. En principio, lo más indicado es una carga de unos 600 Ohm x 100W (carga suave).

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 35

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 36

20 minutos demás, vale seguirlo en todos los casos para no cometer errores. Algunos reparadores usan el criterio de comenzar revisando el bloque de medición, luego el bloque de control y por último el circuito de arranque y el oscilador básico. Otros comienzan revisando el bloque de arranque, el oscilador básico, el control y la medición de tensión. Vamos a aplicar este segundo criterio por ser más didáctico, dado que así aprendemos cómo funciona una fuente, que primero arranca y luego estabiliza.

Si la fuente en esas condiciones arranca y regula adecuadamente, el problema se encuentra en la/las carga/s y no en la fuente misma, que parece no funcionar porque entró en el modo protegido por exceso de consumo. Una verdadera “falla de protección” ocurre cuando, por ejemplo, la fuente se corta con bajos valores de corriente circulando por el dispositivo llave. Esta es una falla mucho más común de lo que pueda suponerse y ocurre porque los resistores sensores de sobrecorriente, suelen ser el componente más flojo de la cadena en caso de producirse una falla (un transistor llave de potencia en cortocircuito, por ejemplo). Cuando estos resistores se queman, suelen cambiar el color de sus bandas de identificación y confundir a los reparadores, es muy común entonces encontrar estos resistores cambiados por resistores 10 o cien veces mayores que el nominal. En otros casos, el reparador lee perfectamente bien las bandas de colores pero el que se equivoca es el comerciante al venderle los nuevos resistores, por tenerlos mal ubicados en la estantería. Recuerde: estos resistores suelen ser de valores menores a 1 Ohm y por lo tanto su última banda debe ser plateada (divisor por 100). Si el resistor está sobrecalentado, esta banda dorada se suele transformar en una banda negra o marrón.

¿Có­mo­ se­ prue­ba­ una­ fuen­te­ San­yo­ CLP6022 (cha­sis­LA4)­ que­ res­pon­de­ al­ cir­cui­to­ de­ la­ fi­gu­ra 35? Si no funciona, saque Q512, D514, Q511 y R511 conectados sobre el circuito de base de la llave de potencia, para que sólo quede funcionando el transistor llave. Levante todos los cátodos de los diodos secundarios, coloque un diodo auxiliar a la pata 12 y un capacitor de 100µF x 350V con una carga resistiva de 600 Ohms 50W. Es decir que le proponemos sacar todas las cargas y luego agregar un diodo, un capacitor y una carga resistiva que siempre debemos tener preparada para estar seguros de que esos componentes están en buenas condiciones. Al mismo tiempo que ponemos una adecuada carga, estamos desconectando el circuito de medición de tensión (vea la figura 36). Alimente la fuente con la fuente/variac de 30 a 130V ajustada en 30V aplicada sobre el capacitor electrolítico de la fuente no regulada (C507). Conecte el téster en el capacitor agregado (reemplazo de C561 indicado como C1 en la figura 36) y observe que indique menos de 130V. Ajuste la tensión a 130V con la fuente/variac electrónico. Resumiendo, sólo queda activo el transistor llave, el transformador de pulsos y su circuito de realimentación positiva y un rectificador agregado sobre el secundario del transformador de pulsos, como carga del oscilador básico. Si no arranca, el problema está circunscripto al transistor llave y sus materiales asociados. Si la fuente variac acusa un consumo muy grande, verifique el transistor llave con el téster. Si no indica ningún consumo verifique si el transistor no está abierto. Ahora queda por verificar el bloque de arranque y el β del transistor (a baja corriente). Una forma práctica de realizar esta prueba es desconectar la pata 6 del transformador de pulsos y conectar un resistor de 1kΩ entre el colector del transistor llave y el +B. En estas condiciones queda activo sólo el circuito de la figura 37 que puede resolverse a mano o con

Fuentes sanyo y similares SANYO utiliza la que quizás, es la fuente más simple utilizada en TV. Pero dentro de su simpleza contiene todos los bloques necesarios para un adecuado funcionamiento y por lo tanto es ideal para estudiarlas aquí como ejemplo. Hay infinitos métodos de prueba, adaptados al uso de cada reparador particular y no podemos evaluar cuál es el mejor para todas las fallas en general. Con algunos aparecerá su falla antes que con otro. Lo mejor es aprender un método y seguirlo en todos los casos. Aunque con alguno nos demoremos 10 o

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C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 37

un laboratorio virtual. Si se obtiene aproximadamente 2.5V de caída sobre el resistor agregado de colector, se puede asegurar que el transistor tiene un β=10, que es aproximadamente lo normal en este tipo de transistor: Si la tensión es de 5V el β será de 20 y así proporcionalmente. Este es un excelente método para probar el transistor en el propio circuito sin desoldarlo y controlar al mismo tiempo la red resistiva de arranque. Aquí suponemos que el lector pueda seguir adelante por sus propios medios, si sobre el resistor de 1kΩ agregado al colector no hay tensión. Es decir que medirá la tensión de base a masa con la base conectada y desconectada para saber si la falla está en la red de arranque o en el transistor. Sabiendo que hay corriente de colector y que ésta tiene el valor correcto, corresponde desoldar el transformador y probar las condiciones del mismo con el propio circuito. ¿Qué­com­po­nen­tes­son­im­pres­cin­di­bles­pa­ra­que una­fuen­te­del­ti­po­de­la­fi­gu­ra­os­ci­le?­ En realidad muy pocos. El transformador de pulsos no debe tener cortados los bobinados 3-7 y 1-2 y no debe tener espiras en corto en ningún bobinado. Además, el transistor que opera como llave de potencia Q513 (2SD1710) o similar debe estar en buenas condiciones. Y por último, deben estar en buenas condiciones la red de realimentación formada por R519 de 22Ω, el capacitor C514 de .1µF y el diodo D517 y la red de arranque que ya conocemos formada por R520, R521, R522, R526, y R515. Observe que esta fuente es aislada, por lo tanto la masa de la sección secundaria (fría) está aislada de la primaria (caliente). Pero si Ud. trabaja con una fuente/variac electrónico, ya tiene aislación de red y por lo tanto puede conectar las masas fría y caliente pro-

visoriamente entre sí para no cometer errores de medición. Recuerde al terminar la reparación que esta unión de masas debe ser eliminada. Si la fuente no arranca, se debe verificar que los componentes del bloque de control hayan sido desconectados (D514, Q511, R511 y Q512) y medir con el téster D517, D516, D518, D519, R517, R519 y R523. Suponemos que L511 y R524 ya fueron indirectamente verificados cuando se probó el beta del transistor. En las condiciones indicadas, nuestro aparato de prueba comenzaba a oscilar con una tensión de fuente de 60V; razón por la cual indicamos el uso de una fuente de 70V. Con 60-70V de fuente, sin el control del optoacoplador, la tensión de salida está alrededor de 140V que es valor óptimo para probar el circuito de medición. ¿Y­si­no­os­ci­la? En principio parece que sólo queda por probar el transformador de pulsos, pero no es así. Al componente más importante de la etapa (el transistor llave de potencia) sólo lo medimos en forma aproximada a muy baja corriente de colector; llegando al punto en que se sospecha del transformador de pulsos, es evidente que vale la pena reemplazar primero el transistor, simplemente porque es fácil hacerlo. De cualquier modo, existe una prueba dinámica del transformador de pulsos, el transistor y los componentes asociados, que sólo requiere el uso de un dispositivo para excitar un transistor de salida horizontal y cuyo circuito fue publicado en el "Curso Superior de TV” de Editorial Quark Un excitador para transistor de salida horizontal, puede servir para probar una etapa autooscilante de fuente, siempre que el reparador tenga en cuenta que debe trabajar con tensión de fuente más baja y midiendo siempre la tensión sobre los secundarios para evitar generar mayor tensión que la indicada. De hecho, es conveniente trabajar a la cuarta parte de la tensión aproximadamente, porque sólo estamos probando el trasformador y sus circuitos asociados. Inclusive, hay que considerar que al utilizar un generador externo para excitar la base, se anula la protección de sobrecorriente del transistor llave de potencia y existe alguna probabilidad que el mismo muera en el intento de prueba.

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Esto significa que hay que agotar todos los recursos disponibles en nuestro laboratorio para medir los componentes asociados al transformador de pulsos y el transformador de pulsos mismo. Los componentes asociados son diodos, resistores y capacitores conectados sobre el primario que en principio pueden ser verificados con el téster (por los menos los resistores y los diodos) y por recambio o medición los capacitores. En nuestro caso específico compruebe el resistor R525 y los capacitores C516 y C534 porque el resto de los componentes ya fueron verificados y los diodos auxiliares están desconectados (C561 y D551 fueron reemplazados por nuestro diodo de prueba con la carga de 600 Ohm x 50W) y sólo queda por probar el transformador. Un transformador de pulsos, puede tener bobinados cortados que son fácilmente identificables con un óhmetro, o bobinados con espiras en corto que sólo se pueden verificar con un téster, si el mismo tiene medición de inductancia. Pero aún así, el reparador debe saber cuál es el valor de inductancia correcto, que es un dato que no existe en el circuito. Si el mismo primario tiene espiras en cortocircuito, se puede esperar que esa inductancia se reduzca unas 100 veces y si el cortocircuito está en un secundario se puede esperar una reducción de más de 30 veces. Nota: estos son sólo valores aproximados porque el cortocircuito puede estar entre puntas del bobinado o ocupar sólo una espira y eso influye en el modo en que el cortocircuito se refleja sobre el primario completo. Si UD tiene un probador de velocidad de diodos pregunte por que el mismo probador sirve para detectar transformadores en cortocircuito. En algunos casos el cortocircuito del transformador ocurre solo a tensiones altas y por lo tanto la prueba con bajas tensiones no indica fallas. Es en este caso, sobre todo, que se debe probar la fuente con el generador de señales driver de salida horizontal. Esta prueba es muy sencilla. Desconecte el resistor R524 de la base y conecte el terminal desconectado a un canal de su osciloscopio. El otro canal debe conectarlo en el colector del transistor con una punta divisora por 10. Tome el circuito driver y conéctelo entre base y masa. Alimente la etapa por la pata 3 del transformador con el mínimo que entregue la fuente/variac electrónico y observe que aparezcan las señales de colector con forma de onda rectangular, indicando que el transistor amplifica y que el transformador no tiene espiras en cortocircuito. Si el transformador tiene un bobinado en cortocircuito, la forma de onda de colector no llegará a la

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saturación, ni sobrepasará el nivel de fuente, indicando que ese transformador deberá ser cambiado. Si todas las mediciones fueron bien realizadas y se reemplazaron los componentes dañados, en este momento su fuente básica debe estar oscilando a pleno y UD puede ajustar la tensión de salida del diodo auxiliar (en nuestro caso 130V) variando la tensión de la fuente variac electrónico alrededor de los 70V. ahora corresponde verificar el funcionamiento de la sección de regulación, que esta dividida en dos secciones. La primer sección (o sección de medición) está en la parte fría sobre la tensión de 130V. La segunda sección (de control) está en la parte caliente, antes del oscilador básico de potencia. En este punto de la prueba, ambas secciones están desconectadas. Para probar la sección de medición de 130V, hay que desoldar el optoacoplador y reemplazarlo por un led ubicado entre las patas 1 y 2. Ahora debe reconectar el diodo auxiliar D551 y desconectar el agregado, conectar el tester digital sobre la salida de 130V y observar que el led se encienda con tensión de 130V y superiores y permanezca totalmente apagado con tensiones menores. No­ta:­es­ta­sec­ción­pue­de­re­pa­rar­se­sin­uti­li­zar­el os­ci­la­dor­pri­ma­rio,­sim­ple­men­te­apli­que­ten­sión­de la­fuen­te­/va­riac­elec­tró­ni­co­so­bre­C561(D551­que­da en­in­ver­sa)­y­rea­li­zar­la­mis­ma­ob­ser­va­ción­an­te­rior. Las fallas en esta sección, que habitualmente se llama sección de medición, pueden ser un diodo led permanentemente encendido o permanentemente apagado. Si el led está encendido con tensiones de salida comprendidas entre 6V y más de 130V es seguramente porque Q553 está conduciendo entre colector y emisor, esta conducción puede deberse a que el transistor está en cortocircuito o a que está cortado la rama inferior del divisor de ajuste R552, VR551 y R553. Para controlar este divisor en forma activa, lo mejor es ajustar la tensión en 106V para asegurar una circulación de corriente de 1mA por el divisor. En esta condición, en el punto medio de VR551 existirá una tensión de 4.7 a 6.7V de acuerdo a la posición del cursor del preset. Si el led se enciende a partir de los 15V aproximadamente, verifique el zener D561 que seguramente está en cortocircuito. Una forma práctica de probar esta sección consiste en colocar el preset en el centro, ajustar la tensión de salida en 106V y medir la tensión del zener D561 de 6V y la tensión de base de Q553 que es de 5.7V aproximadamente. En esa condición se debe comprobar

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS que el led agregado esté apagado y que la tensión en la unión de R555 y R556 sea de 34V. Por último, debemos verificar el sector de control del tiempo de actividad. Como ya sabemos, si el transistor llave Q513 funciona libre, el tiempo de actividad es el máximo y la fuente genera una tensión superior a la nominal. En condición de falla puede ocurrir precisamente lo contrario, que el tiempo de actividad se haga mínimo dando la sensación de que la fuente no arranca. ¿Quién­ali­men­ta­al­fo­to­tran­sis­tor­y­a­su­tran­sis­tor­am­pli­fi­ca­dor­Q511? La respuesta a esta pregunta nos permite comenzar a entender el funcionamiento de la fuente. Estos transistores se alimentan del único lugar posible, una fuente de tensión obtenida por los resistores de arranque R520, R521 y el resistor R522 de 15kΩ. En principio, la idea es tomar como fuente la tensión no regulada de 310V; pero los resistores a utilizar deben ser grandes y por lo tanto caros. Como ya existen dos resistores de esas características para el arranque; el fabricante los utiliza para los dos usos. En principio el lector puede pensar que esa fuente no es de CC, ya que el resistor R522 no está retornado a masa, sino a la base del transistor llave que por supuesto, tiene una señal. En principio la unión de los resistores de arranque y R522 podrá tener una señal que consideramos como un ripple igual a unos 600mV positivos (barrera de base) y 1.2V negativos (que luego explicaremos cómo se forman). “Es decir 1.8V de ripple a la frecuencia de oscilación de la fuente”. ¿Pe­ro­qué­va­lor­de­ten­sión­con­ti­nua­es­de­es­pe­ra­se­en­ese­pun­to? En principio se puede calcular, por el teorema de Thevenin, que ese divisor es equivalente a una fuente de tensión igual a 300 x (R522/R522+R521+R520) = 300 x (15/120+120+15) = 4500/255 = 17V Con una resistencia interna de aproximadamente 14kΩ obtenida haciendo el paralelo de 15kΩ con (120+120+15)kΩ. Como se puede observar el ripple calculado de 1.8V es prácticamente de un 10% del valor de la fuente y por lo tanto el capacitor C813 de .047µF puede filtrarlo de modo que podamos considerar que el transistor del opto y Q511 se alimentan de una fuente Thevenin tal como se observa en la figura 42 de la página 39. Este circuito se puede probar en forma pasiva, es decir sin hacer funcionar al oscilador básico. Desconecte el transistor Q513. Coloque el resistor “Ragr”

de 1kΩ y el diodo led “Agr.”, el potenciómetro de 500kΩ con un resistor en serie de 1kΩ, en lugar del opto; tome la fuente regulada de 0 a 35V ajústela en 17V y conéctela a la unión de R521 con R522 (también se puede utilizar una fuente de 12V sin mayores inconvenientes). Con el potenciómetro a máximo valor, el transistor Q511 está cortado y por lo tanto Q512 no tiene corriente de base (también está cortado). En estas condiciones el led estárá encendido. Cuando el potenciómetro tiene valores del orden de los 100kΩ el transistor Q511 comienza a conducir, haciendo conducir a su vez a Q512, que apaga gradualmente el led. En el funcionamiento pasivo, los diodos D517, D516, D518 y D519 (del circuito general) no operan porque en la pata 1 del transformador de pulsos no hay señal. No­ta:­una­va­rian­te­pa­ra­es­ta­prue­ba,­con­sis­te­en des­co­nec­tar­ el­ co­lec­tor­ de­ Q513­ y­ co­nec­tar­lo­ a­ un led,­un­re­sis­tor­de­1kΩ­y­una­fuen­te­de­12V.­Co­nec­tar­la­fuen­te­/va­riac­elec­tró­ni­co­al­ter­mi­nal­po­si­ti­vo de­C561­y­pro­bar­el­cir­cui­to­con­su­pro­pio­op­toa­co­pla­dor. Este es un excelente método que permite hacer una prueba general del control de la fuente, que no es mala idea realizar ante cualquier problema del tipo "no funciona, o no regula" aun antes de comenzar a probar el funcionamiento del oscilador básico. Es decir que la reparación de esta fuente se puede encarar con el método paso a paso, indicando en primer término o con este método rápido que acabamos de enunciar. Sólo nos quedan por analizar las protecciones de la red de realimentación, observe la existencia de dos redes de diodos y resistores conectados entre el terminal 1 del transformador de pulsos. El transistor Q512, debe conducir sólo en los semiciclos positivos de la oscilación, acortando el tiempo de conducción libre. Para evitar cualquier conducción arrítmica se agrega D516 y R517 que polarizan la base de Q512 con un pulso negativo que lo fuerza a mantenerse cortado durante el corte del transistor llave. La red D516, D519 y R523 no opera cuando la fuente regula normalmente ya que los pulsos de la pata 1 del transformador de pulsos no superan los 6.6V. Pero cuando la fuente se embala por mal funcionamiento, aumenta la amplitud de la señal en todas las patas del transformador, incluyendo la 1 y la red conduce haciendo conducir a Q512 que corta a Q513.

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 38

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C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 39

otras Fuentes de televisores Comerciales Existe una gran cantidad de fuentes similares, tanto de Sanyo como de otras marcas, que estudiaremos a continuación. Las principales variantes suelen ocurrir sobre los bobinados secundarios. En el TV Sanyo CLP6022 Chasis LA4 que tomamos como modelo básico, los bobinados generan 180V para el amplificador de video, 130V para el horizontal, 24 para el vertical y 12 y 18V para uso general. Todas estas tensiones son permanentes y la sencillez del circuito no requiere mayores explicaciones. Lo mismo ocurre en el TV Sanyo CLP2051, cuya fuente sólo tiene variaciones mínimas con respecto a la analizada a nivel de los choques anti irradiación de base del transistor llave. Y cuyo circuito ordenado no mostramos por razones de espacio. El Sanyo CLP3310 chasis A4A (ver figura 38). Contiene el mismo circuito básico que los anteriores, pero difiere en el circuito de medición que está realizada con un circuito integrado, a su vez contiene un control de encendido desde el micro realizado con un segundo optoacoplador D312 que ope-

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 40

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ra directamente sobre un segundo transistor Q315 conectado entre base y masa del transistor llave de potencia. Observe que además, se agrega una red de diodos de protección que operan a través de la pata 19 del micro IC701. Podríamos decir que todos estos diodos son sensores de baja tensión. Cuando un punto protegido queda a potencial bajo esa señal, llega a la pata 19 del micro y éste da la orden de cortar la fuente por la pata 33 dirigido al segundo optoacoplador. Cada una de las tensiones auxiliares tiene su propio diodo (B8 12V, B6 12V, alimentación del regulador IC352, B2 26V, B3 22V y B1 140V). Pero además, se suman la tensión B5 200V, del flyback a través del divisor R473, R470, B5 5V del fly-back y la tensión de retorno del bobinado vertical del yugo a través de Q381. Otras fuentes prácticamente idénticas a las de Sanyo, forman parte de los televisores TAMASHI 1961XT y B R O K S O N I C CTVL4545 (figura 39). La única novedad en estos casos son la existencia de una fuente de 12V conmutada por el micro IC801 a través de su pata 8 PWR. Observe que el transistor V507, controla al transistor llave V508. Cuando la pata 8 del mi-

C ómo r eparar F uenteS C onmutadaS Figura 41

cro esta alta V508 conecta entre sí los puntos de prueba TP502 y TP503, generando la alimentación de los reguladores de 9 y 12V (vea la figura 39). Una variante de esta última fuente, existe en el TV Sanyo C20LV33D y C27LW33S-00 Chasis LA3-A (figura 40). En donde se observan algunos cambios a nivel del transistor Q561 que es un PNP en lugar del NPN de la fuente tipo TAMASHI. En este circuito el mismo transistor que enciende el TV, es además, el regulador de fuente con el consiguiente ahorro de un transistor de media potencia. Pero como el control por la pata 7 del micro

Figura 42

(PWR) sigue siendo un alto para TV encendido, se debe usar un transistor inversor extra entre Q661 y el micro. Ahora se observan dos transistores indicados como el Q852 y Q694. También se observa un transistor llave ubicado en la fuente de 24V comandado por la misma pata PWR del micro, tanto la fuente +7V como la de +24V, tiene diodos conectados al "bus" de "POWER FAIL" (falla de potencia). Los TVs Sanyo CLP2051C /C14LT13M /C20LV23M /C20LE90BC chasis LA3C y el FISHER FTM 6114/6120/6121 presentan una novedad con respecto al corte de la fuente de 130V cuando la fuente de 24V del vertical se corta (figura 41). En efecto, la existencia del diodo D642 asegura que cuando C643 se queda sin tensión, el emisor del transistor de medición deja de tener 6.8V que es la tensión de referencia y pasa a estar a un potencial de 0.6V. Esto significa que se va a encender abruptamente el led del optoacoplador y la fuente reducirá su tiempo de actividad hasta que solo salgan 12V aproximadamente por la fuente de 130V.

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Montaje de InstruMentos para la reparacIón de Fuentes conMutadas Medidor de Velocidad de diodos Pa­ra­ la­ re­pa­ra­ción­ de­ equi­pos­ elec­tró­ni­cos­ de con­su­mo,­y­en­es­pe­cial­de­fuen­te­de­ali­men­ta­ción,­es pre­ci­so­con­tar­con­una­se­rie­de­ins­tru­men­tos­es­pe­cí­fi­cos.­Has­ta­aho­ra­to­do­lo­que­po­día­mos­ha­cer­pa­ra me­dir­un­dio­do­era­pro­bar­su­ba­rre­ra­a­ba­ja­co­rrien­te­y­su­re­sis­ten­cia­in­ver­sa­de­fu­gas.­ Es­ta­ prue­ba­ se­ rea­li­za,­ ha­bi­tual­men­te,­ con­ el tés­ter­ di­gi­tal­ o­ ana­ló­gi­co­ y­ es­ una­ de­ter­mi­na­ción mas­ bien­ gro­se­ra­ del­ buen­ fun­cio­na­mien­to­ de­ un dio­do.­Pro­ba­ble­men­te­sea­ap­ta,­ape­nas,­pa­ra­me­dir al­gún­dio­do­rec­ti­fi­ca­dor­y­de­ci­mos­ape­nas,­por­que con­el­tés­ter­la­ba­rre­ra­se­mi­de­a­al­gu­nos­mi­liam­pe­res­de­co­rrien­te­y­en­al­gu­nos­dis­po­si­ti­vos­elec­tró­ni­cos­(TV­por­ejem­plo).­Un­dio­do­de­fuen­te­de­be­so­por­tar­pul­sos­de­una­de­ce­na­de­am­pe­res­du­ran­te­el arran­que­y­de­al­gu­nos­de­am­pe­res­du­ran­te­el­fun­cio­na­mien­to­(nos­re­fe­ri­mos­al­va­lor­me­dio­por­que co­mo­va­lor­de­pi­co­re­pe­ti­ti­vo­de­co­rrien­te­pue­den so­por­tar­va­rios­am­pe­res). Con­re­fe­ren­cia­a­la­prue­ba­de­ten­sión­de­rup­tu­ra in­ver­sa­no­es­ta­mos­en­me­jo­res­con­di­cio­nes,­por­que la­mis­ma­se­rea­li­za­a­lo­su­mo,­a­un­par­de­vol­tios.­ Con­ una­ fuen­te­ va­riac­ elec­tró­ni­co­ es­ta­mos­ en con­di­cio­nes­ de­ me­dir­ am­bos­ pa­rá­me­tros­ a­ su­ va­lor no­mi­nal­ o­ por­ lo­ me­nos­ a­ una­ ten­sión­ in­ver­sa­ de 300V.­ Si­ el­ re­pa­ra­dor­ lo­ ne­ce­si­ta,­ pue­de­ pro­bar­ un dio­do­rec­ti­fi­ca­dor­sin­ma­yo­res­in­con­ve­nien­tes.­Pe­ro cuan­do­se­tra­ta­de­me­dir­un­dio­do­rá­pi­do­(au­xi­liar­o re­cu­pe­ra­dor)­la­me­di­ción­se­ha­ce­muy­com­ple­ja­por­-

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que­ hay­ que­ apli­car­ téc­ni­cas­ de­ pul­sos­ no­ siem­pre ac­ce­si­bles­pa­ra­el­re­pa­ra­dor­pro­me­dio. Por­lo­me­nos­fue­así­has­ta­que­a­mi­gran­ami­go Pa­co,­se­le­ocu­rrió­que­se­po­día­rea­li­zar­una­me­di­ción­ só­lo­ con­ un­ tés­ter­ di­gi­tal­ y­ una­ pla­que­ta­ de prue­ba.­La­idea­es­muy­sim­ple­y­se­ba­sa­en­apli­car­el dio­do­a­su­fun­ción­es­pe­ci­fi­ca­de­rec­ti­fi­car­una­se­ñal, pe­ro­en­es­te­ca­so­de­una­fre­cuen­cia­su­fi­cien­te­men­te al­ta­ co­mo­ pa­ra­ que­ un­ dio­do­ len­to­ ten­ga­ muy­ mal ren­di­mien­to.­ En­ rea­li­dad,­ es­te­ apa­ra­to­ de­ Pa­co­ fue crea­do­en­una­épo­ca­muy­di­fí­cil­de­nues­tra­eco­no­mía don­de­los­dó­la­res­es­ta­ban­so­bre­va­lua­dos­y­los­com­po­nen­tes­elec­tró­ni­cos­más­aún.­En­esa­épo­ca,­no­sa­be­mos­có­mo,­co­men­za­ron­a­cir­cu­lar­dio­dos­de­fuen­te­re­mar­ca­dos­co­mo­dio­dos­au­xi­lia­res­y­dio­dos­re­cu­pe­ra­do­res­(dam­per). To­me­un­re­pa­ra­dor­que­tra­ba­ja­por­el­mé­to­do­de cam­biar­y­pro­bar;­en­tré­gue­le­un­dio­do­1N4007­mar­ca­do­co­mo­BA159­y­des­pués­me­cuen­ta­del­de­sa­ti­no que­pue­de­lle­gar­a­co­me­ter.­Si­tra­ba­ja­mi­dien­do­pen­san­do­y­sa­can­do­con­clu­sio­nes,­es­tá­mu­cho­me­jor­po­si­cio­na­do­ pa­ra­ no­ co­me­ter­ un­ de­sas­tre,­ pe­ro­ fi­nal­men­te­va­a­te­ner­que­reem­pla­zar­el­com­po­nen­te­que com­pro­bó­co­mo­da­ña­do­y­si­no­lo­pue­de­pro­bar­an­tes­de­co­lo­car­lo,­el­de­sas­tre­so­bre­vie­ne­igual.­­­­­­­­­ En­ el­ mo­men­to­ ac­tual,­ el­ mer­ca­do­ de­ ven­ta­ de com­po­nen­tes­ es­tá­ fun­cio­nan­do­ ­ me­jor,­ so­bre­ to­do por­que­el­re­mar­ca­do­in­vo­lu­cra­un­cos­to­que­re­du­ce la­ ga­nan­cia­ del­ pi­ra­ta­ a­ ci­fras­ po­co­ re­mu­ne­ra­ti­vas. Pe­ro­ en­ al­gu­nos­ ca­sos­ los­ dis­tri­bui­do­res­ com­pran, sin­sa­ber­lo,­mer­ca­de­ría­re­cha­za­da­por­los­fa­bri­can­tes

M ontaje

de i nStruMentoS para la

asiá­ti­cos­(lo­sos­pe­chan­pe­ro­no­pue­den­con­fir­mar­lo por­fal­ta­de­co­no­ci­mien­tos­y­es­truc­tu­ra­téc­ni­ca)­e­in­tro­du­cen­en­el­país­una­par­ti­da­de­com­po­nen­tes­que si­bien­no­son­del­to­do­ma­los,­no­pue­den­ser­con­si­de­ra­dos­ade­cua­dos­pa­ra­su­uso. Y­ los­ dio­dos­ rá­pi­dos­ sue­len­ sa­lir­ más­ len­tos cuan­do­ hay­ al­gún­ pro­ble­ma­ en­ su­ fa­bri­ca­ción.­ En mu­chos­ca­sos­sue­len­te­ner­pro­ble­mas­de­re­sis­ten­cia in­ter­na­o­de­fu­gas­que­se­re­fle­jan­so­bre­la­ve­lo­ci­dad de­con­mu­ta­ción.­Co­mo­sea­que­es,­una­me­di­ción­que du­ra­unos­po­cos­se­gun­dos­y­es­in­di­ca­ti­va­de­la­ve­lo­ci­dad­ de­ con­mu­ta­ción,­ se­ im­po­ne­ co­mo­ una­ bue­na me­di­da­de­se­gu­ri­dad­cuan­do­se­cam­bia­un­dio­do­au­xi­liar­o­un­dam­per. Es­ta­ pre­cau­ción­ de­be­ ser­ una­ nor­ma­ cuan­do­ se reem­pla­za­un­dio­do­por­otro­y­no­se­ve­ri­fi­có­la­es­pe­ci­fi­ca­ción­de­am­bos.­Tam­bién­cuan­do­se­tra­ta­de­una po­si­ción­ de­ un­ equi­po­ que­ re­quie­re­ dio­dos­ del­ ti­po Schottky­(los­mas­rá­pi­dos)­co­mo­por­ejem­plo­en­la fuen­te­ de­ las­ vi­deocaseteras­ Pa­na­so­nic­ de­ la­ se­rie 4010­o­si­mi­la­res,­don­de­se­usan­pa­ra­rec­ti­fi­car­la­ten­sión­de­5V.­Un­dio­do­Schottky­es­más­rá­pi­do­que­un dio­do­co­mún­y­ade­más­tie­ne­una­ba­rre­ra­de­250mV en­lu­gar­de­los­clá­si­cos­650mV­de­un­dio­do­rá­pi­do co­mún.­ En­ la­ Pa­na­so­nic­ es­te­ dio­do­ rec­ti­fi­ca­ la­ ten­sión­de­5V;­es­ta­ten­sión­es­la­que­se­mi­de­pa­ra­re­gu­lar­la­fuen­te.­Si­se­uti­li­za­un­dio­do­más­len­to­y­con ba­rre­ra­de­650mV­la­fuen­te­re­gu­la­los­5V,­com­pen­sa­do­el­ba­jo­ren­di­mien­to­del­rec­ti­fi­ca­dor­con­un­au­men­to­ de­ la­ ten­sión­ pi­co­ so­bre­ el­ bo­bi­na­do­ co­rres­pon­dien­te.­Es­to­in­vo­lu­cra­a­los­otros­bo­bi­na­dos,­que tam­bién­ au­men­tan­ su­ ten­sión­ ali­men­tan­do­ a­ la­ má­qui­na­con­una­ten­sión­que­mu­chas­ve­ces,­su­pe­ra­en un­50%­el­va­lor­no­mi­nal.­Es­de­cir­que­lo­que­es­tá­co­nec­ta­do­a­los­5V­se­sal­va­de­la­inun­da­ción,­pe­ro­el res­to­de­la­má­qui­na­se­hun­de­en­un­océa­no­de­vol­tios.­

