Fuentes Conmutadas en Televisores Modernos

Así reparo.... FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS EN TELEVISORES MODERNOS Dirección general de proyectos editoriales: Profr. José Luis Orozco Cuautle Administración: Lic. Javier Orozco Cuautle Conceptualización de la obra: Felipe Orozco Cuautle Desarrollo editorial: Juana Vega Parra Autor: Profr. José Luis Orozco Cuautle Colaboradores: Profr. Armando Mata Domínguez Ing. Leopoldo Parra Reynada Profr. Guillermo Palomares Orozco Diseño gráfico: D.C.G. Norma Sandoval Rivero Aplicación de diseño: D. G. Carolina Camacho C. Pre-prensa digital: Gabriel Rivero Montes de Oca D.C. Gabriela Rodríguez Prohibida la reproducción total o parcial de este libro, así como su tratamiento informático y transmisión por cualquier forma o medio, sea electrónico, mecánico o fotocopia, sin el consentimiento previo y por escrito del titular de los derechos. DERECHOS RESERVADOS © 1999, por Centro Japonés de Información Electrónica, S.A. de C.V. Norte 2 No. 4, Col. Hogares Mexicanos, Ecatepec de Morelos, Estado de México, 55040, México. Tels. 787-1779 y 770-4884, fax 770-0214. Correo electrónico: [email protected]

Primera edición, 1999 ISBN 968-5107-01-7 Clave: 138 Sony es una marca registrada de Sony Corp. Todas las demás marcas citadas en este libro son marcas registradas de sus respectivas compañías (RCA General Electric, GoldStar, Panasonic, Philips, Toshiba, Zenith). Nota: Ni el autor ni el editor asumen responsabilidad alguna por daños que se pudieran atribuir al mal uso de información publicada en este libro.

INTRODUCCION .................................................................................................................... 5 CAPITULO 1. FUENTES DE ALIMENTACION REGULADA Consideraciones preliminares .......................................................................................................... 9 Fuentes reguladas en televisores RCA/GE, chasis CTC-175 ......................................................... 9 Diagrama en componentes ............................................................................................... 12 El pulso de Reset ................................................................................................................ 15 La fuente de alimentación de alto voltaje ....................................................................... 17 La fuente de alimentación en televisores Panasonic ..................................................................... 18 Descripción del circuito .................................................................................................... 18 Algunas recomendaciones para el servicio ..................................................................... 21 CAPITULO 2. TEORIA DE OPERACION DE LAS FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADA Principios de operación .................................................................................................................... 25 Diagrama a bloques ........................................................................................................................... 26 Rectificador y filtro ............................................................................................................ 27 Excitador y oscilador ......................................................................................................... 27 Transformador ................................................................................................................... 27 Rectificadores del extremo secundario ........................................................................... 28 Retroalimentación y aislamiento ...................................................................................... 29 Control de nivel ................................................................................................................. 29 Transformadores de las fuentes de alimentación conmutadas .................................................... 30 Control por frecuencia ...................................................................................................... 30 Control por embobinado de control ............................................................................... 32 Tipos de fuentes ................................................................................................................................ 34 Fuentes tipo PAM ............................................................................................................... 34 Fuentes tipo PWM .............................................................................................................. 36 CAPITULO 3. FUENTES CONMUTADAS EN TELEVISORES RCA Y GENERAL ELECTRIC Chasis CTC-1776/177 ....................................................................................................................... 43 Problemas en esta fuente .................................................................................................. 47 Chasis CTC-185 .................................................................................................................................. 50 Diagrama a bloques ........................................................................................................... 50 Proceso de regulación ....................................................................................................... 52 Análisis del circuito ............................................................................................................ 53 Procedimiento de reparación .......................................................................................................... 58 Procedimiento para localización de fallas ....................................................................... 60 Falla en la fuente de alimentación ................................................................................... 61 CAPITULO 4. FUENTES CONMUTADAS EN TELEVISORES Diagrama a bloques ........................................................................................................................... 65 Análisis del circuito ........................................................................................................................... 69 Las bobinas de desmagnetizadoras .................................................................................. 71 Proceso de oscilación ........................................................................................................................ 72 Flujo de corriente por el transistor Q603 ....................................................................... 74 Flujo de corriente por el transistor Q602 ....................................................................... 75 Proceso de regulación ....................................................................................................................... 78 Sistema de regulación ABL .............................................................................................................. 79 Arranque suave .................................................................................................................................. 80 Encendido del aparato ...................................................................................................................... 81 Capítulo 5. FUENTES CONMUTADAS DE TELEVISORES DE OTRAS MARCAS Televisor GoldStar modelo CP-20K50 ............................................................................................. 85 Circuitos de entrada y de rectificación ............................................................................ 85 Circuito de conmutación .................................................................................................. 88 Activación de la función encendido ................................................................................ 89

Regulación de voltaje ........................................................................................................ 89 Circuitos de protección de sobrevoltaje y sobrecorriente ............................................. 90 Dispositivos complementarios .......................................................................................... 91 Mediciones de referencia o carta de voltajes .................................................................. 92 Televisor Panasonic modelo CT-Z21R3 ........................................................................................... 92 Circuitos de entrada y de rectificación ............................................................................ 92 Circuito de conmutación .................................................................................................. 94 Regulación de voltaje ........................................................................................................ 95 Circuitos de protección ..................................................................................................... 96 Dispositivos complementarios .......................................................................................... 96 Mediciones de referencia o carta de voltajes .................................................................. 98 Televisor Philips modelo 20LW27 .................................................................................................... 98 Circuitos de entrada y rectificación ................................................................................. 98 Circuito de conmutación .................................................................................................. 101 Regulación de voltaje ........................................................................................................ 102 Dispositivos complementarios .......................................................................................... 102 Voltajes de referencia o carta de voltajes ........................................................................ 104 Televisor Toshiba modelo CL-21G30 ............................................................................................... 104 Circuitos de entrada, rectificador y de alimentación permanente .............................. 105 Circuito principal ............................................................................................................... 106 Modo de regulación .......................................................................................................... 108 Circuitos de protección sobrevoltaje ............................................................................... 109 Circuito de protección por sobre corriente .................................................................... 110 Circuito de protección por detección térmica ............................................................... 110 Circuito de voltajes secundarios ....................................................................................... 110 Mediciones de referencia o carta de voltajes .................................................................. 111 Televisor modelo Zenith chasis GX ................................................................................................. 111 Circuitos de entrada y rectificación ................................................................................. 111 Circuito de conmutación .................................................................................................. 111 Regulación de voltaje ........................................................................................................ 114 Función de encendido ...................................................................................................... 114 Circuito demagnetizador de pantalla del cinescopio .................................................... 115 Dispositivos auxiliares ........................................................................................................ 115 Mediciones de referencia o carta de voltajes .................................................................. 116 Capítulo 6. PROCEDIMIENTO GENERAL PARA LA DETECCION DE FALLAS Servicio a fuentes reguladas ............................................................................................................. 119 Precauciones ....................................................................................................................... 119 Detección de fallas ............................................................................................................. 120 Servicio a fuentes conmutadas ......................................................................................................... 121 Precauciones ...................................................................................................................................... 121 Detección de fallas ............................................................................................................. 122 Fallas comunes ................................................................................................................................... 123 La fuente permanente ....................................................................................................... 123 El transformador de bajo voltaje ...................................................................................... 124 El regulador de B+ ............................................................................................................. 125 Los filtros ............................................................................................................................ 125 Filtros en fuentes conmutadas .......................................................................................... 126 El conmutador principal ................................................................................................... 126 APENDICE. DIAGRAMAS DE INSTRUMENTOS PARA EL SERVICIO Reductor de frecuencia ..................................................................................................................... 127 Medidor de potencia ......................................................................................................................... 127 Focómetro .......................................................................................................................................... 128 Transformador de aislamiento ......................................................................................................... 128 Dimmer o variac ................................................................................................................................ 128 Probador de transformadores en fuentes conmutadas ................................................................. 128

Las fuentes de alimentación conmutadas de los televisores, son circuitos muy susceptibles a fallar. Al estar integradas por una gran variedad de componentes, que reciben el voltaje de corriente alterna de la línea y lo adecuan para alimentar a todas las etapas del televisor, es elevada la posibilidad de un funcionamiento irregular o el daño de alguno de los propios dispositivos, especialmente del transistor encargado de la conmutación. Pero además, si el procedimiento de reparación no se efectúa de manera adecuada (sustituyendo los dispositivos apropiados), la falla en el aparato volverá a presentarse en un lapso muy corto, aún cuando el problema aparentemente haya sido resuelto. Y como consecuencia, se pueden originar daños más serios y costosos, como el deterioro de los transistores de la misma fuente o del transistor de salida horizontal. En consecuencia, la reparación en este tipo de fuentes requiere una serie de técnicas específicas, así como de la correcta lectura de los voltajes, corrientes, potencias de consumo, frecuencias de operación, simetría, temperatura de los transistores y circuitos integrados. Integrado por un libro y un videocasete complementario, la presente unidad didáctica tiene como objetivo brindar al técnico en servicio electrónico, los conocimientos básicos que le garanticen una reparación adecuada de las fuentes de alimentación que se utilizan en los televisores modernos. Específicamente, el libro está concebido en tres divisiones temáticas: Una parte teórica, donde se describe el funcionamiento de las fuentes de alimentación regulada y conmutada (Capítulos 1 y 2). Una parte de análisis de los circuitos de alimentación conmutada, correspondientes a las marcas de televisores con mayor presencia en el mercado (Capítulos 3 a 5): RCA/General Electric, Sony, Philips, Toshiba, Zenith, GoldStart, Panasonic, LG. Y una parte donde se establece una guía para la localización y corrección de fallas, tanto en fuentes conmutadas como en fuentes reguladas. Es importante mencionar que en el desarrollo de esta libro, trabajó conjuntamente con el autor un grupo academico, ya sea con la aportación de algunos materiales de base o con el análisis del funcionamiento de varios circuitos, incluyendo los procesos de señales, oscilogramas y medición de

voltajes y corrientes, entre las principales tareas. Sin embargo, como sucede de rigor en toda obra, el autor asume plena responsabilidad en cuanto al enfoque, estructura temática, selección de los circuitos de referencia y contenidos finales. Por otra parte, en el videocasete complementario, se aborda directamente el servicio técnico a las fuentes conmutadas, haciendo un breve recuento de la estructura física de estos circuitos y aplicando algunas técnicas innovadoras que se apoyan en cinco pequeños instrumentos auxiliares, desarrollados por el autor y por el Ing. Parra. Y también se incluyen las mediciones que se utilizan para el diagnóstico de fallas, así como los procedimientos de reparación.

(Poner en un pequeño recuadro lo que sigue con letra más pequeña e inclusive con otra fuente)

PRECAUCIONES Es importante desatacar que la fuente de alimentación, va conectada directamente al voltaje de corriente alterna de la línea y que, como su principal función es rectificar dicho voltaje entregar una tensión de corriente directa, muchas veces queda una carga almacenada en capacitores electrolíticos, que puede llegar a ser hasta de 300 voltios, o más, dependiendo del tipo de televisor con que se esté trabajando. Por lo tanto, hay que observar una serie de precauciones para evitar una descarga eléctrica que pueda ser dañina para usted o para el equipo: 1. Procure no trabajar sólo; si se presenta un caso de urgencia podrá contar con la ayuda de alguna persona. 2. Para realizar las mediciones utilice una sola mano; de preferencia mantenga su otra mano en el bolsillo o simplemente sin tocar ninguna conexión a tierra. Esto evitará que se cierre el circuito. 3. Utilice zapatos de goma o coloque su banco de trabajo sobre una base de madera 4. Ubique su área de trabajo lejos de conexiones a tierra que accidentalmente pueda usted llegar a tocar (tuberías). 5. Le recomendamos utilizar en todo momento un transformador de aislamiento. 6. SIEMPRE que un fusible se encuentre dañado, reemplácelo SOLO por otro fusible, NUNCA por un puente. 7. Si necesita realizar pruebas o desoldar alguno de los diferentes dispositivos que se encuentran en la fuente de alimentación, es importante que primero realice una descarga de los capacitores. Si requiere descargar capacitores que trabajan con un voltaje superior a los 125 voltios (máximo hasta 150 voltios) puede utilizar un foco de 25 watts.

FUENTES DE ALIMENTACION REGULADA

FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS EN TELEVISORES MODERNOS

8


Consideraciones preliminares En cualquier televisor, el bloque de fuente de alimentación es el encargado de tomar la energía que proviene de la línea de CA y transformarla en voltajes y corrientes adecuados para la correcta operación de los circuitos del equipo. Existen dos tipos de fuentes de alimentación: reguladas (simples y lineales) y conmutadas. Las fuentes reguladas se utilizaron durante muchos años, pero con el desarrollo de nuevos dispositivos de conmutación empezaron a caer en desuso. En la actualidad, estas fuentes han sido remplazadas por fuentes conmutadas; mas no obstante que ya no se emplean en la fabricación de nuevos televisores, aún existen muchos aparatos que incluyen circuitos de alimentación regulada, de ahí que el presente capítulo lo hayamos dedicado a la descripción de dos fuentes correspondientes a televisores que, en su momento, tuvieron una gran penetración en el mercado.

Fuentes reguladas en televisores RCA/General Electric, chasis CTC-175 El televisor RCA modelo CTC-175 emplea una fuente de alimentación regulada. En la figura 1.1 se presenta su diagrama a bloques; puede observar que el voltaje de 125 Vca ingresa al circuito

+ 125 VCA

155 VCD

140+ Regulador

Puente

B+

rectificador

Filtro

-

Transformador

20 V

+

Regulador

y puente

12V

12V

rectificador Filtro

Regulador 5V

Diagrama a bloques de la fuente de alimentación en el televisor RCA/GE CTC-175

+ 5V

Figura 1.1

9


por la línea doméstica y que el primer bloque por el que pasa es al puente rectificador. El rectificador entrega un voltaje de corriente directa, aproximadamente de 155 voltios, que posteriormente es filtrado por un capacitor electrolítico localizado en la salida; esto es con el fin de eliminar el rizo que presenta la corriente directa y hacerla más uniforme. El voltaje filtrado, a pesar de ser CD, aún no sirve para polarizar los diferentes circuitos del televisor, pues al no estar regulado, si llegara a existir una variación en el consumo de la carga (o cambios en el voltaje de la línea de corriente alterna), de inmediato se reflejaría en esta tensión, que al variar ocasionaría el mal funcionamiento del receptor. La estabilización del voltaje se lleva a cabo en el circuito regulador, donde el voltaje de 155 voltios es bajado hasta un nivel de 140V+. Este voltaje regulado se utiliza para polarizar la sección de salida horizontal, y de ahí producir los voltajes que se requieren en el funcionamiento del televisor, incluido el alto voltaje (figura 1.2).

Fly-back Sintonizador 33V Audio 25V Amp. de color 200V

Circuitos diversos

Fuente de alimentación

B+ 140V 9V, 12V

5V

125 VCA

Los voltajes requeridos para el funcionamiento de un televisor

10

Figura 1.2


Fuente permanente

Sin embargo, el microcontrolador requiere estar polarizado para que, al momento en que la función de encendido sea activada, pueda enviar la orden respectiva y el aparato comience a funcionar. Es la fuente de alimentación adicional o permanente, la sección que proporciona los 5 voltios necesarios para que el microcontrolador se mantenga alimentado, aunque el receptor esté apagado (figura 1.3).

La fuente de alimentación adicional o permanente, es la responsable de proporcionar la energía al microcontrolador en el momento que la función de encendido es activada.

5V

Relevador

Fuente B+

B+

Figura 1.3

Por otro lado, retornando a la figura 1.1, observe cómo el voltaje de CA también se dirige hacia un transformador y un puente rectificador que proporcionan un voltaje de 20 voltios. Después de ser filtrados, estos 20 voltios se aplican a un regulador de 12 voltios, obteniendo una tensión que sirve para polarizar parte de las secciones de barrido horizontal y vertical. Paralelamente, los mismos 12 voltios son aplicados a un regulador de 5 voltios que se emplean para alimentar al sistema de control, el cual –como ya está sobreentendido– es el circuito responsable de enviar la orden de encendido a la sección de salida horizontal.

11


Diagrama en componentes En la figura 1.4 se observa el diagrama de componentes de esta fuente regulada. En el lado izquierdo, se indica la entrada de un voltaje de 120 Vac, el cual llega al relevador K4201, que normalmente se encuentra abierto. Al momento en que se presiona el interruptor de encendido (ya sea en el panel frontal o por medio del control remoto), el transistor Q3302 –que recibe la información del microprocesador U3101– activa al relevador. Esto sucede porque de la terminal 4 del microprocesador sale un nivel alto y se aplica una polarización en sentido directo del transistor Q3302. La activación del transistor hace que se cierre el relevador, con lo que puede fluir una corriente alterna a través de la bobina L4201, desmagentizando al cinescopio. Conforme la corriente circula, el termistor PTC (termistor de coeficiente positivo) se calienta, aumentando gradualmente su resistencia; como resultado, la corriente eléctrica que viaja a través del propio termistor y de la bobina desmagnetizadora va disminuyendo lentamente; esto ocurre en aproximadamente seis segundos, que es el tiempo en que el televisor tarda en dar imagen. Una vez transcurrido este lapso, la salida 4 del microprocesador recupera su nivel bajo, y con ello deja de operar el transistor (Q3302). De igual forma, el mismo voltaje inicial de CA que ingresa por la línea, se dirige hacia los cuatro diodos rectificadores (CR4001 al CR4004) que tienen como función convertir el voltaje de CA en un voltaje de CD útil para polarizar la sección del horizontal. Esto sucede únicamente después de que el voltaje de CA ha sido previamente filtrado y regulado por el transistor Q4150. El transistor Q4150 –que es del tipo Darlington– mantiene uniforme el voltaje, entregando en su salida 140 voltios. Este dispositivo, realmente recibe en su colector un voltaje de 150 voltios, y por su emisor entrega sólo 140; los 10 voltios restantes los consume él mismo, pues en su estructura interior, entre la conexión colector-emisor, hay una resistencia que provoca la caída de dicho voltaje (figura 1.5).

12

AC1

# P101

PRINTED SPARK GAP

PRINTED SPARK GAP

120VAC 750mA POLARIZED

C3112 .1

4 5.0V

# P/JDEGAUSS

L4201 DECAUSS

# P/JDEGAUSS

# RT4201 5.5 PTC COLD

PART OF 3K4201 DEGAUSS

NC

R4201 180 2%

12.0V

POWER

L3101

NC

NC

NC

6

R3105 10K

ATE-ENABLE 0V 11

IR REMOTO PRE-AMP

3

Cr4001

NC

NC

5

4

3

2

1

42

C3107 R3130 10K 68pF NPO

C3113 .01

R3139 CR3101 1000

R3120 1000

-1.V

8

9

10

11

12

NC

NC

C3122 220pF NPO

R3145 100K

2 12.1V

R3132 83K

C4160 .001

C4157 001

R4166 10K

R4165 39K

# C4007 680µF 200V

5 5.0V R3131 470K

5.4V R3119 330K

Q3101 RESET

R3133 100K

R4162 100

# R4172 150K

R3129 470K

DEL MICRO PWM COMP

C4004 680pF 1KV

#C4003 680pF 200V

# T4102

CR4003

CR002

RESET 5.4V 1 4MHz IN 2.3V

CR4004

C3114 33pF NPO

(100K) Y3101 4MHz

4MHz OUT 2.3V 41 R3137 1M

# C4010 680pF 1kV

# C4009 680pF 1kV

C3115 33pF NPO

28 10 9 38 1.3V 1.4V 1.4V 0V DATA OUT CONTROL MICRO

NC

1

2

T

# R4001 2.7 15W

# PART OF K4201 DEGAUSS

12.0V(A)

11

CR4201 C4201 .01 195

DEGAUSS SWITCH

# L4001

5.0V 2ms

5

5.6V 1.7V

5.0V

C3126 220pF (.22)

CR3102

CR4158

11

R4154 1000

R4153 27K 1W

CR4159 001

C4158 .001

12.0(A)

R4159 6200

CR4159

Q3102 RESET

CR4160

CR4157

.7V

+

R4175 8200 (10K)

#F4150 4.7 3W

#C4155 2.2µF 200V

PWM AMP

#F4150 1A

Q4153 .7V

+

Diagrama de componentes del televisor RCA/GE CTC-175

37 4 1.3V 0V STBY DEGAUSS PART OF SW U3101 VDO VSS 4.9V 20 21

R3314 2200

.C303 .001

0V

Q3302

R3332 2200

3 C4006 470 pF 120V

# C4001 .22 125V

# F4001 5A AC2

Figura 1.4

C4154 470µF

.5V

+

Q4151 PWM INV

132V

OK OK

+

R4174 10

AL MICRO IN PWM

C4150 10µF 200V

14TV

Q4150 REG

R4152 510K

150V

# R415 160 15W

R4158

R4157

C4108 1000µF

CR4104 5.6V

50V 10µS

+

1

15.2V

C4114 .01

2

12V STBY REG

U4102

L7812CV

CR4103

3

R4103 .62

12.1V

12.0V

5.6V

Q4103 +5V STBY 2

R4111 180

R4108 1M

C2938 100pF NPO

C4112 470 µF

R4112 1M 5.6V

Q4105 +5V STBY 1

C4133 .068

R4102 200

C4111 .01

C4118 47µF

+

C4102 10µF 63V

C4104 .22 100V

C4153 33µF 200V

+

+

+

+

+

5

5.0V SOURCE

5.0V SOURCE

7.5V SOURCE

12.1V SOURCE

C4179 470µF

4

3

2

140V

1 SOURCE


= Figura 1.5

Sin embargo, la resistencia interna del transistor no tiene un valor fijo, sino que se ajusta automáticamente; por lo tanto, cuando el voltaje de salida baja (por ejemplo a 138 voltios), el propio transistor conduce más, provocando que su resistencia interna disminuya su caída (a 8 voltios), manteniéndose así uniforme la salida de voltaje, aunque en la entrada haya variaciones. Un proceso inverso se lleva a cabo cuando el voltaje de salida aumenta. Así, para que el proceso de regulación se cumpla, es necesario que el transistor modifique su conducción mediante los cambios de polarización que se presentan entre su emisor y su base. Está claro, entonces, que los componentes de esta fuente se han diseñado para que a la salida se presente un voltaje estable de 140 voltios. Sin embargo, debido a la variación en los valores óhmicos de las resistencias o en las capacidades de los condensadores, pueden registrarse cambios en el voltaje; justamente, para compensar dichas alteraciones, la fuente requiere un sistema que permita ajustar el voltaje de salida. Al respecto, hay un par de transistores asociados al transistor– regulador: Q4153, conocido como amplificador de PWM, y Q4151, inversor de PWM. El transistor Q4153 recibe y amplifica una información de PWM que proviene de la terminal 4 del microcontrolador, la cual corresponde a un pulso modulado en anchura. Posteriormente, el transistor Q4151 invierte el pulso para que la resistencia 4153 y el capacitor 4155 lo filtren, convirtiéndolo en un voltaje de CD útil para polarizar a la base del transistor–regulador. En la práctica, si el nivel del voltaje de salida (140 voltios) se encuentra alterado, es necesario hacer un reajuste. En este caso, usted tendrá que ingresar al modo de ajuste del televisor y restablecer el nivel adecuado (es decir, el ajuste se hace electrónica-

14


mente y no con potenciómetros o dispositivos mecánicos). Para ello, hay un parámetro que, al ser modificado, ajusta la anchura del pulso PWM que ingresa al transistor Q4153; entonces, el voltaje que llega a la base del transistor Q4150 (un voltaje de CD) cambia la conducción de emisor a base y de emisor a colector, modificando así el voltaje de salida. Por otra parte, el voltaje inicial de CA también se aplica al primario del transformador T4102, dirigiéndose de ahí hacia el bloque de diodos que integran al puente rectificador (CR4157 a CR4160). El voltaje rectificado que entonces se genera, es entregado al circuito integrado U4102, el cual es un regulador de 12 voltios. Los transistores Q4103 y Q4105, son reguladores que se localizan en la salida de U4102, de donde reciben 12 voltios, aunque entregan solamente 5 voltios. La conexión marcada como 4 es la que entrega los 5 voltios a la terminal 20 del microprocesador (U3101).

El pulso de Reset El microprocesador entrega por la terminal 1 una señal de Reset, mediante la cual se activan los transistores Q3102 para que, junto con el transistor Q3101, originen el pulso de Reset, necesario para el funcionamiento adecuado del televisor.

El fly-back o fuente de alto voltaje

Figura 1.6

15

Figura 1.7

Q4401

1 140V

3

2

1

PART OF #T4401

.1

.9

.2

.3

.2

Screen

Focus

CR4701

25.0V C4702 680pF 1KV

CR4113 C4131 120pF 250V

2%

C4704 680pF

+

C4119 .01

1KV CR4708

R4107 2700

# R4701 10

# R4113 75.0V 180

(2760) 2W 2W C4130 + CR4108 33V 10µF 160V

R4106 8.2

8.2V

E9

C4703 47µF 160V

L4103

FB3104

C4117 10µF 63V

R4518 680 1W

C7109 .033

1W # L5001 2.7

R5021 E5009 1200

+ C4125 68µF

L4101

FB4111

# R1908 18

C1908 .1

C5003 + 4.7µF 250v

FB4110

C75074 .22

C4701 + 680µF

+

C4705 + 1000µ

C4116 10µF 63V

+

+

C2724 47µF

+

C4101+ 150µF

C1909 330µF

C4502 1500µF

C4121 .22

C1952 .1

C4120 .001

C4709 47µF

R4708 1000

C4134 .068

# R47 100

C2309 .001

C4708 680

1KV

L2704

3W

7.6V REG

R4517 51

CR4704

CR4101

R4119 33

Q4101

6

220V 10µs # R4702 3.3

R4101 820

+

(24) 1W

7 8

5

9

C4706 680pF C4129 10µF (100µF) 63V

10

220V 10µs

CRT HV ANODE RANGE 25.5KV TO 27.5KV

La fuente de alto voltaje en el televisor RCA/GE chasis CTC-175

Etapa del horizontal

Transistor de salida horizontal

.1

30V 10µs

220V 10µs

3 7.5V

CR4705

17

6

200V SOURCE

200V SOURCE

8

25.0V SOURCE

33.0V(B) SOURCE

8 33.0V(A) SOURCE

9

12.0V 10 SOURCE

18

12

11

7.5V SOURCE

25.0V SOURCE

12.0V SOURCE

12.0V(B) SOURCE

12.0V(A) 11 SOURCE

14

-13.5V SOURCE

7.5V 15 SOURCE

16


La fuente de alimentación de alto voltaje Las diversas etapas que integran al televisor, requieren voltajes con valores diferentes; por ejemplo, el sintonizador necesita 33 voltios, la sección de audio 25 voltios, los circuitos amplificadores de color 200 voltios, etc. Pero ¿en dónde se generan estos voltajes si la fuente sólo entrega 140, 12 y 5 voltios? La etapa de donde se obtienen estos voltajes es la fuente de alto voltaje (figura 1.6). En la figura 1.7 se presenta el diagrama del circuito de esta fuente. Observe que el voltaje B+ llega hasta el embobinado primario del transformador de alto voltaje o flyback (T4401) por su terminal 3, marcada como punto 1. En la terminal 2 se localiza un transistor de switcheo de alta potencia, conocido como “transistor de salida horizontal” que es un excitador. Cuando el televisor recibe la orden de encendido, la señal de la etapa de barrido horizontal se aplica en la base del transistor Q4401, y empieza a conducir de manera intermitente, con una frecuencia idéntica a la sincronía horizontal del formato de televisión empleado (15,734 Hz para NTSC). Esta corriente pulsante pasa por el primario del fly-back, que induce un voltaje mayor a 25,000 voltios hacia los embobinados secundarios, el cual es necesario para excitar al cinescopio o pantalla. Este voltaje es generado mediante embobinados de alambre muy delgado y con una gran número de espiras (recuerde el principio de operación de los transformadores: los voltajes de entrada y salida mantienen la misma proporción entre el número de espiras en la entrada y el número de espiras en la salida). El nivel obtenido por cada embobinado –que se encuentran unidos entre sí por diodos rectificadores de alto voltaje– se suma al siguiente, y así sucesivamente hasta conseguir un voltaje superior a los 20,000 volts. Cabe mencionar que, en este tipo de embobinados, no se requiere alambre grueso para la construcción de los secundarios de alto voltaje, porque el tubo de rayos catódicos en realidad consume muy poca corriente por sustentar su funcionamiento en el voltaje. Al mismo tiempo, el fly-back genera los bajos voltajes que se utilizan para alimentar a la mayoría de los circuitos restantes del

17


televisor: sintonía, jungla Y/C, separador de sincronía, protecciones, salida vertical, audio, etc. Para este propósito, existen diversos secundarios que al momento de ser inducidos por los campos magnéticos que generan el alto voltaje, también producen voltajes específicos para alimentar a los circuitos mencionados. Los voltajes producidos en las diversas salidas del fly-back, son dirigidos hacia algunos diodos rectificadores para convertir la corriente alterna en corriente directa; en ocasiones se integran circuitos reguladores, tal es el caso del transistor Q4101 y el diodo zener CR4108, colocados en salidas independientes. De este modo se obtiene una fuente de alimentación muy eficiente, que sólo trabaja cuando el usuario proporciona la orden de encendido. Es decir, en estos modelos de televisores la fuente de 140 voltios se mantiene operando siempre, y el televisor se apaga al suspender la señal de salida horizontal que se aplica en la base del transistor horizontal Q4401. Es conveniente indicar que la señal de salida horizontal proviene del circuito T, y que éste recibe la orden de encendido por parte del microcontrolador, el cual está conectado a la memoria EEPROM que se encuentra integrada en el televisor (figura 1.8). Cuando la memoria se daña, el televisor no enciende debido a que el microcontrolador no recibe la información de protocolo, por lo que no se envía la orden de encendido al circuito T.