Velocidad de conmutación de los diodos Un­dio­do­ideal­es­un­com­po­nen­te­que­tie­ne­una caí­da­de­ten­sión­nu­la­co­nec­ta­do­en­el­sen­ti­do­di­rec­to y­una­ais­la­ción­per­fec­ta­en­el­sen­ti­do­con­tra­rio.­Ade­más­de­be­pa­sar­de­un­es­ta­do­a­otro­sin­nin­gu­na­de­mo­ra.­ Un­dio­do­real­tie­ne­una­ba­rre­ra­de­650mV­apro­xi­ma­da­men­te­en­el­sen­ti­do­di­rec­to­y­una­fu­ga­pe­que­ña­en­el­in­ver­so.­Ade­más,­de­mo­ra­un­tiem­po­men­su­ra­ble­pa­ra­pa­sar­de­un­es­ta­do­a­otro. El­uso­más­co­mún­de­un­dio­do­es­la­rec­ti­fi­ca­ción de­una­ten­sión­al­ter­na.­El­dio­do­con­du­ce­en­el­sen­ti­do­di­rec­to­car­gan­do­un­ca­pa­ci­tor­y­se­abre­en­el­in­ver­so­pa­ra­no­des­car­gar­el­ca­pa­ci­tor­pre­via­men­te­car­-

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

ga­do.­Cuan­do­de­mo­ra­en­abrir­se,­la­pri­mer­par­te­del se­mi­ci­clo­ne­ga­ti­vo­des­car­ga­le­ve­men­te­al­ca­pa­ci­tor­y el­ rec­ti­fi­ca­dor­ pier­de­ ren­di­mien­to­ (la­ ten­sión­ con­ti­nua­de­sa­li­da­se­re­du­ce­sin­que­se­haya­mo­di­fi­ca­do­la ten­sión­de­en­tra­da).­Es­to­sig­ni­fi­ca­que­la­po­ten­cia­de sa­li­da­es­me­nor­que­la­de­en­tra­da;­la­po­ten­cia­fal­tan­te­se­di­si­pa­en­el­dio­do­en­for­ma­de­ca­lor. Los­ dio­dos­ se­ ca­rac­te­ri­zan­ por­ su­ ve­lo­ci­dad­ de con­mu­ta­ción­co­mo­dio­dos­ul­tra­rá­pi­dos­o­Schottky, dio­dos­rá­pi­dos,­dio­dos­de­ve­lo­ci­dad­me­dia­y­dio­dos len­tos­o­rec­ti­fi­ca­do­res­de­fuen­te.­Los­lími­tes­no­son muy­pre­ci­sos.­Se­con­si­de­ra­co­mo­dio­do­rá­pi­do­tan­to a­un­dio­do­de­50nS­co­mo­a­uno­de­500nS.­A­par­tir­de los­1000nS­se­con­si­de­ran­co­mo­dio­dos­de­con­mu­ta­ción­ me­dia­ y­ a­ par­tir­ de­ los­ 10µS­ co­mo­ dio­dos­ de fuen­te.­ Los­ ul­tra­ rá­pi­dos­ sue­len­ te­ner­ ve­lo­ci­da­des me­no­res­a­1nS.­ El­ nom­bre­ da­do­ a­ la­ ve­lo­ci­dad­ de­ con­mu­ta­ción de­un­dio­do­de­pen­de­del­au­tor,­pe­ro­en­ge­ne­ral­se­lla­ma­sim­ple­men­te­tiem­po­de­con­mu­ta­ción­o­de­re­cu­pe­ra­ción­in­ver­sa,­de­don­de­de­ri­va­el­nom­bre­en­in­glés­uti­li­za­do­en­los­ma­nua­les­co­mo:­Re­ver­se­Re­co­very­Ti­me.­Es­te­tiem­po­in­di­ca­cuán­to­tar­da­en­abrir­se­un­dio­do­que­es­tá­con­du­cien­do­al­in­ver­tir­se­la­ten­sión­apli­ca­da.

circuito de prueba ¿Qué requerimientos son necesarios para probar el rendimiento de un diodo como rectificador de una señal cuadrada? No­mu­chos;­se­re­quie­re­un­ge­ne­ra­dor­de­se­ña­les rec­tan­gu­la­res­de­60kHz,­de­ba­ja­im­pe­dan­cia­(al­re­de­dor­de­50­Ohm)­y­que­po­sea­unas­tran­si­cio­nes­muy em­pi­na­das.­ El­ ti­po­ de­ ge­ne­ra­dor­ de­pen­de­rá­ de­ los com­po­nen­tes­que­Ud.­ten­ga­a­ma­no­o­de­la­téc­ni­ca que­do­mi­ne.­ El­pro­yec­to­ori­gi­nal­se­cons­tru­yó­con­una­com­puer­ta­CD40106­que­es­una­cua­dru­ple­in­ver­so­ra­con his­té­re­sis,­de­la­cual­se­uti­li­zan­só­lo­dos­sec­cio­nes. La­pri­me­ra­ope­ra­co­mo­os­ci­la­do­ra­y­la­se­gun­da­co­mo­ re­pe­ti­do­ra­ in­ver­so­ra.­ Pos­te­rior­men­te­ se­ em­plea un­tran­sis­tor­am­pli­fi­ca­dor­PNP­con­sa­li­da­por­co­lec­tor­ pa­ra­ ase­gu­rar­ una­ im­pe­dan­cia­ de­ sa­li­da­ de­ 39 Ohm­so­bre­la­que­se­co­nec­ta­el­dio­do­a­me­dir.­ Una­va­rian­te­más­mo­der­na­se­pue­de­rea­li­zar­con un­PIC­pro­gra­ma­do­pa­ra­ge­ne­rar­una­se­ñal­rec­tan­gu­lar­de­sa­li­da.­La­ven­ta­ja­es­que­usan­do­to­do­un­puer­to­ co­mo­ sa­li­da,­ se­ pue­de­ con­se­guir­ una­ ba­ja­ im­pe­dan­cia­ sin­ re­cu­rrir­ a­ nin­gún­ tran­sis­tor.­ Tam­bién­ es po­si­ble­cam­biar­la­fre­cuen­cia­con­un­po­ten­ció­me­tro tra­ba­jan­do­con­clock­a­RC,­con­lo­cual­el­pro­yec­to­se trans­for­ma­ en­ un­ os­ci­la­dor­ de­ on­da­ rec­tan­gu­lar­ de

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión Figura 43

uso­ ge­ne­ral­ que­ se­ pue­de­ usar­ co­mo­ ge­ne­ra­dor­ de prue­ba­de­eta­pas­dri­ver­pa­ra­TV­y­mo­ni­to­res­ade­más de­ su­ uso­ ori­gi­nal­ co­mo­ me­di­dor­ de­ ve­lo­ci­dad­ de dio­dos.­ Vea­mos­com­ple­ta­la­va­rian­te­con­com­puer­ta.­En la­fi­gu­ra­43­se­pue­de­ob­ser­var­el­cir­cui­to­co­rres­pon­dien­te­rea­li­za­do­en­un­Wor­kbench­Mul­ti­sim. En­la­par­te­su­pe­rior­se­pue­de­ob­ser­var­el­cir­cui­to de­la­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­y­en­la­in­fe­rior­el­ge­ne­ra­dor.­ Cuan­do­ se­ co­nec­ta­ la­ ten­sión­ de­ fuen­te­ a­ la com­puer­ta­ el­ ca­pa­ci­tor­ C1­ de­ .001µF­ se­ en­cuen­tra des­car­ga­do,­es­to­sig­ni­fi­ca­que­la­sa­li­da­es­ta­rá­a­po­ten­cial­de­12V­y­el­ca­pa­ci­tor­se­irá­car­gan­do­a­tra­vés de­R1­y­R2­(apro­xi­ma­da­men­te­950­Ohm).­Cuan­do­se su­pe­re­los­6­volt,­la­com­puer­ta­ba­ja­rá­la­sa­li­da­rá­pi­da­men­te­y­el­ca­pa­ci­tor­se­des­car­ga­rá­por­in­ter­me­dio de­R1­(18kΩ)­so­la­men­te­ya­que­el­dio­do­D1­es­tá­en in­ver­sa.­De­es­te­mo­do,­se­con­si­gue­di­se­ñar­un­ge­ne­ra­dor­de­se­ñal­rec­tan­gu­lar­con­un­pe­río­do­de­ac­ti­vi­dad­ajus­ta­do­al­va­lor­de­sea­do.­La­se­gun­da­com­puer­ta­re­ci­be­la­se­ñal­de­sa­li­da­de­la­pri­me­ra­y­la­in­vier­te­de­mo­do­que­el­se­mi­pe­río­do­ba­jo­sea­el­más­cor­to.­ Por­lo­tan­to,­el­tran­sis­tor­re­ci­bi­rá­un­pul­so­cor­to de­po­ten­cial­de­ma­sa­y­to­do­el­res­to­del­tiem­po­un pul­so­de­12V.­El­aco­pla­mien­to­a­ba­se­se­rea­li­za­a­tra­vés­ de­ un­ di­vi­sor­ de­ ten­sión­ for­ma­do­ por­ R3­ y­ R4 pa­ra­no­so­breex­ci­tar­al­tran­sis­tor.­Pa­ra­re­for­zar­la­ve­-

42 Club Saber eleCtróniCa

lo­ci­dad­de­cre­ci­mien­to­del­tran­sis­tor­com­pen­sa­do­la ca­pa­ci­dad­por­efec­to­Mi­ller,­se­agre­ga­un­ca­pa­ci­tor de­56­pF­so­bre­el­re­sis­tor­R3.­La­se­ñal­de­ba­se­se­am­pli­fi­ca­ y­ ter­mi­na­ sa­lien­do­ in­ver­ti­da­ por­ el­ co­lec­tor del­tran­sis­tor­TR1­so­bre­el­re­sis­tor­R5­de­39­Ohm.­ Pre­ci­sa­men­te­en­el­co­lec­tor­se­co­nec­ta­el­áno­do del­dio­do­a­pro­bar­y­su­emi­sor­se­co­nec­ta­al­ca­pa­ci­tor­C3­de­.022µF­con­un­re­sis­tor­de­des­car­ga­R6­de 2k2.­El­re­sis­tor­R7­de­33­Ohm­se­agre­ga­pa­ra­po­der me­dir­ la­ co­rrien­te­ cir­cu­lan­te­ por­ el­ dio­do­ me­dian­te un­os­ci­los­co­pio. So­bre­el­ca­pa­ci­tor­C3­se­pue­de­ob­te­ner­la­ten­sión de­ sa­li­da­ rec­ti­fi­ca­da,­ que­ se­rá­ fuer­te­men­te­ de­pen­dien­te­de­la­ve­lo­ci­dad­del­dio­do­ba­jo­prue­ba­ya­que la­ cons­tan­te­ de­ tiem­po­ R6­ C3­ fue­ ele­gi­da­ ba­ja­ con to­da­pre­me­di­ta­ción,­pa­ra­exa­ge­rar­la­ca­li­dad­del­dio­do. El­pro­to­ti­po­re­quie­re­un­trans­for­ma­dor­que­su­mi­nis­tre­12V­efi­ca­ces­a­200mA­o­más­y­un­puen­te­de rec­ti­fi­ca­do­res­ cual­quie­ra­ que­ ad­mi­ta­ es­tos­ va­lo­res. En­las­fi­gu­ras­44­y­45­se­pue­den­ob­ser­var­el­cir­cui­to im­pre­so­de­es­te­pro­ba­dor. El­pro­yec­to­con­mi­cro­pro­ce­sa­dor­PIC­se­in­di­ca­al fi­nal­ co­mo­ un­ apén­di­ce.­ La­ lis­ta­ de­ ma­te­ria­les­ del pro­ba­dor­es­la­si­guien­te: 1 Transformador 12V 200mA o mejor 1 Puente de rectificadores 50V 250mA o mejor

M ontaje

de i nStruMentoS para la

r eparaCión

de

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Figura 44

Figura 45

1 Regulador 7812 1 Circuito integrado CD40106 1 Transistor BC369 1 Diodo 1N4148 1 Diodo led rojo 1 Capacitor electrolítico de 1000µF 25V 1 Capacitor electrolítico de 1000µF 16V 1 Capacitor cerámico disco .1µF 50V 1 Capacitor cerámico disco .001µF 50V 1 Capacitor cerámico disco .022µF 50V 1 Capacitor cerámico disco 56pF 50V 1 Resistor de carbón depositado 39Ω 1/8 de W 2 Resistor de carbón depositado 2,7kΩ 1/8 de W 1 Resistor de carbón depositado 18kΩ 1/8 de W 2 Resistor de carbón depositado 1kΩ 1/8 de W 1 Resistor de carbón depositado 2,2kΩ 1/8 de W

Mediciones con diodos El­ pro­yec­to­ ori­gi­nal­ fue­ pro­ba­do­ uti­li­zan­do­ un dio­do­1N4148­y­un­dio­do­BY228­que­fue­ad­qui­ri­do de­bue­na­fe­en­un­co­mer­cio­del­Gran­Bue­nos­Ai­res. Las­for­mas­de­se­ñal­que­co­rres­pon­de­me­dir­son:

1) La señal de salida en el colector de TR1 como referencia de fase. 2) La tensión sobre C3 como indicación de la forma del ripple 3) El pulso de corriente sobre R7 4) La tensión continua sobre C3 con un téster digital o analógico para todos aquellos reparadores que no tienen osciloscopio. Las­me­di­cio­nes­2­y­3­se­re­pe­ti­rán­pa­ra­el­dio­do de­mues­tra­(1N4148)­y­pa­ra­el­dio­do­du­do­so­BY228 (ver­fi­gu­ras­46­a­50). Ana­li­ce­mos­ pri­me­ro,­ el­ fun­cio­na­mien­to­ con­ el dio­do­de­mues­tra.­Cuan­do­apli­ca­mos­el­pul­so­de­12V el­dio­do­con­du­ce­y­car­ga­al­ca­pa­ci­tor­con­una­se­ñal de­ram­pa­cre­cien­te.­Que­lle­va­la­ten­sión­des­de­6,8V has­ta­ 9,34V­ (el­ tés­ter­ in­di­ca­rá­ un­ va­lor­ me­dio­ de apro­xi­ma­da­men­te­8,47V). Cuan­do­el­pul­so­de­en­tra­da­cae­a­ce­ro,­el­ca­pa­ci­tor­man­tie­ne­la­car­ga­y­só­lo­se­pro­du­ce­la­des­car­ga co­rres­pon­dien­te­ al­ re­sis­tor­ R6­ con­ for­ma­ de­ ram­pa des­cen­den­te. La­ for­ma­ de­ se­ñal­ de­ co­rrien­te­ por­ el­ dio­do­ se pue­de­ob­ser­var­co­mo­una­caí­da­de­ten­sión­en­la­re­-

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión

Figura 46

Figura 47

Figura 48

Figura 49

Figura 50

sis­ten­cia­shunt­R7­con­una­for­ma­que­prác­ti­ca­men­te co­pia­a­la­se­ñal­de­en­tra­da,­pe­ro­con­una­am­pli­tud­de apro­xi­ma­da­men­te­1,5V.­ Ob­ser­ve­que­la­se­ñal­no­in­gre­sa­nun­ca­en­el­cua­dran­te­ ne­ga­ti­vo,­ sal­vo­ un­ pul­so­ muy­ cor­to­ que­ no

44 Club Saber eleCtróniCa

pue­de­des­car­gar­al­ca­pa­ci­tor­de­fil­tro­C3.­Cuan­do­se co­nec­ta­el­dio­do­sos­pe­cho­so­las­co­sas­cam­bian­no­ta­ble­men­te.­ El­ rip­ple­ so­bre­ C3­ ya­ no­ tie­ne­ la­ for­ma teó­ri­ca.­ So­bre­ to­do­ se­ ob­ser­va­ que­ la­ des­car­ga­ se pro­du­ce­con­mu­cha­ra­pi­dez­en­for­ma­ex­po­nen­cial­y no­li­neal.­Ob­ser­ve,­ade­más,­que­la­ten­sión­con­ti­nua rec­ti­fi­ca­da­so­bre­la­cual­se­mon­ta­el­rip­ple­ca­yó­has­ta­un­va­lor­de­1,87V­y­que­la­am­pli­tud­del­rip­ple­es aho­ra­de­5,9V­apro­xi­ma­da­men­te.­Un­tés­ter­in­di­ca­rá un­va­lor­de­apro­xi­ma­da­men­te­2,68V­so­bre­C3. La­for­ma­de­se­ñal­de­co­rrien­te­es­la­más­in­di­ca­ti­va­de­lo­que­es­tá­pa­san­do.­En­efec­to,­po­de­mos­ob­ser­var­ que­ tie­ne,­ tan­to­ un­ pi­co­ po­si­ti­vo­ co­mo­ otro ne­ga­ti­vo,­que­en­prin­ci­pio­apa­re­ce­de­un­mo­do­mis­te­rio­so­por­que­la­sa­li­da­del­ge­ne­ra­dor­nun­ca­pa­sa­a va­lo­res­ne­ga­ti­vos. Lo­que­ocu­rre­es­que­un­dio­do­len­to­de­be­asi­mi­lar­se­a­un­dio­do­con­un­ca­pa­ci­tor­en­pa­ra­le­lo.­Ese­ca­pa­ci­tor­se­car­ga­con­una­ten­sión­con­ti­nua­que­se­res­ta­del­va­lor­me­dio­del­pul­so­de­en­tra­da­y­en­ton­ces­la ten­sión­a­la­sa­li­da­del­dio­do­pue­de­to­mar­los­va­lo­res

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de i nStruMentoS para la

r eparaCión

de

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1N4007­ o­ au­men­tar­ la­ fre­cuen­cia­ del­ os­ci­la­dor­ has­ta 600kHz. Co­mo­ al­go­ re­la­cio­na­do­ a­ la prue­ba­ de­ dio­dos­ ob­ser­ve­mos­ que­ el­ agre­ga­do­ de­ ca­pa­ci­to­res­ so­bre­ los­ dio­dos au­xi­lia­res­de­TVs­o­mo­ni­to­res­ es­ una­ prác­ti­ca­ co­mún pa­ra­evi­tar­irra­dia­cio­nes.­In­clu­si­ve­se­agre­gan­re­sis­to­res de­ pe­que­ño­ va­lor­ en­ se­rie con­los­dio­dos­pa­ra­re­for­zar el­ efec­to­ de­ fil­tra­do.­ ¿Es­ta téc­ni­ca­ no­ afec­ta­ el­ ren­di­mien­to­ de­ esos­ rec­ti­fi­ca­do­res?­Sí,­pe­ro­da­do­los­pe­que­ños­ va­lo­res­ de­ ca­pa­ci­dad­ y re­sis­ten­cia­ que­ se­ agre­gan, es­ta­ mer­ma­ de­ ren­di­mien­to es­muy­pe­que­ña­y­pue­de­to­le­rar­se­ per­fec­ta­men­te­ en aras­de­evi­tar­un­mal­ma­yor. Com­prue­be­es­tos­he­chos­co­lo­can­do­ un­ ca­pa­ci­tor­ de 220pF­ en­ pa­ra­le­lo­ con­ un dio­do­ 1N4148­ y­ un­ re­sis­tor en­se­rie­de­3,3­Ohm.

proyecto con pIc16F84 Tabla 1 ne­ga­ti­vos­que­se­ob­ser­van­en­el­grá­fi­co.­Lo­im­por­tan­te­es­que­hay­una­co­rrien­te­de­car­ga­y­una­co­rrien­te­de­des­car­ga­que­du­ra­un­tiem­po­con­si­de­ra­ble­y­por eso­el­ca­pa­ci­tor­C3­tie­ne­un­va­lor­pro­me­dio­me­nor cuan­do­más­len­to­sea­el­dio­do­ba­jo­prue­ba. A­con­ti­nua­ción­se­rea­li­za­una­prue­ba­de­di­fe­ren­tes­ti­pos­de­dio­dos­pa­ra­que­el­lec­tor­pue­da­com­pro­bar­la­uti­li­dad­de­nues­tro­de­sa­rro­llo.­En­la­ta­bla­1­se pue­de­ob­ser­var­en­la­pri­mer­co­lum­na­el­ti­po­de­dio­do,­en­la­se­gun­da­la­ten­sión­rec­ti­fi­ca­da­por­nues­tro pro­ba­dor;­en­la­ter­ce­ra­la­co­rrien­te­es­pe­ci­fi­ca­da­por el­fa­bri­can­te;­en­la­cuar­ta­la­ten­sión­es­pe­ci­fi­ca­da­por el­fa­bri­can­te­y­en­la­quin­ta­una­ob­ser­va­ción­ge­ne­ral del­ti­po­de­dio­do. Si­el­lec­tor­si­mu­ló­el­cir­cui­to­le­acon­se­ja­mos­que rea­li­ce­la­prue­ba­de­co­lo­car­un­dio­do­1N4148­co­mo tes­ti­go­y­que­lue­go­le­agre­gue­di­fe­ren­tes­ca­pa­ci­to­res so­bre­él,­ob­ser­van­do­el­re­sul­ta­do­en­el­os­ci­lo­gra­ma de­ten­sión­so­bre­C3­y­de­co­rrien­te­mi­dien­do­ten­sión so­bre­ R7.­ Es­ in­te­re­san­te­ tam­bién,­ co­lo­car­ un­ dio­do

En­ el­ mo­men­to­ ac­tual­ se pue­den­ rea­li­zar­ pro­yec­tos muy­sim­ples­y­eco­nó­mi­cos­uti­li­zan­do­el­mi­cro­pro­ce­sa­dor­de­ba­jo­pre­cio­PIC16F84­o­si­mi­la­res.­La­ven­ta­ja­ es­ la­ ver­sa­ti­li­dad­ del­ pro­yec­to,­ que­ per­mi­te­ el agre­ga­do­ pos­te­rior­ de­ mo­di­fi­ca­cio­nes­ só­lo­ con­ el cam­bio­ del­ pro­gra­ma.­ La­ pro­gra­ma­ción­ se­ rea­li­za aho­ra­por­un­pro­gra­ma­lla­ma­do­NI­PLE­que­em­plea mé­to­dos­ grá­fi­cos­ de­ sim­ple­ im­ple­men­ta­ción­ que­ se en­cuen­tran­ex­pli­ca­dos­en­nues­tros­cur­sos­y­en­li­bros del­ au­tor.­ Le­ acon­se­ja­mos­ al­ lec­tor­ que­ se­ aso­me­ a es­ta­ nue­va­ téc­ni­ca­ que­ po­see­ un­ fu­tu­ro­ in­creíble­ y na­da­me­jor­pa­ra­ello,­que­rea­li­zar­un­tra­ba­jo­prác­ti­co de­su­ma­uti­li­dad­pa­ra­su­ta­ller. En­la­fi­gu­ra­51­se­pue­de­ob­ser­var­el­cir­cui­to­de nues­tro­PIC­pre­pa­ra­do­con­un­clock­a­RC­lo­que­per­mi­te­ajus­tar­la­fre­cuen­cia­de­sa­li­da­me­dian­te­el­ajus­te­de­un­po­ten­ció­me­tro.­Si­el­lec­tor­lo­de­sea,­se­pue­de­mo­di­fi­car­el­clock­y­rea­li­zar­uno­a­cris­tal­si­precisa­exac­ti­tud­en­las­me­di­cio­nes.­El­PIC­tie­ne­sa­li­das que­ ad­mi­ten­ has­ta­ 20mA­ de­ car­ga­ in­di­vi­dual,­ pe­ro to­do­el­puer­to­de­sa­li­da­ad­mi­te­has­ta­100mA­de­car­-

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión Figura 51

ga.­Por­eso­en­el­cir­cui­to,­se­uti­li­zan­las­ocho­sa­li­das del­ puer­to­ con­ re­sis­to­res­ en­ se­rie­ de­ 330­ Ohm.­ La im­pe­dan­cia­de­sa­li­da­es­de­50­Ohm,­per­fec­ta­men­te ap­ta­pa­ra­nues­tros­pro­pó­si­tos.­Re­cuer­de­que­el­PIC de­be­ali­men­tar­se­con­5V­y­que­por­lo­tan­to­las­me­di­cio­nes­rea­li­za­das,­su­fri­rán­una­mer­ma­con­res­pec­to­a las­rea­li­za­das­en­12V.­Rea­li­ce­nue­vas­me­di­cio­nes­de com­pa­ra­ción­con­un­1N4148­y­un­1N4007. El­pro­gra­ma­de­es­te­dis­po­si­ti­vo­pue­de­ser­ba­ja­do de­la­pá­gi­na­de­nues­tra­­edi­to­rial­www­.we­be­lec­tro­ni­ca­.co­m.ar,­ha­cien­do­click­en­el­íco­no­pass­word­e­in­gre­san­do­la­cla­ve­pro­ba­dio,­en­con­tra­rá­el­ar­chi­vo­en su­ ver­sión­ “.hex”­ lis­ta­ pa­ra­ car­gar­ en­ el­ PIC­ con cual­quie­ra­de­los­car­ga­do­res­exis­ten­tes­en­pla­za,­in­clu­yen­do­el­pro­mo­cio­na­do­por­nues­tra­re­vis­ta.

diodos recuperadores y auxiliares lentos Ha­ce­po­co­tiem­po­ter­mi­na­mos­de­ana­li­zar­uno­de los­pro­ble­mas­más­com­ple­jos­de­los­TVs­y­mo­ni­to­res:­los­tran­sis­to­res­de­sa­li­da­ho­ri­zon­tal­que­se­que­man­un­ra­to­des­pués­de­ser­cam­bia­dos.­En­ese­in­for­me,­el­au­tor­con­si­de­ró­to­das­las­po­si­bi­li­da­des­de­fa­llas­pe­ro­de­jó­a­pro­pó­si­to­to­das­las­re­la­cio­na­das­con el­dio­do­re­cu­pe­ra­dor­y­los­dio­dos­au­xi­lia­res­del­flyback­pa­ra­que­sean­tra­ta­das­luego. Con­ re­fe­ren­cia­ a­ los­ dio­dos­ au­xi­lia­res­ po­de­mos de­cir­lo­si­guien­te.­Un­dio­do­au­xi­liar­len­to­se­pue­de ca­len­tar,­pe­ro­si­su­tem­pe­ra­tu­ra­no­lle­ga­a­la­de­fu­-

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sión­del­si­li­cio­se­gui­rá­fun­cio­nan­do.­Ese­dio­do­pue­de­es­tar­co­nec­ta­do­al­trans­for­ma­dor­de­fuen­te,­pe­ro por­lo­ge­ne­ral­es­tá­co­nec­ta­do­al­fly-back.­El­fly-back es­tá­ ali­men­ta­do­ a­ su­ vez­ por­ el­ tran­sis­tor­ de­ sa­li­da ho­ri­zon­tal­y­el­pro­ble­ma­de­ba­jo­ren­di­mien­to­de­un dio­do­se­pue­de­pro­pa­gar­al­tran­sis­tor­de­sa­li­da­ho­ri­zon­tal­cau­san­do­un­re­ca­len­ta­mien­to.­Por­lo­ge­ne­ral, el­pro­ble­ma­se­acen­túa­por­que­se­in­cre­men­ta­la­co­rrien­te­de­co­lec­tor­y­es­muy­pro­ba­ble­que­la­se­ñal­de ex­ci­ta­ción­no­al­can­ce­pa­ra­sa­tu­rar­al­tran­sis­tor. Nues­tro­ pro­ble­ma­ es­ que­ la­ son­da­ de­ co­rrien­te pa­ra­el­os­ci­los­co­pio,­di­se­ña­da­por­el­au­tor,­re­cién­co­mien­za­a­usar­se­y­no­hay­aún­su­fi­cien­tes­me­di­cio­nes rea­li­za­das­pa­ra­po­der­com­pa­rar­un­TV­con­otro.­Por lo­tan­to,­la­úni­ca­ma­ne­ra­ló­gi­ca­de­tra­ba­jar,­has­ta­que ten­ga­mos­más­da­tos,­es­sa­car­los­dio­dos­au­xi­lia­res­y me­dir­los­ en­ nues­tro­ pro­ba­dor­ de­ ve­lo­ci­dad­ de­ dio­dos.­Co­mo­és­ta­es­una­ta­rea­re­la­ti­va­men­te­lar­ga­da­da­la­exis­ten­cia­de­va­rios­dio­dos­au­xi­lia­res,­se­pue­den­rea­li­zar­al­gu­nas­otras­me­di­cio­nes­com­pa­ra­ti­vas que­nos­pue­den­guiar­en­la­so­lu­ción­de­es­ta­fa­lla. Pri­me­ro­ mi­da­ la­ co­rrien­te­ pi­co­ a­ pi­co­ que­ pasa por­el­yu­go­ho­ri­zon­tal,­co­mo­lo­in­di­ca­mos­an­te­rior­men­te.­ Ese­ es­ su­ va­lor­ de­ re­fe­ren­cia­ y­ nos­ in­di­ca cuán­ta­co­rrien­te­to­ma­la­de­fle­xión.­Si­es­tá­tra­ba­jando con­un­mo­ni­tor­es­pro­ba­ble­que­el­tran­sis­tor­de­sa­li­da­no­ten­ga­dio­do­re­cu­pe­ra­dor­in­ter­no,­por­lo­tan­to pa­ra­me­dir­la­co­rrien­te­de­co­lec­tor­y­la­de­re­cu­pe­ra­ción,­al­mis­mo­tiem­po­se­de­be,­co­nec­tar­la­son­da­de co­rrien­te­ abrien­do­ el­ cir­cui­to­ en­ el­ pun­to­ de­ unión

M ontaje

de i nStruMentoS para la

del­dio­do­re­cu­pe­ra­dor­y­el­co­lec­tor.­En­el­ca­so­de­los TVs­bas­ta­con­le­van­tar­el­co­lec­tor­y­me­dir­allí.­Va­a te­ner­la­mis­ma­for­ma­de­se­ñal­que­por­el­yu­go,­pe­ro sin­co­rrien­te­du­ran­te­el­re­tra­za­do.­Lo­im­por­tan­te­es me­dir­con­pre­ci­sión­el­va­lor­pi­co­a­pi­co.­Se­gu­ra­men­te­se­rá­ma­yor­que­el­del­yu­go.­La­co­rrien­te­ex­tra­es la­ que­ cir­cu­la­ por­ el­ pri­ma­rio­ del­ fly-back­ y­ pue­de me­dir­la­si­des­co­nec­ta­uno­de­sus­ex­tre­mos­y­co­nec­ta allí­la­son­da­de­co­rrien­te. Esa­ co­rrien­te­ de­be­ ser­ del­ or­den­ de­ la­ ter­ce­ra­ o cuar­ta­par­te­de­la­que­cir­cu­la­por­el­yu­go,­en­con­di­cio­nes­ nor­ma­les­ de­ bri­llo­ y­ con­tras­te.­ Si­ se­ su­pe­ra ese­lí­mi­te­po­dría­mos­es­tar­en­pre­sen­cia­de­un­pro­ble­ma­de­con­su­mo­en­el­se­cun­da­rio­del­fly-back­por­al­gún­dio­do­re­cu­pe­ra­dor­len­to­o,­si­aca­ba­de­cam­biar el­ fly-back,­ por­que­ el­ mis­mo­ es­ de­ ma­la­ ca­li­dad­ y tie­ne­me­nos­in­duc­tan­cia­de­mag­ne­ti­za­ción­que­el­va­lor­no­mi­nal­co­rres­pon­dien­te. Cuan­do­se­tra­ta­de­un­dio­do­de­re­cu­pe­ra­ción­len­to,­el­pro­ble­ma­es­que­se­pro­du­cen­pi­cos­ne­ga­ti­vos­al fi­nal­del­re­tra­za­dos.­Esos­pi­cos­ha­cen­que­el­tran­sis­tor­de­sa­li­da­se­trans­for­me­en­dio­do­re­cu­pe­ra­dor,­uti­li­zan­do­pa­ra­ello­su­jun­tu­ra­co­lec­tor­ba­se­que­re­tor­na a­ma­sa­a­tra­vés­del­se­cun­da­rio­del­dri­ver.­Es­to­es­al­go­que­de­be­evi­tar­se­por­que­no­só­lo­se­re­ca­lien­ta­el tran­sis­tor­de­sa­li­da,­si­no­que­se­pue­de­lle­gar­a­que­mar­o­a­des­be­tear­el­tran­sis­tor­dri­ver.­­­

probador de transformador de pulsos y Fly-Backs ¿Qué tiene que ver un diodo con un transformador? Prác­ti­ca­men­te­na­da.­Pe­ro­nues­tro­pro­ba­dor­era­en rea­li­dad,­ un­ ge­ne­ra­dor­ de­ pul­sos­ rec­tan­gu­la­res­ de 60kHz­con­un­pe­rio­do­de­ac­ti­vi­dad­del­10%.­Qué­pa­sa­rá­si­es­te­ge­ne­ra­dor­se­lo­apli­ca­mos­al­pri­ma­rio­del trans­for­ma­dor­de­pul­sos?­Pa­ra­eso­va­mos­a­te­ner­que es­tu­diar­có­mo­fun­cio­na­un­trans­for­ma­dor­de­pul­sos, co­sa­que­se­rá­de­gran­uti­li­dad­pa­ra­cual­quier­re­pa­ra­dor. Si­fa­bri­ca­mos­un­me­di­dor­de­chop­pers­se­ría­una lás­ti­ma­que­no­lo­uti­li­zá­ra­mos­pa­ra­me­dir­fly-backs. Por­su­pues­to­que­nues­tro­pro­ba­dor­no­tie­ne­po­si­bi­li­da­des­de­pro­bar­el­fly-back­en­las­con­di­cio­nes­de­tra­ba­jo,­es­de­cir­con­25kV­en­el­ter­cia­rio­de­AT.­Pe­ro eso­ no­ im­por­ta­ por­que­ la­ prue­ba­ de­AT­ siem­pre­ se ha­ce­por­se­pa­ra­do;­pri­me­ro­se­prue­ba­que­el­pri­ma­rio­del­fly-back­no­es­té­en­cor­to­cir­cui­to­y­re­cién­des­pués­ se­ prue­ba­ con­ ten­sio­nes­ al­tas.­ Pa­ra­ rea­li­zar

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

nues­tras­prue­bas­va­mos­a­su­po­ner­que­Ud.­tie­ne­os­ci­los­co­pio­y­un­­tés­ter­di­gi­tal­que­no­mi­de­in­duc­tan­cia,­pe­ro­que­si­so­la­men­te­tie­ne­un­tés­ter,­pue­de­ha­cer­la­par­te­más­im­por­tan­te­de­la­prue­ba­(qui­zás­no pue­da­ me­dir­ la­ in­duc­tan­cia­ del­ pri­ma­rio­ pe­ro­ va­ a po­der­pro­bar­si­el­trans­for­ma­dor­no­es­tá­en­cor­to).

teoría de Funcionamiento de los transformadores de pulsos Un­ trans­for­ma­dor­ de­ pul­sos­ se­ com­por­ta­ co­mo un­trans­for­ma­dor­co­mún­de­50Hz,­sal­vo­por­el­he­cho de­ que­ aco­pla­ una­ am­plia­ ga­ma­ de­ fre­cuen­cias­ de mo­do­de­po­der­aco­plar­la­se­ñal­apli­ca­da­a­su­pri­ma­rio­en­sus­bo­bi­na­dos­se­cun­da­rios,­sin­pér­di­das­ni­dis­tor­sio­nes. Un­trans­for­ma­dor­ideal­aco­pla­to­da­la­ener­gía­del pri­ma­rio­a­sus­bo­bi­na­dos­se­cun­da­rios.­Es­de­cir­que no­des­per­di­cia­na­da­de­su­cam­po­mag­né­ti­co.­To­do­el cam­po­mag­né­ti­co­pro­du­ci­do­por­la­co­rrien­te­de­pri­ma­rio­lle­ga­a­to­dos­y­ca­da­uno­ de­ sus­se­cun­da­rios. Es­ta­si­tua­ción­ideal­nun­ca­se­cum­ple­en­la­rea­li­dad. Siem­pre­exis­te­una­par­te­del­cam­po­mag­né­ti­co­ge­ne­ra­do­por­el­pri­ma­rio­que­se­cie­rra­por­el­ai­re­y­no­ge­ne­ra­ten­sión­en­el­se­cun­da­rio.­De­es­te­mo­do,­pa­ra­re­pre­sen­tar­un­trans­for­ma­dor­real­de­be­mos­di­bu­jar­un trans­for­ma­dor­ideal­con­un­in­duc­tor­en­se­rie­con­el pri­ma­rio­ que­ re­pre­sen­te­ la­ in­duc­tan­cia­ de­ pér­di­das tam­bién­ lla­ma­da­ in­duc­tan­cia­ de­ dis­per­sión­ (fi­gu­ra 52). Cuán­ta­ ener­gía­ se­ des­per­di­cia­ en­ la­ in­duc­tan­cia de­dis­per­sión.­En­prin­ci­pio,­no­se­pue­de­es­ta­ble­cer­si no­ se­ sa­be­ cuál­ es­ la­ in­duc­tan­cia­ del­ pri­ma­rio­ del trans­for­ma­dor.­ Si­ T1­ es­ un­ trans­for­ma­dor­ ideal,­ su in­duc­tan­cia­se­rá­in­fi­ni­ta­y­no­ha­brá­caí­da­de­ten­sión en­la­in­duc­tan­cia­de­dis­per­sión.­Pe­ro­si­se­tra­ta­de­un trans­for­ma­dor,­real­ten­drá­un­va­lor­fi­ni­to­que­re­ci­be

Figura 52

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión Figura 53

dos­nom­bres,­a­sa­ber:­in­duc­tan­cia­de­mag­ne­ti­za­ción o­ sim­ple­men­te­ in­duc­tan­cia­ del­ pri­ma­rio.­ Pa­ra­ que nues­tro­cir­cui­to­se­pa­rez­ca­a­un­cir­cui­to­real­hay­que agre­gar­le­en­pa­ra­le­lo­con­el­pri­ma­rio­una­in­duc­tan­cia­que­re­pre­sen­te­al­va­lor­de­la­in­duc­tan­cia­de­mag­ne­ti­za­ción.­En­la­fi­gu­ra­53­se­pue­de­ob­ser­var­un­cir­cui­to­más­com­ple­to,­en­don­de­se­ob­ser­va­el­trans­for­ma­dor­ideal­con­una­in­duc­tan­cia­de­dis­per­sión­en­se­rie­y­un­in­duc­tor­de­mag­ne­ti­za­ción­en­pa­ra­le­lo. Ob­ser­ve­que­con­los­va­lo­res­in­di­ca­dos­en­el­cir­cui­to­100µHy­y­10mHy­el­1%­de­la­ten­sión­del­ge­ne­ra­dor­se­pier­de­en­la­in­duc­tan­cia­de­dis­per­sión.­El 99%­res­tan­te­lle­ga­al­pri­ma­rio­y­se­trans­fie­re­al­se­cun­da­rio­ sin­ pér­di­das­ (No­ta:­ los­ va­lo­res­ in­di­ca­dos son­rea­lis­tas­pa­ra­un­trans­for­ma­dor­chop­per­pro­me­dio). Aho­ra­va­mos­a­es­tu­diar­lo­que­más­nos­in­te­re­sa. Có­mo­se­trans­fie­re­un­re­sis­tor­co­lo­ca­do­en­un­se­cun­da­rio­so­bre­el­bo­bi­na­do­pri­ma­rio.­ Es decir, si por ejemplo se conecta un resistor de 1 Ohm sobre el secundario de nuestro transformador reductor de 10:1 ¿cómo se refleja sobre la entrada? Si­es­un­trans­for­ma­dor­ideal­con­in­duc­tan­cia­pri­ma­ria­in­fi­ni­ta­se­trans­fie­re­al­pri­ma­rio­co­mo­una­re­sis­ten­cia­pu­ra­de­100­Ohm.­Es­to­pa­re­ce­ex­tra­ño­por­que­la­in­tui­ción­pa­re­ce­in­di­car­nos­que­de­be­ría­trans­fe­rir­se­co­mo­un­re­sis­tor­10­ve­ces­ma­yor.­Pe­ro­en­es­te­ca­so­la­in­tui­ción­se­equi­vo­ca.­Lo­que­ocu­rre­es­que siem­pre­de­be­cum­plir­se­la­ley­de­trans­for­ma­ción­de la­ener­gía,­que­nos­in­di­ca­que­el­re­sis­tor­de­1­Ohm co­lo­ca­do­ en­ el­ se­cun­da­rio­ de­be­ di­si­par­ la­ mis­ma ener­gía­que­su­equi­va­len­te­co­nec­ta­do­so­bre­el­pri­ma­rio.­ Si­ apli­ca­mos­ 1V­ al­ pri­ma­rio,­ en­ el­ se­cun­da­rio apa­re­ce­rán­ 100mV,­ da­da­ la­ re­la­ción­ de­ es­pi­ras­ del trans­for­ma­dor.­ La­ co­rrien­te­ del­ se­cun­da­rio­ de­be­rá cum­plir­con­la­ley­de­Ohm,­lo­cual­sig­ni­fi­ca­que­cir­-

48 Club Saber eleCtróniCa

cu­la­rán­por­el­se­cun­da­rio­100mA­y­co­mo­el­trans­for­ma­dor­ es­ de­ 10­ a­ 1­ por­ el­ pri­ma­rio­ pa­sa­rán­ 10mA cuan­do­apli­ca­mos­1V. La­po­ten­cia­en­el­re­sis­tor­vir­tual­re­fle­ja­do­so­bre el­pri­ma­rio­se­rá­1V­x­10mA­=­10mW­y­so­bre­el­re­sis­tor­fí­si­co­del­se­cun­da­rio­se­rá­100mV­x­100mA­= 10mW.­­Si­aho­ra­apli­ca­mos­la­ley­de­Ohm­po­dre­mos ave­ri­guar­el­va­lor­re­fle­ja­do­so­bre­el­pri­ma­rio­co­mo el­de­un­re­sis­tor­que­ha­ce­cir­cu­lar­10mA­cuan­do­se le­apli­ca­1V­es­de­cir­1V/10mA­=­100­Ohm. Pa­ra­el­ca­so­ge­ne­ral­de­una­re­la­ción­de­trans­for­ma­ción­igual­a­“n” un­re­sis­tor­de­va­lor­R­se­trans­fe­ri­rá­mul­ti­pli­cán­do­lo­por­“n” al­cua­dra­do.­­ Has­ta­ aho­ra­ vi­mos­ el­ ca­so­ de­ un­ trans­for­ma­dor ideal.­ Si­ se­ tra­ta­ de­ un­ trans­for­ma­dor­ ideal,­ la­ co­rrien­te­to­ma­da­por­el­pri­ma­rio­ten­drá­dos­con­tri­bu­cio­nes.­Una­es­la­que­ya­co­no­ce­mos­de­bi­da­al­re­sis­tor­equi­va­len­te­del­se­cun­da­rio­trans­fe­ri­do­al­pri­ma­rio­y­la­otra­es­la­de­bi­da­a­la­in­duc­tan­cia­de­dis­per­sión­del­pri­ma­rio. Es­tas­dos­co­rrien­tes­al­ter­nas­tie­nen­di­fe­ren­te­án­gu­lo­de­fa­se.­La­pri­me­ra­es­una­co­rrien­te­re­sis­ti­va­y po­de­mos­con­si­de­rar­que­su­co­rrien­te­tie­ne­fa­se­ce­ro. La­se­gun­da­es­una­com­po­nen­te­in­duc­ti­va­pu­ra­y­tie­ne­una­fa­se­de­-90°­(en­el­in­duc­tor­la­co­rrien­te­atra­sa­con­res­pec­to­a­la­ten­sión). Aho­ra­vie­ne­lo­im­por­tan­te­pa­ra­un­re­pa­ra­dor.­Co­mo­se­ma­ni­fies­ta­en­el­pri­ma­rio­un­cor­to­cir­cui­to­en­tre­es­pi­ras.­To­do­de­pen­de­de­qué­tan­re­sis­ti­vo­es­el cor­to­cir­cui­to­y­cuál­es­la­re­la­ción­de­es­pi­ras­exis­ten­te­en­tre­el­sec­tor­del­bo­bi­na­do­en­cor­to­y­el­pri­ma­rio. Si­por­ejem­plo­el­trans­for­ma­dor­es­de­10­a­1­y­el­cor­to­es­tá­a­la­dé­ci­ma­par­te­del­to­tal­del­se­cun­da­rio­se trans­fie­re­co­mo­una­re­la­ción­de­1­a­100­y­si­tie­ne­un va­lor­re­sis­ti­vo­de­1­Ohm,­se­trans­fe­ri­rá­co­mo­de­1­x 10.000,­es­de­cir­de­10kΩ.­En­cam­bio­si­el­cor­to­en­tre­es­pi­ras­es­tá­en­tre­la­pri­me­ra­y­la­úl­ti­ma­es­pi­ra­y tie­ne­el­mis­mo­va­lor­de­1­Ohm,­se­trans­fe­ri­rá­co­mo

M ontaje

de i nStruMentoS para la

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

Figura 54

de­10­al­cua­dra­do­por­uno,­es­de­cir­100­Ohm­que­es ca­si­un­cor­to­com­pa­ra­do­con­el­an­te­rior­de­10kΩ.­Si el­trans­for­ma­dor­es­tá­en­bue­nas­con­di­cio­nes­y­con­el se­cun­da­rio­ des­car­ga­do­ so­bre­ el­ pri­ma­rio,­ se­ re­fle­ja una­re­sis­ten­cia­in­fi­ni­ta,­es­de­cir­que­só­lo­nos­que­da la­in­duc­tan­cia­de­dis­per­sión­del­pri­ma­rio.­ Tam­bién­se­pue­de­ha­cer­el­si­guien­te­aná­li­sis.­Si el­trans­for­ma­dor­no­tie­ne­nin­gún­pro­ble­ma,­la­in­duc­tan­cia­de­mag­ne­ti­za­ción­es­equi­va­len­te­a­un­in­duc­tor de­al­to­Q­(Q­=­­fac­tor­de­mé­ri­to­de­un­in­duc­tor).­Si el­cor­to­es­tá­so­bre­el­to­tal,­el­fac­tor­de­mé­ri­to­se­re­du­ce­mu­chí­si­mo­y­si­es­tá­a­ni­vel­de­las­pri­me­ras­es­pi­ras­se­re­du­ce­mu­cho­me­nos. ¿Y la inductancia de dispersión que función cumple en todo esto? Si­se­ha­ce­un­cor­to­fran­co­so­bre­un­se­cun­da­rio, es­te­cor­to­se­trans­fie­re­al­pri­ma­rio­tam­bién­co­mo­un cor­to­por­que­la­re­la­ción­de­es­pi­ras­al­cua­dra­do­pue­de­te­ner­un­va­lor­muy­al­to,­pe­ro­los­ce­ro­ohm­del­se­cun­da­rio­ mul­ti­pli­ca­do­ por­ ese­ va­lor­ siem­pre­ da­rán un­va­lor­nu­lo.­Pe­ro­a­la­in­duc­tan­cia­de­dis­per­sión­no hay­co­mo­cor­to­ci­rcui­tar­la­y­siem­pre­es­tá­pre­sen­te­y es­real­men­te­lo­que­me­di­mos­cuan­do­un­trans­for­ma­dor­tie­nen­un­se­cun­da­rio­en­cor­to­cir­cui­to. ¿Y si lo que está en cortocircuito es el primario? En­rea­li­dad­es­to­no­cam­bia­na­da;­ese­cor­to­cir­cui­to­par­cial­se­re­fle­ja­igual­que­un­cor­to­cir­cui­to­de­un se­cun­da­rio­y­re­du­ce­el­Q­tan­to­co­mo­so­bre­otros­bo­bi­na­dos.­­ Lo­dicho­an­te­riormente­nos­muestra­que­si­cons­trui­mos­al­gún­me­di­dor­que­nos­in­di­que,­aun­que­sea en­for­ma­gro­se­ra­cuál­es­el­Q­del­pri­ma­rio,­po­dre­mos

se­pa­rar­en­tre­trans­for­ma­do­res­bue­nos­y­ma­los.­An­tes de­aban­do­nar­la­teo­ría­que­re­mos­men­cio­nar­que­no es­fá­cil­en­con­trar­to­dos­los­trans­for­ma­do­res­chop­per da­ña­dos,­por­que­mu­chos­de­ellos­no­tie­nen­un­cor­to­cir­cui­to­fran­co­si­no­una­pér­di­da­de­ais­la­ción­del­es­mal­te.­Cuan­do­se­prue­ban­a­ba­ja­ten­sión­de­en­tra­da el­ar­co­no­sal­ta­y­el­trans­for­ma­dor­su­pe­ra­la­prue­ba.

transformador excitado con señales Impulsivas Si­un­trans­for­ma­dor­se­ali­men­ta­con­un­ge­ne­ra­dor­de­se­ñal­rec­tan­gu­lar­sin­co­nec­tar­na­da­a­sus­se­cun­da­rios­es­ta­mos,­en­rea­li­dad,­pro­ban­do­una­bo­bi­na de­al­to­Q­si­el­trans­for­ma­dor­es­tá­bien­y­de­ba­jo­Q­si es­tá­mal. Y­cuan­do­se­ex­ci­ta­una­bo­bi­na­con­una­on­da­rec­tan­gu­lar,­se­ge­ne­ra­en­rea­li­dad,­una­se­ñal­amor­ti­gua­da.­ De­ la­ ca­rac­te­rís­ti­ca­ de­ la­ amor­ti­gua­ción­ po­dre­mos­sa­car­con­clu­sio­nes­de­la­fa­lla.­Tam­bién­se­pue­de­ ex­ci­tar­ a­ al­ta­ im­pe­dan­cia­ y­ ob­ser­var­ la­ caí­da­ de ten­sión­ so­bre­ el­ pro­pio­ pri­ma­rio­ del­ trans­for­ma­dor. Es­ta­es,­pre­ci­sa­men­te,­la­téc­ni­ca­que­va­mos­a­uti­li­zar en­la­mo­di­fi­ca­ción­del­pro­ba­dor­de­ve­lo­ci­dad­de­dio­dos.­ La­sec­ción­os­ci­la­do­ra­y­am­pli­fi­ca­do­ra­es­exac­ta­men­te­igual­a­la­vis­ta­en­la­en­tre­ga­an­te­rior­en­cual­quie­ra­de­sus­dos­ver­sio­nes,­es­de­cir­con­com­puer­tas o­con­PIC.­Lo­úni­co­que­cam­bia­es­la­sec­ción­de­me­di­ción­ver­la­fi­gu­ra­54. Ob­ser­ve­que­aho­ra­so­bre­el­co­lec­tor­te­ne­mos­dos cir­cui­tos­ de­ me­di­ción.­ El­ de­ la­ par­te­ su­pe­rior­ es­ el co­no­ci­do­pro­ba­dor­de­ve­lo­ci­dad­de­dio­dos.­El­de­la

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión Figura 55

Figura 56

Figura 57

50 Club Saber eleCtróniCa

par­te­ in­fe­rior­ es­ un­ sim­ple­ de­tec­tor­ a­ dio­do­ que­ mi­de­ la­ ten­sión­so­bre­el­pri­ma­rio­del­trans­for­ma­dor­ ba­jo­ prue­ba,­ que­ es­tá ex­ci­ta­do­ des­de­ el­ co­lec­tor­ del am­pli­fi­ca­dor­ con­ un­ re­sis­tor­ de 680­Ohm.­ Ob­ser­ve­que­si­el­pri­ma­rio­pre­sen­ta­una­re­sis­ten­cia­trans­fe­ri­da al­ta,­prác­ti­ca­men­te­no­pro­du­ci­rá caí­da­de­ten­sión­so­bre­el­re­sis­tor y­el­de­tec­tor­me­di­rá­una­ten­sión de­ sa­li­da­ de­ unos­ 10V.­ Si­ el trans­for­ma­dor­ tie­ne­ es­pi­ras­ en cor­to,­ese­cor­to­cir­cui­to­se­re­fle­ja­rá­so­bre­el­pri­ma­rio,­re­du­cien­do­ la­ re­sis­ten­cia­ equi­va­len­te­ a unos­ po­cos­ Ohm­ y­ el­ de­tec­tor in­di­ca­rá­prác­ti­ca­men­te­un­va­lor nu­lo.­Si­Ud.­no­tie­ne­os­ci­los­co­pio­pue­de­me­dir­la­ten­sión­so­bre el­ca­pa­ci­tor­con­un­tés­ter.­ En­nues­tro­ca­so­se­uti­li­zó,­pa­ra pro­bar­ el­ me­di­dor,­ un­ trans­for­ma­dor­ chop­per­ de­ un­ TV­ SHARP­ 3050­ y otros­de­­TVs­“Se­rie­Do­ra­da”­y­“Golds­tar”. Las­me­di­cio­nes­de­trans­for­ma­do­res­en­per­fec­to­es­ta­do­son­del­or­den­de­los­8V­y­la­de trans­for­ma­do­res­ ma­los­ de­ al­re­de­dor­ de 2,5V. Aun­que­en­to­dos­los­ca­sos­la­di­fe­ren­cia­fue ne­ta,­ es­ta­mos­ se­gu­ros­ que,­ de­ acuer­do­ a­ la teo­ría­que­ex­pli­ca­mos­en­es­ta­mis­ma­en­tre­ga­ se­gu­ra­men­te­ se­ en­con­tra­rán­ trans­for­ma­do­res­don­de­la­re­sis­ten­cia­equi­va­len­te­re­fle­ja­da­al­pri­ma­rio­só­lo­se­re­du­ce­en­un­pe­que­ño­va­lor­que­qui­zás­el­tés­ter­no­lo­gre­de­tec­tar.­En­esos­ca­sos,­es­po­si­ble­que­la­ob­ser­va­ción­con­os­ci­los­co­pio­ter­mi­ne­de­in­di­car­nos un­trans­for­ma­dor­con­fu­gas.­En­la­fi­gu­ra­­55 se­ pue­de­ ob­ser­var­ la­ sec­ción­ agre­ga­da­ de me­di­ción­si­mu­la­da­en­un­LW­(Li­ve­Wi­re). Ob­ser­ve­que­reem­pla­za­mos­a­el­pri­ma­rio­del trans­for­ma­dor­por­un­cir­cui­to­RLC­pa­ra­ha­cer­ un­ cir­cui­to­ más­ com­ple­to.­ El­ ca­pa­ci­tor C2­re­pre­sen­ta­a­la­ca­pa­ci­dad­dis­tri­bui­da­del bo­bi­na­do­ pri­ma­rio­ y­ de­ los­ se­cun­da­rios­ re­fle­ja­da­al­pri­ma­rio.­El­re­sis­tor­R2­es­el­equi­va­len­te­ al­ Q­ del­ bo­bi­na­do­ pri­ma­rio­ de­ un trans­for­ma­dor­ en­ bue­nas­ con­di­cio­nes­ y­ L1 es­ la­ in­duc­tan­cia­ de­ mag­ne­ti­za­ción­ del­ pri­ma­rio.­ Re­cuer­de­ ha­cer­ las­ me­di­cio­nes­ con una­pun­ta­di­vi­so­ra­por­10­y­a­2µS­por­di­vi­sión­de­la­ba­se­de­tiem­po­ho­ri­zon­tal.

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Figura 58

Figura 59 Es­acon­se­ja­ble­rea­li­zar,­en­pri­me­ra­ins­tan­cia,­una me­di­ción­ so­bre­ el­ co­lec­tor­ del­ tran­sis­tor­ am­pli­fi­ca­dor­re­pre­sen­ta­do­en­nues­tro­cir­cui­to­por­el­ge­ne­ra­dor de­ fun­cio­nes.­ Es­ta­ se­ñal­ se­rá­ en­ to­dos­ los­ ca­sos,­ la se­ñal­ de­ re­fe­ren­cia­ del­ sis­te­ma­ de­ me­di­ción.­Ver­ la fi­gu­ra­56. Cuan­do­ se­ prue­ba­ un­ trans­for­ma­dor­ en­ bue­nas con­di­cio­nes­ se­ pue­de­ ob­te­ner­ so­bre­ su­ pri­ma­rio­ un os­ci­lo­gra­ma­­co­mo­el­in­di­ca­do­en­la­fi­gu­ra­57. Lo­más­im­por­tan­te­de­es­te­os­ci­lo­gra­ma­es­que­el mis­mo­ tie­ne­ un­ se­mi­ci­clo­ ne­ga­ti­vo­ que,­ evi­den­te­men­te,­ se­ pro­du­ce­ por­ las­ ca­rac­te­rís­ti­cas­ reac­ti­vas

Figura 60

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del­ trans­for­ma­dor.­ Cuan­do más­gran­de­sea­el­ci­clo­ne­ga­ti­vo­ ma­yor­ se­rá­ el­ “Q”­ del­ cir­cui­to­y­se­rá­me­nos­pro­ba­ble­la po­si­bi­li­dad­de­un­cor­to­cir­cui­to en­tre­es­pi­ras.­Nues­tro­de­tec­tor só­lo­ mi­de­ el­ se­mi­ci­clo­ po­si­ti­vo,­así­que­ve­re­mos­una­pos­te­rior­ mo­di­fi­ca­ción­ con­ un­ de­tec­tor­de­va­lor­pi­co­a­pi­co­que in­cre­men­ta­ el­ dis­cer­ni­mien­to del­pro­ba­dor. Otra­ me­di­ción­ po­si­ble­ de­ rea­li­zar,­ es­ el con­su­mo­del­pri­ma­rio­co­nec­tan­do­el­os­ci­los­co­pio­so­bre­el­re­sis­tor­R1.­En­es­te­ca­so, un­ trans­for­ma­dor­ en­ bue­nas­ con­di­cio­nes de­be­rá­ to­mar­ una­ co­rrien­te­ re­la­ti­va­men­te ba­ja­tal­co­mo­la­que­se­ob­ser­va­en­el­os­ci­lo­gra­ma­­58. Cuan­do­ se­ co­nec­ta­ un­ trans­for­ma­dor­ en ma­las­ con­di­cio­nes,­ los­ os­ci­lo­gra­mas­ se mo­di­fi­can­con­si­de­ra­ble­men­te,­ob­te­nién­do­se­al­go­si­mi­lar­a­lo­in­di­ca­do­en­la­fi­gu­ra­59 con­el­os­ci­los­co­pio­so­bre­el­pri­ma­rio. Ob­ser­ve­que­la­for­ma­de­se­ñal­es­prác­ti­ca­men­te­un­re­pli­ca­de­la­ten­sión­del­ge­ne­ra­dor­con­mu­cha­me­nor­am­pli­tud.­La­ra­zón es­que­la­re­sis­ten­cia­de­las­es­pi­ras­en­cor­to se­ re­fle­jan­ co­mo­ un­ re­sis­ten­cia­ re­la­ti­va­men­te­pu­ra. La­for­ma­de­ten­sión­so­bre­el­re­sis­tor­R1­se­rá­tam­bién­mu­cho­más­re­sis­ti­va­y­ten­drá­una­am­pli­tud­con­si­de­ra­ble­men­te­ma­yor­co­mo­la­in­di­ca­da­en­la­fi­gu­ra 60.

el detector de tensión pico a pico Un­de­tec­tor­de­va­lor­­p.a.p­se­cons­tru­ye­con­dos dio­dos­1N4148­y­nos­per­mi­te­me­dir­los­dos­se­mi­ci­clos­y­co­mo­va­lor­agre­ga­do­per­mi­te­el­fil­tra­do­de­las ten­sio­nes­con­ti­nuas­que­pu­die­ra­te­ner­el­ge­ne­ra­dor.­Ver­la­fi­gu­ra­61. Se­ pue­de­ ob­ser­var­ el­ os­ci­lo­gra­ma­de­ten­sión­so­bre­el­dio­do­ D1,­ que­ no­ per­mi­te­ que­ la ten­sión­ so­bre­ él­ pa­se­ al­ cua­dran­te­ in­fe­rior.­ El­ dio­do­ D1 ter­mi­na­la­ta­rea­rec­ti­fi­can­do­el va­lor­de­pi­co­de­la­se­ñal.­Co­mo­ se­ pue­de­ ob­ser­var­ lo­ que no­po­de­mos­evi­tar­es­la­pér­di­da­de­bi­da­a­las­ba­rre­ras­de­am­-

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión Figura 61

Figura 62 bos­dio­dos.­Es­to­tie­ne­una­so­lu­ción­que­se­pue­de­ob­ser­var­en­la­fi­gu­ra­62­y­que­con­sis­te­en­pre­po­la­ri­zar los­dio­dos­agre­gan­do­una­ten­sión­de­1,2V­apro­xi­ma­da­men­te­en­el­áno­do­de­D2. An­tes­de­rea­li­zar­al­gu­na­me­di­ción­se­de­be­ajus­tar­el­pre­set­VR1.­Des­co­nec­te­la­pun­ta­de­me­di­ción (pun­ta­iz­quier­da­de­C2­en­el­ai­re)­y­ajus­te­el­pre­set pa­ra­que­el­tés­ter­di­gi­tal­in­di­que­unos­po­cos­mV.­Así se­com­pen­sa­ron­las­ba­rre­ras­de­D1­y­D2­y­cual­quier ten­sión­apli­ca­da­a­la­en­tra­da­se­rá­me­di­da­por­el­cir­cui­to­aun­que­sea­in­fe­rior­a­una­ba­rre­ra.­ Es­te­de­tec­tor­de­ten­sión­pi­co­a­pi­co­(p.a.p)­tie­ne una­apli­ca­ción­ge­ne­ral­que­va­más­allá­de­la­me­di­ción­de­chop­per,­don­de­real­men­te­no­se­ne­ce­si­ta­anu­lar­ el­ error­ de­ las­ ba­rre­ras.­ La­ apli­ca­ción­ ma­yor­ es me­dir­ se­ña­les­ allí­ don­de­ hay­ un­ va­lor­ me­dio­ que pue­de­al­te­rar­la­me­di­ción.­En­efec­to,­el­ca­pa­ci­tor­C2 fil­tra­cual­quier­com­po­nen­te­con­ti­nua­y­el­cir­cui­to­só­lo­ mi­de­ la­ ten­sión­ pi­co­ a­ pi­co­ de­ al­ter­na.­ Co­mo