La fuente de alimentación en televisores Panasonic Los televisores Panasonic chasis CT-Z21S/CT-Z21R/CT-Z21R1B utilizan una fuente de tipo regulada. Este chasis corresponde a modelos de 21 pulgadas, cuyo consumo de potencia es de entre 76 y 80 watts. Su principal característica es que puede operar con un voltaje de ± 10% del valor de voltaje aplicado en su entrada.

Descripción del circuito En la figura 1.9 se muestra el diagrama en componentes de la fuente de alimentación. En el lado izquierdo se puede apreciar la conexión que va a la línea de 125 o 127 Vca. El voltaje de esta fuente se aplica inicialmente en el primario del transformador

18

+12V

DETECCION STEREO ESTEREO/MONO

AL CIRCUITO DE AUDIO SILENCIAMIENTO CONMUTADOR TONO

RELOJ

DATOS

+5V

43.5MHz FI RADIO FM

U3201 EEPROM

L

R

31

PIP ENABLE D/A INPUT FILTER D/A PRIMARY FILTER D/A SECONDARY FILTER

12

36

35

34

30

32

23

CLOCK

15

29

DATA

AUDIO

FM TUNE

16

LOGIC A TV/FM SELECT

33

TUNE OUT

LEFT

SANDCASTLE U1001

V

25

24

H

V

23

8

16 14

8

3 GND

FPA TECLADO DE 6 BOTONES PREAMP REMOTO

7

IR TECLADO

6

39 VIDEO TUNING

+5 STBY1

20

5V STBY

19

R

1

18

OSD G

17

22

FB SW

CC VIDEO

4

13

22

STBY B+

7.6V STDBY

32

VCC

B

RESET

12V STBY CIRCUITO RESET A LA SALIDA DE VIDEO U1001

R

59

Sistema de control U3101

T-CHIP ENABLE

ENCENDIDO CANAL ABC/DESC VOL AUM/DISM MENU

5

15

53

SALIDA AUDIO

L

60

ENT AUX OPCIONAL

AMP POT

AMP POT

12V STBY

52

CLK

R

54

L

7

DATA

VCC

19

TCHIP ENABLE

TV

5 R

L

13

4

14

3

5

CI ESTEREO DEMOD U1701

DERECHO

IZQUIERDO

WBA

H

AL TV ENTRADA DETECCION ESTEREO GANANCIA DE AUDIO SERV. MET/FM

10

11

12

SALIDA AUDIO BANDA ANCHA

AGC DE RF

FILTRO SAW

AMP POT MONO

U3101

AL CONTROL

OPCIONAL

OPTION

4.1V

RIGHT

DEL CI ESTEREO DE TV

RADIO FM ESTEREO OPCIONAL

+12V VCC

SALIDA HI FI

33V FUNCIONAMIENTO

BUS DE CONTROL AL SINTONIZADOR

V REF

INTERFAZ DEL SINTONIZADOR U7501

RF PRI

DATOS

RF SEC

SINTONIZADOR

RELOJ

FILTRO DE ENTRADA

CONECTRO -F75 OHMIOS

-12V

+33V REG

Diagrama a bloques del televisor RCA/GE CTC-175, en el cual se muestran las conexiones del microcontrolador y la memoria EEPROM

Figura 1-8

17

24

ENT CA

DESIMANTACION

A SVO U1001

+12V FUNCIONAL

VERT RAMP

HOR OUT

(T-CHIP) U1001

26

XRP

40

E/W

19

U4101

45

RAMPA VERT

41

OSD GREEN

63 VID OUT

42

51

39

30

PWM IN

Y1 IN

48

JW

20V STBY

SVO

FB SW

SAL VERT

OSD BLUE

T4101

C2

46

CON ENT SVHS OPCIONAL

Y2

OSD RED

FUENTE

25

FB IN

AUX VID IN

1

ENT VIDEO AUX OPCIONAL

28

E/W

YUGO VERT

HORIZ

B+ 140

31 BL PWM OUT

38

37

36

B OUT

G OUT

R OUT

C1 IN

49

E/W

+20V

IHTV

T4401

DETECCION HAZ

AZUL

VERDE

ROJO

+7.6V

+200V

SAL VIDEO

SVO

STBY

+26

5V STBY

12V STBY

+200

+16

-12

+33V

PULSO FILAMENTO

+12 REG

XRP

12V FUNC

TUBO IMAGEN

F11

5V STBY

12V STBY

PULSO FB

DETECCION HAZ

PANTALLA

FOCO

AT

EXCITADORES TUBO IMAGEN

VIDEO COMP

PIP OPCIONAL

125/127 C.A.

M1

M2

C800 0.22 AC250V

F001 XBAIC4DNV100

RB15 B-2M

L.F.

ELFI8D293M

T001 TLP 18297

Q002 JC501PQ

D001 ERA15-01

R005 100

D026 KA40-47M

165 D026

R004 330

0046 0.01

C019 0.01

-

+

2

1

D002 MA162

C018 6.3V 100

-

+ C017 16V 47

D605 TRPF580MO50F

DOUBLE

C803 4700P 500V

C001 4700P 500V

-

+

VOL+

RL001 TBE1064

5V

DEG

9V

L001 EXCEL8A24 D006 MA165

D803 EM028M RM118

D801 EM028M RM118

C045 16V 47

C804 4700P 500V

POWER

DB05 TRPV5DOMD50D

D804 EM028M RM118

D802 EM028M RM118

JC301PQ

Q003

POWER SWITCH

VOL-

5V REGULATOR

R601 0.62

18

1

-

+ C805 330 200V

POWRE ON

Key IN 1

VDD

6

-

+

0

C806 160V 22

R807 47

0 R005 10K 1/27

R810 27

STYBY B+

Power

R803 680

Microcontrolador

R804 220K

J470

R802 200

1

2

3

4

5

R806 23

130V B+

A salida horizontal

AVR POWER SUPPLY

IC801

20 TVSSTR30130

Figura 1-9 Fuente de alimentación en televisor Panasonic CT-Z21S



T001; posteriormente se induce hacia el secundario un voltaje que es rectificado por el diodo D001. Este nuevo voltaje, de tan sólo 9 voltios, sirve para polarizar –a través del puente J470– al circuito integrado de jungla IC101. Ahora bien, el voltaje que sale del secundario del trans-formador también aplica una polarización a un extremo del relevador RL001 y, en dirección contraria, llega hacia el colector del transistor regulador Q002, el cual entrega un voltaje de 5 voltios que se aplica en las terminales 1 y 18 del microcontrolador. Asociados a la terminal 18 se encuentran varios interruptores, de los cuales destaca el interruptor de encendido o POWER. Cuando el usuario presiona la tecla POWER, en la terminal 18 del microcontrolador baja el voltaje ligeramente, y en ese momento, por su terminal 6, sale un nivel alto que se dirige a la base de Q003. Este transistor conduce en los modos emisor–base y emisor–colector, provocando que fluya una corriente a través del embobinado del relevador y, por consiguiente, que el interruptor se cierre. Al cerrarse el interruptor, el voltaje de corriente alterna es aplicado en el puente de diodos rectificadores (D801 a D804), el cual a su vez envía un voltaje de corriente directa hacia la terminal 3 del circuito integrado IC801. Cabe aclarar que en este televisor, el regulador de voltaje se encuentra dentro del circuito integrado. El circuito regulador IC801, entrega un voltaje de 130 voltios a través de la terminal 4 y la envía hacia la salida horizontal. Observe que entre las terminales 3 y 4 se encuentra asociada una resistencia (R802) que se denomina shunt o derivadora. La función de esta resistencia, es desviar parte de la corriente que pasa a través del circuito regulador. Finalmente, el voltaje de corriente alterna también se envía hacia el circuito termistor DB05, y de ahí hacia las bobinas de desmagnetización.

Algunas recomendaciones para el servicio En caso de que un televisor con este chasis no encienda, verifique primero el voltaje que entrega el diodo D001, así como el

21


voltaje de 5 voltios en la terminal 1 del microcontrolador. Después compruebe que exista polarización en la terminal 18, y mida el voltaje en la terminal 6 del microcontrolador; presione el botón de encendido: deberá escucharse un “clic” al momento en que se acciona el relevador (naturalmente, en la terminal 6 del microcontrolador deberá registrarse una elevación de voltaje). Si el voltaje en la terminal 6 se presenta pero el relevador no se activa, significa que el transistor Q003 e incluso también el relevador tiene algún problema. Si el relevador está funcionando, le recomendamos que revise el voltaje que debe recibir la terminal 3 de IC802, y compruebe que en la salida entregue también una polarización. Puede presentarse el caso en que haya un corto en el circuito de salida horizontal y que el voltaje en la terminal 4 mantenga un nivel muy bajo. Para asegurarse que no existe ningún problema en la salida, le recomendamos retirar la conexión que va a dar al transistor de salida horizontal y colocar una carga falsa (puede ser un foco de 60 watts). Con ello, la fuente de alimentación debe operar correctamente. También le recomendamos colocar un variac en la entrada de CA y modificar el voltaje en un 10%, con lo que la salida de CD regulada debe mantenerse en su nivel de 130 voltios.

22

TEORIA DE OPERACION DE LAS FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADA


24


El empleo de las fuentes conmutadas se ha generalizado rápidamente, tanto en equipos de televisión como en videograbadoras, computadoras, etc., gracias a su amplio rango de flexibilidad respecto a las variaciones del voltaje de alimentación que maneja, así como a su elevada eficiencia en la regulación. No obstante su amplio uso, es uno de los temas que en la actualidad suscitan mayor problema entre el personal dedicado al servicio. En el presente capítulo se analizará el principio de operación de este tipo de fuentes para que, a partir de la comprensión de su funcionamiento, su labor al momento de brindar el servicio sea más sencilla.

Principios de operación Las fuentes conmutadas son circuitos cuyo objetivo final es, al igual que las fuentes reguladas, proporcionar a los diversos bloques de un aparato los voltajes y corrientes necesarios para su conveniente operación. Sin embargo, la principal diferencia ente ambos circuitos estriba en que las fuentes reguladas se basan en un proceso de conversión y regulación de voltaje más limitado, lo que genera importantes pérdidas de potencia en forma de calor y, además, su funcionamiento se ve afectado por variaciones en el voltaje de línea.

Figura 2.1 Diferencias entre una fuente de alimentación regulada y una conmutada. FUENTE REGULADA • Su proceso de conversión y regulación de voltaje es poco eficiente

FUENTE CONMUTADA • Producen voltajes perfectamente regulados • Minimiza la pérdida de potencia por calor

• Genera importantes pérdidas de potencia en forma de calor • Generalmente son más pesadas • Su funcionamiento se ve afectado por variaciones en el voltaje de línea CA (opera dentro de un rango pequeño) • Cuenta con un transformador muy grande, conectado direrectamente a la línea • Utilizan un regulador de voltaje

• Son más resistentes a las variaciones de voltaje de línea • Su construcción es más compleja y, en consecuencia, su costo es más elevado • Cuenta con un transformador de alta frecuencia • Son más ligeras • Puede operar con voltaje de entrada muy amplio (85Vca a 240 Vca)

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Al contrario, las fuentes conmutadas producen múltiples voltajes perfectamente regulados, minimizando cualquier pérdida de potencia por calor; además de ser más resistentes a las variaciones en la línea de CA, manteniendo un funcionamiento óptimo incluso cuando se presenten variaciones de más de 40 voltios (una fuente conmutada típica tolera variaciones de entre 90 y 135 Vca sin ningún problema, aunque hay fuentes que operan entre un voltaje de 85 a 240 voltios). Sin embargo, su principal desventaja es que, debido a su construcción más compleja, su reparación puede resultar de igual manera más difícil y costosa, aunque por experiencia le podemos comentar que si usted comprende el funcionamiento de las fuentes conmutadas, su trabajo de servicio podrá realizarlo de una forma más sencilla (figura 2.1).

Diagrama a bloques La estructura general de una fuente conmutada está integrada por un oscilador, un pequeño transformador, rectificadores secundarios y filtros pasa-bajos utilizados para filtrar el voltaje de salida; y para su funcionamiento intervienen básicamente seis bloques (figura 2.2).