52 Club Saber eleCtróniCa

ejem­plo,­ es­te­ de­tec­tor­ tie­ne­ una­ enor­me­ apli­ca­ción cuan­do­se­de­sea­me­dir­el­puer­to­de­co­mu­ni­ca­cio­nes de­un­mi­cro­(DA­TA­y­CLOCK)­o­la­ten­sión­de­sa­li­da­ ho­ri­zon­tal­ de­ un­ jun­gla.­ En­ nues­tra­ apli­ca­ción cuan­do­ se­ uti­li­za­ la­ son­da­ de­tec­to­ra­ p.a.p,­ la­ me­di­ción­de­un­trans­for­ma­dor­en­bue­nas­con­di­cio­nes­da un­va­lor­de­10V­y­una­ma­la­de­1,5V.­

Mediciones de Inductancia Mu­chas­ve­ces­se­de­sea­me­dir­real­men­te­la­in­duc­tan­cia­de­un­trans­for­ma­dor­y­só­lo­se­cuen­ta­con­un tés­ter­di­gi­tal­co­mún­que­no­mi­de­in­duc­tan­cia.­ ¿Se puede hacer algún medidor casero de bajo precio que nos permita medir las inductancias más comunes de un TV o un monitor? Se­pue­de­y­es­una­apli­ca­ción­del­me­di­dor­que­vi­-

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Figura 63

mos­has­ta­aho­ra­so­bre­to­do­si­Ud.­cons­tru­yó­la­ver­sión­ con­ PIC­ por­que­ la­ mis­ma­ per­mi­te­ cam­biar­ la fre­cuen­cia­de­clock­y­el­pe­río­do­de­ac­ti­vi­dad­del­os­ci­la­dor­con­una­gran­fa­ci­li­dad.­ El­ins­tru­men­to­que­le­pro­po­ne­mos­rea­li­zar­se­lla­ma­Qme­tro­(cú­me­tro)­y­no­es­un­in­ven­to­del­au­tor. Los­Qme­tros­co­mer­cia­les­es­tán­cons­trui­dos­pa­ra­fre­cuen­cias­de­has­ta­1GHz.­No­so­tros­cons­trui­re­mos­un ins­tru­men­to­pa­ra­la­ban­da­al­ta­de­au­dio­con­un­al­can­ce­má­xi­mo­de­unos­200­o­300kHz­y­un­mí­ni­mo­de unos­10kHz­y­nos­per­mi­ti­rá­me­dir­la­in­duc­tan­cia­de mag­ne­ti­za­ción­ de­ trans­for­ma­do­res­ chop­per­ y­ flybacks­e­in­duc­to­res­en­ge­ne­ral,­in­clu­yen­do­yu­gos­en su­sec­ción­ho­ri­zon­tal­y­ver­ti­cal­y­bo­bi­nas­de­fil­tra­do de­baf­fles.­Co­mo­ven,­los­lec­to­res­te­ne­mos­una­me­ta bien­am­plia­pa­ra­nues­tro­sen­ci­llo­y­eco­nó­mi­co­pro­ba­dor. Un­Qme­tro,­co­mo­su­nom­bre­lo­in­di­ca,­mi­de­el­Q de­in­duc­to­res­y­ca­pa­ci­to­res,­y­su­va­lor­de­in­duc­tan­cia­o­de­ca­pa­ci­dad.­El­Q­o­fac­tor­de­mé­ri­to­de­un­in­-

duc­tor­ nos­ in­di­ca­ qué­ tan­ ideal­ es­ el­ in­duc­tor­ ba­jo me­di­ción,­es­de­cir­si­se­tra­ta­de­un­in­duc­tor­pu­ro­o tie­ne­al­gu­na­com­po­nen­te­re­sis­ti­va­agre­ga­da.­En­la­fi­gu­ra­63­di­bu­ja­mos­un­in­duc­tor­real,­su­cir­cui­to­equi­va­len­te­se­rie­y­su­cir­cui­to­equi­va­len­te­pa­ra­le­lo. Los­ tres­ cir­cui­tos­ re­pre­sen­tan­ lo­ mis­mo:­ un­ in­duc­tor­real.­A­la­iz­quier­da­se­lo­di­bu­jó­tal­co­mo­apa­re­ce­en­un­cir­cui­to;­su­com­po­nen­tes­re­sis­ti­va­y­ca­pa­ci­ti­va­no­se­di­bu­jan,­pe­ro­el­téc­ni­co­sa­be­que­exis­ten y­no­se­di­bu­jan­pa­ra­no­com­pli­car­el­cir­cui­to.­En­el me­dio­ se­ di­bu­ja­ uno­ de­ los­ cir­cui­tos­ equi­va­len­tes com­ple­to­ del­ in­duc­tor­ el­ lla­ma­do­ “equi­va­len­te­ se­rie”.­ Es­te­ cir­cui­to­ po­see­ un­ re­sis­tor­ en­ se­rie­ con­ la bo­bi­na­ideal­que­re­pre­sen­ta­las­pér­di­das­del­in­duc­tor y­un­ca­pa­ci­tor­en­pa­ra­le­lo­que­re­pre­sen­ta­la­ca­pa­ci­dad­dis­tri­bui­da­del­bo­bi­na­do.­ ¿Qué entendemos por pérdidas en el inductor? Si­se­tra­ta­de­un­in­duc­tor­con­nú­cleo­de­ai­re,­el re­sis­tor­R­re­pre­sen­ta­só­lo­la­re­sis­ten­cia­del­alam­bre

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Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión de­co­bre.­Si­tie­ne­nú­cleo­de­hie­rro­la­mi­na­do­o­de­fe­rri­te,­en­él­se­in­vo­lu­cra­tan­to­la­re­sis­ten­cia­del­bo­bi­na­do­co­mo­las­pér­di­das­por­his­té­re­sis­y­las­pér­di­das por­ co­rrien­tes­ de­ Fo­cault.­ No­ ne­ce­si­ta­mos­ ex­pli­car con­de­ta­lle­por­­qué­se­pro­du­cen­es­tas­pér­di­das,­sim­ple­men­te­ di­ga­mos­ que­ el­ nú­cleo­ se­ ca­lien­ta­ y­ eso sig­ni­fi­ca­que­tie­ne­pérdidas­y­esas­pér­di­das­de­ben­ser re­pre­sen­ta­das­tal­co­mo­se­ha­ce­con­la­re­sis­ten­cia­del bo­bi­na­do.­ Las­ pérdidas­ del­ nú­cleo­ equi­va­len­ a­ un nue­vo­re­sis­tor­en­se­rie­con­la­bo­bi­na,­que­se­su­ma­al an­te­rior­pa­ra­sim­pli­fi­car­el­cir­cui­to. Si­to­ma­mos­el­cir­cui­to­real­y­lo­co­nec­ta­mos­a­un ge­ne­ra­dor,­ por­ él­ cir­cu­la­rá­ una­ co­rrien­te­ y­ esa­ co­rrien­te­pro­du­ci­rá­caí­das­de­ten­sión­en­las­com­po­nen­tes­in­duc­ti­va­y­re­sis­ti­va.­Tam­bién­cir­cu­la­rá­una­co­rrien­te­por­el­ca­pa­ci­tor,­pe­ro­da­do­que­el­mis­mo­es­tá co­nec­ta­do­ en­ pa­ra­le­lo­ con­ el­ ge­ne­ra­dor,­ se­ pue­de ana­li­zar­por­se­pa­ra­do­co­mo­una­ra­ma­pa­ra­le­lo.­Ana­li­ce­mos­la­ra­ma­del­in­duc­tor­con­su­re­sis­tor­de­pérdidas­en­se­rie.­Ver­la­fi­gu­ra­64. En­ el­ di­bu­jo­ pre­ten­de­mos­ de­mos­trar­ que­ la­ se­gun­da­ley­de­Kir­choff­tie­ne­ca­rác­ter­uni­ver­sal,­es­de­cir­ que­ la­ su­ma­ de­ las­ caí­das­ de­ ten­sión­ de­ la­ red siem­pre­son­igua­les­a­la­ten­sión­de­la­fuen­te.­Lo­que hi­ci­mos­en­ton­ces­es­co­lo­car­un­os­ci­los­co­pio­so­bre­el in­duc­tor­ideal­y­otro­so­bre­el­re­sis­tor.­Evi­den­te­men­te­ la­ su­ma­ de­ am­bos­ de­be­ ser­ igual­ a­ la­ in­di­ca­ción del­os­ci­los­co­pio­co­nec­ta­do­so­bre­el­to­tal­del­cir­cui­to se­rie. Sin­em­bar­go,­el­cir­cui­to­to­tal­tie­ne­apli­ca­da­una ten­sión­de­5V­y­en­el­re­sis­tor­se­ob­tie­nen­2V­y­­en­el in­duc­tor­4,5.­Co­mo­4,5V­+­2V­es­igual­a­6,5V­pa­re­ce­ría­ que­ no­ se­ cum­ple­ la­ se­gun­da­ ley­ de­ Kir­choff cuan­do­se­tra­ba­ja­con­co­rrien­te­al­ter­na.­Si­Ud.­ob­ser­va­los­os­ci­lo­gra­mas­con­aten­ción,­po­drá­en­con­trar­la ra­zón­de­es­ta­fa­la­cia.­La­fa­se­de­los­os­ci­lo­gra­mas­es­tá­ co­rri­da.­ Si­ con­si­de­ra­mos­ que­ la­ co­rrien­te­ por­ el cir­cui­to­es­tá­en­fa­se­con­la­ten­sión­so­bre­el­in­duc­tor, po­de­mos­ase­gu­rar­que­la­ten­sión­en­el­in­duc­tor­es­tá atra­sa­da­con­res­pec­to­a­la­co­rrien­te­y­que­en­nues­tro ejem­plo­ ese­ án­gu­lo­ es­ de­ exac­ta­men­te­ 90°­ por­que uti­li­za­mos­un­in­duc­tor­ideal.­El­án­gu­lo­en­tre­la­co­rrien­te­y­la­ten­sión­apli­ca­da­al­cir­cui­to­equi­va­len­te, es,­en­es­te­ca­so,­de­30°­y­ade­más­po­de­mos­ase­gu­rar que­la­ten­sión­ade­lan­ta­a­la­co­rrien­te. Si­su­ma­mos­las­com­po­nen­tes­in­duc­ti­va­y­re­sis­ti­va­con­si­de­ran­do­que­se­en­cuen­tran­a­90°,­en­ton­ces­sí se­cum­ple­la­se­gun­da­ley­de­Kir­choff.­Si­el­lec­tor­se acuer­da­ del­ teo­re­ma­ de­ Pi­tá­go­ras­ no­ ten­drá­ du­das que­el­cua­dra­do­de­la­ten­sión­del­ge­ne­ra­dor­(hi­po­te­nu­sa­=­5V)­es­igual­al­cua­dra­do­de­la­caí­da­de­ten­sión­so­bre­el­re­sis­tor­(ca­te­to­opues­to­2V)­más­el­cua­dra­do­de­la­caí­da­de­ten­sión­so­bre­el­in­duc­tor­ideal (ca­te­to­ad­ya­cen­te­4,5V).

54 Club Saber eleCtróniCa

Lo­que­a­no­so­tros­nos­in­te­re­sa­es­cal­cu­lar­el­Q­de nues­tro­cir­cui­to­que­se­de­fi­ne­co­mo­la­ener­gía­reac­ti­va­(so­bre­el­in­duc­tor)­di­vi­di­da­por­la­ener­gía­re­sis­ti­va­(so­bre­el­re­sis­tor).­Co­mo­la­co­rrien­te­cir­cu­lan­do por­am­bos­com­po­nen­tes­es­la­mis­ma,­en­lu­gar­de­di­vi­dir­ las­ ener­gías­ po­de­mos­ di­vi­dir­ di­rec­ta­men­te­ las ten­sio­nes­ y­ en­ton­ces­ ten­dría­mos­ un­ Q­ de­ 4,5V/2V que­es­igual­a­2,5. Por­lo­ge­ne­ral­los­in­duc­to­res­tie­nen­una­com­po­nen­te­reac­ti­va­mu­cho­mas­gran­de­que­la­re­sis­ti­va­y en­ton­ces­ el­ co­cien­te­ tie­ne­ un­ di­vi­sor­ muy­ pe­que­ño dan­do­va­lo­res­de­Q­del­or­den­de­100.­En­nues­tro­ca­so­ pu­si­mos­ una­ com­po­nen­te­ re­sis­ti­va­ muy­ gran­de pa­ra­que­los­des­fa­sa­jes­sean­mas­evi­den­tes.­­­­­­­­­­ Exis­ten­dos­dis­po­si­cio­nes­de­Qme­tro­que­se­uti­li­zan­de­acuer­do­a­las­me­di­cio­nes­a­rea­li­zar.­La­mas co­no­ci­da­es­la­del­Qme­tro­se­rie­que­es­tu­dia­re­mos­en el­pró­xi­mo­apar­ta­do.

construcción de un Qmetro serie Nues­tra­me­ta­es­me­dir­L­y­Q.­De­la­me­di­ción­de Q­ya­sa­be­mos­bas­tan­te­pe­ro­has­ta­aho­ra­no­di­ji­mos co­mo­ se­ pue­de­ me­dir­ la­ in­duc­tan­cia.­ So­lo­ te­ne­mos un­ge­ne­ra­dor­de­on­da­rec­tan­gu­lar­cons­trui­do­con­un PIC­que­nos­pue­de­en­tre­gar­una­on­da­rec­tan­gu­lar­de 5V­de­pi­co­con­un­pe­rio­do­de­ac­ti­vi­dad­del­10%­y una­fre­cuen­cia­del­or­den­de­los­60kHz. Mo­di­fi­car­ese­ge­ne­ra­dor­pa­ra­que­fun­cio­ne­a­fre­cuen­cia­ va­ria­ble­ en­tre­ 10kHz­ y­ 300kHz­ ­ con­ un tiem­po­de­ac­ti­vi­dad­del­50%­es­una­ta­rea­sim­ple­que so­lo­re­quie­re­un­cam­bio­de­pro­gra­ma­ción­del­PIC. Pa­ra­me­dir­L­de­be­mos­te­ner­un­ca­pa­ci­tor­va­ria­ble­ca­li­bra­do.­Si­lo­ha­ce­mos­re­so­nar­con­el­in­duc­tor a­me­dir,­la­fór­mu­la­de­Thomp­son­nos­di­rá­cual­es­su in­duc­tan­cia.­En­la­fi­gu­ra­65­se­pue­de­ob­ser­var­el­cir­cui­to­pro­pues­to­que­por­otro­la­do­es­su­ma­men­te­sim­-

Figura 65

M ontaje

de i nStruMentoS para la

ple­de­im­ple­men­tar.­Si­Ud.­es­tá­real­men­te­ha­cien­do la­si­mu­la­ción­de­be­te­ner­en­cuen­ta­un­de­ta­lle­de­los si­mu­la­do­res.­Al­gu­nos­tra­ba­jan­con­in­duc­to­res­rea­les (por­ ejem­plo­ el­ Li­ve­ Wi­re)­ y­ otros­ con­ in­duc­to­res idea­les­(co­mo­por­ejem­plo­el­Mul­ti­sim).­En­el­pri­me­r ca­so,­los­in­duc­to­res­tie­nen­fi­ja­do­un­Q­del­or­den­de 3­o­5­y­no­se­pue­de­pre­ten­der­rea­li­zar­una­si­mu­la­ción con­un­Q­ma­yor.­En­el­otro­ca­so,­an­tes­de­rea­li­zar­la si­mu­la­ción­ de­be­ di­se­ñar­ un­ in­duc­tor­ con­ una­ cier­ta re­sis­ten­cia­en­se­rie­o­pa­ra­le­lo­pa­ra­que­el­in­duc­tor­si­mu­la­do­se­pa­rez­ca­al­real. Có­mo­fun­cio­na­nues­tro­cir­cui­to­de­me­di­ción.­La idea­es­ha­cer­re­so­nar­la­bo­bi­na­con­un­ca­pa­ci­tor­ex­ter­no­ co­no­ci­do.­ Cam­bian­do­ la­ ca­pa­ci­dad­ o­ la­ fre­cuen­cia.­Co­mo­sea,­el­pun­to­de­re­so­nan­cia­es­aquél en­ que­ la­ reac­tan­cia­ ca­pa­ci­ti­va­ se­ igua­la­ con­ la­ in­duc­ti­va.­En­ese­mo­men­to,­si­am­bos­com­po­nen­tes­son idea­les­ (no­ tie­nen­ com­po­nen­te­ re­sis­ti­va)­ a­ la­ fre­cuen­cia­de­re­so­nan­cia,­las­reac­tan­cias­se­anu­lan­por que­tie­nen­án­gu­los­opues­tos.­Es­de­cir­que­en­in­duc­tor,­la­ten­sión­ade­lan­ta­90°­a­la­co­rrien­te­y­en­el­ca­pa­ci­tor­ atra­sa­ 90°.­ Co­mo­ la­ co­rrien­te­ es­ úni­ca,­ por tra­tar­se­de­un­cir­cui­to­se­rie,­es­to­sig­ni­fi­ca­que­la­ten­sión­so­bre­el­in­duc­tor­tie­ne­un­des­fa­sa­je­de­-90°­y­en el­ca­pa­ci­tor­de­+90°.­Es­to­ha­ce­un­to­tal­de­180°­que equi­va­le­a­de­cir­que­am­bas­ten­sio­nes­son­opues­tas.­Y si­son­opues­tas­se­anu­lan,­lo­que­equi­va­le­a­de­cir­que am­bas­ reac­tan­cias­ con­si­de­ra­das­ en­ su­ con­jun­to­ son equi­va­len­tes­a­un­cor­to­cir­cui­to.­ Con­com­po­nen­tes­rea­les­no­se­anu­lan­to­tal­men­te, pe­ro­la­im­pe­dan­cia­se­rie­se­re­du­ce­con­si­de­ra­ble­men­te­en­el­pun­to­de­re­so­nan­cia,­per­mi­tien­do­la­rea­li­za­ción­de­una­me­di­ción.­ ¿Qué medimos? En­ rea­li­dad­ se­ pue­den­ me­dir­ va­rias­ pa­rá­me­tros pa­ra­de­ter­mi­nar­la­re­so­nan­cia­de­pen­dien­do­de­las­ca­rac­te­rís­ti­cas­de­nues­tro­me­di­dor.­Por­ejem­plo­se­pue­de­me­dir­la­co­rrien­te­por­el­cir­cui­to­se­rie.­Pe­ro­tam­bién­se­pue­de­me­dir­la­ten­sión­so­bre­el­in­duc­tor­o­so­bre­el­ca­pa­ci­tor.­Cual­quie­ra­de­es­tos­pa­rá­me­tros­a­va­lor­má­xi­mo­im­pli­ca­re­so­nan­cia,­tan­to­si­se­cam­bia­la ca­pa­ci­dad­co­mo­si­se­cam­bia­la­fre­cuen­cia. La­me­di­ción­de­ten­sión­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­pre­sen­ta­al­gu­nas­ven­ta­jas­de­di­se­ño­que­no­de­ben­de­sa­pro­ve­char­se.­Una­de­es­tas­ven­ta­jas­es­la­fa­ci­li­dad­de­ca­li­bra­ción­ del­ Qme­tro.­ En­ el­ Qme­tro­ se­rie­ se­ pue­de de­mos­trar­que­la­ten­sión­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­es­Q­ve­ces­más­gran­de­que­so­bre­el­ge­ne­ra­dor­(si­se­con­si­de­ra­que­el­Q­del­ca­pa­ci­tor­es­mu­cho­más­gran­de­que el­ del­ in­duc­tor,­ lo­ que­ por­ lo­ ge­ne­ral,­ es­ ab­so­lu­ta­men­te­ cier­to).­ Por­ ejem­plo,­ si­ el­ ge­ne­ra­dor­ en­tre­ga 1V­y­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­se­mi­den­30V­sig­ni­fi­ca­que el­Q­del­in­duc­tor­es­de­30.­Ob­ser­ve­que­si­usa­mos­el

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

mis­mo­me­di­dor­pa­ra­ajus­tar­la­sa­li­da­del­ge­ne­ra­dor (ca­li­bra­ción)­que­pa­ra­me­dir­(me­di­ción)­no­tie­ne­im­por­tan­cia­ el­ error­ ab­so­lu­to­ del­ me­di­dor,­ por­que­ la me­di­ción­es­com­pa­ra­ti­va­y­no­ab­so­lu­ta.­En­nues­tro ca­so­el­es­la­bón­mas­dé­bil­es­jus­ta­men­te­el­me­di­dor de­bi­do­a­la­pre­sen­cia­de­los­dio­dos­de­tec­to­res. De­be­mos­ aho­ra­ com­ple­tar­ nues­tro­ di­se­ño­ in­di­can­do­ có­mo­ ca­li­brar­ nues­tro­ Qme­tro­ de­ ba­ja­ fre­cuen­cia.­La­ca­li­bra­ción­de­be­rá­rea­li­zar­se­con­pa­tro­nes­de­in­duc­tan­cia­que­tie­nen­un­enor­me­va­lor­por­sí mis­mo.­Le­ade­lan­ta­mos­de­qué­se­tra­ta: Ima­gí­ne­se­que­Ud.­du­de­de­un­in­duc­tor­de­la­eta­pa­PWM­de­un­mo­ni­tor­(por­ejem­plo­su­po­ne­que­tie­ne­es­pi­ras­en­cor­to).­Si­tie­ne­cons­trui­do­su­Qme­tro­lo pue­de­me­dir;­pe­ro­si­el­Qme­tro­le­di­ce­que­es­tá­mal có­mo­lo­reem­pla­za­pa­ra­es­tar­se­gu­ro­de­que­el­mo­ni­tor­no­tie­ne­al­gún­pro­ble­ma­más.­Nues­tra­idea­es­rea­li­zar­un­in­duc­tor­de­uso­ge­ne­ral­con­un­nú­cleo­de­un fly-back­en­de­su­so,­que­ten­ga­múl­ti­ples­de­ri­va­cio­nes pa­ra­se­lec­cio­nar­por­ejem­plo­des­de­0,3mH­a­3mH­en 10­pa­sos. Es­te­in­duc­tor­nos­per­mi­ti­rá­reem­pla­zar­los­com­po­nen­tes­más­im­por­tan­tes­de­un­mo­ni­tor­o­un­TV­en for­ma­ pro­vi­so­ria­ de­ mo­do­ tal­ que­ en­ca­re­mos­ lue­go una­com­pra­es­tan­do­se­gu­ros­de­no­fra­ca­sar.­El­ejem­plo­más­sig­ni­fi­ca­ti­vo­es­el­yu­go­ho­ri­zon­tal­o­ver­ti­cal de­un­TV­o­un­mo­ni­tor.­No­exis­te­com­po­nen­te­más com­ple­jo­de­reem­pla­zar­que­un­yu­go­de­bi­do­a­que­su mon­ta­je­ so­bre­ el­ cue­llo­ es­ una­ ver­da­de­ra­ ta­rea­ de pre­ci­sión.­No­se­tra­ta­de­aflo­jar­una­abra­za­de­ra­y­sa­car­el­yu­go.­An­tes­hay­que­sa­car­el­con­jun­to­de­ima­nes­de­con­ver­gen­cia­y­pu­re­za­y­lue­go­de­cam­biar­el yu­go­hay­que­vol­ver­los­a­ajus­tar. Mu­chos­re­pa­ra­do­res­sue­len­sa­car­ale­gre­men­te­el yu­go­pa­ra­“lle­var­lo­a­me­dir”.­Cuan­do­le­con­fir­man que­el­yu­go­es­tá­bien­lo­vuel­ven­a­co­lo­car­y­bus­can la­ver­da­de­ra­fa­lla.­Cuan­do­la­en­cuen­tran­se­lle­van­la sor­pre­sa­ de­ que­ el­ mo­ni­tor­ o­ TV­ arran­ca­ pe­ro­ con erro­res­de­pu­re­za­y­con­ver­gen­cia.­Si­in­ten­tan­el­ajus­te­al­azar­de­los­ima­nes,­por­lo­ge­ne­ral­de­mo­ran­va­rias­ho­ras­pa­ra­ob­te­ner­só­lo­un­fun­cio­na­mien­to­ape­nas­acep­ta­ble.­ Con­nues­tro­me­di­dor­Ud.­po­drá­me­dir­la­in­duc­tan­cia­en­for­ma­pre­ci­sa­de­yu­gos,­flay-backs,­in­duc­to­res­de­PWM­de­mo­ni­to­res,­trans­for­ma­do­res­chop­per,­etc..­Lue­go­po­drá­si­mu­lar­los­pa­ra­pro­bar­el­cir­cui­to­en­for­ma­real­y­ase­gu­rar­el­diag­nós­ti­co. El­te­ma­de­los­fly-backs­es­un­ca­so­apar­te­y­nues­tro­ me­di­dor­ só­lo­ pue­de­ in­di­car­nos­ la­ pre­sen­cia­ de cor­to­cir­cui­tos­a­ba­ja­ten­sión.­Pe­ro­la­prue­ba­más­im­por­tan­te­es­jus­ta­men­te,­la­de­ar­cos­y­si­no­la­rea­li­za­mos­es­im­po­si­ble­sa­ber­a­cien­cia­cier­ta­el­es­ta­do­del fly-back. Có­mo­ prue­ban­ un­ fly-back­ en­ los­ ne­go­cios­ de

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión elec­tró­ni­ca.­To­do­ de­pen­de­ de­ la­ se­rie­dad­ del­ ne­go­cio;­ pue­de­ ser­ que­ ten­gan­ un­ pro­ba­dor­ pro­fe­sio­nal, pe­ro­por­lo­ge­ne­ral­lo­ha­cen­con­un­pro­ba­dor­ca­se­ro de­ du­do­sa­ exac­ti­tud.­ Ese­ pro­ba­dor­ es­ un­ TV­ o­ un mo­ni­tor­que­fun­cio­nen­acep­ta­ble­men­te­bien.­El­flyback­ba­jo­prue­ba­se­co­nec­ta­en­pa­ra­le­lo­con­el­flyback­del­pro­ba­dor­y­se­ob­ser­va­la­pan­ta­lla.­Si­no­se apa­ga­y­no­sal­tan­ar­cos­se­su­po­ne­que­el­fly-back­es­tá­en­buen­es­ta­do. El­prin­ci­pio­de­la­prue­ba­no­es­erró­neo,­pe­ro­su im­ple­men­ta­ción­ de­be­ ser­ muy­ cui­da­do­sa.­ Un­ flyback­ que­ no­ chis­pea­ en­ 25kV­ pue­de­ chis­pear­ en 25,1kV.­Y­ade­más­un­fly-back­que­no­ge­ne­ra­AT­no chis­pea­pe­ro­no­fun­cio­na.­En­sín­te­sis,­que­el­pro­ba­dor­de­fly-backs­de­be­te­ner­un­me­di­dor­de­AT­y­le pue­do­ase­gu­rar­que­en­la­ma­yo­ría­de­los­ne­go­cios­no lo­tie­nen.­Cuan­do­se­tra­ta­de­me­dir­un­yu­go,­por­lo ge­ne­ral­es­tán­en­peo­res­con­di­cio­nes­aun­por­que­só­lo lo­mi­den­con­un­tés­ter­con­me­di­dor­de­in­duc­tan­cia­y lo­ol­fa­tean­pa­ra­de­ter­mi­nar­que­no­ten­ga­olor­a­es­mal­te­que­ma­do. Nues­tra­in­ten­ción­es­ter­mi­nar­el­Qme­tro­pa­ra­que Ud.­ pue­da­ me­dir­ in­duc­to­res­ a­ ba­ja­ ten­sión.­ Un­ in­duc­tor­ que­ ya­ pa­só­ por­ el­ Qme­tro­ y­ fue­ apro­ba­do, pue­de­co­lo­car­se­en­el­pro­ba­dor­de­fly-backs­con­al­gu­na­se­gu­ri­dad.­ Lue­go­co­men­zar­a­cons­truir­un­pro­ba­dor­de­yu­gos,­fly-back,­tran­sis­to­res­de­sa­li­da­ho­ri­zon­tal­y­dio­dos­re­cu­pe­ra­do­res­que­per­mi­ta­ajus­tar­la­ten­sión­en for­ma­pro­gre­si­va­y­a­va­lo­res­su­pe­rio­res­a­los­nor­ma­les.­Por­úl­ti­mo,­va­mos­a­cons­truir­un­me­di­dor­de­AT

Figura 66

56 Club Saber eleCtróniCa

que­com­ple­te­el­di­se­ño­del­pro­ba­dor­y­que­nos­per­mi­ta­me­dir­en­un­TV­o­en­un­mo­ni­tor­la­ten­sión­de fo­co­y­de­áno­do­fi­nal.­­­­­

Montaje del Qmetro para Medición de transformadores y Fly-Backs En­cier­to­sen­ti­do,­vi­vir­en­uno­de­nues­tro­paí­ses de­Amé­ri­ca­la­ti­na­tie­ne­sus­ven­ta­jas.­Se­gu­ra­men­te­un que­un­téc­ni­co­de­EEUU­no­sa­be­có­mo­fun­cio­na­un Qme­tro.­Si­lo­ne­ce­si­ta­lo­com­pra­por­que­tie­ne­po­der ad­qui­si­ti­vo­pa­ra­ha­cer­lo.­En­nues­tra­que­ri­da­Amé­ri­ca­La­ti­na­si­Ud.­ne­ce­si­ta­un­Qme­tro­lo­fa­bri­ca­y­con eso­apren­de­mu­cho­más­que­si­sim­ple­men­te­lo­com­pra­ra.­ Por­ eso­ nues­tro­ téc­ni­cos­ son­ bien­ve­ni­dos­ en los­paí­ses­de­sa­rro­lla­dos,­por­que­tie­nen­una­ima­gi­na­ción­exa­cer­ba­da­por­la­ne­ce­si­dad. ¿Cómo, que un Qmetro comercial va a tener mejores características y mejor presentación que uno de fabricación casera? En­cuan­to­a­pre­sen­ta­ción­pue­de­ser,­pe­ro­la­pin­ta es­lo­de­me­nos.­La­pin­ta­pue­de­ser­im­por­tan­te­al­co­mien­zo­pe­ro­lo­im­por­tan­te,­el­ver­da­de­ro­amor­por­un ins­tru­men­to­ útil,­ ­ vie­ne­ con­ el­ uso­ y­ no­ tie­ne­ na­da que­ver­con­el­as­pec­to­ex­te­rior.­ Nues­tro­Qme­tro­ya­es­tá­plan­tea­do.­Es­una­com­bi­na­ción­de­cir­cui­tos­que­ya­ha­bía­mos­cons­trui­do­y apli­ca­do­a­los­que­le­en­con­tra­mos­una­nue­va­fun­ción y­ otros­ com­po­nen­tes­ que­ se­gu­ra­men­te­ ten­dre­mos

M ontaje

de i nStruMentoS para la

que­ en­con­trar­ en­ al­gún­ de­sar­ma­de­ro­ o­ en­ nues­tro pro­pio­de­pósi­to. En­ la­ fi­gu­ra­ 66­ tenemos­ el­ cir­cui­to­ del­ Qme­tro pe­ro­con­el­agre­ga­do­de­un­ca­pa­ci­tor­va­ria­ble­en­pa­ra­le­lo­con­el­ca­pa­ci­tor­fi­jo­de­sin­to­nía.­Ob­ser­ve­que ade­más­ lo­ si­mu­la­mos­ en­ WB­ mul­ti­sim­ pa­ra­ po­der tra­ba­jar­con­in­duc­to­res­de­al­to­Q. El­ ge­ne­ra­dor­ de­ fun­cio­nes­ re­pre­sen­ta­ a­ nues­tro cir­cui­to­os­ci­la­dor­ya­sea­que­lo­ha­ya­mos­cons­trui­do con­ un­ PIC­ o­ con­ una­ com­puer­ta,­ pe­ro­ re­cor­dan­do que­ese­os­ci­la­dor­de­be­te­ner­el­tiem­po­de­ac­ti­vi­dad ajus­ta­do­al­50%­pa­ra­usar­el­os­ci­la­dor­co­mo­ge­ne­ra­dor­de­un­Qme­tro.­En­ca­so­con­tra­rio­fun­cio­na­rá,­pe­ro­con­me­nor­sen­si­bi­li­dad­de­lec­tu­ra. Nues­tro­ ge­ne­ra­dor­ real­ tie­ne­ una­ re­sis­ten­cia­ in­ter­na­de­39­Ohm­y­una­am­pli­tud­pi­co­a­pi­co­de­10V. La­ten­sión­es­un­po­co­al­ta­pa­ra­nues­tras­ne­ce­si­da­des y­lo­mis­mo­ocu­rre­con­la­re­sis­ten­cia­in­ter­na.­Por­esa ra­zón­se­em­plea­el­ate­nua­dor­for­ma­do­por­R2­y­R3 que­ba­ja­la­ten­sión­a­un­ni­vel­de­4V­apro­xi­ma­da­men­te­ y­ la­ re­sis­ten­cia­ in­ter­na­ equi­va­len­te­ es­ de­ apro­xi­ma­da­men­te­8­Ohm. Es­te­ge­ne­ra­dor­ha­ce­cir­cu­lar­co­rrien­te­por­el­cir­cui­to­L­C­for­ma­do­por­el­in­duc­tor­a­me­dir­y­el­ca­pa­ci­tor­ C1­ con­ un­ ca­pa­ci­tor­ va­ria­ble­ de­ apro­xi­ma­da­men­te­100pF­en­pa­ra­le­lo.­La­ca­pa­ci­dad­C1­va­a­va­riar­con­el­ran­go­de­me­di­ción.­En­la­fi­gu­ra­66­in­di­ca­mos­ el­ cir­cui­to­ pa­ra­ me­dir­ in­duc­to­res­ del­ or­den­ de 1mH­y­pos­te­rior­men­te­lo­va­mos­a­com­ple­tar­con­una lla­ve­ que­ mo­di­fi­que­ el­ ca­pa­ci­tor­ C1­ pa­ra­ agre­gar nue­vos­ran­gos. Mas­ade­lan­te­ob­ser­va­rá­que­cam­bia­mos­los­va­lo­res­ del­ ca­pa­ci­tor­ fi­jo­ y­ el­ va­ria­ble.­ En­ efec­to,­ es­te ins­tru­men­to­no­tie­ne­un­so­lo­cir­cui­to,­to­do­de­pen­de de­sus­ne­ce­si­da­des­y­de­lo­que­ten­ga­en­su­ta­ller.­ El­va­lor­de­la­co­rrien­te­que­cir­cu­la­por­el­cir­cui­to de­pen­de­de­la­im­pe­dan­cia­del­mis­mo.­Pe­ro­a­po­co­de ob­ser­var­lo­ve­mos­que­se­tra­ta­de­un­cir­cui­to­LC­y­co­mo­sa­be­mos,­en­esos­com­po­nen­tes­(si­son­idea­les)­la co­rrien­te­ade­lan­ta­90°­a­la­ten­sión­en­el­ca­pa­ci­tor­y atra­sa­90°­en­el­in­duc­tor.­Co­mo­la­co­rrien­te­de­be­ser la­mis­ma­por­de­fi­ni­ción­de­cir­cui­to­se­rie,­es­to­sig­ni­fi­ca­que­la­ten­sión­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­y­so­bre­el­in­duc­tor­es­tán­des­fa­sa­das­en­180°­o­lo­que­es­lo­mis­mo­que la­ ten­sión­ exis­ten­te­ so­bre­ la­ se­rie­ es­ la­ res­ta­ de­ las ten­sio­nes­so­bre­el­in­duc­tor­y­so­bre­el­ca­pa­ci­tor. En­ la­ fre­cuen­cia­ de­ re­so­nan­cia­ am­bas­ ten­sio­nes son­igua­les­y­se­anu­lan­de­mo­do­que­la­co­rrien­te­por el­cir­cui­to­se­rie­se­ha­ce­in­fi­ni­ta­o­por­lo­me­nos­se­ha­ce­igual­a­la­co­rrien­te­que­pue­de­en­tre­gar­el­ge­ne­ra­dor­si­es­ta­mos­uti­li­zan­do­com­po­nen­tes­idea­les­en­L1 y­ C1+C4.­ C1­ y­ C4­ no­ son­ idea­les­ pe­ro­ se­ acer­can mu­cho­a­esa­con­di­ción­de­mo­do­que­tie­nen­un­Q­ge­ne­ral­men­te­ma­yor­a­1000.

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

El­com­po­nen­te­más­di­fí­cil­de­fa­bri­car­es­el­in­duc­tor­y­só­lo­se­pue­den­con­se­guir­con­va­lo­res­de­Q­del or­den­de­3­a­100­de­pen­dien­do­del­ti­po­de­nú­cleo­y del­ alam­bre­ uti­li­za­do­ en­ su­ fa­bri­ca­ción.­ En­ nues­tro cir­cui­to­el­re­sis­tor­R1­no­es­un­re­sis­tor­fí­si­co­que­se agre­ga­ so­bre­ el­ in­duc­tor.­ Es­ el­ re­sis­tor­ equi­va­len­te pa­ra­le­lo,­que­li­mi­ta­el­Q­del­in­duc­tor­ideal­del­si­mu­la­dor,­pa­ra­vol­ver­lo­real.­ ¿Por qué en paralelo con el inductor y no es serie? En­rea­li­dad­nos­re­sul­ta­más­en­ten­di­ble­co­lo­car­un re­sis­tor­en­se­rie,­por­que­en­el­nos­ima­gi­na­mos­la­re­sis­ten­cia­del­bo­bi­na­do­(que­siem­pre­es­ba­ja,­del­or­den­de­la­de­ce­na­de­ohm).­Pe­ro­tan­to­en­se­rie­co­mo en­pa­ra­le­lo,­ese­re­sis­tor­va­a­ge­ne­rar­una­can­ti­dad­de ca­lor­que­re­pre­sen­ta­las­pérdidas­del­cir­cui­to­y­por­lo tan­to­no­im­por­ta­co­mo­lo­di­bu­je­mos.­Só­lo­de­be­mos te­ner­en­cuen­ta­que­su­va­lor­no­es­cual­quie­ra.­Es­de­cir,­que­da­do­un­re­sis­tor­en­se­rie­que­re­pre­sen­te­el­Q de­un­cir­cui­to­só­lo­exis­te­un­va­lor­bien­de­ter­mi­na­do de­un­re­sis­tor­en­pa­ra­le­lo,­de­mo­do­que­en­am­bos­re­sis­to­res­se­di­si­pe­la­mis­ma­po­ten­cia­ac­ti­va. Jus­ta­men­te­el­va­lor­de­Q­se­pue­de­de­fi­nir­en­fun­ción­de­la­po­ten­cia­co­mo­la­re­la­ción­en­tre­la­po­ten­cia­ac­ti­va­y­la­po­ten­cia­reac­ti­va­del­in­duc­tor.­Es­de­cir­que­­Q­=­Pr­/­Pa,­pa­ra­no­can­sar­al­lec­tor­con­tan­tas­ma­te­má­ti­cas­le­de­ci­mos­que­reem­pla­zan­do­va­lo­res­de­po­ten­cia­en­es­ta­fór­mu­la­se­lle­ga­a­la­con­clu­sión­que: Rs­=­XL2 /­Rp­ Pa­ra­nues­tro­ca­so­Rs­se­cal­cu­la­rá­co­mo: (6,28.F.L)2 /­82.000­=­9,4­Ohm ¿Qué importancia tiene calcular el valor de resistencia serie equivalente del inductor? Pre­ci­sa­men­te­ese­va­lor­es­el­que­que­da­co­nec­ta­do­en­pa­ra­le­lo­con­nues­tro­ge­ne­ra­dor­cuan­do­el­in­duc­tor­ re­sue­na­ con­ el­ ca­pa­ci­tor.­ Es­ de­cir,­ co­rrien­te má­xi­ma­ en­ el­ cir­cui­to.­ Su­ va­lor­ de­ter­mi­na­ el­ va­lor del­Q­del­cir­cui­to­y­la­fre­cuen­cia­a­la­cual­ocu­rre­la re­so­nan­cia­de­ter­mi­na­el­va­lor­de­L­si­es­que­se­co­no­ce­el­va­lor­de­C.­Aquí­po­de­mos­ob­ser­var­la­im­por­tan­cia­ de­ te­ner­ un­ ge­ne­ra­dor­ de­ ba­ja­ re­sis­ten­cia­ de sa­li­da­ y­ que­ nues­tro­ dis­po­si­ti­vo­ só­lo­ mi­de­ el­ Q­ en for­ma­ apro­xi­ma­da­ ya­ que­ la­ re­sis­ten­cia­ in­ter­na­ del di­vi­sor­ de­ ten­sión­ es­ com­pa­ra­ble­ con­ la­ re­sis­ten­cia se­rie­del­in­duc­tor­y­por­lo­tan­to­el­Q­del­cir­cui­to­se­rá­so­lo­la­mi­tad­del­Q­del­in­duc­tor. En­rea­li­dad,­es­ta­fal­ta­de­pre­ci­sión­no­tie­ne­ma­yor­ im­por­tan­cia­ por­que­ no­so­tros­ no­ pre­ten­de­mos

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión me­dir­el­Q­con­pre­ci­sión,­só­lo­de­sea­mos­me­dir­el­va­lor­de­in­duc­tan­cia­y­una­me­di­ción­apro­xi­ma­da­del­Q pa­ra­de­tec­tar­in­duc­to­res­con­es­pi­ras­en­cor­to. Só­lo­nos­fal­ta­ha­blar­del­de­tec­tor­de­on­da­com­ple­ta.­En­rea­li­dad­no­es­un­com­po­nen­te­nue­vo.­En­la fi­gu­ra­66­mos­tra­mos­en­rea­li­dad,­el­cir­cui­to­sim­pli­fi­ca­do­ en­ don­de­ reem­pla­za­mos­ la­ pre­po­la­ri­za­ción por­una­sim­ple­ba­te­ría.­ Es­te­cir­cui­to­tam­bién­pre­sen­ta­una­re­sis­ten­cia­de car­ga­que­re­du­ce­el­Q­del­cir­cui­to,­pe­ro­si­Ud.­uti­li­za­un­tés­ter­di­gi­tal­en­la­es­ca­la­de­10V­ten­drá­una­re­sis­ten­cia­de­car­ga­de­2­o­3­MΩ­que­ya­es­acep­ta­ble­men­te­al­ta.­Con­un­tés­ter­ana­ló­gi­co­en­la­es­ca­la­de 10V­la­re­sis­ten­cia­es­de­200.000­Ohm­y­el­Q­se­pue­de­ver­muy­afec­ta­do. El­pro­ble­ma­es­que­lo­más­in­di­ca­do­pa­ra­ob­ser­var­un­pro­ce­so­de­sin­to­nía­es­el­tes­ter­ana­ló­gi­co,­así que­lo­re­co­men­da­mos­pa­ra­ajus­tar­la­sin­to­nía,­pe­ro­si lue­go­ quie­re­ me­dir­ el­ Q­ le­ re­co­men­da­mos­ que­ lo cam­bie­por­un­tés­ter­di­gi­tal. ¿Los Qmetros profesionales, utilizan un generador de onda cuadrada? No,­ siem­pre­ tra­ba­jan­ con­ se­ña­les­ se­noi­da­les­ de ba­ja­dis­tor­sión.­Pe­ro­el­au­tor­ob­ser­vó­que­se­pue­de usar­un­ge­ne­ra­dor­de­on­da­cua­dra­da­sin­ma­yo­res­in­con­ve­nien­tes­si­no­se­pre­ten­de­tan­ta­pre­ci­sión­en­la me­di­ción­de­Q.­En­rea­li­dad,­la­se­ñal­pre­sen­te­so­bre el­ in­duc­tor­ o­ so­bre­ el­ ca­pa­ci­tor­ se­rá­ per­fec­ta­men­te se­noi­dal­aun­que­el­ge­ne­ra­dor­sea­de­on­da­cua­dra­da

por­que­ am­bos­ com­po­nen­tes­ ope­ran­ co­mo­ un­ fil­tro de­ar­mó­ni­cas.­El­ma­yor­pro­ble­ma­es­que­el­ge­ne­ra­dor­de­fre­cuen­cia­fi­ja­tie­ne­un­pe­río­do­de­ac­ti­vi­dad muy­ cor­to­ y­ eso­ mo­di­fi­ca­ la­ re­la­ción­ en­tre­ fun­da­men­tal­y­ar­mó­ni­cos­de­mo­do­que­la­fun­da­men­tal­tie­ne­un­va­lor­de­ten­sión­más­pe­que­ño.­Por­lo­tan­to­mo­di­fi­ca­re­mos­el­cir­cui­to­del­os­ci­la­dor­pa­ra­que­pue­da fun­cio­nar­en­10%­y­en­50%­del­pe­río­do­de­ac­ti­vi­dad, por­que­su­po­ne­mos­que­el­lec­tor­lo­uti­li­za­rá­pa­ra­me­dir­ve­lo­ci­dad­de­dio­dos­y­trans­for­ma­do­res­en­cor­to.

el oscilador de Frecuencia Variable Va­mos­ a­ su­po­ner­ que­ Ud.­ ar­mó­ el­ os­ci­la­dor­ de fre­cuen­cia­fi­ja­con­el­he­xain­ver­sor­40106­co­mo­os­ci­la­dor.­Los­cam­bios­a­rea­li­zar­son­los­si­guien­tes.­El la­zo­de­rea­li­men­ta­ción­do­ble­del­os­ci­la­dor,­que­ser­vía­pa­ra­ge­ne­rar­pe­río­dos­asi­mé­tri­cos­ya­no­se­ne­ce­si­ta.­ Aho­ra­se­rea­li­men­ta­con­un­so­lo­re­sis­tor­pa­ra­ge­ne­rar­una­on­da­cua­dra­da.­Pa­ra­que­la­fre­cuen­cia­sea va­ria­ble­ ese­ re­sis­tor­ de­ rea­li­men­ta­ción­ se­ cam­bia­rá por­un­po­ten­ció­me­tro­li­neal­de­50kΩ­con­un­re­sis­tor de­2k2­en­se­rie.­ De­ ese­ mo­do,­ se­ ob­tu­vo­ una­ va­ria­ción­ de­ fre­cuen­cia­que­va­des­de­los­10kHz­a­los­500kHz.­Pa­ra ob­te­ner­una­ma­yor­sa­li­da­de­ten­sión­se­mo­di­fi­ca­ron al­gu­nos­ re­sis­to­res­ de­ la­ po­la­ri­za­ción­ del­ tran­sis­tor. Ob­ser­ve­la­fi­gu­ra­67.

Figura 67

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M ontaje

de i nStruMentoS para la

calibración y ajuste del Qmetro Si­tie­ne­un­fre­cuen­cí­me­tro­o­un­os­ci­los­co­pio­y­un tés­ter­di­gi­tal­con­me­di­ción­de­ca­pa­ci­dad,­es­tá­en­con­di­ción­de­in­ten­tar­la­ca­li­bra­ción­de­su­Qme­tro.­Si­no tie­ne­fre­cuen­cí­me­tro­u­os­ci­los­co­pio­de­be­rá­pe­dir­los pres­ta­do.­En­es­te­mis­mo­tex­to­en­con­tra­rá­un­fre­cuen­cí­me­tro­cu­yo­au­tor­es­Gui­ller­mo­Nec­co­que­cum­ple per­fec­ta­men­te­su­co­me­ti­do­de­me­dir­la­fre­cuen­cia­de nues­tro­ge­ne­ra­dor.­Ár­me­lo­que­no­se­va­a­arre­pen­tir, yo­le­ase­gu­ro­que­fun­cio­na­por­que­es­el­que­usa­mos en­nues­tro­la­bo­ra­to­rio,­y­co­mo­no­ha­ce­fal­ta­una­gran pre­ci­sión­en­la­me­di­ción­de­fre­cuen­cia,­se­pue­de­ar­mar­con­só­lo­4­dí­gi­tos­que­es­su­ma­men­te­eco­nó­mi­co.­ Pres­ta­do­o­pro­pio,­lo­que­Ud­tie­ne­que­ha­cer­es agre­gar­el­po­ten­ció­me­tro­pa­ra­el­ajus­te­de­la­fre­cuen­cia­del­os­ci­la­dor,­tal­co­mo­lo­in­di­ca­la­fi­gu­ra­66­co­lo­car­lo­ al­ má­xi­mo­ de­ va­lor,­ me­dir­ la­ fre­cuen­cia­ y ano­tar­la­ con­ un­ mar­ca­dor­ in­de­le­ble­ so­bre­ el­ dial. Lue­go­ir­al­mí­ni­mo­va­lor,­ano­tar­la­fre­cuen­cia­y­mar­car­la­en­el­dial.­Pos­te­rior­men­te­se­co­lo­ca­rá­el­po­ten­ció­me­tro­ en­ va­lo­res­ de­ fre­cuen­cia­ en­te­ros­ y­ se­ irá mar­can­do­ la­ es­ca­la­ com­ple­ta­ de­ fre­cuen­cia.­ Co­mo pue­de­ob­ser­var,­en­la­fi­gu­ra­sólo­co­lo­ca­mos­un­po­ten­ció­me­tro­de­5kΩ.­En­rea­li­dad,­hay­que­co­lo­car­un re­sis­tor­en­se­rie­con­el­po­ten­ció­me­tro­pa­ra­li­mi­tar­la fre­cuen­cia­ su­pe­rior.­ Y­ tam­bién­ es­ po­si­ble­ ba­jar­ la fre­cuen­cia­ in­fe­rior­ co­lo­can­do­ un­ po­ten­ció­me­tro­ de ma­yor­ va­lor­ co­mo­ por­ ejem­plo­ 50kΩ.­ En­ nues­tro pro­to­ti­po­li­mi­ta­mos­el­va­lor­mí­ni­mo­a­2k2­pa­ra­lle­gar­ a­ una­ fre­cuen­cia­ má­xi­ma­ de­ 300kHz­ y­ co­lo­ca­mos­un­po­ten­ció­me­tro­de­50kΩ­con­el­cual­se­pue­de lle­gar­a­una­fre­cuen­cia­de­10kHz.­ El­lec­tor­com­pren­de­rá­que­la­ga­ma­de­fre­cuen­cia a­uti­li­zar­de­pen­de­del­uso­que­le­va­ya­a­dar­al­Qme­tro­en­for­ma­pri­ma­ria­y­por­eso­no­le­po­de­mos­dar­un cir­cui­to­es­pe­cífi­co.­ Tam­bién­es­po­si­ble­uti­li­zar­más­de­un­ca­pa­ci­tor uti­li­zan­do­una­lla­ve­y­ob­te­ner­así­un­ge­ne­ra­dor­va­ria­ble­por­pa­sos­o­re­cu­rrir­al­cir­cui­to­con­PIC­y­rea­li­zar un­pro­gra­ma­que­di­vi­da­la­fre­cuen­cia­de­sa­li­da­por­1 x­2­o­x­4.­ Aho­ra­só­lo­nos­que­da­mar­car­el­va­lor­de­ca­pa­ci­dad.­En­rea­li­dad,­el­cir­cui­to­real­de­pen­de­rá­de­lo­que ha­ya­mos­ con­se­gui­do­ co­mo­ ca­pa­ci­tor­ va­ria­ble.­ La idea­es­cu­brir­des­de­al­gu­nos­pF­has­ta­unos­2.000­o 3.000pF­ob­te­ni­do­por­su­ma­del­ca­pa­ci­tor­va­ria­ble­y de­ los­ ca­pa­ci­to­res­ fi­jos­ con­mu­ta­bles­ con­ una­ lla­ve. No­ po­ne­mos­ el­ cir­cui­to­ por­que­ to­do­ de­pen­de­ de­ lo que­con­si­ga. Lo­me­jor­en­es­tos­ca­sos­es­bus­car­al­gún­ca­pa­ci­tor­en­tan­dem­de­2­x­410pF­de­aque­llos­que­se­uti­li­za­ban­en­las­vie­jas­ra­dios­de­me­sa­de­los­años­70­o

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

de­al­gún­equi­po­de­co­mu­ni­ca­cio­nes.­Co­nec­tan­do­las dos­sec­cio­nes­en­pa­ra­le­lo­se­con­si­gue­una­ca­pa­ci­dad de­820pF­­ideal­pa­ra­nues­tro­Qme­tro. El­mo­do­de­mar­car­la­ca­pa­ci­dad­de­pen­de­de­los ins­tru­men­tos­de­me­di­da­que­haya­mos­po­di­do­con­se­guir.­ Usan­do­ un­ tés­ter­ di­gi­tal­ con­ ca­pa­címe­tro­ Ud. de­be­rá­ rea­li­zar­ una­ es­ca­la­ con­ el­ ca­pa­ci­tor­ fi­jo­ de me­nor­va­lor­y­otra­con­el­ca­pa­ci­tor­fi­jo­de­ma­yor­va­lor.­Es­con­ve­nien­te­que­de­je­lu­gar­pa­ra­rea­li­zar­una ter­ce­ra­y­tal­vez­una­cuar­ta­es­ca­la,­en­don­de­se­co­lo­ca­rán­ va­lo­res­ de­ “in­duc­tan­cia­ in­cóg­ni­ta”­ pa­ra­ una fre­cuen­cia­fi­ja. En­efec­to,­no­ol­vi­de­mos­que­nues­tro­Qme­tro­fué crea­do­con­la­in­ten­ción­de­me­dir­in­duc­tan­cias­del­or­den­del­mHy­que­son­las­más­co­mu­nes­en­la­sec­ción ho­ri­zon­tal­de­un­TV­o­un­mo­ni­tor. ¿Cómo se marca la escala de inductancias? La­es­ca­la­de­in­duc­tan­cias­se­pue­de­mar­car­ob­via­men­te­ uti­li­zan­do­ in­duc­to­res­ de­ di­fe­ren­tes­ va­lo­res, pe­ro­lo­me­jor­es­sa­car­la­por­cál­cu­lo­co­mo­le­in­di­ca­re­mos­en­la­si­guien­te­sec­ción.

la Fórmula de thompson Thomp­son­es­tu­dió­el­fe­nó­me­no­de­la­re­so­nan­cia L­C­uti­li­zan­do­co­mo­an­te­ce­den­te­las­ecua­cio­nes­del pén­du­lo­ me­cá­ni­co,­ por­ tra­tar­se­ de­ fe­nó­me­nos­ muy si­mi­la­res.­ La­ ecua­ción­ que­ ha­lló­ se­ pue­de­ ex­pre­sar de­di­fe­ren­tes­mo­dos,­pe­ro­el­que­más­nos­con­vie­ne­a no­so­tros­es­ta­in­di­ca­do­en­la­fór­mu­la­1. L­=­1­/­(2πf)2.­C­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­fór­mu­la­1 Pa­ra­ co­men­zar­ se­ pue­de­ fi­jar­ la­ fre­cuen­cia­ en 100.000Hz­y­cal­cu­lar­el­pa­rén­te­sis­que­da­rá­un­va­lor de­6,28­x­100.000­=­628.000­que­de­be­rá­ele­var­se­al cua­dra­do­dan­do­un­va­lor­de­0,4­1012. Pa­ra­ser­prác­ti­cos­va­mos­a­to­mar­un­va­lor­en­te­ro de­ ca­pa­ci­dad­ co­mo­ ser­ 1000pF­ que­ ten­dre­mos­ per­fec­ta­men­te­de­ter­mi­na­do­en­la­es­ca­la­y­va­mos­a­cal­cu­lar­ el­ va­lor­ equi­va­len­te­ de­ in­duc­tan­cia­ pa­ra­ una fre­cuen­cia­de­100kHz: L­=­1­/­0,4­1012 .­1000­10-12 =­­ L­=­1­/­400­.­C­­=­­2,5­mHy­­­­­­­­­­­fór­mu­la­2 Es­to­sig­ni­fi­ca­que­de­ba­jo­de­la­mar­ca­de­1000pF en­la­es­ca­la­de­in­duc­tan­cias­se­de­be­mar­car­2,5mH. Ha­ga­lo­mis­mo­con­otros­va­lo­res­de­ca­pa­ci­dad­y­po­drá­rea­li­zar­una­es­ca­la­com­ple­ta­de­me­di­ción­de­in­duc­tan­cias.

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión el circuito completo del Qmetro Ya­te­ne­mos­ar­ma­do­nues­tro­Qme­tro.­Re­pa­se­mos su­as­pec­to.­Se­tra­ta­de­un­ga­bi­ne­te­de­ma­te­rial­plás­ti­co­con­dos­pe­ri­llas­a­las­que­se­le­pe­ga­una­es­ca­la. Una­es­el­po­ten­ció­me­tro­del­ge­ne­ra­dor­y­la­otra­es­el eje­de­nues­tro­ca­pa­ci­tor­va­ria­ble.­Es­po­si­ble­que­al la­do­ del­ ca­pa­ci­tor­ va­ria­ble­ se­ en­cuen­tre­ una­ lla­ve que­agre­ga­un­ca­pa­ci­tor­fi­jo­en­pa­ra­le­lo­con­el­va­ria­ble­y­pue­de­ocu­rrir­que­tam­bién­exis­ta­otra­lla­ve­pa­ra­am­pliar­la­ga­ma­de­fre­cuen­cia­del­os­ci­la­dor.­Es­ta se­gun­da­lla­ve­pue­de­mo­di­fi­car­el­re­sis­tor­o­agre­gar otro­ca­pa­ci­tor­en­pa­ra­le­lo­con­el­exis­ten­te. Los­dos­ejes­de­ben­te­ner­una­pe­ri­lla­con­po­lle­ra que­per­mi­ta­pe­gar­le­un­CD­vie­jo­al­que­se­le­li­jó­el la­do­de­la­eti­que­ta­y­el­la­do­ac­ti­vo.­Es­de­cir,­que­só­lo­ne­ce­si­ta­mos­un­cir­cu­lo­de­plás­ti­co­trans­pa­ren­te­o se­mi­trans­pa­ren­te­ en­ don­de­ gra­ba­re­mos­ las­ es­ca­las con­un­mar­ca­dor­in­de­le­ble.­Pa­ra­no­te­ner­que­tra­ba­jar­tan­to­pue­de­acer­car­se­a­al­gún­lu­gar­en­don­de­ven­dan­CD­vír­ge­nes­sin­es­tu­che.­Los­CDs­vie­nen­em­ba­la­dos­de­a­diez­se­pa­ra­dos­con­ta­pas­cir­cu­la­res­trans­pa­ren­tes.­Jus­to­lo­que­no­so­tros­ne­ce­si­ta­mos­(pen­sar que­el­co­mer­cian­te­ti­ra­to­das­esas­ta­pas). En­la­es­ca­la­del­po­ten­ció­me­tro­va­mos­a­te­ner­el dial­de­fre­cuen­cia­del­ge­ne­ra­dor­(una­o­dos­es­ca­las de­acuer­do­a­su­di­se­ño).­So­bre­esa­es­ca­la­des­ta­ca­do en­ ro­jo,­ de­be­ po­ner­ una­ mar­ca­ en­ 100kHz­ que­ nos ser­vi­rá­pa­ra­me­dir­in­duc­tan­cia­di­rec­ta­men­te­so­bre­la es­ca­la­del­ca­pa­ci­tor­va­ria­ble.­Es­ta­es­ca­la­se­rá­por­lo ge­ne­ral­tri­ple.­ Ten­drá­dos­dia­les­de­ca­pa­ci­dad­(con­y­sin­ca­pa­ci­tor­fi­jo­en­pa­ra­le­lo)­y­una­de­in­duc­tan­cias­que­es­vá­li­da­siem­pre­que­la­fre­cuen­cia­sea­la­ele­gi­da­(por­lo ge­ne­ral­100kHz). En­ la­ par­te­ su­pe­rior­ del­ ga­bi­ne­te,­ exis­ti­rán­ dos bor­nes­pa­ra­la­in­duc­tan­cia­in­cóg­ni­ta­y­otros­dos­pa­ra­me­di­ción­de­ca­pa­ci­da­des­pe­que­ñas­cu­yo­uso­ex­pli­ca­re­mos­a­con­ti­nua­ción.­ No­so­tros­le­acon­se­ja­mos­que­el­me­di­dor­per­ma­nez­ca­in­cluído­en­el­Qme­tro,­aun­que­si­de­sea­uti­li­zar su­tés­ter­di­gi­tal­co­mo­me­di­dor­ex­ter­no­y­ubi­car­en­el Qme­tro­ só­lo­ la­ son­da­ dió­di­ca­ do­bla­do­ra­ pue­de­ ha­cer­lo­sin­in­con­ve­nien­tes.­Pien­se­que­un­tés­ter­di­gi­tal de­pe­que­ño­ta­ma­ño­o­un­tés­ter­ana­ló­gi­co­chi­co­cues­tan­no­más­de­5­dó­la­res. Por­su­pues­to­que­es­te­mis­mo­Qme­tro,­con­al­gu­nas­va­rian­tes,­pue­de­me­dir­ve­lo­ci­dad­de­dio­dos,­y­de Ud.­de­pen­de­la­com­bi­na­ción­de­ins­tru­men­tos­que­de­sea­rea­li­zar.­ No­ta: el­ ins­tru­men­to­ me­di­dor­ de­ ve­lo­ci­dad­ de dio­dos­fué­pu­bli­ca­do­en­nues­tra­re­vis­ta­unos­nú­me­ros­atrás.