Diagrama a bloques de una fuente de alimentación conmutada y su estructura física Fusible AC

D2

Rectificador y filtro

170V

Diodos rectificadores de salida RU4M

Retroalimentación del oscilador

DC

Excitador y oscilador Señal del oscilador Control de nivel Primario

Transformador (acoplamiento/ retroalimentación)

B+ Carga

Aislamiento optoacoplador Ajuste de voltaje Secundario

26

Carga

Figura 2.2


Rectificador y filtro Este bloque recibe los 120 Vca de la línea y entrega aproximadamente 170 Vcd en su salida. Hay que recordar que el puente rectificador convierte la corriente alterna en corriente directa y que el filtro elimina el ruido o ripple. El fusible que se encuentra en la entrada de la línea para protección del circuito; se abre sólo cuando hay un corto circuito en la sección osciladora y no cuando hay una carga excesiva.

Excitador y oscilador Este bloque generalmente se compone de un transistor discreto (recientemente se ha incrementado el uso de este bloque en forma de circuito integrado); el propósito de este conjunto es tomar el voltaje de 170 Vcd y “pasarlo” a través del primario del transformador, pero en forma de una señal pulsante (recuerde que un transformador es inútil ante señales de CD del tipo continuo). Uno de los embobinados del transformador retroalimenta un voltaje fuera de fase para que el excitador inicie la oscilación (figura 2.3).

Bloque del excitador-oscilador en la fuente conmutada de un televisor Toshiba

Bloque de conmutacion

Figura 2.3

Transformador El transformador cuenta con un embobinado primario, uno o más secundarios y un embobinado de retroalimentación; las funciones de este último son:

27


• Retroalimentación: entrega una señal de retroalimentación al transistor excitador/oscilador con el objeto de apagarlo y generar una situación inestable que provoque la oscilación, lo que significa que el conmutador se enciende y apaga a muy alta velocidad. Como esta situación se repite en un ciclo de trabajo muy pesado, debe emplearse un transistor con características apropiadas que le permitan manejar la potencia adecuada. • Acoplamiento: el circuito de acoplamiento (cuando existe) sirve para proporcionar al extremo primario una referencia del comportamiento de los voltajes en el secundario, con el objeto de que las tensiones de salida de la fuente estén siempre dentro de sus especificaciones correctas. También provee un aislamiento eléctrico entre el circuito del primario y el circuito del secundario; esto es para que el usuario nunca entre en contacto con la línea de CA cuando toque la unidad. Este transformador puede ser pequeño en comparación con un transformador tradicional, debido a que trabaja con una frecuencia alta para lograr que la transferencia de energía entre primario y secundario sea mejor, comparada con la transferencia que realiza un transformador normal a 60 Hz (figura 2.4).

Rectificadores del extremo secundario Los diodos rectificadores son de bajo voltaje pero de alta velocidad, ya que el secundario del transformador entrega corriente

Transformador utilizado en un televisor Toshiba

Figura 2.4

28


alterna con una elevada frecuencia; a causa de esto, los diodos rectificadores de baja frecuencia resultarían inútiles (figura 2.5). Este es uno de los principales problemas con los que el técnico electrónico se enfrenta cuando va a reparar fuentes conmutadas; y es que si desconoce la situación seguramente sustituirá los diodos originales con cualquier otro tipo de diodos, lo cual no garantiza un buen funcionamiento, ya que en poco tiempo volverán a fallar e incluso pueden llegar a perjudicar otras secciones dentro de la misma fuente. El tipo de diodos que se recomienda utilizar es el RU4M, que soporta 400 voltios 2 amperes, y es de rápida recuperación.

Vista de los diodos rectificadores empleados en la fuente de alimentación de un televisor Toshiba

Figura 2.5

Retroalimentación y aislamiento En algunas fuentes, el voltaje del secundario más importante (la línea de B+) es tomado y enviado en retroalimentación al circuito primario. Este voltaje, se emplea para controlar la salida que va hacia el transformador por el excitador de retroalimentación. Dicha muestra de voltaje es enviada de regreso al primario del circuito, a pesar de que no existe una conexión directa entre primario y secundario; por razones de seguridad, se envía a través de un optoacoplador.

Control de nivel Con la reducción del bias (polarización) de la base del transistor excitador/oscilador, se reduce también la amplitud de la señal

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entregada en su colector. Y dado que este efecto se presenta en todos los voltajes secundarios, puede decirse que la polarización del oscilador se reduce para mantener en estado de regulación a la fuente conmutada.

Transformadores de las fuentes de alimentación conmutada En las fuentes de alimentación conmutada, existen dos formas para controlar la salida de voltaje en los secundarios del transformador, que son por medio del control de la frecuencia y por el llamado embobinado de control.

Control por frecuencia Es un cambio de frecuencia en el oscilador con respecto al punto de resonancia del transformador. La operación de estos transformadores depende de la frecuencia, ya que el embobinado primario funciona como un oscilador natural. Recordemos que siempre que colocamos en paralelo una bobina y un capacitor, el conjunto posee una “frecuencia de resonancia” natural, misma que depende estrechamente de los valores de L y C (figura 2.6). Por lo tanto, podemos decir que un transformador en cuyo primario se coloque un condensador en

Principio de operación en el que se basa el control de frecuencia A

B

Vcc

Oscilador LC típico. La frecuencia de oscilación del conjunto depende de los valores de L y C C

L En todo embobinado, la misma cercanía de las espiras entre sí produce una pequeña capacitancia; por lo tanto, todo embobinado posee un frecuencia de oscilación inherente.

Figura 2.6

30


paralelo, poseerá una frecuencia de oscilación implícita, la cual marcará su punto de operación óptima. A pesar de que no se coloquen capacitores externos en el embobinado primario, existe una capacitancia inherente causada por la proximidad de las espiras del mismo. Este circuito resonante L-C es producido exclusivamente con el embobinado del transformador. El voltaje de salida de los secundarios aumenta cuando la frecuencia de trabajo se aproxima a la frecuencia natural de resonancia del transformador. Por lo tanto, si se modifica cuidadosamente la frecuencia de entrada al primario del transformador, el voltaje de salida de éste puede ser controlado o regulado. La gráfica del comportamiento de un transformador se muestra en la figura 2.7; ahí vemos que el pico máximo es Vs, mismo que se alcanza exactamente cuando la frecuencia de entrada coincide con la resonancia natural del embobinado. Como puede observar, la forma de respuesta no es muy estrecha, sino más bien amplia; esto se debe a la resistencia del alambre, al valor de la inductancia, a la capacitancia inherente, etc.

Salida del transformador

Punto de resonancia de un transformador VS (pico máximo de resonancia)

Gráfica del comportamiento de un transformador A

B

Punto de operación

Frecuencia de entrada

Figura 2.7

En consecuencia, si se maneja cuidadosamente la frecuencia aplicada al embobinado primario, se puede hacer que trabaje en cualquier punto de la curva (de preferencia en la porción lineal, ya sea de subida o de bajada), produciendo en su salida una gama de voltajes que van desde un punto muy bajo hasta su punto

31


máximo (Vs). Por lo tanto, el método puede utilizarse para controlar de forma muy precisa los voltajes a la salida de los secundarios. Algunas fuentes en televisores operan en el punto B de la curva, por lo que en ellos las variaciones de frecuencia tienen un efecto inverso: en la porción descendente de la curva un aumento de frecuencia implica menor inducción, y consecuentemente una disminución en la salida del secundario del transformador. Este modo de operación (en la región B) no es muy empleado por los diseñadores, ya que al encender el equipo, el oscilador comienza a trabajar con una baja frecuencia y, por lo tanto, la salida en los secundarios del transformador será elevada, lo que causaría probablemente daños en la fuente o en el equipo.

Control por embobinado de control Algunas fuentes de alimentación utilizan un transformador muy especial, el cual incluye una bobina de control de un transformador en su interior, que hace que disminuya la inductancia dentro del dispositivo. La mayoría de los televisores, utilizan un transformador especialmente construido con un embobinado de control, colocado en una laminación acoplada de manera perpendicular a la

Cambio de frecuencia del transformador. El voltaje de control genera un campo magnético para disminuir la inductacia efectiva.

Primario

Secundario

Voltaje de control de CD

Bobina de control

32

Figura 2.8


laminación del primario y secundario (figura 2.8). El embobinado de control regula la salida del transformador alterando la reluctancia y, por lo tanto, aparentemente también la inductancia del transformador. Usando la bobina de control, al aplicar un voltaje de CD, se desarrolla un campo magnético que se aplica en el núcleo del transformador, afectando el campo inducido por el primario y por consiguiente el voltaje generado en el secundario. Esto altera el campo, de la misma forma en que sucede al insertar un tornillo de aluminio en una bobina de sintonía (inductor). Cuando la inductancia (L) es disminuida, la frecuencia de resonancia es incrementada, lo que equivale a que la curva de respuesta se deslice hacia la derecha y se provoque un cambio en la salida de voltaje de los embobinados secundarios (figura 2.9).

Punto de resonancia de un transformador VS (pico máximo de resonancia) Salida del transformador

A

Frecuencia de entrada

B

Punto de operación

Gráfica de variación en la curva de respuesta cuando la inductancia disminuye y la frecuencia de resonancia es incrementada.

Figura 2.9

El diseñador de la fuente selecciona el punto de operación A o B para determinar si al aplicar CD a la bobina de control, el voltaje de salida se aumenta o disminuye. Si se elige el punto A, al estar corrida la curva hacia la izquierda, la fuente comienza a trabajar con un voltaje muy alto, lo que puede afectar la integridad de los circuitos alimentados; para evitarlo, se debe aplicar inmediatamente un voltaje de CD en la bobina de control cuando el aparato es energizado. Es por ello que este tipo de fuentes, por lo general, trabajan en la región B de la curva; es decir, comienzan a operar con un voltaje de salida bajo y, conforme se va

33


aplicando una corriente de realimentación al embobinado de control, el voltaje de salida va creciendo hasta alcanzar su nivel adecuado (esto ocurre en pocos milisegundos). Con los puntos tratados hasta aquí, usted podrá tener una idea más clara sobre el funcionamiento de este tipo de fuentes. Sin embargo, queremos reiterar el hecho de que cada modelo específico requiere un análisis particular, ya que los componentes y diseños empleados por los fabricantes llegan a variar. Es por esa razón que más adelante se incluye un capítulo especialmente dedicado a la descripción de varios circuitos de alimentación conmutada, correspondientes a marcas de televisores con más penetración en el mercado. Pero, por el momento, continuemos revisando otros aspectos importantes relacionados con el funcionamiento de las fuentes conmutadas.

Tipos de fuentes conmutadas En aparatos electrónicos de uso doméstico se llegan a emplear varios tipos de fuentes, siendo las principales las de tipo PAM (Pulse Amplitude Modulation = modulación por amplitud de pulso) y las PWM (Pulse Wide Modulation = modulación por ancho de pulso). Cada una de ellas posee características que las hacen ideales para ciertas aplicaciones, aunque sin duda alguna las fuentes tipo PWM han alcanzando mayor aceptación entre los distintos fabricantes.

Fuentes tipo PAM Las fuentes conmutadas tipo PAM se basan en el control de la amplitud de los pulsos a su salida; esta función la realizan mediante un conjunto de circuitos y dispositivos especiales que les permite variar la salida de voltaje de un transformador con una configuración muy particular de embobinados (figura 2.10). En este transformador existe un embobinado especial denominado "de control", en cuyas espiras circula una corriente que es proporcional al voltaje de alguno de los secundarios del transformador principal. Si observa con atención, notará que dicho

34


Estructura esquemática de una fuente conmutada tipo PAM Transformador principal B+

Conmutador

12V

Oscilador ON/Off 5V Oscilador de frecuencia fija

Embobinado de control

Figura 2.10

embobinado está en contrasentido con respecto al embobinado del primario. A través del embobinado de control circula tal cantidad de corriente que, al restar la inducción magnética de éste con la del primario principal, la magnitud de campo magnético que llega a los secundarios del transformador es suficiente para generar los voltajes adecuados en su salida, lo cual se traduce en un estado de operación estable. Por el contrario, si el voltaje de los secundarios comienza a disminuir, la corriente que circula por el embobinado de control también disminuye, provocando una menor resistencia para que la inducción magnética del primario llegue a los secundarios y se mantenga así un voltaje adecuado en su salida. Por otra parte, cuando los voltajes a la salida del transformador comienzan a crecer por encima de las especificaciones, a través del embobinado de control circula más corriente, lo que provoca mayor oposición a la inducción del primario y, por consiguiente, una reducción en las tensiones de los secundarios.

35


Es fácil apreciar cómo gracias a tan ingenioso método, este tipo de fuente es autoregulable, en la medida que modifica sus condiciones de operación para garantizar que sus voltajes de salida se mantengan ideales para la operación del televisor. Una vez obtenido, el voltaje del transformador es rectificado, filtrado y enviado al circuito de switcheo, de donde sale una señal pulsante; la altura de sus pulsos queda determinada por la amplitud del voltaje del transformador. Y como la duración de los pulsos siempre es constante, controlando el nivel de voltaje que se obtiene del transformador es posible generar casi cualquier voltaje a la salida del circuito conmutador; y no sólo eso, debido a la característica de realimentación con que cuenta, el circuito es capaz de detectar y corregir los desniveles que pudieran presentarse en el voltaje de alimentación de corriente alterna.

Fuentes tipo PWM Las fuentes conmutadas del tipo PWM son las que mayor aplicación han alcanzado en muy diversos campos de la electrónica (desde equipo industrial hasta computadoras y aparatos electrodomésticos). Las fuentes PWM son más flexibles, sobre todo por su mayor capacidad de absorción a variaciones bruscas del voltaje de entrada. También su construcción es más sencilla y su principio de operación es más fácil de entender; además, por lo general no necesitan elementos especiales (como varistores o embobinados en contrasentido) para realizar su función reguladora. Básicamente, lo único que se necesita para obtener voltajes regulados de una fuente de este tipo, es un circuito que detecte constantemente el nivel de alguna de las salidas, para que al momento que se registre alguna variación se expidan las órdenes adecuadas al conmutador, volviendo el nivel a la normalidad. Recordemos que en las fuentes conmutadas aún se requiere un bloque rectificador que convierta la señal de CA en voltaje de CD y, por supuesto, también debe incluirse un filtro para obtener un voltaje de CD lo más uniforme posible; es decir, sin las ondulaciones resultantes del rectificado (figura 2.11).