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¿Cómo se miden los inductores? Co­lo­que­ su­ in­duc­tor­ in­cóg­ni­ta­ en­ los­ bor­nes­ de in­duc­tan­cia.­Co­lo­que­la­fre­cuen­cia­del­os­ci­la­dor­en la­mar­ca­ro­ja­de­100kHz­u­otro­va­lor­que­Ud.­haya ele­gi­do.­ Mue­va­ la­ pe­ri­lla­ de­ ca­pa­ci­dad­ pa­ra­ lo­grar sin­to­nía.­Lea­en­la­es­ca­la­de­in­duc­to­res.­

Medidor de capacitores de pequeño Valor Un­Qme­tro­es­un­ins­tru­men­to­muy­ver­sá­til­si­Ud. se­ acos­tum­bra­ a­ uti­li­zar­lo.­ Y­ ade­más­ es­ un­ ins­tru­men­to­muy­di­dác­ti­co.­Con­un­po­co­de­prác­ti­ca­Ud. apren­de­rá­el­con­cep­to­de­la­re­so­nan­cia­y­el­fac­tor­de ca­li­dad­ Q,­ del­ me­jor­ mo­do­ po­si­ble,­ por­ la­ prác­ti­ca cons­tan­te. Si­ Ud.­ tie­ne­ que­ me­dir­ un­ ca­pa­ci­tor­ que­ se­ en­cuen­tre­den­tro­del­má­xi­mo­de­la­es­ca­la­de­su­Qme­tro­(su­pon­ga­mos­que­es­de­800pF)­só­lo­ne­ce­si­ta­un in­duc­tor­ de­ prue­ba­ de­ apro­xi­ma­da­men­te­ 1mH.­ Co­néc­te­lo­ al­ Qme­tro­ y­ pon­ga­ el­ dial­ de­ ca­pa­ci­dad­ en 800pF.­ Cam­bie­ la­ fre­cuen­cia­ has­ta­ que­ el­ in­duc­tor re­sue­ne­ con­ esa­ ca­pa­ci­dad.­ Co­nec­te­ el­ ca­pa­ci­tor­ a me­dir­en­los­bor­nes­de­ca­pa­ci­dad.­Por­su­pues­to­que se­per­de­rá­la­re­so­nan­cia.­Ba­je­el­va­lor­del­ca­pa­ci­tor va­ria­ble­has­ta­re­co­brar­la­y­ano­te­el­va­lor­del­dial­de ca­pa­ci­dad.­ El­ ca­pa­ci­tor­ in­cóg­ni­ta­ ten­drá­ un­ va­lor igual­a­800­pF­me­nos­lo­que­in­di­ca­el­dial. Si­lo­de­sea­pue­de­ha­cer­una­es­ca­la­in­ver­sa­de­ca­pa­ci­dad­co­men­zan­do­con­el­ce­ro­so­bre­los­800pF­de la­ es­ca­la­ ori­gi­nal.­ Con­ esa­ es­ca­la­ Ud.­ pue­de­ me­dir di­rec­ta­men­te­ca­pa­ci­dad­y­con­ma­yor­pre­ci­sión­que­la que­pue­de­otor­gar­le­un­tés­ter­di­gi­tal­con­me­di­dor­de ca­pa­ci­dad,­que­es­muy­po­co­exac­to­en­las­ca­pa­ci­da­des­ba­jas. En conclusión, el Qmetro de baja frecuencia es uno de los instrumentos que no existen. Si no lo hace con sus propias manos, se queda con las ganas. ¿Y una vez que lo tenga construido para qué me sirve? To­do­de­pen­de­de­a­qué­se­de­di­que.­Es­te­ver­sá­til ins­tru­men­to­ sir­ve­ pa­ra­ me­dir­ yu­gos,­ fly-backs,­ in­duc­to­res­de­la­fuen­te­PWM­de­los­mo­ni­to­res,­trans­for­ma­do­res­ de­ fuen­tes­ pul­sa­das,­ trans­for­ma­do­res dri­ver­ ho­ri­zon­tal,­ cho­ques­ se­pa­ra­do­res­ y­ au­xi­lia­res de­TV­y­mo­ni­to­res­con­mo­du­la­dor­Es­te­Oes­te,­bo­bi­nas­de­an­cho,­bo­bi­nas­de­li­nea­li­dad,­fil­tros­de­ba­fles, etc.­etc.­Ahora­bien,­qui­zás­Ud.­ne­ce­si­te­me­dir­el­Q con­ ma­yor­ pre­ci­sión.­ Co­mo­ sea­ le­ agre­ga­mos­ es­te apén­di­ce­ que­ lo­ ayu­da­rá­ en­ su­ in­ten­to­ de­ ha­cer­ un Qme­tro­más­pro­fe­sio­nal. En­el­Qme­tro­que­le­pro­pu­si­mos­(Qme­tro­se­rie) el­ Q­ es­ la­ so­bre­ten­sión­ que­ Ud.­ en­cuen­tra­ so­bre

M ontaje

de i nStruMentoS para la

el/los­ca­pa­ci­tor­/ca­pa­ci­to­res­de­sin­to­nía.­Si­por­ejem­plo,­el­os­ci­la­dor­en­tre­ga­10V­y­el­me­di­dor­nos­in­di­ca­que­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­exis­ten­100V,­po­de­mos­sa­car­co­mo­con­clu­sión­que­el­Q­se­rá­100/10­=­10. Pe­ro­pa­ra­que­es­to­se­cum­pla­con­pre­ci­sión,­la­se­ñal­de­sa­li­da­del­ge­ne­ra­dor­de­be­ser­si­nu­soi­dal­y­de exac­ta­men­te­ el­ va­lor­ de­ 10V.­ El­ fac­tor­ de­ for­ma­ lo po­de­mos­com­pen­sar­por­que­afec­ta­rá­al­Q­en­for­ma li­neal­(por­ejem­plo­da­rá­va­lo­res­de­Q­más­ba­jos­que lo­real).­En­nues­tro­Qme­tro­no­em­plea­mos­to­da­la­sa­li­da­del­os­ci­la­dor­si­no­que­lo­ate­nua­mos­con­un­di­vi­sor­fi­jo­de­ten­sión.­Si­cam­bia­ese­di­vi­sor­po­drá­com­pen­sar­la­caí­da­del­Q­de­bi­da­al­fac­tor­de­for­ma. ¿Qué ocurre si diseñamos el divisor para una salida de 1V? Ocu­rre­que­las­in­di­ca­cio­nes­del­tés­ter­en­vol­tios nos­ da­rán­ di­rec­ta­men­te­ el­ va­lor­ de­ Q­ del­ in­duc­tor. Por­ejem­plo­si­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­te­ne­mos­12V­po­de­mos­de­cir­que­el­Q­del­in­duc­tor­es­de­12.­Si­Ud.­co­no­ce­al­go­de­la­teo­ría­de­los­erro­res­de­me­di­ción,­ha­brá­ob­ser­va­do­que­no­im­por­ta­el­error­de­lec­tu­ra­del tés­ter,­en­tan­to­la­ten­sión­de­sa­li­da­del­ge­ne­ra­dor­se ajus­te­con­el­mis­mo­tés­ter­que­rea­li­za­la­me­di­ción­y en­la­mis­ma­es­ca­la.­Los­Qme­tros­pro­fe­sio­na­les­tie­ne el­di­vi­sor­ajus­ta­ble­con­un­po­te­ció­me­tro­y­una­lla­ve AJUS­TE­/ME­DI­CION­que­co­nec­ta­el­tés­ter­a­la­sa­li­da­del­ge­ne­ra­dor­en­AJUS­TE­y­so­bre­el­ca­pa­ci­tor­de sin­to­nía­en­ME­DI­CION.­Otra­ca­rac­te­rís­ti­ca­de­nues­tro­Qme­tro­es­que­la­re­sis­ten­cia­in­ter­na­del­tés­ter­al­te­ra­la­me­di­ción­de­Q.­Es­to­tam­bién­es­com­pen­sa­ble mo­di­fi­can­do­el­va­lor­de­ajus­te­del­ge­ne­ra­dor­por­que se­tra­ta­de­una­fa­lla­li­neal. ¿Cómo se realizan estas compensaciones? Lo­ideal­se­ría­te­ner­una­bo­bi­na­­con­un­Q­co­no­ci­do­por­ejem­plo­de­100­y­va­riar­la­sa­li­da­del­ge­ne­ra­dor­(po­ten­ció­me­tro­de­ajus­te)­pa­ra­que­el­tés­ter­in­di­que­exac­ta­men­te­ese­va­lor.­Pos­te­rior­men­te­le­acon­se­ja­mos­cal­cu­lar­qué­re­sis­to­res­de­be­agre­gar­en­se­rie o­en­pa­ra­le­lo­con­el­in­duc­tor­pa­trón­pa­ra­ob­te­ner­va­lo­res­de­10­y­po­der­com­pro­bar­la­li­nea­li­dad­de­nues­tro­ins­tru­men­to.­

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

Montaje de un Frecuencímetro digital Po­de­mos­ de­fi­nir­ a­ un­ fre­cuen­cí­me­tro­ co­mo­ un con­ta­dor­de­even­tos­cí­cli­co,­es­to­es,­cuen­ta­una­se­rie de­su­ce­sos­(los­ci­clos­de­la­fre­cuen­cia­que­es­ta­mos mi­dien­do),­los­pre­sen­ta­en­un­dis­play,­vuel­ve­a­ce­ro y­co­mien­za­a­con­tar­nue­va­men­te. En­la­figura 68 po­de­mos­ver­un­dia­gra­ma­en­blo­ques­ ele­men­tal­ de­ un­ fre­cuen­cí­me­tro­ co­mo­ el­ que aquí­des­cri­bi­mos. En­ el­ pri­mer­ blo­que­ te­ne­mos­ una­ etapa conformadora de entrada,­que­es­la­que­adap­ta­el­mun­do ana­ló­gi­co­al­uni­ver­so­di­gi­tal.­Ex­pli­co:­en­un­os­ci­la­dor­ o­ am­pli­fi­ca­dor­ que­ tra­ba­je­ con­ ra­dio­fre­cuen­cia las­se­ña­les­no­son­cua­dra­das,­que­son­con­las­que­se tra­ba­ja­en­los­sis­te­mas­di­gi­ta­les,­si­no­que­pue­den­ser se­noi­da­les­(en­el­me­jor­de­los­ca­sos)­o­pue­den­te­ner for­mas­com­ple­jas.­Si­las­in­gre­sa­mos­di­rec­ta­men­te­al con­ta­dor­no­po­dría­dis­tin­guir­en­ellas­un­pa­trón­re­gu­lar.­ Tal­ vez­ no­ po­dría­ si­quie­ra­ con­tar­las,­ da­do­ que pro­ba­ble­men­te­ha­ga­fal­ta­am­pli­fi­car­las.­Pa­ra­eso­se uti­li­za­en­la­en­tra­da­un­am­pli­fi­ca­dor­de­se­ñal­de­al­ta im­pe­dan­cia­(pa­ra­no­car­gar­el­cir­cui­to­ba­jo­prue­ba) aco­pla­do­a­un­Trigger de Schmitt,­que­es­un­cir­cui­to que­ em­pa­re­ja­ y­ re­gu­la­ri­za­ las­ on­das­ pa­ra­ po­der­ in­gre­sar­las­al­con­ta­dor­di­gi­tal.­Si­en­la­en­tra­da­del­con­for­ma­dor­in­yec­to­una­se­ñal,­por­ejem­plo,­se­noi­dal­de 357kHz­voy­a­ob­te­ner­a­la­sa­li­da­una­se­ñal­perfectamente cuadrada de­357kHz.­Ob­te­ne­mos­aquí­lo­que nos­in­te­re­sa:­cual­quie­ra­sea­lo­que­ten­ga­mos­a­la­en­tra­da­ lo­ pa­sa­mos­ a­ onda cuadrada pe­ro­ res­pe­tan­do fiel­men­te­la­frecuencia de­la­se­ñal,­que­es­lo­que­pre­ten­de­mos­con­tar. Lue­go­ de­ te­ner­ la­ se­ñal­ en­ con­di­cio­nes­ pa­ra­ in­gre­sar­al­con­ta­dor­di­gi­tal­la­ha­ce­mos­pa­sar­por­una llave electrónica con­tro­la­da­por­un­re­loj,­que­se­abre a­in­ter­va­los­re­gu­la­res,­en­es­te­ca­so­ca­da­1­se­gun­do. Aquí­ te­ne­mos­ el­ co­ra­zón­ del­ apa­ra­to:­ su­pon­ga­mos una­se­ñal­de­3.567­ci­clos­(tres­mil­qui­nien­tos­se­sen­ta­y­sie­te­ci­clos),­si­abri­mos­la­lla­ve­de­pa­so­por­1­se­gun­do­en­el­dis­play­apa­re­ce­rá­el­nú­me­ro­3.567,­que es­la­fre­cuen­cia,­o­sea,­ci­clos­por­se­gun­do.­­Aquí­po­dría­mos­que­dar­nos tran­qui­los,­ pe­ro­ he­mos­ he­cho­ una so­la­me­di­da.­Te­ne­mos­que­po­ner­un sis­te­ma­ que­ lue­go­ de­ es­ta­ me­di­da ha­ga­otra­y­otra­y­otra.­Pen­se­mos­en el­ca­so­de­una­sin­to­nía­por­la­ban­da de­80­me­tros.­(pa­ra­es­to­fue­di­se­ña­do),­si­mi­dié­ra­mos­una­so­la­vez­se­ría­en­go­rro­so­por­que­al­gi­rar­el­dial bus­can­do­una­fre­cuen­cia­de­ter­mi­na­-

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión

Figura 68

da­ha­bría­que­es­tar­ma­nual­men­te­to­man­do­me­di­das­a ca­da­tre­cho­y­se­ría­muy­in­có­mo­do. Es­así­que­se­in­ter­ca­la­un­sis­te­ma­de­reloj.­Es­te­se en­car­ga­ de­ con­tro­lar­ se­cuen­cial­men­te­ las­ ope­ra­cio­nes­ bá­si­cas­ pa­ra­ que­ el­ con­ta­dor­ to­me­ una­ me­di­da des­pués­de­otra,­se­gún­se­mues­tra­en­la­fi­gu­ra­69. En­es­ta­fi­gu­ra­ob­ser­va­mos­un­pul­so­de­1­se­gun­do­en­es­ta­do­al­to­que­es­el­que­abre­la­lla­ve­elec­tró­ni­ca,­de­jan­do­pa­so­a­las­se­ña­les­pa­ra­con­tar.­Un­ins­tan­te­des­pués­ve­mos­un­pe­que­ño­pul­so­en­es­ta­do­al­to­de­no­mi­na­do­latch o­cerrojo.­Es­te­pul­so­ha­bi­li­ta­el nú­me­ro­que­con­tó­el­con­ta­dor­pa­ra­que­pa­se­al­dis­play.­Aho­ra­lo­ex­pli­ca­ré­con­más­de­ta­lle.­Lue­go­de és­te­vie­ne­otro­pe­que­ño­pul­so­lla­ma­do­reset o­puesta a cero del contador y­­lue­go­nue­va­men­te­vuel­ve­el pul­so­de­1­se­gun­do­que­ha­bi­li­ta­la­lla­ve.­­Su­pon­ga­mos­por­un­mo­men­to­que­el­latch no­es­tá­co­nec­ta­do. En­ el­ con­ta­dor­ ob­ser­va­ría­mos­ los­ nu­me­ri­tos­ ir­ mo­vién­do­se­rá­pi­da­men­te­au­men­tan­do­has­ta­que­ter­mi­na el­pul­so­de­1­se­gun­do.­Allí­se­que­da­rían­quie­tos­(y po­dría­mos­ver­la­fre­cuen­cia)­has­ta­que­lle­gue­el­pul­so­de­re­set­o­pues­ta­a­ce­ro,­con­lo­que­ve­ría­mos­los nu­me­ri­tos­ir­se­a­ce­ro­pa­ra,­al­abrir­se­nue­va­men­te­la lla­ve,­vol­ver­a­ver­los­in­cre­men­tán­do­se­rá­pi­da­men­te has­ta­la­ci­fra­fi­nal.­­Co­mo­pue­den­ima­gi­nar,­es­to­es muy­can­sa­dor­pa­ra­la­vis­ta.­­Es­así­que­se­in­ter­ca­la en­tre­ el­ con­ta­dor­ di­gi­tal­ y­ la­ pre­sen­ta­ción­ (los­ dis­play­ de­ 7­ seg­men­tos)­ otra­ lla­ve­ elec­tró­ni­ca­ que­ se abre,­de­jan­do­pa­sar­los­da­tos,­cuan­do­es­tá­al­to­el­pul­so­de­latch.­­­­El­pro­ce­so­aho­ra­se­ría­el­si­guien­te:­se abre­la­lla­ve­de­en­tra­da­por­1­se­gun­do­y­el­con­ta­dor

62 Club Saber eleCtróniCa

cuen­ta­los­ci­clos.­Al­ce­rrar­se la­lla­ve­de­en­tra­da­y­al­ha­ber ter­mi­na­do­ la­ cuen­ta,­ se­ abre la­lla­ve­de­latch­y­el­re­sul­ta­do­ es­ pre­sen­ta­do­ en­ el­ dis­play.­ Pa­sa­do­ el­ ins­tan­te­ la llave de latch se cierra y­ el re­sul­ta­do­ per­ma­ne­ce­ fi­jo­ en el­ dis­play.­Apa­re­ce­ aho­ra­ el pul­so­ de­ pues­ta­ a­ ce­ro­ del con­ta­dor,­ pero en el display permanece el resultado de la cuenta anterior,­da­do­que­la lla­ve­de­latch­es­tá­ce­rra­da,­e Figura 69 ig­no­ra­to­do­lo­que­su­ce­de­de­trás­ de­ ella,­ ope­ran­do­ co­mo si­fue­ra­una­memoria temporal.­ Ter­mi­na­do­ el­ pul­so­ de pues­ta­ a­ ce­ro,­ lue­go­ de­ un ins­tan­te­ vuel­ve­ to­do­ a­ co­men­zar.­ Ha­ce­ una­ nue­va cuen­ta­y­al­pró­xi­mo­pul­so­de latch­presenta el nuevo resultado, cambiando el anterior si fuera distinto.­En­es­te­sis­te­ma,­lo­que­ob­ser­va­mos­es­so­la­men­te­el­cam­bio­de­nú­me­ros­en­el­mo­men­to­del­pul­so­de­latch.­Si la­ fre­cuen­cia­ es­ siem­pre­ la­ mis­ma,­ no­ ve­re­mos­ en­ton­ces­cam­bio­al­gu­no­en­el­dis­play.

los contadores Pa­ra­ po­der­ ob­ser­var­ la­ fre­cuen­cia­ que­ mi­de­ el con­ta­dor­ di­gi­tal­ te­ne­mos­ que­ adap­tar­la­ a­ nues­tros pa­rá­me­tros­de­lec­tu­ra,­es­to­es:­los­nú­me­ros­del­ce­ro al­ nue­ve.­ Pa­ra­ po­der­ “tra­du­cir”­ el­ len­gua­je­ bi­na­rio con­el­que­se­ma­ne­jan­los­cir­cui­tos­ló­gi­cos­al­de­los nú­me­ros­ de­ci­ma­les,­ que­ usa­mos­ no­so­tros,­ exis­te­ el cir­cui­to­in­te­gra­do­CD4511,­que­es­un­de­co­di­fi­ca­dor de­BCD­(de­ci­mal­co­di­fi­ca­do­en­bi­na­rio)­con­ex­ci­ta­dor­pa­ra­una­pre­sen­ta­ción­en­dis­play­de­7­seg­men­tos. Po­see­asi­mis­mo­un­latch­in­cor­po­ra­do.­ El­có­di­go­BCD­no­es­otra­co­sa­que­los­nú­me­ros del­ce­ro­al­nue­ve­co­di­fi­ca­dos­a­bi­na­rio.­Tam­bién­lo lla­man­có­di­go­8421.­ Vea­mos­có­mo­es­es­to:­el­cir­cui­to­in­te­gra­do­tie­ne cua­tro­en­tra­das,­de­no­mi­na­das­(lue­go­de­mu­cho­pen­sar)­A,B,C­y­D.­Es­tas­en­tra­das­tie­nen­un­peso de­ter­mi­na­do.­Si­man­te­ne­mos­las­en­tra­das­a­ma­sa­el­dis­play­mar­ca­ce­ro.­Si­apli­ca­mos­ten­sión­a­la­en­tra­da­A (man­te­nien­do­las­otras­a­ma­sa)­el­dis­play­mar­ca­uno. Si­da­mos­ten­sión­a­la­en­tra­da­B­el­dis­play­mar­ca­dos. Si­ co­nec­ta­mos­ la­ ten­sión­ a­ la­ en­tra­da­ C­ mar­ca­ría cua­tro y­si­re­pe­ti­mos­el­pro­ce­di­mien­to­en­la­en­tra­da

M ontaje

de i nStruMentoS para la

Tabla 2 EN­TRA­DA

D

C

B

A

Primer pulso Segundo pulso Tercer pulso Cuarto pulso Quinto pulso Sexto pulso Séptimo pulso Octavo pulso Noveno pulso

0 0 0 0 0 0 0 1 1

0 0 0 1 1 1 1 0 0

0 1 1 0 0 1 1 0 0

1 0 1 0 1 0 1 0 1

D­ el­ dis­play­ pre­sen­ta­ría­ un­ ocho.­ Has­ta­ ahí­ vie­ne bár­ba­ro,­pe­ro:­ ¿Cómo hacemos para representar un tres, por ejemplo? Sim­ple,­apli­ca­mos­ten­sión­en­las­en­tra­das­A­y­B al­mis­mo­tiem­po­y­te­ne­mos­A+B,­o­sea­1+2­y­el­dis­play­nos­pre­sen­ta­un­3.­En­el­ca­so­del­seis­da­mos­ten­sión­a­las­en­tra­das­B­y­C,­o­sea­4+2­y­en­el­del­sie­te da­mos­ ten­sión­ a­ las­ en­tra­das­ A,B­ y­ C­ si­mul­tá­nea­men­te,­ob­te­nien­do­la­su­ma­1+2+4=­7.­ Es­te­cir­cui­to­in­te­gra­do­in­cor­po­ra­un­ce­rro­jo­con me­mo­ria­pa­ra­las­cua­tro­en­tra­das,­de­no­mi­na­do­latch, que­fun­cio­na­de­la­si­guien­te­ma­ne­ra:­si­la­en­tra­da­LE (latch­ena­ble­o­ha­bi­li­ta­ción­de­ce­rro­jo)­es­tá­en­es­ta­do­ba­jo­(es­to­es­ce­ro­volts­o­a­ma­sa),­los­da­tos­que in­gre­sa­mos­ por­ las­ en­tra­das­ ABCD­ pa­san­ di­rec­ta­men­te­ al­ dis­play.­ Si­ de­ re­pen­te­ pa­sa­mos­ la­ en­tra­da LE­al­es­ta­do­al­to­(le­da­mos­ten­sión),­no­pa­san­más da­tos­y­el­dis­play­man­tie­ne­vi­sua­li­za­do­el­úl­ti­mo­da­to­que­en­tró. Así­co­mo­uti­li­za­mos­es­te­in­te­gra­do­pa­ra­tra­du­cir el­len­gua­je­ló­gi­co­di­gi­tal­al­de­los­nú­me­ros­que­co­rrien­te­men­te­ usa­mos,­ de­be­mos­ uti­li­zar­ al­gún­ otro pa­ra­que­nos­tra­duz­ca,­en­es­te­ca­so­una­su­ce­sión­de even­tos­ (los­ ci­clos­ de­ la­ fre­cuen­cia­ que­ que­re­mos me­dir),­al­len­gua­je­de­unos­y­ce­ros­del­có­di­go­BCD que­ma­ne­ja­el­CD4511.­­Es­te­es­un­con­ta­dor­do­ble (es­to­es­que­hay­dos­con­ta­do­res­en­un­so­lo­en­cap­su­la­do)­ de­no­mi­na­do­ CD4518.­ En­ es­te­ con­ta­dor­ te­ne­mos­una­en­tra­da­y­cua­tro­sa­li­das:­A,B,C­y­D.­Su­pon­ga­mos­ que­ en­ el­ pri­mer­ ins­tan­te­ las­ sa­li­das­ se­ en­cuen­tran­en­ce­ro­y­en­tra­un­pul­so.­Ve­re­mos­que­la­sa­li­da­A­cam­bia­de­es­ta­do­de­ce­ro­a­uno.­Si­lo­co­nec­ta­mos­a­un­CD4511­ob­ser­va­ría­mos­un­1­en­el­dis­play. Al­en­trar­el­se­gun­do­pul­so­la­sa­li­da­A­cae­a­ce­ro­y­la sa­li­da­B­pa­sa­a­es­ta­do­al­to.­En­el­dis­play­ve­mos­aho­ra­un­2.­Al­in­gre­sar­el­ter­cer­pul­so­la­sa­li­da­B­se­man­tie­ne­en­es­ta­do­al­to­y­la­acom­pa­ña­aho­ra­la­sa­li­da­A,

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

te­nien­do­en­el­dis­play­un­3,­y­así­su­ce­si­va­men­te­has­ta­el­9­(vea­la­ta­bla­2).­ Vea­mos­aho­ra­el­si­guien­te­ca­so:­su­pon­ga­mos­que uti­li­cé­el­con­ta­dor­y­me­dí­la­can­ti­dad­de­seis­pul­sos. El­ dis­play­ mar­ca­ seis­ y­ es­tá­ to­do­ bár­ba­ro,­ pe­ro­ he aquí­que­quie­ro­rea­li­zar­una­nue­va­cuen­ta.­Si­la­in­gre­so­así­no­más­el­dis­play­no­me­va­a­mar­car­1­(que es­el­nue­vo­pul­so­que­in­gre­sé)­si­no­que­me­va­a­mar­car­7,­por­que­lo­su­mó­a­los­seis­an­te­rio­res.­ ¿Cómo puedo hacer entonces para separar las cuentas y cuándo empiezo una nueva que arranque de cero? Hay­ en­ es­tos­ con­ta­do­res­ una­ en­tra­da­ de­ re­set (res­ta­ble­ci­mien­to­a­ce­ro)­que­al­apli­car­le­un­ni­vel­al­to­ha­ce­que­“ol­vi­de”­la­cuen­ta­an­te­rior­y­pa­se­to­das las­ sa­li­das­ a­ ce­ro­ pa­ra­ po­der­ co­men­zar­ una­ nue­va cuen­ta.­ Nos­fal­ta­ver­el­ca­so­de­co­nec­tar­dos­con­ta­do­res­“en­cas­ca­da”,­es­to­es,­uno­des­pués­del­otro,­pa­ra­que­uno­cuen­te­las­uni­da­des­y­el­otro­las­de­ce­nas, por­ejem­plo.­La­pa­ta­6­del­CD4518,­que­es­la­sa­li­da D,­de­pe­so­8,­­se­co­nec­ta­a­la­pa­ta­10­del­mis­mo­in­te­gra­do,­ que­ es­ la­ en­tra­da­ del­ con­ta­dor­ si­guien­te. Aquí­de­bo­ha­cer­una­acla­ra­ción:­es­te­con­ta­dor­tie­ne dos­ti­pos­de­en­tra­da;­una­que­in­cre­men­ta­un­nú­me­ro al­de­tec­tar­una­tran­si­ción­de­0­a­1,­de­no­mi­na­da­flanco ascendente,­y­otra­en­tra­da­que­res­pon­de­a­un­cam­bio­de­es­ta­do­de­1­a­0,­que­se­de­no­mi­na­flan­co­des­cen­den­te,­y­es­la­que­es­ta­mos­uti­li­zan­do­en­es­te­di­se­ño.­ ¿Por qué? Vea­mos­ el­ si­guien­te­ ejem­plo:­ su­pon­ga­mos­ que es­ta­mos­con­tan­do­has­ta­99.­En­las­uni­da­des­te­ne­mos que­va­con­tan­do­7­(0111),­8(1000),­9­(1001).­Si­tu­vié­ra­mos­el­con­ta­dor­co­nec­ta­do­a­la­en­tra­da­de­flan­co­as­cen­den­te,­al­lle­gar­el­nú­me­ro­8­la­pa­ta­D­se­ele­va­de­0­a­1­en­vian­do­un­pul­so­de­cuen­ta­al­otro­con­ta­dor,­por­lo­que­en­el­dis­play­ve­ría­mos­el­nú­me­ro­18 al­oc­ta­vo­pul­so,­co­sa­que­no­con­di­ce­con­la­rea­li­dad. En­el­di­se­ño­ac­tual­te­ne­mos­el­se­gun­do­con­ta­dor­co­nec­ta­do­a­la­pa­ta­de­flan­co­des­cen­den­te,­ob­te­nien­do el­si­guien­te­re­sul­ta­do:­en­el­7­(0111),­en­el­8­(1000) no­ hay­ cam­bio,­ por­que­ D­ su­bió­ de­ 0­ a­ 1,­ en­ el­ 9 (1001)­si­gue­to­do­igual­y­en­el­0­(0000)­te­ne­mos­que en­vía­un­pul­so­al­se­gun­do­con­ta­dor,­por­que­D­ba­jó de­1­a­0,­ob­te­nien­do­en­el­dis­play­el­nú­me­ro­10,­que coin­ci­de­con­el­dé­ci­mo­pul­so­de­cuen­ta.­Acuér­den­se que­los­nú­me­ros­en­bi­na­rio­se­leen­DC­BA. Con­es­ta­in­tro­duc­ción­teó­ri­ca­a­los­con­ta­do­res­de ci­fras­ya­po­de­mos­ver­la­pri­me­ra­par­te­de­es­te­pro­yec­to,­que­es­un­con­ta­dor­de­dos­ci­fras,­cu­ya­pla­que­ta­ve­mos­en­la­fi­gu­ra­70.­Es­te­con­ta­dor­pue­de­cons­truir­se­en­gru­pos­de­a­dos,­es­de­cir,­po­de­mos­con­tar

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión con­ta­do­ra­tie­ne­una­co­ne­xión que­se­re­pi­te­a­ca­da­cos­ta­do, per­mi­tién­do­nos­co­nec­tar­has­ta­ tres­ o­ cua­tro­ con­ta­do­res “en­ cas­ca­da”.­ ­ Ob­ser­va­mos que­ tie­ne­ una­ en­tra­da­/sa­li­da de­ +12­Volts,­ que­ sir­ve­ pa­ra la­ali­men­ta­ción;­una­en­tra­da­/sa­li­da­de­ma­sa;­una­de­re­set, pa­ra­ su­ pues­ta­ a­ ce­ro;­ la­ en­tra­da­de­cuen­ta­de­pul­sos;­el Latch­ Ena­ble,­ pa­ra­ ha­bi­li­tar el­ce­rro­jo­y­una­de­CAR­(que sig­ni­fi­ca­aca­rreo)­que­pa­so­a ex­pli­car­ en­ de­ta­lle­ en­ los­ si­guien­tes­pá­rra­fos. Si­mi­ra­mos­la­pla­que­ta­de­la fi­gu­ra­ 70­ des­de­ arri­ba­ (la­do com­po­nen­tes),­ po­de­mos­ ver que­del­la­do­iz­quier­do­hay­un bor­ne­lla­ma­do­ENT­(en­tra­da) que­no­se­re­pi­te­del­la­do­de­re­cho,­ pe­ro­ que­ a­ la­ mis­ma al­tu­ra­ hay­ un­ bor­ne­ lla­ma­do CAR­ (aca­rreo).­ Al­ co­nec­tar en­cas­ca­da­dos­o­más­pla­que­tas­pa­ra­ob­te­ner­4­o­más­dí­gi­tos­de­lec­tu­ra­la­en­tra­da­es­la de­ la­ pri­mer­ pla­que­ta­ de­ la iz­quier­da;­el­CAR­de­és­ta­se co­nec­ta­ a­ la­ ENT­ de­ la­ se­gun­da­y­el­CAR­de­la­se­gun­da­ a­ la­ ENT­ de­ la­ ter­ce­ra­ y así­ su­ce­si­va­men­te­ si­ hu­bie­ra más­ con­ta­do­res.­ Asi­mis­mo de­be­mos­ co­nec­tar­ las­ de­más en­tra­das­/sa­li­das.­Pa­ra­un­me­jor­en­ten­di­mien­to,­en­la­fi­gu­ra­71­se­pue­de­apre­ciar el­ dia­gra­ma­ de­ cir­cui­to­ im­pre­so­ co­rres­pon­dien­te­ a dos­dí­gi­tos­del­dis­play. Cuan­do­uno­ini­cia­la­cuen­ta­en­uno­de­es­tos­con­ta­do­res­ ve­mos­ que­ a­ ca­da pul­so­ de­ en­tra­da­ se­ in­cre­Figura 71 men­ta­ un­ nú­me­ro­ en­ el­ dis­play.­ Así­ has­ta­ lle­gar­ al­ nú­me­ro­99.­Al­pró­xi­mo­pul­so­el con­ta­dor­ mar­ca­ 00­ y­ en­vía por­la­sa­li­da­CAR­un­pul­so­al con­ta­dor­ si­guien­te,­ por­ lo que­ en­ el­ dis­play­ (su­po­nien­do­que­sea­de­cua­tro­dí­gi­tos) se­lee­ría­el­nú­me­ro­0100.­ Si­ in­gre­sa­mos­ otro­ tren­ de pul­sos­ el­ pri­mer­ con­ta­dor Figura 70

de­00­a­99,­de­0000­a­9999­o­de­000000­a­999999­(en nues­tro­pro­to­ti­po­pen­sa­mos­en­un­fre­cuen­cí­me­tro­de cua­tro­dí­gi­tos­y­así­se­mues­tra­en­la­fo­to­que­sir­ve­de pre­sen­tac­ción­pa­ra­es­ta­no­ta).­Pa­ra­es­to­la­pla­que­ta