36


Estructura esquemática de una fuente conmutada tipo PWM

Transformador principal B+

12V AC

9-12V

Control PWM 5V

Figura 2.11

Este voltaje se dirige al primario de un transformador de alta frecuencia (cuyo núcleo es de ferrita), que por lo general tiene varios secundarios encargados de brindar los diferentes voltajes que precisa el aparato. Enseguida aparece un dispositivo de conmutación, capaz de conectar el voltaje de CD resultante hacia el nivel de referencia GND del primario. El dispositivo que se encarga de controlar la anchura de los pulsos de encendido al conmutador, y por consiguiente los niveles de voltaje en los secundarios del transformador, es un controlador PWM, el cual recibe la referencia de alguno de los embobinados secundarios y de esa forma determina el ancho de pulso correcto. Actualmente, en los circuitos de control PWM se ha incorporado la tecnología digital, transformándolos en sistemas cada vez más económicos y precisos. En la salida del conmutador se deben colocar algunas etapas de filtrado (en la figura 2.11 se representa simplemente un diodo y un condensador, aunque la mayoría de los circuitos también emplean bobinas para minimizar el rizo a la salida); en esta etapa ,se convierte la señal pulsante obtenida del switcheo en un voltaje de CD perfecto.

37


Aquí es conveniente hacer algunas observaciones relevantes sobre la operación de este conjunto: • Como se puede apreciar en los diagramas presentados, encontramos un puente de diodos conectado directamente a la línea de CA, sin transformador intermedio. Esta configuración requiere que los diodos empleados sean de un voltaje más alto que los normales; por lo general arriba de 500 voltios. Además, el voltaje de operación del filtro a la salida del rectificador debe ser de 350 voltios, mínimamente, para que pueda soportar sin problemas la carga cuando el aparato se conecta en una línea de 240 Vca. • El dispositivo conmutador debe ser capaz de manejar voltajes y corrientes elevados (podemos decir que una fuente conmutada funciona de manera muy similar a un fly-back, y que el conmutador hace las veces del transistor de salida horizontal). En la actualidad es posible encontrar muy diversos dispositivos haciendo el papel de conmutadores (transistores bipolares, Darlington, MOSFET e incluso circuitos integrados). Una característica que permite identificar de inmediato al dispositivo conmutador, es que siempre está unido a un disipador de calor

Disipador de calor de la fuente de alimentación de un televisor Toshiba

Placa disipadora de calor

Figura 2.12

38


que le permite manejar de forma segura la potencia desperdiciada durante su labor de switcheo (figura 2.12). • El bloque controlador consiste, por lo general, en un circuito integrado que incluye casi todas las partes necesarias para el control del conmutador. En la mayoría de casos, lo único que se añade es la referencia de voltaje y el reloj oscilador. La función de este bloque consiste en detectar que el voltaje en la salida de la fuente cumpla con las especificaciones requeridas; por lo tanto, precisa de una línea para alimentar una muestra de dicho voltaje y compararlo con su referencia para determinar qué variación se debe hacer en el ancho del pulso de control. Esta línea en la actualidad se envía, casi siempre, por medio de un dispositivo que garantiza el aislamiento que existe entre el lado "primario" de la fuente y el extremo "secundario". El aislamiento, a su vez, es recomendable para evitar que cualquier ruido en la línea de CA pueda perjudicar a los circuitos del equipo, y también para impedir que el ruido electromagnético producido por sus circuitos salga hacia la línea de CA e interfiera con otros aparatos. • La etapa de filtrado es la encargada de obtener el valor promedio de voltaje de los pulsos a la salida del transformador. Por lo general, tan sólo se trata de un arreglo de diodos y capacitores conectados en configuración rectificador–filtro para obtener el voltaje de CD requerido, aunque en ocasiones se incluyen bobinas en serie con los diodos para reducir aún más el rizo en la salida.

39


40

FUENTES CONMUTADAS EN TELEVISORES RCA Y GENERAL ELECTRIC


42


En el Capítulo 2 expusimos los principios de operación de las fuentes de alimentación conmutada; podemos dar inicio, entonces, al análisis de circuitos específicos, con la intención de brindar al lector mayores elementos de juicio para el servicio, a la par de facilitarle la asimilación de los temas teóricos. Al respecto, describiremos en éste y en los dos siguientes capítulos, los circuitos de alimentación de modelos representativos de las siguientes marcas: RCA/General Electric, Sony, Zenith, GoldStar, Panasonic, Toshiba y Philips. Y para apoyar nuestras explicaciones, ilustraremos el tema con diagramas en componentes, oscilogramas, etc. Esperamos de esta manera solucionar muchas de las dudas que probablemente usted tiene sobre el funcionamiento de las fuentes conmutadas y circuitos específicos. Por lo que se refieren a los circuitos de alimentación de televisores RCA y General Electric (que comparten el mismo chasis), nos referiremos a los chasises CTC-176/177 y CTC-185, que son idénticos en ambas marcas.

Chasis CTC-1776/177 Las marcas de televisores RCA/GE emplean en algunos de sus modelos el chasis CTC-176/177 (figura 3.1), el cual utilizan una fuente de alimentación de tipo conmutado, que incluye un circuito integrado (U4101) y un transistor FET (figura 3.2). Este

Figura 3.1

43



Fly-back

Memoria EEPROM

Sintonizador de canales

Audio Sistema de control y filtro del sintonizador

Circuito T

Figura 3.2

transistor actúa como un interruptor y, conjuntamente con el transformador, forma un circuito oscilador (figura 3.3). Para la descripción del funcionamiento de esta fuente, nos basaremos en el diagrama de la figura 3.4.

Transformador

Circuito integrado que desarrolla la función de interruptor

Figura 3.3

44

1

1

9G-4001

AC1

AC2

2

6

5A

R4002 2.7Meg 1/2W

C4001 .22 125V

F4001 8A

DEGAUSS

J5

2

/C3303 1000

6

6

4

1

L4001

RT4201

Q33022 DEGAUSS R3332 SWITCH 2200

DEGAUSS

C4006 470 120V

DEGAUSS COIL

DEGAUSS FROM SIGNAL SCHEMATIC (29-IC)

(R3314) 2200

3

3

2

1

2

X C4010 680 1kV

C4009 680 1KV

R4001 2.7 18W

4 RELAY

K4201 DEGAUSS

CR4201

R4201 C4201 160 .01

CR4004

CR4001

+120 RUN C (55-F)

CR4003

CR4002

C4004 680 1KV

C4003 680 1KV

41

+ C4007 680µF 200V X

X

1.32V 5

R4104 1.5Meg

(R4129) 100K

TP4007

PIN 4

R4126 110 1/2W

-40.1V 1 (-27.8V) 2

ERROR AMP

R4105 47K

-33.3V (-227V) 3

C4103 3300

X

6

AMP

REGULATOR

U4101

C4123 .033(.012) 100v

DRIVER

4 (2.01V)

-1.54V

Diagrama de la fuente de alimentación televisor RCA/GE CTC-176/177

Figura 3.4

8

CR4102

1.45V (1.31V)

R4126 100 1/2V

OFF 11 y 12

R4124 .22 63V

9

X

0.12V (0V)

OCP CIRCUIT

10 NC

.047 63V

C4126 1000 1hV 7 -0.43V C4124 (0V)

12

156.5V (69.2V) 11

X

R4122 1300

FB4102

C4127 10µf 63V

CR4104 7.5V

CR4112 FB4112

FB4113

R4126 30K 2W

X

CR4111

C4136 330 500V

C4128 470 500V

C4122 .033 400V

ON 11 y 12

X

2

7

6

5

3

NC

X “CALIENTE“

44

R4136 27 1/2V

43

42

C4136 470 500V

T4101 C4008 5000 120V

1

NC

6

46

"FRIO"

12

C4109 680 500V

FB4107

R4110 33K 1W

A

FB 4109

FB4106

14 NC 13

10

11

9

8

CR4106

L4102 22uH

TP 4101 +140.5V REG

45

C4110

CR4107

C4137 680 500V

A

+140V

C4108 100uH

FB 4108

C4107 100µf 180V

+ 19.5V

E01 TO E5080 KINE SOCKET (36-F)


Una característica importante de esta fuente, es que puede modificar su conmutación de acuerdo con los pulsos de frecuencia variable que se le apliquen a la compuerta del FET, y con ello mantener un voltaje regulado. Este proceso produce una conmutación de encendido y apagado de las terminales 11 a la 9 del propio circuito integrado, generando así una inducción del primario a los secundarios del transformador T4101. De hecho, el inicio de conducción del FET ocurre cuando parte de los 150 voltios de CD que entrega el puente rectificador, son aplicados en la terminal 4 de circuito integrado U4101, por medio de la resistencia R4104, conocida como “resistencia de arranque“. Este voltaje provee un bias necesario que llega a la compuerta del FET, impulsándolo a conducir para que origine una corriente que va de tierra, pasando por la resistencia R4124, el transistor FET (terminales 9 y 11 del circuito integrado) y por las terminales 3 y 1 de T4101. Dicha corriente induce un voltaje en las bobinas conectadas en las terminales 5 y 6; el voltaje de la terminal 5 pasa por la resistencia R4126 y por el capacitor C4123, para llegar a la terminal 4 del circuito integrado, lo que provoca que el transistor FET conduzca aún con mayor potencia; es decir, induciendo una caída de voltaje a través de la resistencia R4124 que está conectada entre tierra y la terminal fuente del FET. Cuando el voltaje llega a un nivel lo suficientemente elevado, el circuito de protección contra sobrecorriente (OCP) que se encuentra dentro del mismo circuito integrado, lleva al FET a su estado de corte. Tomando en cuenta que este proceso se repite cíclicamente, resulta fácil comprender porqué se inicia una secuencia de oscilación cuya frecuencia varía entre 100 y 38 KHz (a máxima carga), y la cual se genera si la inducción de los embobinados secundarios que alimentan al televisor, van conectados finalmente a los diodos rectificadores CR4106 y CR4107, y a sus capacitores de filtro, C4107 y C4108, respectivamente (figura 3.5). El voltaje de retroalimentación empleado para llevar a cabo el proceso de regulación, sale de las terminales 6 y 7 del transformador (figura 3.4), y está fuertemente acoplado al voltaje que existe en los secundarios que proporcionan alimentación al tele-

46


Capacitor de filtro

Diodo rectificador

Figura 3.5

visor, por lo que cualquier cambio de voltaje que exista en los secundarios alterará el voltaje en las terminales 6 y 7. Por su parte, el voltaje de la terminal 7 es rectificado por los diodos rectificadores CR4111, y filtrado por el capacitor C4127; el resultado es un voltaje negativo que se aplica en la terminal 1 de U4101. Dentro de este circuito integrado, existe una tensión de referencia ajustada a -40.5 ± 1 voltio, y el amplificador de error trata de igualar la tensión de la terminal 1 (-40.5 voltios) con la tensión de referencia. Si bien un mayor consumo de la carga en la fuente (en cuyo caso el cinescopio reproducirá una imagen con demasiado brillo), la tensión disminuirá en la terminal 7 del transformador y en la terminal 1 del circuito integrado; esto permitirá que el FET conduzca durante mayor tiempo (por lo tanto, que la frecuencia de oscilación disminuya) y que la tensión en la salida aumente, compensando así la disminución que se presentó por el mayor consumo. Cuando se presenten problemas con esta fuente de alimentación, le recomendamos medir el voltaje que se aplica en la terminal 1 del circuito integrado, el cual debe ser de –40 ± 1 voltio.

Problemas en esta fuente En ocasiones, cuando existe una carga muy elevada (por ejemplo, algún corto), la fuente de alimentación disminuye tanto su

47


oscilación que se llega a escuchar un silbido; pero si el corto es muy fuerte, entonces su circuito de protección de sobrecorriente actúa, por lo que el televisor se apaga y la fuente no se enciende hasta que el corto haya sido eliminado. Cuando existan variaciones en el voltaje de salida, le recomendamos medir el voltaje en la terminal 1 del circuito integrado. Recuerde que estas fuentes de alimentación utilizan dos tipos de tierras: una “caliente”, ubicada en el lado primario del transformador, y la otra “fría”, colocada en el lado secundario. Es importante que, cuando realice las mediciones de voltaje en cualquiera de los embobinados, utilice la tierra adecuada para no obtener valores erróneos. De igual forma, es recomendable que este tipo de fuentes no se pongan a funcionar sin carga, ya que podría ocasionarse una elevación del voltaje de salida que dañará a los capacitores de filtraje. Si usted desea probar la fuente, puede colocar una carga falsa (un foco de 40 watts) en la salida 140 voltios, y comprobar así el buen funcionamiento del circuito. Cabe señalar que, en caso de que el televisor no encienda, no necesariamente implica que haya un problema en la fuente de alimentación o en la etapa de salida horizontal; la falla puede ser ocasionada por un daño en la memoria EEPROM, cuya matrícula en este modelo es 24C02. Por lo tanto, le recomendamos verificar minuciosamente los voltajes de corriente directa en la salida de la fuente, así como los voltajes que se aplican al microcontrolador y al circuito T. Mida también la tensión en la terminal 5 de la memoria (debe ser de 5 voltios) y si se encuentra en un nivel inferior a los 4 voltios, significa que la memoria esta dañada y será necesario sustituirla, ya que de lo contrario el televisor no encenderá. La causa de que esto ocurra es porque cuando la memoria EEPROM está dañada, se provoca un bloqueo en el sistema de control y no se envía la orden de encendido para que el circuito T inicie la generación de la señal del horizontal. Para que tenga una referencia general de la estructura de este equipo, en la figura 3.6 le presentamos su diagrama a bloques.

48

+12V

DETECCION STEREO ESTEREO/MONO

AL CIRCUITO DE AUDIO SILENCIAMIENTO CONMUTADOR TONO

RELOJ

DATOS

+5V

U3201 EEPROM

L

R

31

PIP ENABLE D/A INPUT FILTER D/A PRIMARY FILTER D/A SECONDARY FILTER

12

36

35

34

30

32

23

CLOCK

15

29

DATA

AUDIO

FM TUNE

16

LOGIC A TV/FM SELECT

33

TUNE OUT

LEFT

V

25

V

23

L

7

8

16

7

8

3 GND

FPA TECLADO DE 6 BOTONES PREAMP REMOTO

6

39 VIDEO TUNING

U3101 SYSCON

14

IR TECLADO

T-CHIP ENABLE

ENCENDIDO CANAL ABC/DESC VOL AUM/DISM MENU

5

15

R

59

+5 STBY1

20

5V STBY

19

R

1

18

OSD G

17

22

FB SW

CC VIDEO

4

ENT CA

COLD

13

22

STBY B+

7.6V STDBY

32

VCC

B

RESET

12V STBY CIRCUITO RESET A LA SALIDA DE VIDEO U1001

SALIDA AUDIO

L

60

12V STBY

52

53

R

CLK

L

54

VCC

19

DATA

R

5

13

TCHIP ENABLE

TV

4

14

3

5

AMP POT

DERECHO

ENT AUX OPCIONAL

AMP POT

IZQUIERDO

CI ESTEREO DEMOD U1701

WBA

SANDCASTLE U1001

H

24

H

10

11

12

SALIDA AUDIO BANDA ANCHA

AGC DE RF

FILTRO SAW

AMP POT MONO

U3101

AL CONTROL

AL TV ENTRADA DETECCION ESTEREO GANANCIA DE AUDIO SERV. MET/FM

OPTION

4.1V

RIGHT

DEL CI ESTEREO DE TV

RADIO FM ESTEREO OPCIONAL

+12V VCC

43.5MHz FI RADIO FM

33V FUNCIONAMIENTO

BUS DE CONTROL AL SINTONIZADOR

V REF

INTERFAZ DEL SINTONIZADOR U7501

RF PRI

DATOS

RF SEC

SINTONIZADOR

RELOJ

FILTRO DE ENTRADA

CONECTOR -F75 OHMIOS

-12V

+33V REG

SALIDA HI FI

OPCIONAL

Diagrama a bloques de los chasis CTC / 175 / 176 / 177 RCA Y GE

Figura 3.6

HOT

17

VERT RAMP

DESIMANTACION

A SVO U1001

+12V FUNCIONAL

24

HOR OUT

U1001 (T-CHIP)

26

XRP

FUENTE

25

FB IN

AUX VID IN

1

40

E/W

19

U4101

45

RAMPA VERT

41

OSD GREEN

63 VID OUT

42

51

39

30

R OUT

C1 IN

49

31 BL

E/W

YUGO VERT

HORIZ

28

PWM OUT

38

37

36

B OUT

G OUT

B+ 140

PWM IN

Y1 IN

48

JW

20V STBY

SVO

FB SW

SAL VERT

OSD BLUE

T4101

C2

46

CON ENT SVHS OPCIONAL

Y2

OSD RED

ENT VIDEO AUX OPCIONAL

E/W

+20V

IHTV

T4401

DETECCION HAZ

AZUL

VERDE

ROJO

+7.6V

+200V

SAL VIDEO

SVO

+20V STBY

+26

5V STBY

12V STBY

+200

+16

-12

+33V

PULSO FILAMENTO

+12 REG

XRP

12V FUNC

TUBO IMAGEN

F11

5V STBY

12V STBY

PULSO FB

DETECCION HAZ

PANTALLA

FOCO

AT

EXCITADORES TUBO IMAGEN

VIDEO COMP

PIP OPCIONAL


Figura 3.7

Chasis CTC-185 Uno de los televisores de las marcas GE/RCA que más recientemente han salido al mercado, es el de chasis CTC-185 (figura 3.7). La fuente de alimentación que se emplea en este televisor (conmutada), utiliza un transistor MOSFET como elemento de conmutación. La diferencia con otros equipos, es que este transistor se encuentra colocado en serie con la carga. Esta característica es la principal diferencia que presenta este chasis con respecto a modelos anteriores como el CTC-175 y el CTC-176 (figura 3.8).

Diagrama a bloques La figura 3.9 presenta el diagrama a bloques de la fuente de alimentación del televisor RCA/GE chasis CTC-185. Observe que el voltaje de corriente alterna que ingresa al televisor es rectificado en el sistema de rectificación, el cual entrega a la salida un voltaje de corriente directa. El conmutador es el elemento responsable de entregar un voltaje estable en la salida, sin importar los cambios del voltaje que se registren en la entrada por alteraciones en el consumo de la

50


Etapa de salida vertical Fuente de alimentación

Sistema de control y memoria EEPROM

Fly back

Panel de control Sintonizador de canales

Circuito T Etapa de audio

Figura 3.8

carga para la cual fue diseñada la fuente. Para ello, el elemento conmutador (un transistor MOSFET) se abre y cierra alternativamente; seguramente, usted se preguntara cómo un dispositivo

Diagrama a bloques de la fuente de alimentación del televisor CTC 185 de RCA/GE

Elemento conmutador 125 Vca

Sistema de rectificación

Conmutador Voltaje regulado

168V

C4153

130 V

A los circuitos del televisor

Voltaje no regulado Control de conmutación GATE DRIVER Pulsos horizontales de fly-back

Generador diente de sierra Rectificador

Amplificador de error y referencia

Comparador

Reg. 12V

12 Reg. 5V

Al micro controlador

Figura 3.9

51


que interrumpe el paso del voltaje y corriente es el encargado de llevar a cabo el proceso de regulación. Veamos cómo funciona.

Proceso de regulación El transistor MOSFET Q4114, que es el interruptor electrónico que lleva a cabo la regulación de voltaje, realiza su conmutación y conducción de acuerdo con los pulsos que recibe de la etapa conocida como “manejador de compuerta” o Gate Driver (figura 3.10).

Diagrama a bloques del regulador principal del chasis CTC-185 V2 RAW B+

T4401 IHVT CR4105 1 3

L4102

Drenador 168V Fuente Q4114

I1

+ C4007

+

REG B+ 130VDC

CR4153

CR4103 Compuerta

V1

V3 Manejador de compuerta

De la terminal 8 del fly-back

V4 Generador diente de sierra

V5 Comparador

Amp. de error y referencia

Figura 3.10

En la entrada del elemento de conmutación, existe un voltaje de CD con aproximadamente 168 voltios. Cuando el conmutador se cierra (porque su terminal de compuerta ha recibido un pulso positivo), el voltaje que entrega L4102 pasa y carga al capacitor C4153, para elevar su voltaje a 130 voltios, nivel necesario para el funcionamiento de las etapas del televisor (barrido horizontal, vertical, audio, etc.) Posteriormente el conmutador

52


electrónico se abre, evitando que el voltaje en la salida aumente más de 130 voltios. Entonces, cuando existe un consumo por parte de las etapas del televisor, el voltaje en el capacitor C4153 desciende ligeramente y el conmutador se cierra de nuevo; con ello el voltaje alcanza otra vez el nivel requerido. Todo este proceso se lleva a cabo de manera muy rápida; de hecho a una velocidad de 15,734 veces por segundo. Así, el elemento de conmutación se abre y cierra alternativamente; se cierra cuando existe un consumo en la salida y el voltaje disminuye ligeramente, y se abre en el momento en que aparecen 130 voltios en la salida. Precisamente (no está de más recordarlo), debido a la conmutación que realizan estas fuentes, se les reconoce como del tipo conmutado.

Análisis del circuito Para estudiar con más detalle el proceso de regulación, nos auxiliaremos con el diagrama de la figura 3.11. Inicialmente, se puede apreciar que en la entrada ingresa un voltaje de 150 voltios (marcado como RAW B+) que pasa al sistema de rectificación. C4007 es el capacitor de filtro, y la resistencia 4172 el elemento que permite descargar al capacitor C4007 cuando la fuente es desconectada de la corriente alterna. Se encuentra también la terminal 3 del secundario del transformador de alto voltaje o fly– back T4401, que entrega un pulso sin regular (V1), el cual sirve como refuerzo en caso de que la fuente de voltaje (RAW B+) altere su valor por debajo de los 130 voltios. El voltaje sigue a través del diodo CR4105, donde se rectifica V1 y se convierte en V2 (indicación A de la figura 3.11) y, después de pasar por la bobina L4102 (figura 3.12), llega finalmente a la terminal drenador del MOSFET Q4114. Aquí se tiene un voltaje de 168 voltios, resultado de los 150 voltios de RAW B+ y del pulso rectificado V2. Este tipo de fuentes conmutadas regula a 130 voltios de salida, a pesar de que recibe 95 voltios de CA en la entrada (en televisores de 25 y 27 pulgadas); pero también pueden trabajar con 90 voltios de CA (en televisores de 19 y 20 pulgadas).

53

R4172

150 V PIN 3

C4109

R4117

IHVT

R4118

8.85

Q4108

13.0

C4124

PIN 1

Circuito del regulador principal del CTC185

RAW B+ +

R4116

C4108 11.64v

1.32 R4145

DE LA TERMINAL 8 DEL FLY-BACK

C4136

Q4104

R4148

+ C4007

C4007

+12V RUN

V7

V6

Figura 3.11

V1

R4127

R4120

CR4105

C4122

V2

A

5v

l1

168v L4102

R4108

C4138

R4128 8.21

Q4103

CR4103

R4124 V4 8.56 Q4102 8.73

.25 R4123

R4146

C4104 Q4114

131.5

R4147

C4137

R4103 CR4111

R4138 C4135

R4114

Q4113

45.6v

1 2.4

R4149

CR4106

.63

R4110

V5

C4123

R4142 R4126

C4103

+

+2.5V REF DETECTOR Y AMPLIFICADOR

U4103

R4125

3

2

V3

R4111

C4134

C4106

+

CR4113

R4137

CR4112

R4112

+

R4136

130V REG B+ C4153


Figura 3.12

Los capacitores marcados como C4104, C4122, C4124, C4134 y C4135 sirven para eliminar interferencias generadas por una sección de RF. Por su parte, la resistencia R4146 y el capacitor C4137 crean una red de amortiguación para proteger al transistor MOSFET Q4114. El diodo CR4106 forma parte del circuito de protección del propio transistor. Si usted apaga el televisor, pero no lo desconecta de la línea, se va mantener en un estado de conducción permanente gracias al voltaje que provee la resistencia 4108. Por lo anterior, podemos deducir que, a pesar de que se apaga al televisor, el transistor Q4114 sigue conduciendo de manera permanente y envía el voltaje de 168 voltios al circuito de salida horizontal. Pero entonces ¿cómo se apaga el televisor? Simplemente el circuito “T” U1001 recibe una orden del sistema de control, y evita la salida de la señal de salida horizontal por la terminal 22; es por eso que el aparato no funciona a pesar de que esté polarizado el circuito de salida horizontal. Para que tenga una mayor referencia de lo antes expuesto, en la figura 3.13 presentamos el diagrama a bloques del televisor CTC-185, en donde se puede apreciar la relación entre sus diferentes etapas. Ahora bien, Para que el transistor conmutador Q4114 lleve a cabo el proceso de regulación y entregue por su terminal fuente los 130 voltios regulados, es necesario que primero se efectúe una conmutación en él. Esto sucederá aplicando una señal de

55

RF IN

Figura 3.13

6

L7110 L7115 B1/B2 ST

Q7403 Q7404 SWITCH

14 U/V

L7102 B3 ST

7

Q7101 UHF AMP

DATA

19

19

DATA

VT

17

Q7402 AMP

Q7 102 VHF AMP

CLOCK

SEC

18

20

PWR CLOCK

14

PRI

IR

Q3201 SWITCH

35

KEY INPUT

SCAN OUTPUT

U7401 PLL

ST

ISOLATION BOX

5 6

8

39

3,4,5

8

L7111 L7113 B1/B2 DT

L7104 L7105 B3 DT

44 43

12

16

4

9

DATA

9

PIF AMP

10

SF2301 SAW

IF AMP

UHF/VHF MIXER

MIXER

OSC

MIXER

OSC

RF AGC

CLOCK

42

VID DET

45

10

DE-EMP

STEREO DEMOD

5

6

FM DET

SYNC

12

40

CHROMA AMP

47

20 21

Q3301 AMP

38

LUMA CLAMP

SND DET

11

Q2301 AMP

CC VIDEO

Q3303 AMP 9

SISTEMA DE CONTROL U3101

SENSE MONO

8

5

DIAGRAMA A BLOQUESDE T.V. RCA/GE CTC-185

DATA CLOCK

VCC

U3201 EEPROM

IK01 IR PREAMP

CONTROL MATRIX

Q1701 AMP

DE-EMP

11

MATRIX

BLU ASD

15

Q2706 BUFFER

36

14

13

2

4

VOLUMEN CONTROL

RGB OUT

48

50

1

5

30 31 32

15

22

U1901 AMP

MUTE 3

Q1903 SWITCH

8

10

27

3 VERT

HORZ

VERT

24

7

Q4901 SWITCH

MUTE

SYNC SEP

23

HORIZ

26

33

FSW

18

Q3305 BUFFER

GRN OSD

16

Q2707 BUFFER

35

MATRIX AND RGB SWITCH

T-U1001

U1701 STEREO DECODER

34

Q2705 BUFFER

RED OSD

17

1 3

IN FB

Q4301 Q4302 DRIVE

3

OUT

AC IN

1

Q4401 HORIZ OUT

U4501 VERT OUT

U4103 REF

Q4102 Q4103,Q4104 Q4108,Q4113 ERROR AMP

Q3101 Q3102 RESET

5

Q5001 R OUT

Q5003 B OUT

Q4114 SWITCH

CR4001 CR4002 CR4003 CR4004 BRIDGE

HV

T4401 IHVT

SCREEN

FOCUS

Q5002 G OUT

10

2

1

3

6

7

9

8

Q4106 +5V REG

U4102 +12V REG

+5VSB

+12VSB

-12V

+5V

+7.6V

+9V

+12V

+26V

+33V

+130V

+180V

DEFLECTION PIX TUBE YOKE

U4104 +7.6V REG

Q3901 +5V REG


PWM o modulación de pulso de anchura en su terminal Gate o compuerta. Esta señal, marcada en el diagrama como V3, nace de la comparación de las señales V4 y V5 que se realiza en los transistores Q4102 y Q4103 (figura 3.14).