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F uenteS C onMutadaS

Figura 72 vol­ve­rá­a­lle­gar­a­los­99­y­al­pró­xi­mo­pul­so­vuel­ve­a 00­pe­ro­en­vía­otro­pul­so­por­CAR­al­se­gun­do­con­ta­dor,­mos­tran­do­el­dis­play­en­ton­ces­el­nú­me­ro­0200. Co­mo­pue­den­ob­ser­var,­aquí­hay­dos­re­set di­fe­ren­tes:­uno­es­el­de­los­con­ta­do­res,­que­por­sí­mis­mos vuel­ven­a­ce­ro­des­pués­del­nú­me­ro­9­y­otro­muy­dis­tin­to­es­el que acciono de forma externa, y­es­el­que es­tá­mar­ca­do­en­la­pla­que­ta­co­mo­RE­SET.­Su­pon­ga­mos­que­me­abu­rrí­de­con­tar­y­me­que­dó­en­el­dis­play­el­nú­me­ro­2546.­Pa­ra­rei­ni­ciar­el­con­ta­dor­apli­co­un­pul­so­po­si­ti­vo­en­RE­SET­y­vuel­ve­a­0000,­pe­ro­ por­que­ yo­ lo­ qui­se,­ no­ por­que­ fue­ra­ una­ con­se­cuen­cia­ ló­gi­ca­ de­ la­ cuen­ta­ (des­pués­ del­ 9­ vie­ne­ el ce­ro). ¿Por qué el proyecto está dividido en varias pequeñas plaquetas y no en una grande? Por­que­la­idea­es­que­es­tos­apa­ra­tos­sean­mon­ta­dos­ por­ es­tu­dian­tes,­ hobbys­tas­ y­ ex­pe­ri­men­ta­do­res con­po­ca­ex­pe­rien­cia­en­la­elec­tró­ni­ca­y­en­to­dos­es­tos­años­he­apren­di­do­que­a­los­pro­ble­mas­hay­que li­mi­tar­los;­ es­to­ es,­ que­ si­ un­ con­ta­dor­ no­ fun­cio­na doy­to­das­las­he­rra­mien­tas­pa­ra­re­vi­sar­lo­y­pro­bar­lo has­ta­des­cu­brir­el­error.­El­equi­vo­car­se­en­el­ar­ma­do de­ una­ pla­que­ta­ es­ una­ de­ las­ me­jo­res­ for­mas­ de apren­der­ a­ ana­li­zar­ cir­cui­tos­ elec­tró­ni­cos,­ pe­ro­ una co­sa­es­re­vi­sar­una­pla­que­ti­ta­de­5x7­cm­con­tres­in­te­gra­dos,­en­la­cual­ya sé que ahí está la falla, que in­ten­tar­ arre­glar­ un­ pla­que­tón­ de­ 15x20­ cm­ don­de pro­ba­ble­men­te­no­se­pa­ni­por­dón­de­em­pe­zar. Con­ res­pec­to­ al­ ar­ma­do,­ re­cuer­den­ que­ son­ dos pla­que­tas­que­se­co­nec­tan­en­tre­sí­con­alam­bres­que bien­ pue­den­ ser­ los­ que­ so­bran­ de­ las­ re­sis­ten­cias. Una­de­ellas­va­ho­ri­zon­tal­(la­de­los­in­te­gra­dos)­y­la de­los­dis­play­va­mon­ta­da­ver­ti­cal­pa­ra­fa­ci­li­tar­nos­la lec­tu­ra.­Ten­gan­en­cuen­ta­que­pa­ra­CMOS­van­dis­play­ de­ cá­to­do­ co­mún.­ Re­cuer­den­ mon­tar­ pri­me­ro los­puentes de conexión y­pres­ten­aten­ción­que­hay uno­de­ba­jo­de­los­in­te­gra­dos­CD4511.­Lue­go­van­las re­sis­ten­cias,­ des­pués­ los­ con­den­sa­do­res­ (cui­da­do

con­la­po­la­ri­dad)­y­por­úl­ti­mo­los­cir­cui­tos­in­te­gra­dos.­ Y­ha­blan­do­de­prue­bas,­una­vez­ar­ma­do­el­con­ta­dor­lle­ga­el­mo­men­to­de­pro­bar­lo.­Pa­ra­em­pe­zar,­hay que­ co­nec­tar­ ex­ter­na­men­te­ a­ la­ pla­que­ta­ una­ re­sis­ten­cia­de­10kΩ­en­tre­los­bor­nes­ENT­y­+12V.­Es­to­se ha­ce­pa­ra­car­gar­la­en­tra­da­con­ba­ja­im­pe­dan­cia,­da­do­que­los­in­te­gra­dos­CMOS­no­pue­den­que­dar­con las­ pa­ti­tas­ “al­ ai­re”­ da­do­ que­ to­man­ rui­do­ del­ am­bien­te­y­pro­vo­can­fun­cio­na­mien­tos­alea­to­rios.­Lue­go­de­es­to­co­nec­ta­mos­la­fuen­te­de­ali­men­ta­ción­de 12V,­el­ne­ga­ti­vo­a­ma­sa­y­el­po­si­ti­vo­a­+12V.­­Ya­en el­dis­play­de­be­em­pe­zar­a­ver­se­al­go.­Si­to­ca­mos­con un­ca­ble­ci­to­en­tre­+12V­y­RE­SET­de­be­mar­car­00. Si­con­ese­mis­mo­ca­ble­ci­to­to­ca­mos­ENT­y­MA­SA, con­ca­da­to­que­va­mos­a­no­tar­que­se­in­cre­men­ta­un nú­me­ro:­ 00,­ 01,­ 02...­ Si­ au­men­ta­ de­ a­ va­rios­ no­ se preo­cu­pen,­es­que­a­ve­ces­ha­ce­co­mo­unas­chis­pas­al co­nec­tar­se­y­des­co­nec­tar­se­y­las­cuen­ta­a­to­das.­Es­lo que­se­lla­ma­rebote. Bien,­si­has­ta­aquí­lo­han­he­cho­fun­cio­nar­¡fe­li­ci­ta­cio­nes!­Ex­pli­ca­ré­aho­ra­có­mo­con­ti­nuar­con­la­eta­pa­de­en­tra­da­y­me­ca­nis­mo­de­re­lo­je­ría.

la etapa de entrada Pa­sa­mos­ aho­ra­ a­ la­ des­crip­ción­ de­ la­ pla­que­ta más­com­ple­ja.­Es­ta­cons­ta­de­un­am­pli­fi­ca­dor­­con­for­ma­dor­de­se­ñal­de­en­tra­da­y­un­sis­te­ma­de­re­lo­je­ría­que­brin­da­los­pul­sos­de­re­loj,­latch­y­re­set­pa­ra ac­cio­nar­los­con­ta­do­res­y­dis­play,­tal­co­mo­se­mues­tra­en­el­cir­cui­to­de­la­fi­gu­ra­72. La­se­ñal­a­me­dir­in­gre­sa­a­la­ba­se­de­un­tran­sis­tor­de­al­ta­fre­cuen­cia,­en­es­te­ca­so­usé­un­BF199,­pe­ro­pue­de­uti­li­zar­se­tam­bién­un­BF494.­Se­am­pli­fi­ca y­trans­fie­re­a­otro­BF199,­cu­yo­co­lec­tor­es­tá­co­nec­ta­do­ a­ una­ se­rie­ de­ com­puer­tas­ NAND­ ti­po 74LS132,­que­se­en­car­gan­de­dar­le­for­ma­per­fec­ta­men­te­cua­dra­da­a­las­se­ña­les­que­en­tren­al­sis­te­ma.

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión El­uso­de­es­tos­in­te­gra­dos,­de­tec­no­lo­gía­TTL­(Tran­sis­tor­Tran­sis­tor­Lo­gic)­obe­de­ce­a­que­son­muy­rá­pi­dos.­Ten­gan­en­cuen­ta­que­con­es­te­fre­cuen­cí­me­tro de­be­mos­po­der­me­dir­con­co­mo­di­dad­el­os­ci­la­dor­de ba­ti­do­del­equi­po­QRP­de­80­me­tros,­que­an­da­por los­ 8MHz.­ Los­ in­te­gra­dos­ CMOS­ de­ la­ se­rie CD4XXX­son­muy­eco­nó­mi­cos­y­tra­ba­jan­con­cual­quier­ ten­sión,­ pe­ro­ son­ len­tos,­ no­ pu­dien­do­ con­tar más­allá­de­los­3­ó­4MHz.­Los­in­te­gra­dos­TTL­son más­ca­ros­y­hay­que­ali­men­tar­los­con­una­ten­sión­es­ta­bi­li­za­da­ de­ +5V,­ pe­ro­ en­ el­ pro­to­ti­po­ de­ es­te­ fre­cuen­cí­me­tro­han­lle­ga­do­a­me­dir­has­ta­los­31MHz. Va­le­la­pe­na­gas­tar­un­cen­ta­vi­to­más. Des­pués­de­las­com­puer­tas­NAND,­con­la­se­ñal ya­pues­ta­en­for­ma,­te­ne­mos­un­in­te­gra­do­74LS90, que­di­vi­de­la­fre­cuen­cia­a­me­dir­por­diez.­ ¿Por qué es esto? Pues­ por­que­ co­mo­ ya­ di­ji­mos,­ los­ CMOS­ son len­tos,­en­es­te­ca­so­lue­go­de­un­di­vi­sor­TTL­una­fre­cuen­cia­ de­ 8MHz­ se­ trans­for­ma­ría­ en­ una­ de 800kHz,­va­lor­per­fec­ta­men­te­ma­ne­ja­ble­pa­ra­un­dis­po­si­ti­vo­CMOS. Ló­gi­ca­men­te­ te­ne­mos­ que­ ade­cuar­ el­ dis­play­ a los­cam­bios­de­re­so­lu­ción­en­la­lec­tu­ra,­da­do­que­se al­te­ra­la­pre­ci­sión­del­fre­cuen­cí­me­tro,­pe­ro­ese­de­ta­lle­lo­de­jo­pa­ra­el­fi­nal.­ Aho­ra­te­ne­mos­una­ga­ma­de­fre­cuen­cias­que­es ma­ne­ja­ble­por­los­CMOS,­pe­ro­te­ne­mos­un­pro­ble­ma:­los­TTL­ma­ne­jan­5­Volt,­y­los­CMOS­12­Volt. Pa­ra­so­lu­cio­nar­es­te­in­con­ve­nien­te­es­que­in­ter­ca­la­-

mos­en­tre­la­sa­li­da­del­74LS90­y­la­en­tra­da­del­me­ca­nis­mo­ de­ re­lo­je­ría,­ que­ es­ CMOS,­ un­ tran­sis­tor BC547,­cu­ya­ba­se­es­ex­ci­ta­da­con­la­sa­li­da­de­+5V del­ 74LS90­ pe­ro­ al­can­za­ pa­ra­ en­viar­lo­ a­ la­ sa­tu­ra­ción­aún­con­los­+12V­co­nec­ta­dos­a­su­co­lec­tor.­Así te­ne­mos­re­pe­ti­do­en­el­co­lec­tor­con­+12V­las­se­ña­les de­en­tra­da­que­tie­nen­+5V. En­la­fi­gu­ra­73­mos­tra­mos­la­ter­ce­ra­y­úl­ti­ma­pla­ca­de­es­te­pro­yec­to,­que­reú­ne­las­eta­pas­de­en­tra­da del­fre­cuen­cí­me­tro.­Aho­ra­bien,­ha­bía­mos­ex­pli­ca­do que­pa­ra­que­el­con­ta­dor­ac­túe­ha­ce­fal­ta­una­puer­ta de­ 1­ se­gun­do,­ lue­go­ de­ ce­rrar­se­ és­ta­ un­ pul­so­ de latch­pa­ra­mos­trar­el­re­sul­ta­do­en­el­dis­play­y­un­pul­so­que­vuel­va­a­ce­ro­los­con­ta­do­res,­pa­ra­co­men­zar to­do­una­vez­más.­ Les­ ha­bía­ co­men­ta­do­ que­ es­te­ con­ta­dor­ de­ fre­cuen­cias­lo­di­se­ñé­co­mo­vi­sor­de­sin­to­nía­de­un­equi­po­QRP.­Tu­ve­en­cuen­ta­en­ton­ces,­que­la­puer­ta­de un­se­gun­do­era­muy­len­ta­pa­ra­el­ca­so­de­una­sin­to­nía­con­ti­nua,­por­que­ha­ce­una­me­di­ción­ca­da­dos­se­gun­dos­(un­se­gun­do­pa­ra­me­dir­y­otro­se­gun­do­pa­ra los­ pul­sos­ de­ latch­ y­ re­set).­ Es­ así­ que­ es­co­gí­ una puer­ta­de­0,1­se­gun­do,­lo­que­me­per­mi­te­ha­cer­cin­co­me­di­cio­nes­en­un­se­gun­do,­lo­gran­do­así­su­fi­cien­te­ ra­pi­dez­ en­ la­ vi­sua­li­za­ción.­ Es­to­ trae­ apa­re­ja­da una­ re­duc­ción­ en­ la­ pre­ci­sión­ del­ equi­po,­ pe­ro­ es acep­ta­ble­en­un­equi­po­de­ra­dioa­fi­cio­na­do.­En­es­te ca­so,­si­es­toy­en­una­fre­cuen­cia­de­3.566.923MHz, da­do­que­ya­di­vi­dí­por­diez­en­la­en­tra­da­y­le­apli­co la­dé­ci­ma­par­te­a­la­puer­ta­de­en­tra­da­(equi­va­len­te­a di­vi­dir­nue­va­men­te­por­diez)­ten­go­que­en­el­dis­play Figura 73

66 Club Saber eleCtróniCa

M ontaje

de i nStruMentoS para la

Figura 74

ob­ser­vo­ 03.566.9­ MHz,­ que­ co­mo­ ya­ di­je,­ es­ una pre­ci­sión­más­que­su­fi­cien­te­pa­ra­un­trans­mi­sor­QRP o­su­fa­se­de­ajus­te.­Un­de­ta­lle­a­te­ner­en­cuen­ta­es que­ siem­pre­ me­ acuer­do­ de­ los­ po­bres­ (por­que­ me in­clu­yo­en­el­gre­mio)­y­si­ven­en­la­pla­que­ta­de­re­lo­je­ría­ dos­ sa­li­das,­ una­ de­ 500Hz­ y­ otra­ de­ 50Hz,­ es por­que­doy­la­po­si­bi­li­dad,­al­que­no­tie­ne­los­me­dios de­ar­mar­un­con­ta­dor­con­6­dí­gi­tos,­a­me­dir­me­ga­hertz­con­cua­tro­dis­play,­a­sa­ber:­Si­in­ten­to­me­dir­un os­ci­la­dor­ de­ 7.482.600Hz­ con­ cua­tro­ dí­gi­tos­ voy­ a ver­en­el­dis­play­­482.6­ ¿Y cuántos megahertz hay entonces? Sim­ple,­ pa­ra­ es­te­ ca­so­ uti­li­za­mos­ una­ puer­ta­ de 0,01­se­gun­do,­que­es­co­mo­di­vi­dir­por­cien­en­la­en­tra­da­que­ya­es­tá­di­vi­di­da­por­diez,­lo­que­nos­ha­ce ob­te­ner­ en­ el­ dis­play­ de­ cua­tro­ ci­fras­ el­ nú­me­ro 7.482­ cuan­do­ la­ en­tra­da­ de­ re­loj­ es­tá­ en­ 500Hz (puer­ta­de­0,01s)­y­el­nú­me­ro­482,6­cuan­do­es­tá­en 50Hz­(puer­ta­de­0,1s).­Con­un­sim­ple­cál­cu­lo­men­tal ar­ma­mos­ la­ ci­fra­ 7.482.600,­ que­ la­ ob­te­ne­mos­ con una­pre­ci­sión­de­100Hz,­más­que­su­fi­cien­te­pa­ra­no­so­tros. Pa­so­a­des­cri­bir­en­de­ta­lle­el­sis­te­ma­que­uti­li­zo pa­ra­ob­te­ner­la­puer­ta­y­los­pul­sos­de­con­trol.­Es­un vie­jo­di­se­ño­eu­ro­peo­que­es,­a­mi­cri­te­rio,­el­que­me­jor­fun­cio­na.­Cons­ta­de­un­in­te­gra­do­CD4018,­que­es un­con­ta­dor­John­son,­que­di­vi­de­por­diez­los­50Hz pa­ra­ ob­te­ner­ 5Hz,­ o­ sea,­ 5­ cuen­tas­ por­ se­gun­do.­A esa­fre­cuen­cia,­la­puer­ta­de­en­tra­da­per­ma­ne­ce­0,1se­gun­do­abier­ta­y­en­el­0,1­se­gun­do­res­tan­te­da­los­pul­sos­de­latch­y­re­set.­La­me­jor­for­ma­de­ver­lo­es­se­guir­pa­so­a­pa­so­los­es­ta­dos­del­con­ta­dor­en­la­fi­gu­ra­74.

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

Aho­ra­bien,­pa­ra­ob­te­ner­los 50Hz­ (o­ 500Hz­ pa­ra­ me­dir me­ga­ci­clos)­es­ne­ce­sa­rio­par­tir­ de­ una­ fre­cuen­cia­ mu­cho más­ ele­va­da­ y­ es­ta­ble,­ pa­ra que­al­ir­la­di­vi­dien­do­au­men­te­la­pre­ci­sión.­Nor­mal­men­te se­uti­li­za­un­cris­tal,­que­pro­vee­ una­ os­ci­la­ción­ pre­ci­sa­ y su­ma­men­te­ es­ta­ble­ co­nec­ta­do­a­una­ca­de­na­di­vi­so­ra.­Por ejem­plo,­ pa­ra­ ob­te­ner­ 50Hz par­ti­mos­ de­ un­ cris­tal­ de 5MHz­y­di­vi­di­mos­por­10­pa­ra­ ob­te­ner­ 500kHz,­ a­ su­ vez por­ 10­ pa­ra­ ob­te­ner­ 50kHz, otra­ vez­ por­ 10­ pa­ra­ te­ner 5kHz,­ de­ nue­vo­ por­ 10­ pa­ra sa­car­ 500Hz­ y­ por­ úl­ti­mo nue­va­men­te­ por­ 10­ pa­ra­ fi­nal­men­te­dis­po­ner­los­di­cho­sos­50Hz.­He­mos­te­ni­do­que­em­plear­5­di­vi­so­res­por 10,­más­el­os­ci­la­dor­de­cris­tal,­se­ha­ce­bas­tan­te­en­go­rro­so­y­tam­bién­mu­cho­más­ca­ro. No­he­mos­men­cio­na­do­el­pro­ble­ma­de­con­se­guir un­cris­tal­de­5MHz,­co­sa­bas­tan­te­di­fí­cil.­ ¿No sería ideal poder utilizar cualquier cristal que disponga, por ejemplo, tirado en el taller o que pueda recuperar de una PC, video o TV viejo? En­es­te­pro­yec­to­he­uti­li­za­do­el­más­co­mún­de­to­dos­los­cris­ta­les,­ese­que­sir­ve­pa­ra­NTSC­y­que­so­bra­de­to­das­las­con­ver­sio­nes;­el­3,579545M­y­pa­so a­ex­pli­car­có­mo­en­ca­jar­lo­en­el­di­se­ño­(vea­la­fi­gu­ra 75).­Lo­pri­me­ro­que­te­ne­mos­que­ha­cer­es­“es­ti­rar” la­fre­cuen­cia­de­os­ci­la­ción­del­cris­tal­has­ta­un­nú­me­ro­en­te­ro.­Pa­ra­es­to­ve­mos­que­en­el­CD4011­que­ha­ce­de­os­ci­la­dor­hay­un­trim­mer o­com­pen­sa­dor,­que es­un­ca­pa­ci­tor­va­ria­ble­ajus­ta­ble­a­tor­ni­llo.­Con­ese trim­mer­ se­ ajus­ta­ a­ la­ fre­cuen­cia­ de­ 3.580.000Hz, que­co­mo­ven,­es­tá­ape­nas­455­Hz­más­arri­ba­que­la fre­cuen­cia­de­tra­ba­jo­del­cris­tal.­Pa­ra­es­te­ajus­te­es im­pres­cin­di­ble­que­un­ami­go­nos­pres­te­un­fre­cuen­cí­me­tro­o­po­de­mos­“ba­tir­lo”­con­un­re­cep­tor­de­ra­dioa­fi­cio­na­do­ con­ sin­to­nía­ di­gi­tal.­ Es­to­ es,­ acer­ca­mos­la­an­te­na­del­re­cep­tor­al­os­ci­la­dor,­sin­to­ni­za­mos 3.580.0­en­CW­y­ajus­ta­mos­el­trim­mer­has­ta­que­jus­to­allí­no­se­oi­ga­nin­gún­chi­fli­do. Te­ne­mos­aho­ra­3.580.000Hz­y­te­ne­mos­que­ob­te­ner­50Hz.­De­be­mos­ha­cer­un­di­vi­sor­por­71.600.­ ¿Cómo hacemos? Em­pe­za­mos­ uti­li­zan­do­ un­ CD4040­ co­nec­ta­do pa­ra­di­vi­dir­por­716,­ob­te­nien­do­has­ta­aquí­5.000Hz.

Club Saber eleCtróniCa

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r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión Figura 75

A­ es­ta­ fre­cuen­cia­ la­ in­gre­sa­mos­ a­ un­ do­ble­ di­vi­sor por­ 10­ “CD4518”­ ob­te­nien­do­ una­ sa­li­da­ de­ 500Hz pa­ra­con­tar­me­ga­ci­clos­(si­hi­cie­ra­fal­ta)­y­la­di­cho­sa fre­cuen­cia­de­50Hz­a­la­sa­li­da­del­úl­ti­mo­di­vi­sor.­­Si qui­sie­ran­co­nec­tar­al­gún­otro­cris­tal­o­in­clu­so­ha­cer al­gún­ex­pe­ri­men­to­con­fre­cuen­cias­ex­tra­ñas­les­ex­pli­ca­ré­en­de­ta­lle­có­mo­es­el­uso­del­CD4040­co­mo di­vi­sor­pro­gra­ma­ble. Pa­ra­los­que­van­a­uti­li­zar­cua­tro­dis­play­y­ne­ce­si­ten­con­mu­tar­la­fre­cuen­cia­de­clock,­re­cuer­den­que de­ben­ ins­ta­lar­ una­ lla­ve­ do­ble­ in­ver­so­ra­ de­ la­ si­guien­te­ma­ne­ra:­El­pun­to­me­dio­de­una­de­ellas­va­a la­en­tra­da­CLK­del­CD4018­(pa­ta­14).­Una­va­a­la sa­li­da­500Hz­del­CD4518­(pa­ta­10)­y­otra­va­a­la­sa­li­da­ 50­ Hz­ del­ mis­mo­ in­te­gra­do­ (pa­ta­ 14).­ El­ otro pun­to­me­dio­va­a­una­re­sis­ten­cia­de­1kΩ­y­és­ta­a­su vez­a­+­12V.­Los­ex­tre­mos­van­a­las­co­ne­xio­nes­dp (de­ci­mal­point)­del­dis­play,­de­for­ma­que­los­pun­tos apa­rez­can­en­el­lu­gar­co­rrec­to­cuan­do­mi­de­MHz­(en 500Hz)­que­se­ve­ría­(p.ej)­5.937­y­cuan­do­mi­de­KHz (en­50­Hz)­vgr.­937.2.­­Pa­ra­los­que­van­a­uti­li­zar­seis o­más­dí­gi­tos­di­rec­ta­men­te­unan­con­un­ca­ble­la­pa­ta­14­del­CD4518­con­la­pa­ta­14­del­CD4018­(fi­gu­ra 76).­ De­es­ta­ma­ne­ra­he­mos­con­clui­do­con­la­ex­pli­ca­ción­del­fun­cio­na­mien­to­ del­ fre­cuen­cí­me­tro,­ el cual­ pue­de­ mon­tar­ sin­ in­con­ve­nien­tes­des­de­es­te mo­men­to.­­­ Al­sólo­efecto de­ simplificar­ el montaje,­ en­ la figura­ 77­ se

68 Club Saber eleCtróniCa

reproduce­ el­ circuito­ completo­ del­ frecuencímetro explicado,­el­que­se­monta­en­las­tres­placas­descriptas­(descritas).

Frecuencímetro con pIc En­ la­ figura­ 78­ se­ reproduce­ un­ fre­cuen­cí­me­tro que­he­ba­ja­do­de­In­ter­net­y­le­he­rea­li­za­do­un­par­de mo­di­fi­ca­cio­nes­ que­ ha­cen­ que­ fun­cio­ne­ co­rrec­ta­men­te. Se­gún­el­ar­chi­vo,­el­au­tor­es­Do­nald­Trepss,­pe­ro­en­el­pro­gra­ma­apa­re­ce­co­mo­au­tor­Terry­J.­Wee­der,­ con­ fe­cha­ 18­ de­ no­viem­bre­ de­ 1993­ (www­.weed­tech­.com). El­dis­play­es­de­uso­ge­ne­ral­de­1­lí­nea­y­16­ca­rac­te­res,­pu­dien­do­em­plear­se­cual­quie­ra­de­es­tas­ca­rac­te­rís­ti­cas­que­se­con­si­ga­en­las­ca­sas­de­ven­ta­de com­po­nen­tes­elec­tró­ni­cos. El­cir­cui­to­es­muy­fá­cil­de­ar­mar,­y­el­pro­gra­ma no­tie­ne­pro­ble­mas­pa­ra­su­en­sam­bla­do.­El­pro­to­ti­po Figura 76

M ontaje

de i nStruMentoS para la

Figura 77

r eparaCión

de

F uenteS C onMutadaS

es­tá­rea­li­za­do­so­bre­una­pla­ca­de­cir­cui­to­im­pre­so­ti­po­uni­ver­sal,­por­lo­cual­que­da­pa­ra­el­lec­tor­el­di­se­ño,­si­es­que­de­sea­mon­tar­lo­so­bre­una­pla­ca­es­pe­cí­fi­ca.­El­fre­cuen­cí­me­tro­per­mi­te­me­dir­en­for­ma­au­to­má­ti­ca­se­ña­les­de­fre­cuen­cia­des­de­al­gu­nos­HZ­has­ta­99MHz,­sin­ne­ce­si­dad­de­te­ner­que­rea­li­zar­nin­gu­na­con­mu­ta­ción.­En­el­dis­play­apa­re­ce­la­uni­dad­de me­di­da­(Hz,­kHz­y­MHz)­in­clu­so­apa­re­ce­la­in­di­ca­ción­“OVER­FO­LE”­cuan­do­el­ins­tru­men­to­es­tá­fue­ra­de­es­ca­la.­Se­ali­men­ta­con­una­fuen­te­que­de­be­en­tre­gar­dos­ten­sio­nes­re­gu­la­das,­una­de­9V­y­otra­de Figura 78

Club Saber eleCtróniCa

69

r eparaCión de televiSoreS de ultiMa G eneraCión 5V­y­só­lo­re­quie­re­un­ajus­te,­en­es­te­ca­so­el­pre­set­de 500­ ohm­ que­ se­ en­cuen­tra­ en­ la­ ba­se­ del­ tran­sis­tor 2N4403.­De­be­mo­ver­el­re­sis­tor­va­ria­ble­has­ta­ob­te­ner­5V­en­di­cho­pun­to­(mar­ca­do­con­X­en­la­fi­gu­ra 78).­­Co­mo­com­puer­tas­em­plee­un­CD4001­con­las en­tra­das­uni­das,­aun­que­de­bo­re­co­no­cer­que­el­ori­gi­nal­men­cio­na­un­in­te­gra­do­TTL­7400­(el­CI­de­cua­tro­ com­puer­tas­ NAND­ pue­de­ ser­ un­ 7400).­ Ca­be acla­rar­ que­ no­ he­ ob­te­ni­do­ bue­nos­ re­sul­ta­dos­ pa­ra fre­cuen­cias­ ma­yo­res­ a­ los­ 9,9MHz,­ ya­ que,­ por ejem­plo­una­fre­cuen­cia­de­27MHz­me­la­mues­tra­co­mo­una­de­2,7MHz­y­aún­es­toy­in­ves­ti­gan­do­las­cau­sas. El­programa­que­debe­ser­grabado­en­el­PIC­se detalla­en­la­tabla­3. `­Tabla­3 `­Programa­del­Frecuencímetro

ind rtcc pc status fsr port_a port_b port_c c dc z pd to MSB LSB cnt rs rw e o

list equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ

P=16F84 0h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 0h 1h 2h 3h 4h 7h 0h 2h 2h 1h 0h 7h

count1 count2 in_reg addcnt gate cnt1 cnt2 cnt3 calc1 calc2 calc3 sum1 sum2 sum3 rtcc2

equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ equ

2ch 2dh 2eh 2fh 0Ch 0Dh 0Eh 0Fh 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h

org goto

0 start

movlw movwf movlw movwf decfsz goto decfsz goto retlw movwf movlw tris bsf bcf bsf bcf movlw tris bcf

0x05 count1 0xA5 count2 count2,f d2 count1,f d1 0x00 port_b b'00000000' port_b port_a,rs port_a,rw port_a,e port_a,e b'11111111' port_b port_a,rs

int_del d1 d2

lcd_out

out1

out2 inst

inst1

inst2 shift

sub

sb1

sb2

bsf bsf movf movwf bsf bcf bsf btfss goto bcf goto bcf goto movwf movlw tris bcf bcf bsf bcf movlw tris bsf bsf btfss goto bcf goto bcf retlw btfss retlw btfss retlw btfss retlw btfss retlw movlw addwf bsf movf goto bcf movf subwf btfsc goto movlw subwf btfsc goto subwf btfss bsf movf subwf btfsc goto movlw subwf btfss bsf movf

70 Club Saber eleCtróniCa

port_a,rw port_a,e port_b,w addcnt addcnt,7 port_a,e port_a,e port_b,7 out2 port_a,e out1 port_a,e shift port_b b'00000000' port_b port_a,rs port_a,rw port_a,e port_a,e b'11111111' port_b port_a,rw port_a,e port_b,7 inst2 port_a,e inst1 port_a,e 0x00 addcnt,0 0x00 addcnt,1 0x00 addcnt,2 0x00 addcnt,3 0x00 0x39 addcnt,f addcnt,7 addcnt,w inst status,o calc1,w cnt1,f status,c sb1 0x01 cnt2,f status,c sb1 cnt3,f status,c status,o calc2,w cnt2,f status,c sb2 0x01 cnt3,f status,c status,o calc3,w