V4 0.5/Div

V5 0.5/Div

V3 5v/Div

0V

Figura 3.14

La señal V4 es una forma de onda de diente de sierra con una frecuencia fija que es generada por el circuito formador de diente de sierra C4109 y R4120. Esta señal nace del pulso que envía el fly–back por su terminal 8 (V6), y pasa por la resistencia R4145 y el transistor Q4104 para convertirse en la señal V7 (figura 3.15). Después de que ha sido amplificada por Q4108, se convierte en la señal diente de sierra V4, con una frecuencia de 15,734 Hz, ya que proviene del circuito horizontal. Por su parte, la señal V5, que corresponde a un voltaje de error proporcionado por la etapa de amplificador de error y referencia, tiende a cambiar ya sea por variaciones en el consumo del equipo o por variaciones en el voltaje de entrada; en cualquiera de estos casos, al provocarse una variación en V5, la señal V3 (que es el PWM) cambia en su anchura y modifica el tiempo de conmutación del transistor Q4114. De esta forma se completa el proceso de regulación. Es importante señalar que hay un pequeño tiempo de retraso después de que las comparaciones entre V4 y V5 se realizan; esto es con el fin de obtener el cambio de corrección de V3. La etapa manejadora de compuerta recibe el PWM V3, lo amplifica y lo

57


V6 5V/div 20 µseg

V7 1V/div

Figura 3.15

invierte para entregarla posteriormente a la compuerta del regulador. La combinación entre las resistencias divisoras de voltaje R4136, R4137, R4111 (conectadas en forma paralela) y R4112, permiten que el voltaje de salida se ajuste a 130 voltios. En el interior del circuito integrado U4103, se localiza el amplificador de error y el voltaje de referencia (que posee una precisión del 1%). En la figura 3.16 se presenta la fotografía de los transistores de montaje de superficie que intervienen en el sistema de regulación.

Procedimiento de reparación Comúnmente, este tipo de fuentes de alimentación llega a presentar problemas durante el servicio; esto se debe a que su funcionamiento está directamente relacionado con el desarrollo correcto de la etapa del horizontal. Si la etapa del horizontal presenta algún problema, la fuente no va a funcionar (recuerde que requiere del pulso horizontal V6); e igualmente, si no funciona la fuente tampoco trabajará la sección horizontal, pues hay una relación de dependencia entre ambas. Esta característica obliga al técnico a realizar un proceso de reparación diferente al utilizado en otro tipo de fuentes de alimentación, por lo que le recomendamos: 1) Primero es necesario determinar si existe una falla en la sección de salida horizontal, o si es la fuente de alimentación que

58


Q4108

Q4102

Q4104

Q4103

Figura 3.16

se encuentra en mal estado. Para ello, desconecte el televisor y coloque en su entrada un variac (el variac es un equipo electrónico que disminuye o sube el voltaje de línea desde 0 a 140 voltios), el cual nos permite verificar los diferentes tipos de fuentes de alimentación empleadas en televisores. Pero debido a que el variac es un instrumento de alto costo, hemos implementado un dispositivo que nos permite realizar la misma función sin ningún problema. Nos referimos al dimmer (figura 3.17), que es un controlador de la intensidad de luz que se utiliza en algunas lámparas incandescentes; y si bien es cierto que usted puede comprar uno ya armado (400 watts) también lo puede construir. En el Apéndice de este libro, usted puede encontrar el diagrama respectivo.

Figura 3.17

59


Sistema de rectificación

C4007

Foco 25 Watts NCD

Puente A salida horizontal Q4114

Figura 3.18

2) Conecte el dimmer en serie entra la línea de corriente alterna y el televisor (figura 3.18). Para que funcione de manera correcta, debe conectar en paralelo con el capacitor C4007 una carga resistiva, que puede ser una lámpara incandescente de 25 watts. Normalmente, los dimmer que se venden de manera comercial están fabricados para trabajar con una potencia de 300 o 400 watts. Esta capacidad es suficiente si consideramos que un televisor consume entre 120 y 150 watts y que la lámpara incandescente es 25 watt (conectados ambos, alcanzaran una potencia de 175 watts). Aunque si desea disminuir el margen de error, puede trabajar con un dimmer de 500 watts. 3) Por medio del control con que cuenta el dimmer, usted puede modificar el valor de voltaje que existe en la salida. Y para comprobar el cambio de valor, coloque un multímetro en función de voltímetro de corriente directa en paralelo con el foco; observe las variaciones en el voltaje y vea como sube y baja la intensidad de luz de la lámpara. 4) Una vez instalado el variac o dimmer, para comprobar en qué circuito se localiza la falla, ya sea en la salida horizontal o en la fuente de alimentación, debe realizar el siguiente procedimiento.

Procedimiento para localización de fallas a) Desconecte el equipo y coloque un puente entre las conexiones de fuente y drenador, tal como se mostró en la figura 3.18.

60


En ese momento conecte el televisor en la línea y mida el voltaje en los extremos del capacitor C4007 o el puente que colocó en el transistor Q4114, que es un voltaje de corriente directa que alimenta las etapas de salida horizontal. b) Ajuste el voltaje en el voltímetro con apoyo del dimmer, hasta obtener un voltaje 150 voltios de polarización en la etapa de salida horizontal (recuerde que tiene conectado el foco de 25 watts). c) Mantenga el dimmer en esa posición y proceda a encender el televisor; al escuchar el ruido característico de que existe oscilación horizontal, de inmediato debe bajar con el dimmer el voltaje de 150 voltios (que están presentes en el puente del transistor Q4114) a un valor de 130 voltios; si no hace esto, el sistema de protección apagará el televisor, provocando que sólo encienda un momento y se vuelva a apagar de inmediato. d) Una vez que haya ajustado el voltaje a 130 voltios, si el televisor trabaja en condiciones normales, significa que la falla está en la fuente de alimentación y que las demás etapas están funcionando adecuadamente. Si a pesar de este proceso aún no enciende, la falla puede originarse en la sección horizontal, el circuito T o inclusive en la memoria EEPROM (no olvide que en este tipo de equipos, el encendido o apagado se ve afectado por una daño en la memoria).

Falla en la fuente de alimentación Si la falla se origina en la fuente de alimentación, es necesario verificar con osciloscopio las diferentes formas de onda marcadas como V6, V7, V4, V5 y V3. Si alguna de estas señales no se localiza, ubique el componente relacionado con ella y proceda a sustituirlo. Una manera rápida de localizar la falla, es medir la señal V3 en el colector del transistor Q4113. Si reduce ligeramente el voltaje con el dimmer, podrá comprobar si la anchura del PWM cambia. De ser así, significa que los bloques U4103 y el de salida horizontal (formado por los transistores Q4104, Q4108, Q4103 y Q4102) están operando convenientemente, por lo que el daño puede estar en Q4114.

61


Pero, si la forma de onda V3 de PWM no se observa, tendrá que verificar que el pulso horizontal se esté aplicando a través de la sección de los transistores. O bien, el problema puede estar en la unidad amplificador de error y referencia U4103. Normalmente, en este tipo de fuentes de alimentación, cuando están dañados alguno de sus elementos, se recomienda cambiar en grupo los siguientes dispositivos. -Q-4114 (P6N25). Con su aislante. -CR4111 (zener de 9.1 voltios a 1/2 watt). -CR-4112 y CR-4113. -R4136 (143K 1/2 watt). -U4103 (TL431 AL). -C4106 (0.47MFD ó uF 63 voltios).

62

FUENTES CONMUTADAS EN TELEVISORES SONY


64


Existe una gran variedad de fuentes de alimentación conmutadas que son utilizadas en televisores Sony, pero hay particularmente un chasis muy conocido en el medio técnico, en el que se han incluido desde hace varios años estos circuitos; nos referimos al chasis denominado BA3. Este tipo de chasis se ha empleado indistintamente en televisores de 14 y 20 pulgadas, en los cuales no hay cambios significativos en su estructura general. Y en el caso específico de la fuente de alimentación, sólo se observa una variación en el consumo de corriente. Para analizar el funcionamiento de la fuente en este tipo de televisores, utilizaremos como base el modelo KV-21RS50 (figura 4.1).


Figura 4.1

Diagrama a bloques En la figura 4.2 se muestra el diagrama a bloques de la fuente de referencia. En el lado inferior izquierdo se indica la conexión a la línea de voltaje de CA, que ingresa al circuito y atraviesa el fusible F601 hasta llegar a un sistema de filtraje (compuesto por

65

Figura 4.2

F601

B-DAT 5 B-CLK 6

T602

RY601

2 SELECTOR IC103

POWER

TV/VIDEO

CANAL +

CANAL -

VOLUMEN +

VOLUMEN -

NVM 1K BIT MEMORY IC003 CN203

STBY +5V

CN601

CN602

1

I-KEY

34

5 30 7 47 24

25

AC RECT D601

I-PROT I-RESET O-RELAY 0-ABJ

MICROPROCESADOR

I-RMCN

32 D-STBYLEID

4

15 I-POWER

9

38 0-BCLKAN 36 10-BOAT 35 I-BINTN

Diagrama a bloques televisor Sony KV 21 R50

B CLK B DAT B INT ONO

2

2

1

1

AC IN

DOC

DOC

+12V

CONTROLADOR RELAY Q601

D-DOC

CF901

CONVERTER Q603

CONVERTER Q602

VR8601

0AMPER D604. 614

0AMPER D603. 615

11

9

5 4

3

1

2

PIT T603 4

1

6

2

3

8

7

PRT T604

115V RECT D607-D610

1

POWER CONTROL IC601

+12V RECT D605. 606

3

2

2

+115V

SWITCH Q605

RESET 4 REQULATOR 5 IC693

SPOT KILLER Q610

STANDBY +5V

INVERT Q615

SWITCH Q613

H DRIVE

STBY Q614

12 VOLTIOS

H DRIVE Q550

H-COMP Q612

9V-REC Q606

SALIDA HORIZONTAL

SET +9V

SET +5V REC Q607


Sistema de filtraje

Puente rectificador

Figura 4.3

el choke de filtro T602 y otros componentes que más adelante describiremos). Dicho sistema de filtraje, tiene como función principal eliminar las interferencias de RF que provengan de la línea de CA, o bien, las señales de oscilación de la propia fuente de alimentación (figura 4.3). Por debajo de la toma de corriente, se localizan las bobinas de desmagnetización, las cuales son activadas por el relevador marcado como RY601 (figura 4.4), y por el transistor Q601. Cuando es conectado y encendido el televisor por primera vez, por la terminal 34 del microcontrolador (O-DGC) sale una señal que sirve para activar al interruptor del relevador y hacer que la corriente alterna empiece a fluir a través de las bobinas de

Relevador

Fuente

Figura 4.4

67


desmagnetización; con ello los campos magnéticos remanentes de las rejillas en el cinescopio se eliminan. El sistema de filtraje T602 entrega un voltaje de CA que es dirigido hacia el puente rectificador D601; en dicho puente se origina una rectificación de onda completa y se entrega un voltaje de CD hacia el circuito convertidor, conocido con el nombre de “sistema de oscilación o convertidor”. Este sistema de oscilación está formado básicamente por los transistores Q603 y Q602 (figura 4.5); ambos dispositivos inician una oscilación que, posteriormente, es enviada a las terminales 11 y 9 del transformador T603 PIT (Power Input Transformer = transformador de entrada de alimentación). Cuando este transformador recibe la oscilación, se genera una inducción hacia los embobinados secundarios. Del primer embobinado (terminales 4-6) sale una corriente alterna que, al ser rectificada por los diodos D607-D610, genera un voltaje de 115 V+, utilizados para polarizar a las diferentes etapas del televisor. El segundo embobinado, localizado entre las terminales 1, 2 y 3, envía hacia el sistema de rectificación un voltaje de corriente alterna. Integrado por los diodos D605 y D606, este sistema en-

Transistores convertidores

T603 Transformador PIT

T604 Transformador PRT

Diodos rectificados D607-D610, D605 y D606

Figura 4.5

68


trega un voltaje de 12 voltios que es aplicado al circuito integrado IC693. En este circuito se generan tanto el pulso de Reset como el voltaje de 5 voltios; éste se aplica en las secciones del televisor que requieren una alimentación inmediata en el momento que el usuario activa la función de encendido, por medio del panel de control o del control remoto. Por otro lado, los 12 voltios generados por los diodos D605 y D606 también se dirigen hacia un sistema de regulación de 9 voltios (Q606). El voltaje que de ahí se obtiene, ingresa al regulador Q607 y se transforma en un voltaje de 5 voltios. Ambos voltajes (9 y 5 voltios) serán utilizados para polarizar al circuito de audio y al circuito de jungla. Sin profundizar aún en el tema, diremos que en esta fuente de alimentación también se incluye un circuito integrado marcado como IC601, el cual se conecta en la terminal 8 del transformador T604 PRT (transformador de regulación de la alimentación). Y es precisamente gracias a este circuito que se lleva a cabo el proceso de regulación.

Análisis del circuito Utilizando el diagrama del circuito de la figura 4.6, estudiaremos más detalladamente el funcionamiento de cada dispositivo incluido en la fuente que nos ocupa, incluyendo los flujos de corriente eléctrica que se generan a través del sistema. Los 125 Vca que ingresan al circuito cruzan el fusible F601, encargado de proteger a la propia fuente de alimentación; posteriormente, el voltaje llega hasta las bobinas T602 que, conjuntamente con los capacitores C601, C638, C636 y C605, filtran el voltaje y permiten sólo que fluya el voltaje de CA de 60 Hz, ya que si llegara a entrar alguna interferencia al circuito de R.F., el funcionamiento de la fuente se vería afectado. Este filtro también evita que salga de la fuente parte de la frecuencia de oscilación, pues si hay algún equipo conectado en la misma línea de corriente, su funcionamiento podría alterarse. Finalmente, el voltaje de CA llega al puente rectificador D601.