No­ta­de­Re­dac­ción: Al­mo­men­to­de­pu­bli­car­es­ta­no­ta,­el­pro­to­ti­po­fun­cio­na­sin­in­con­ve­nien­tes­y­se es­tán­rea­li­zan­do­mo­di­fi­ca­cio­nes­pa­ra­que­el­fre­cuen­cí­me­tro­ ope­re­ a­ fre­cuen­cias­ ma­yo­res.­ El­ ma­yor­ in­con­ve­nien­te­se­en­cuen­tra­en­los­com­po­nen­tes­de­en­tra­da­pa­ra­rea­li­zar­la­di­vi­sión­de­fre­cuen­cias­re­que­ri­da­pa­ra­di­chos­ca­sos. Si­ de­sea­ ob­te­ner­ el­ pro­gra­ma­ asm­ y­ la­ des­crip­ción­ com­ple­ta­ del­ fre­cuen­cí­me­tro­ pue­de­ re­cu­rrir­ a nues­tra­web:­ www.webelectronica.com.ar Pa­ra­ ob­te­ner­ la­ in­for­ma­ción­ di­rí­ja­se­ al­ íco­no PASS­WORD­e­in­gre­se­la­cla­ve­dato185.

add

movf

cnvt

cnvt0

cnvt1

cnvt2

cnvt3

subwf btfss bsf retlw movf addwf btfss goto incfsz goto incf calc2,w addwf btfsc incf movf addwf retlw movlw movwf movlw movwf movlw movwf incf decfsz goto movlw movwf movlw movwf movlw movwf call incf movlw xorwf btfsc goto btfss goto call movlw movwf movlw movwf movlw movwf call incf btfss goto call clrf movlw movwf movlw movwf call incf btfss goto call movlw

cnt3,f status,c status,o 0x00 calc1,w cnt1,f status,c ad1 cnt2,f ad1 cnt3,f cnt2,f status,c cnt3,f calc3,w cnt3,f 0x00 0x07 count1 0x19 fsr 0x2F ind fsr,f count1,f cnvt0 0x0F calc3 0x42 calc2 0x40 calc1 sub 19,f 0x3A 19,w status,z overflow status,o cnvt1 add 0x01 calc3 0x86 calc2 0xA0 calc1 sub 1A,f status,o cnvt2 add calc3 0x27 calc2 0x10 calc1 sub 1B,f status,o cnvt3 add 0x03

cnvt4

ad1

cnvt5

cnvt6

count

fr4

fr5

fr6

fr7 fr8

movwf movlw movwf call incf btfss goto call clrf movlw movwf call incf btfss goto call movlw movwf call incf btfss goto call movf addwf incf retlw movlw option movlw tris bcf bcf clrf clrf clrf bsf bcf movf movwf bsf movlw movwf goto

nop nop nop nop nop nop movf subwf btfss goto nop goto btfsc incf movwf nop

calc2 0xE8 calc1 sub 1C,f status,o cnvt4 add calc2 0x64 calc1 sub 1D,f status,o cnvt5 add 0x0A calc1 sub 1E,f status,o cnvt6 add cnt1,w 1F,f 1F,f 0x00 b'00110111' b'00010000' port_a port_a,3 port_a,2 cnt3 rtcc rtcc2 port_a,2 port_a,2 gate,w count1 port_a,3 0xFA count2 fr6

rtcc,w rtcc2,f status,z fr7 fr8 status,c cnt3,f rtcc2

M ontaje `­Tabla­3­-­Continuación­-­ `­Programa­del­Frecuencímetro

fr9 fr10

start

mhz

mhz2

nop nop decfsz goto decfsz goto bcf movf movwf subwf btfss goto btfss incf clrf decf bsf bcf movf xorwf btfsc goto retlw clrf movlw tris clrf movlw tris call call call movlw movwf bsf call bcf bsf call bcf bsf call bcf movlw call movlw call movlw call movlw call movlw movwf call call movlw xorwf btfss goto movlw xorwf btfsc goto movlw call movlw movwf movlw movwf movlw xorwf btfss goto movlw

mhz3 count2,f fr5 count1,f fr4 port_a,3 rtcc,w cnt2 rtcc2,f status,c fr9 status,z cnt3,f cnt1 cnt1,f port_a,2 port_a,2 rtcc,w cnt2,w status,z fr10 0x00 port_a b'00010000' port_a port_b b'00000000' port_b int_del int_del int_del 0x38 port_b port_a,e int_del port_a,e port_a,e int_del port_a,e port_a,e int_del port_a,e 0x38 inst b'00001100' inst b'00000001' inst b'00000110' inst 0x14 gate count cnvt 0x30 19,w status,z mhz1 0x30 1A,w status,z khz1 0x82 inst 0x02 count1 0x19 fsr 0x30 ind,w status,z mhz3 0x20

mhz4

mhz5

khz

khz1

khz2

khz3

khz4

de i nStruMentoS para la call incf decfsz goto goto movf call incf decfsz goto movlw call movlw movwf movf call incf decfsz goto movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call goto movlw movwf call call movlw xorwf btfss goto movlw subwf btfsc goto movlw xorwf btfss goto movlw xorwf btfsc goto movlw call movlw movwf movlw movwf movlw xorwf btfss goto movlw call incf decfsz goto goto movf call incf decfsz goto movlw call movf call incf

lcd_out fsr,f count1,f mhz2 mhz4 ind,w lcd_out fsr,f count1,f mhz3 0x2E lcd_out 0x05 count1 ind,w lcd_out fsr,f count1,f mhz5 0x20 lcd_out 0x4D lcd_out 0x48 lcd_out 0x7A lcd_out 0x20 lcd_out 0x20 lcd_out mhz 0x14 gate count cnvt 0x30 19,w status,z mhz1 0x32 1A,w status,c mhz1 0x30 1A,w status,z khz1 0x30 1B,w status,z xkhz 0x82 inst 0x05 count1 0x19 fsr 0x30 ind,w status,z khz3 0x20 lcd_out fsr,f count1,f khz2 khz4 ind,w lcd_out fsr,f count1,f khz3 0x2E lcd_out ind,w lcd_out fsr,f

xkhz

xkhz1

xkhz2

xkhz3

xkhz4

r eparaCión

movf call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call goto movlw movwf call call movlw xorwf btfss goto movlw subwf btfsc goto movlw xorwf btfss goto movlw xorwf btfsc goto movlw call movlw movwf movlw movwf movlw xorwf btfss goto movlw call incf decfsz goto goto movf call incf decfsz goto movlw call movf call incf movf call incf movf call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call

ind,w lcd_out 0x20 lcd_out 0x4B lcd_out 0x48 lcd_out 0x7A lcd_out 0x20 lcd_out 0x20 lcd_out khz 0xC8 gate count cnvt 0x30 19,w status,z khz 0x32 1A,w status,c khz 0x30 1A,w status,z xkhz1 0x30 1B,w status,z hz0 0x82 inst 0x04 count1 0x19 fsr 0x30 ind,w status,z xkhz3 0x20 lcd_out fsr,f count1,f xkhz2 xkhz4 ind,w lcd_out fsr,f count1,f xkhz3 0x2E lcd_out ind,w lcd_out fsr,f ind,w lcd_out fsr,f ind,w lcd_out 0x20 lcd_out 0x4B lcd_out 0x48 lcd_out 0x7A lcd_out 0x20 lcd_out 0x20 lcd_out

de

F uenteS C onMutadaS goto movlw movwf call call movlw xorwf btfss goto movlw xorwf btfss goto movlw subwf btfsc goto movlw call movlw movwf movlw movwf movlw xorwf btfss goto movlw call incf decfsz goto goto movf call incf decfsz goto movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call goto

xkhz 0xC8 gate count cnvt 0x30 19,w status,z xkhz1 0x30 1A,w status,z xkhz1 0x32 1B,w status,c xkhz1 0x82 inst 0x07 count1 0x19 fsr 0x30 ind,w status,z hz2 0x20 lcd_out fsr,f count1,f hz1 hz3 ind,w lcd_out fsr,f count1,f hz2 0x20 lcd_out 0x48 lcd_out 0x7A lcd_out 0x20 lcd_out 0x20 lcd_out 0x20 lcd_out 0x20 lcd_out hz

overflow movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call movlw call goto end

0x01 inst 0x84 inst 0x4F lcd_out 0x76 lcd_out 0x65 lcd_out 0x72 lcd_out 0x66 lcd_out 0x6C lcd_out 0x6F lcd_out 0x77 lcd_out 0x02 inst mhz

hz

hz0

hz1

hz2

hz3

Club Saber eleCtróniCa

71

Descripción De F uentes c onmutaDas De o tros e quipos introducción La fuente de alimentación de muchos equipos electrónicos modernos, tales como videocaseteras, reproductores de CD y DVD, computadoras y otros, también está basada en el principio de la fuente conmutada. Este diseño brinda en un espacio y peso mínimo un excelente rendimiento eléctrico y térmico junto con una adecuada protección eléctrica y térmica y es ideal para aquellos consumos que requieren varias diferentes tensiones Figura para su funcionamiento. En este capítulo describiremos algunas fuentes de otros equipos para que Ud. las compare con las descriptas para televisores y tenga una visión más amplia del tema. En la figura 1 vemos el aspecto de la fuente de alimentación de uno de los modelos de reproductor de DVD de Panasonic.

el Diagrama en Bloques de otra Fuente

1 R11. El resistor R21 suministra la tensión inicial de arranque a la pata 9 de IC11. Un regulador interno suministra la tensión +B que necesita IC11. Un oscilador y modulador interno del tipo PWM (Pulse Width Modulation) suministra la señal a un circuito de excitación proporcional de drive. La forma de onda resultante es aplicada a un circuito interno de drive. La señal de drive sale por las patas 4 y 5 de IC11 y es aplicada a la etapa final por medio de la pata 3.

Figura 2 En la figura 2 vemos el diagrama en bloques de este tipo de fuente que se caracteriza por la presencia de un transformador del tipo flyback, lo que indica la necesidad de usar una frecuencia elevada para su funcionamiento, prescindiendo de la frecuencia baja de 50 o 60Hz, típica de las fuentes de alimentación convencionales. El funcionamiento de este tipo de fuente puede explicarse de la siguiente manera. Se aplica una tensión de +B proveniente de un circuito rectificador al primario del transformador flyback T11 y después a la pata 1 del procesador IC11. El retorno al circuito rectificador se efectúa por medio del resistor

Club Saber eleCtróniCa

73

r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 3

El circuito de salida excita el transformador flyback T11 por la pata 1. Una tensión derivada del secundario B es rectificada por el diodo D21 y reemplaza la tensión de arranque aplicada a la pata 9 de IC11. Una tensión de referencia rectificada por el diodo D22 es sensada por medio de la pata 8 para inhibir el funcionamiento del integrado. Un circuito sensor de exceso de corriente monitorea la corriente que atraviesa R11. Si la corriente es excesiva, un circuito cerrojo se activa e impide el funcionamiento por medio de un circuito interno de sobretensión OVP (Over Voltage Protection) y otro de protección térmica TSD (Thermal Shut Down). Una corriente primaria excesiva es sensada por la pata 6. Este circuito termina el ciclo del oscilador si la corriente primaria resultase excesiva. La regulación de la tensión es facilitada por medio de una realimentación de una tensión de referencia por medio de un aislador óptico Q31 conectado a la pata 7.

el circuito del rectificador En la figura 3 vemos el circuito del rectificador. El fusible F1 de 1,6 amperes protege la fuente contra corrientes excesivas. El protector de sobrecargas D2 desvía la corriente causada por picos de tensión en la red, quema el fusible F1 y protege el circuito. El inductor L1 y el capacitor C1 ayudan a aislar línea de la red alterna del ruido de R.F. generado por la fuente. L1 ayuda también a reducir el golpe de corriente de encendido sobre el puente rectificador D1. Los capacitores C2 y C3 establecen un potencial de referencia de la masa aislada con respecto a la línea de alterna. R1 impide la formación de cargas en la masa aislada al descargar constantemente el terminal común. Los inductores LB1 y LB2 impiden que el ruido de conmutación se introduzca en la masa aislada. D1 es un rectificador de onda completa. C11 filtra la tensión continua rectificada y suministrada al regulador conmutado.

74 Club Saber eleCtróniCa

circuito de conmutación de salida de la Fuente En esta fuente de alimentación el circuito de salida de la fuente está incorporado en el controlador IC11. En la figura 4. vemos este sector del circuito. El transistor interno TR2 es usado como driver-amplificador intermedio. El circuito de excitación proporcional suministra una señal de pulsos cuadrados a su base. Esta señal es amplificada y aislada y sale por la pata 5 de IC11. Cuando el circuito de excitación proporcional aplica un "HIGH" a la base de TR2, permite que la salida en la pata 4 quede flotando. A su vez cuando aplica un "LOW" a la pata 4, también aplica un "LOW" a la base de TR2. El resistor externo R14 permite que la salida de señal de TR2 en la pata 5 sea combinada con la salida de señal de excitación proporcional en la pata 4. Ambas señales se combinan y se acoplan a la pata 3 de IC11 por medio de R15 y C13. Esta señal actúa como driver para el transistor interno de conmutación TR1. Durante la parte de "apagado" de la señal, la pata 4 está conectada a masa a través del excitador proporcional y el capacitor C13 se descarga a través de D11. Cuando vuelve la parte positiva del "encendido" de la señal, TR1 conduce a medida que C13 se carga. El emisor de TR11 está conectado a masa por Figura 4

d eSCripCión

de

FuenteS C onmutadaS

de

o troS e quipoS

El regulador interno aplica tensión a los circuitos del oscilador y driver de IC11. La tensión generada en el bobinado B es rectificada por el diodo D21 y filtrado por C21. La tensión +B resultante es usada para alimentar a IC11, eliminando la necesidad para R21 y R24 cuando se establece el modo funcional. En la figura 5 vemos el circuito correspondiente.

el oscilador

Figura 5 medio de la pata 2 de IC11. La conducción de TR1 conecta a masa la pata 1 y permite que circule corriente a través del bobinado primario del transformador T11.

el arranque de la Fuente Inicialmente, cuando se enciende el equipo, la tensión de +B es suministrada a la pata 9 de IC11 por medio de los resistores R21 y R24. La tensión de +B forma una rampa en la pata 9 a medida que el capacitor C21 se carga. Tan pronto la tensión llega a 7,6 volt, el circuito de arranque en el IC11 se activa y suministra tensión al regulador interno.

El circuito del oscilador recibe su tensión de +B del circuito del regulador interno. Los tiempos de este oscilador se fijan por los circuitos de temporización "T-ON" y "T-OFF". El oscilador forma rampa a medida que el capacitor interno C1 se carga a través de R1. Esta rampa decae a medida que el capacitor C2 descarga por R2. Este proceso forma una onda triangular que se aplica al excitador proporcional que la transforma en una onda cuadrada. La pata 8 suministra realimentación desde el transformador T11. Esta señal de realimentación sincroniza el periodo de corte del oscilador con el colapso del campo magnético del transformador usando dos comparadores internos. Los comparadores Op1 y Op2 son referenciados por 0,75 volt y 1,4 volt, respectivamente.

La regulación de la Fuente Esta fuente de alimentación usa la modulación por ancho de pulso para obtener una tensión de salida constante. Al acortar el tiempo de la formación de rampa (tiempo de encendido) se reduce la potencia aplicada al transformador durante cada ciclo de trabajo. Esto reduce las tensiones de salida, en cambio el aumento del tiempo de encendido resulta en un aumento en las tensiones de salida. El resistor interno R1 y el capacitor interno C1 determinan la constanFigura 6

Club Saber eleCtróniCa

75

r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión te de tiempo de la rampa. El valor de C1 es de 0.0033µF y el valor de R1 es ajustado en fábrica como para obtener un tiempo de rampa mayor que el necesario, lo que resulta en una tensión de salida excesiva. Se agrega una red externa, formada por R31, Q31, R32 y D32. Esta red asiste al resistor interno R1 para lograr una carga más rápida de C1. Así se reduce el tiempo de la rampa. La variación de la resistencia de este circuito modifica el tiempo de la rampa. Esta variación se logra por la variación de la conducción del transistor en el acoplador óptico Q31. La resistencia de Q31 es inversamente proporcional a la intensidad de la luz que incide en su base. Un diodo LED en el interior de Q31 suministra la intensidad de luz sobre la base del transistor para producir las tensiones de salida deseadas. En la figura 6 podemos observar los detalles de este circuito.

La Limitación de la corriente del primario Para proteger la fuente de alimentación de la destrucción por corriente exclusiva, se agrega un circuito de limitación de la corriente del primario. Cuando el transistor Tr1 es conmutado para conducir, la corriente circula por el bobinado del primario del transformador T11. Cuanto más tiempo el transistor Tr1 conduce, mayor será su corriente. A medida que la corriente aumenta, la caída de tensión sobre R11 Figura 7

también aumenta. Esta caída de tensión es aplicada a la pata 6 de IC11 a través de un divisor de tensión consistente de R13 y R12. Tan pronto como la pata 6 se polariza más negativo que la tensión interna de referencia de -1 volt, la salida del amplificador operacional interno va a HIGH, terminando la parte de ON del ciclo del oscilador. Esto se repite en cada ciclo del funcionamiento.

circuitos de protección En el procesador IC11 se encuentra incorporado un circuito cerrojo, como vemos en la figura 7. Este cerrojo permite detener el funcionamiento de la fuente de alimentación en caso de suceder defectos. Un sensor de corte térmico activa la compuerta OR, OR1 si la temperatura del integrado excede el límite prefijado de 150°C. Esto activa el cerrojo que a su vez bloquea el oscilador y detiene la fuente. La tensión de +B aplicada a la pata 9 de IC11 es monitoreada por un protector de sobretensión (OVP = Over Voltage Protector). Si el +B alcanza el nivel indeseado de 10 volt, el circuito OVP activa la compuerta OR y apaga la fuente de alimentación. La tensión de cresta no filtrada es derivada del transformador T11 y es aplicada a la pata 8 de IC11 a través de D22 y es monitoreada por el comparador OP3. Si la tensión de cresta alcanza a 5,1 volt, el comparador activa la compuerta OR y apaga la fuente. Cuando el apagado ocurre, el cerrojo permanece bloqueado hasta que la tensión desaparece o la corriente a través del cerrojo se reduce a menos de 500µA.

Las Fuentes del secundario de t11 La tensión de las fuentes derivadas del secundario del transformador T11 puede variar debido a las variaciones en la fuente de 6 volt que se usa como realimentación para la regulación. Por este motivo, es importante que cada una de estas fuentes de tensión sea regulada en forma individual.

76 Club Saber eleCtróniCa

d eSCripCión

Los 12 volts que salen de la pata 17 de T11 son filtrados y aplicados al colector del regulador Q31. Este transistor es usado como conmutador y como regulador. Cuando la línea del encendido (POWER ON/OFF) se encuentra en LOW, Q34 está apagado. Por lo tanto QR33 es apagado y no llega ninguna polarización a la base de Q31. Se observa este circuito en la figura 8. Esto produce el corte de Q31 y el apagado de la fuente de 9 volt. Cuando se enciende el equipo, Q34 y Q33 empiezan a conducir y suministran una pola-

de

FuenteS C onmutadaS

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o troS e quipoS

rización a la base de Q31 a través de los resistores R31 y R32. Esta polarización es fijada por el diodo Zener D32 en 10 volt. El transistor Q31 conduce y suministra 9,3 volt en su emisor. Con la fuente de 9 volt encendida y regulada por el diodo Zener D32, resulta importante encender y regular también la fuente de -9 volt. Además, es muy importante que este nivel se mantenga en concordancia con el Figura 8 nivel de +9 volt. Cuando la tensión de 9 volt sube o baja, la tensión de -9 volt también debe subir o bajar en concordancia. En la pata 18 de T11 existe una tensión rectificada y filtrada de -13 volt. La polarización para el transistor de regulación Q41 es suministrada por el resistor R42 y el transistor Q42. Cuando la tensión de 9 volt aparece en el emisor de Q32, éste conduce y enciende Q42. El transistor Q42 polariza Q41 para conducir y la tensión de -13 volt aparece en su emisor. Como en el divisor de tensión R43, R36 y R35 aparece una tensión negativa más alta en un extremo y Figura 9

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Figura 10

una tensión positiva más baja en el otro, esta polarización hace conducir Q43. La conducción de Q43 reduce la polarización en la base de Q41. Esto reduce la tensión de salida de Q41 y lo ajusta a -9 volt. Inversamente, una disminución en la tensión de -9 volt produce una reducción en la conducción de Q41 y restaura los -9 volt. Un incremento en el nivel de 9 volt produce la menor conducción de Q43 y la mayor conducción de Q41. Esto balancea el incremento o la reducción de +9 volt y -9 volt en forma recíproca.

Guía de Fallas 1.) La fuente de alimentación no arranca En la figura 9 vemos un esquema parcial que permite el análisis de esta falla. A.) Un resistor R21 o R24 defectuoso impide la carga inicial de C21 y la llegada de la tensión de arranque a la pata 9 del procesador IC11. B.) Un capacitor C21 abierto impide la generación de carga suficiente para el arranque de la fuente. C.) Un diodo D21 o capacitor C21 en cortocircuito desvía toda la energía a masa. D.) Un procesador IC11 defectuoso puede impedir el arranque.

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2.) Apagado sin motivo aparente Observe la figura 10. A.) El capacitor C41 se carga con la caída de tensión sobre R11. Si Q43 no deriva la energía excesiva de C41 se puede presentar un apagado sin motivo aparente. B.) El amplificador operacional Op3 integrado en IC11 puede estar trabajando con una tensión de referencia incorrecta y provocar un apagado. C.) Un incremento en el valor de R11 puede provocar una carga demasiado rápida de C11 y provocar un apagado. D.) Un capacitor C22 abierto permite que picos de tensión provoquen un apagado. 3.) El procesador de control IC11 se recalienta Observe la figura 11. A.) Un diodo D11 con fugas puede impedir que Tr1 en el interior de IC11 reciba la polarización correcta. Esto produce el recalentamiento de Tr1. B.) Un cambio en el valor de C13 o fugas en C13 pueden resultar en una polarización incorrecta de Tr1, produciendo su recalentamiento. C.) Un transformador flyback fuera de sintonía puede reducir la eficiencia de la fuente de alimentación y provocar un exceso térmico. Un cambio en el valor de C22 puede desintonizar T11. E.) R14 y R15 o el circuito de drive en el interior de IC11 pueden provocar el recalentamiento de Tr1

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Figura 11 en el IC11, si son defectuosos. 4.) La tensión de salida baja con carga A.) El resistor R11 es muy preciso. Un aumento en su valor puede causar la activación del circuito del limitador de corriente del primario (PCL = Primary Current Limiter) en forma prematura y limitar de esta manera la potencia por debajo del valor especificado. B.) El resistor R12 es parte de un divisor de tensión que provee una muestra de la caída de tensión sobre R11 al circuito sensor. Un incremento en su valor puede causar una muestra incorrecta. 5.) Regulación incorrecta de la tensión de salida La regulación incorrecta de la tensión de la fuente puede ser causada por: A.) Un cambio en los valores de R01, R02, R03 y R04. B.) Un cambio en la tensión regulada por el diodo Zener D01. C.) Pérdida de capacidad o fugas en C11, C14 o C31. D.) Fallas en el circuito interno de IC11. 6.) Desbalance entre la fuente de +9 volt y -9 volt A.) Todo cambio en el valor de R35, R36 o R43 puede causar la conducción incorrecta de Q43 y Q41, lo que da lugar al desbalance.

B.) Todo defecto o fuga en los transistores Q41 o Q43 puede provocar el desbalance. 7.) Corte por exceso de tensión en el encendido A.) Un resistor R23 abierto puede causar el corte al poco tiempo de haber encendido. B.) Un capacitor C22 en cortocircuito aplica suficiente tensión a la pata 8 de IC11 para provocar el corte. C.) Un problema en el lazo de regulación de tensión puede producir una tensión excesiva en las patas 8 y 9 y activar la protección OVP o del comparador OP3 en IC11. D.) Muchos componentes internos en IC11 pueden causar el corte inmediato o una regulación incorrecta y el corte inmediato. 8.) Corte por exceso de consumo A.) La corriente excesiva de cualquier etapa que recibe tensión de la fuente puede causar la activación del circuito cerrojo conformado por Q41 y Q42 y provocar el corte. B.) Un valor muy alto de R11 puede provocar el corte. C.) Un transistor Q42 en cortocircuito produce la aparición de la tensión +B en la pata 8 y provoca el corte. D.) Un transistor Q41 en cortocircuito produce el encendido de Q42 y con ello el corte.

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión análisis de la Fuente panasonic nV-J31 Vamos a analizar tres circuitos de videocaseteras comerciales, los cuales son representativos de las fuentes conmutadas utilizadas en equipos electrónicos de consumo. Es importante que usted haga un seguimiento cuidadoso de las señales, ya que su cabal comprensión le permitirá analizar circuitos de fuentes conmutadas de otros modelos y marcas. Veamos el circuito de la videocasetera Panasonic NV-J31. En la práctica, las fuentes conmutadas son circuitos complejos, como puede observar en el diagrama a bloques de la configuración utilizada en la videocasetera Panasonic NV-J31 (figura 12), la cual también llega a aplicarse en otras marcas (por ejemplo en General Electric). En este diagrama se pueden identificar fácilmenFigura 12

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te los distintos elementos que constituyen una fuente conmutada. En la esquina superior izquierda encontramos la línea de alimentación de AC, la cual pasa a través de un transformador supresor de ruidos, cuya función es evitar que el switcheo generado en la fuente pueda salir y causar interferencias en otros equipos conectados a la línea casera. A continuación encontramos un puente de diodos rectificadores, los cuales toman la tensión de la línea y la transforman en una señal de una sola polaridad relativamente constante, gracias a la acción de un filtro a la salida del rectificador. Este voltaje llega hasta el primario del transformador principal T1001, a través de su terminal 1, en cuya salida (terminal 3) encontramos una bobina suavizadora y el colector del transistor conmutador Q1001. Observe también que hay un diodo volante

d eSCripCión (D1002) entre los terminales 1 y 3 del transformador, el cual se coloca para evitar que cuando el transistor de switcheo se apague, entre los terminales del primario se presente un pico de voltaje de tales dimensiones que dañe a los componentes asociados. El transistor conmutador tiene conectado en su base un par de transistores de control de switcheo (Q1002 y Q1003), cuya función es desactivarlo cortocircuitando la alimentación de la base en determinados momentos. Veamos cómo funciona: al conectar el aparato a la línea de alimentación, en el terminal 1 de T1001 aparecen alrededor de 170 Vdc, al tiempo que se induce en la base de Q1001 una tensión lo suficientemente alta como para encenderlo y permitir el paso de la corriente a través del primario. Esta corriente circulando induce una tensión en el embobinado que se muestra inmediatamente abajo del primario, lo cual produce una tensión en el terminal 5 de T1001. A su vez, dicho voltaje pasa a través del diodo D1006 y llega a un transistor controlado ópticamente, en cuyo emisor se encuentra la base de Q1002, el cual se pone en corto y apaga a Q1001. Al no haber inducción en T1001, desaparece la tensión del terminal 5 de T1001 y Q1002 se corta, con la que se vuelve a encender Q1001 y se repite el ciclo. Como puede deducirse, se tiene entonces una situación inestable que obliga al circuito a oscilar de forma indefinida, produciendo un campo magnético oscilante en el núcleo del transformador principal, el cual induce voltaje en todos los secundarios (terminales 7-14 de T1001). ¿Có­mo­es­que­se­con­tro­la­la­os­ci­la­ción­del­cir­cui­to,­ de­ tal­ ma­ne­ra que­el­ni­vel­de­las­sa­li­das­per­ma­ne­ce­es­ta­ble­a­pe­sar­de­las­va­ria­cio­nes­ en­ la­ lí­nea de­ali­men­ta­ción? La respuesta es la siguiente: puede notar que en el terminal 11 de T1001 (uno de los bobinados secundarios) se encuentra un diodo, un condensador y un circuito suavizador a partir de una bobina y un condensador adicional, y que en ese trayecto se genera una tensión que se dirige hacia un

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circuito integrado detector de voltaje de salida IC1002. Precisamente, este integrado maneja directamente al diodo emisor de luz que excita al transistor controlado ópticamente y que a su vez controla la conmutación de Q1002; si la tensión a la salida sube por arriba de sus niveles adecuados, el diodo emite más luz y obliga al transistor dentro de IC1001 a conducir más, provocando que la tensión que se genera en el embobinado de entre los terminales 5 y 6 de T1001, llegue con más facilidad a Q1002, y que por consecuencia se apague más rápidamente Q1001, lo que disminuye el ciclo de trabajo del conmutador y por lo tanto la tensión de salida, corrigiendo el desnivel de la entrada. Y al contrario, si la tensión cae por abajo de ciertos parámetros, el diodo dentro de IC1001 conduce menos, provocando que el transistor no se encienda por completo, lo que a su vez retarda la conmutación de Q1002, por lo que Q1001 permanece encendido por más tiempo, produciendo una mayor inducción en los secundarios y un aumento en las tensiones generadas, corrigiendo así las variaciones detectadas en el nivel de la tensión de salida. Cabe mencionar que en este circuito no se incluye ningún tipo de pulso de encendido, lo cual significa que no hay propiamente una sección de fuente switcheada (aquella que sólo se activa cuando la máquina está encendida). Para reemplazarla, se disponen algunos reguladores y transistores conmutadores en la placa principal, los cuales son controlados por el Syscon; aunque estrictamente hablando, la fuente en todo momento expide las tensiones que se indican en los terminales del conector de salida: Figura 13

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r eparaCión de televiSoreS de ultima G eneraCión Terminal ..............Tensión 1 ....................................5V 2 ..................................44V 3 ..................................14V 5 ....................................5V 6 ....................................5V 7.................................-30V 8 ................................GND 9 .................................3,6V Otro punto que conviene destacar es que hay dos niveles de "tierra" diferentes, uno para el primario y otro para el secundario; esto implica que para las mediciones en cada extremo se debe tomar como referencia la Figura 14 "tierra" correspondiente, ya que de lo contrario las mediciones serán erróneas. Pero a su vez esta configuración trae consigo una complicación adicional, según explicaremos enseguida. En la figura 13 se muestran varios oscilogramas con una letra que identifica el punto donde se debe tomar la medición en el diagrama a bloques. Adjunto a cada oscilograma se menciona cuál de las "tierras" se debe utilizar para esa medición en particular; sin embargo, el problema surge cuando se trata de conectar directamente el osciloscopio al extremo positivo: en México y en varios países de Latinoamérica, los constructores y electricistas encargados de las instalaciones caseras raramente identifican plenamente la línea "viva" (caliente) y la línea de "tierra", y casi nunca colocan tomacorrientes polarizados. Por lo tanto, al conectar la videocasetera a la línea, es muy probable que el nivel de "tierra" del primario presente una tensión muy distinta al de la tierra física, siendo que el osciloscopio sí está conectado a ese nivel. De esta manera, si conecta descuidadamente el caimán de referencia al punto de "tierra" del primario (TP1003), es muy probable que se produzca un cortocircuito en el osciloscopio,

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pudiendo dañarlo seriamente. Para evitar esta contingencia, siempre utilice toma-corrientes convenientemente polarizados, y también aísle a la fuente de poder mediante un transformador 1:1 o un variac. Este último recurso puede ser conveniente, ya que los oscilogramas anteriores corresponden a la operación en modo STOP y con una alimentación de exactamente 120V o 220V según la tensión de red, de tal manera que si por cualquier razón la tensión de linea de su zona no es de este valor, las formas de onda variarán ligeramente. Por último, en la figura 14 se presenta el diagrama esquemático de esta fuente.

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