69

JW 612 5MM

C609 * 200V +

81.0

165.3

R624 *

C653 * 200V C654 *

C611 * 500V

81.0

R646 *

270K R641 R642 *

C614 * 630V :PP C613 0.33

R612

D614 ISS119 DAMPER D604 ISS119 DAMPER

R644 *

C615 * 500V R609 * 1W :RS

12 V

R602 10K :CHIP

R635 * 1/4W :RF

C641 0.15 :MPS

C642 0.15 :MPS

R605 2.2K :CHIP

12

11

T603 * :PIT 4

5

6

2

1

3

9

8

6

T604 PRT

7

7

8

3

1

2

4

5

VDR601 ERZV1QD47

Q601 2SD601A RELAY-DRIVE

C612 .033


12.3

R610 * 1W :RS

Los valores de voltaje para Q602 y Q603 son medidos, tomando como referencia al emisor Q602

R645 *

R606 * 1/2W FPRD FB606 0.45UH 78.8

R643 270K

R611 *

FB607 0.45UH -2.3

D602 1SS133 PROTECTOR

0

"0"-DGC del micro terminal 34

D605 D2S4M 12V-RECT

D606 D2S4M 12V-RECT

R652 10K :CHIP

0.9

C617 * :PT

1 2 3 4 4.9 4.9 12.5

+ C690 0.47

L551 47µH TP91 B+

0

Al micro

+

R630 68K :RN-CP

C632 0.47

R629 10K :RN-CP

0

R622 10K :CHIP

0.6 R623 10K :CHIP

R621 JW (10)

R627 JW (10MM)

Q605 2SD601 SWITCH

R640 33K :CHIP

R695 JW (10) :CHIP

R620 10K :CHIP

12 V

D613 EZO150V1 PROTECT

Q610 2SB709A KILLER 0

+

R639 47K

C633 2.2

C693 .47 :MPS

TP95 STBY 5V

"0"-Adj del micro

7 6 5

IC693 MM1319 RESET REGULADOR

R690 3.3 1W :BS

D610 D1NL20 115V-RECT

R617 22K :RN-CP

D619 1SS119 -0.3 PROTECTOR

R618 100K

+

C645 C623 470P 33 500V 160 :HR

C646 470P 500V

R616 2.2K :CHIP

C619 200 PT

L612 22µH

FB602 D609 D1NL20 115V-RECT

FB601

C691+ 470 25V

D607 D1NL20 115V-RECT C643 470P 500V C644 470P 500V D608 D1NL20 115V-RECT FB605 0.45UH +

C622 1000 25V

R654 10K :CHIP

2.5

Q612 25D601A H-COMP 0.4 R655 33K :CHIP

1

R615 CHIP

R656 47K :CHIP 3.7

2

3

R653 4.7K :CHIP

8.6

12 V

R651 47K :CHIP

R619 10 :CHIP

STBY 5V

IC601 µPC1093J-1-T POWERCONTROL

GND RESET NC CD GND IN OUT

Figura 4.6

D-601 D3SB60F AC-RECT

JW611 5MM

C636 C605 2200p 2200p 250V 250V

R603 * 10W

Diagrama de la fuente de alimentación del televisor Sony KV21R50

JW614 5MM

C601 C638 0.0022 0.0022 250V 250V E E

C652 * C610 * 500V

CN602 2P WHT :MINI

Q603 * CONVERTER

Q602 * CONVERTER

JW613 5MM R600 R601 * *

T602 :LFT

1

RY601

2 DGC

VDR640 *

TO DGC

DGC

C640 * 125V :AC

1

THP601 THERMISTOR

TO AC CONECTOR

2 AC

F601 6.3A 250V

CN601 2P WHT :AC

AC

+

C625 100 25V

R682 10K CHIP

0

0

0

R555 6.8k 3W :RS

0.8

115V

20

3 2 1

T551 :HDT

6

4

22

Del FLY-BACK ABL

21

0

R628 680

C554 0.0057 2KV

SET 5V

D612 MTZJT-5.6C +5V-REF

5.8

C631 47 25V

C555 330 2KV B

FLY-BACK

Q607 2SD1292 SET+5V-REG 9.0 5.0

FB501 0.45UH

TP93 SET +9V

0

Q551 2SD1877S 110.3 H.OUT

C628 47 25V

R683 15K 3W :RS

D611 MTZJT-10B 9V-REF

9.6

Q606 2SD2137-OP 9V-REG 9.0

10.7

C553 470p 500V B

Terminal 7

Q615 2SD601A INVERT

Q614 2SD601A STBY 9.6

Q613 2SD601A SWTCH

TP86

0 Q550 2SD3209 H.DRIVE

C575 0.015 200V :PT

HD

Al AFC

19

R554 2.2k :CHIP

0.6

R681 47k :CHIP

R625 4.7 2W :RS

R684 10K C685 1

Del micro "0" Relay


Las bobinas de desmagnetización En el diagrama de la figura 4.6 se muestra la ubicación de las bobinas de desmagnetización que se encuentran conectadas en las terminales 1 y 2 del conector CN602. En la terminal 2 se encuentra el termistor THP601, que cuenta con un coeficiente positivo; es decir, cuando se calienta su valor óhmico sube. A su vez, en la terminal 1 se encuentra conectado un interruptor formado por el relevador RY601; cuando este relevador se cierra, el voltaje de CA es aplicado en las bobinas desmagnetizadoras, iniciándose el proceso de desmagnetización. Por otra parte, en el momento que el usuario presiona el botón de encendido, la orden ingresa por la terminal 15 del microcontrolador (figura 4.2), y por la terminal 34 (marcada como ODGC o salida de desmagnetización) sale un nivel alto, provocando que fluya una corriente eléctrica a través del transistor Q601, tanto de emisor–base como de emisor–colector. Es entonces cuando el relevador se activa y se lleva a cabo el proceso de desmagnetización. El tiempo que tarda en aparecer la imagen es de aproximadamente 5 segundos, el lapso que emplea el cinescopio para calentarse y dar inicio a la desmagnetización; aunque la corriente que fluye a través de las bobinas empieza a bajar lentamente, debido a que el termistor se va calentado poco a poco. Este comportamiento es necesario en la medida en que, si se cortara abruptamente la corriente que fluye a través de las bobinas, el cinescopio podría quedar magnetizado, provocando manchas sobre la pantalla. Finalmente la corriente es suspendida totalmente cuando el relevador deja de operar y se abre el circuito. Observe que en la parte inferior del puente D601 (figura 4.6), se ubica una resistencia marcada como R603, cuyo valor es de 1 ohmio a 10 watts. Aquí queremos hacer un paréntesis para enfatizar que, cuando esta resistencia se llegue a dañar, NUNCA aplique un puente en ella. Recuerde que, a pesar de que maneja un valor muy bajo, su función es evitar que el fusible F601 se dañe. Veamos cómo funciona. Antes de que el equipo sea conectado por primera vez, el capacitor C609 ubicado en la salida del puente rectificador, y

71


que se emplea en tareas de filtrado, se encuentra descargado. Cuando la corriente empieza a fluir a través del C609, si no estuviera presente la resistencia R603, se provocaría un daño en el fusible F601. Esta es la razón por la que no se debe “puentear” este dispositivo. Aprovechamos también la oportunidad para recordarle que ningún elemento en las fuentes de alimentación, debe ser sustituido por otro de distinto valor. Siempre que vaya a hacer una reparación en estos circuitos, utilice dispositivos del mismo valor. E igualmente, los transistores deben ser originales. Antes de llegar al transistor-convertidor Q603, el voltaje de CD atraviesa un fusible integrado por las resistencias R624 y R606. Recuerde que los transistores Q602 y Q603 se encargaran de convertir la CD en una señal oscilante de tipo de onda cuadrada que, como ya mencionamos, sirve para inducir a los secundarios del transformador T603. Una característica que debemos resaltar, es que los transistores Q602 y Q603 presentan un montaje similar: ambos cuentan con resistencias, capacitores y diodos del mismo valor. Esto les permite conformase como un circuito oscilador al funcionar alternativamente. Naturalmente, como estos transistores disipan una gran potencia durante su funcionamiento, se encuentran montados sobre un disipador de calor (figura 4.7). Otro dispositivo que integra a esta fuente de alimentación, es el varistor marcado como VDR601, que se caracteriza porque únicamente conduce cuando se le aplica en alguno de sus extremos un valor de voltaje elevado, de lo contrario no funcionaría.

Proceso de oscilación Ahora analicemos cómo opera el sistema de oscilación. Los transistores Q602 y Q603 hacen que fluya por el primario del transformador T603 (terminales 11 y 9) una corriente alterna; es decir, uno de ellos genera la fase positiva y el otro la fase negativa. Para comprender mejor el funcionamiento de la fuente, es importante conocer los flujos de corriente que atraviesan el circuito; ello nos permitirá localizar fallas de una manera más eficiente.

72


C653 * 200V C654 * R624 *

C614 * 630V :PP

270K R641

FB606 0.45UH

165.3

R642 *

C613 0.33

78.8 D614 ISS119 DAMPER

81.0

Q603 * CONVERTER

C611 * 500V

VDR601 ERZV1QD47

R606 * 1/2W FPRD

D604 ISS119 DAMPER

R610 * 1W :RS

R612

R643 270K

Q602 * CONVERTER

C610 * 500V

C615 * 500V

R644 * C612 .033

FB607 0.45UH -2.3

81.0

R609 * 1W :RS

D615 ISS119 DAMPER D603 ISS119 DAMPER R611 *

"0"-Adj del micro IC693 MM1319 RESET REGULADOR

TP95 STBY 5V

Al micro

GND RESET NC CD GND IN OUT

7 6 5

C691+ 470

R690 3.3 1W :BS

25V

D-601 D3SB60F AC-RECT

JW614 5MM

R624 *

JW611 5MM

165.3 C611 * 500V

R606 * 1/2W FPRD

R600 R601 * * C636 C605 2200p 2200p 250V 250V

12

VDR601 ERZV1QD47 270K R641

FB606 0.45UH 78.8

R635 * 1/4W :RF

C614 * 630V :PP

R642 *

R610 * 1W :RS

D604 ISS119 DAMPER

C610 * 500V T602 :LFT C640 * 125V :AC F601 6.3A 250V

FB607 0.45UH -2.3

Q602 * CONVERTER

81.0

5

8

2

7

3

C615 * 500V

D606 D2S4M 12V-RECT

3

6

2

7

D602 1SS133 PROTECTOR

THP601 THERMISTOR

R656 47K :CHIP 3.7

R652 10K :CHIP

0.9

R653 4.7K :CHIP

R654 10K :CHIP

2

1 DGC

AC

AC

CN601 2P WHT :AC

TO DGC

DGC

1

2

0

TO AC CONECTOR

CN602 2P WHT :MINI

C555 330 2KV B

0 0 FB501 0.45UH

21

TP93 SET +9V

Q613 2SD601A SWTCH

R683 15K 3W :RS

SET 5V

R618 100K

R695 JW (10) :CHIP

2.5

0 R639 D619 47K 1SS119 -0.3 + PROTECTOR R617 22K :RN-CP

R621 JW (10) 0

0

R616 2.2K :CHIP

+

R620 10K :CHIP Q610 2SB709A KILLER

C633 2.2

Q614 2SD601A STBY 9.6

R682 10K CHIP

R627 JW (10MM)

C617 * :PT 1

Q606 2SD2137-OP 9V-REG 10.7 9.0

R625 4.7 2W :RS 12 V

C619 200 PT

2

R605 2.2K :CHIP

6 4

C553 470p 500V B

0

Q612 25D601A H-CHIP 0.4 R655 33K :CHIP

RY601 R602 10K :CHIP

3 2 1

0.8

TP86 R554 2.2k :CHIP

L612 22µH

8.6 R619 10 :CHIP

Q601 2SD601A RELAY-DRIVE

C575 0.015 200V :PT 0 Q550 2SD3209 H.DRIVE

R629 10K :RN-CP

115V-RECT

3

12.3

+

C554 0.0057 2KV

0

8

12 V

C632 0.47

D613 EZO150V1 PROTECT

FB602 D609 D1NL20

R615 CHIP 1

19

TP91 B+

Q551 2SD1877S 110.3 H.OUT

T551 :HDT

20

L551 47µH

FLY-BACK

22

115V

R555 6.8k 3W :RS

D605 D2S4M 12V-RECT

R611 *

VDR640 *

C646 470P 500V

C622 1000 25V

+

HD

R630 68K :RN-CP

12 V

R609 * 1W :RS


T604 PRT

4 C642 0.15 :MPS

+


R651 47K :CHIP 5

R644 * C612 .033

C645 C623 470P 33 500V 160 :HR

FB605 0.45UH 1

9

C641 0.15 :MPS

R643 270K C652 *

11

Al AFC

C693 .47 :MPS

+ C690 0.47


FB601

C643 470P 500V C644 470P 500V

4

6

C613 0.33

D614 ISS119 DAMPER

81.0

Q603 * CONVERTER

JW 612 5MM

JW613 5MM

C601 C638 0.0022 0.0022 250V 250V E E

R646 *

C653 * 200V C654 *

R603 * 10W

T603 * :PIT

R645 *

+


STBY 5V

C609 * 200V

Del FLY-BACK ABL

1 2 3 4 4.9 4.9 12.5

Los valores de voltaje para Q602 y Q603 son medidos tomando como referencia al emisor Q602

R640 33K :CHIP Q605 2SD601 SWITCH

0.6 R623 10K :CHIP

R622 10K :CHIP

C625 100 25V

0

R684 10K

R681 47k :CHIP 0.6

9.6


Q607 2SD1292 SET+5V-REG 9.0 5.0 C628 47 25V

R628 680

5.8

C631 47 25V


Q615 2SD601A INVERT

C685 1

Del micro "0" Relay

Terminal 7

IC601 µPC1093J-1-T POWERCONTROL "0"-DGC del micro terminal 34

Figura 4.7

73


Flujo de corriente por el transistor Q603 Observe el diagrama de la figura 4.8. Al conectar el equipo por primera vez, aparecen 170 voltios en el colector del transistor Q603. Este voltaje permite que la corriente eléctrica fluya a partir de tierra e ingrese al transformador T604, por su terminal 2; de ahí sale por la terminal 1 del mismo transformador y llega a la terminal 9 del transformador T603, para salir por la terminal 11 y carga al capacitor C614. Finalmente, la corriente llega al emisor del transistor Q603, el cual recibe una polarización positiva en su base a través de las resistencias R641 y R642; por lo tanto, se permite el flujo de corriente de emisor a base y, por medio de las dos resistencias, se cierra el circuito del polo positivo. Aunque también existe una corriente que fluye de emisor a colector.

T603 * :PIT

+

-

170V

12

4

11

5

VDR601 R606 C614 R624 *

-

R635

+

R642 C613 *

-

78.8 81.0

+ R610 * 1W :RS

D604

C641 0.15 :MPS 5

R643 270K 81.0

FB607 -2.3

Q602 * CONVERTER

C610 * 500V

6

9

1

8

2

7

3

FB606

165.3

Q603 * CONVERTER

C611 * 500V

270K R641

C615

R644 * C612 D615

4 C642 0.15 :MPS

3

T604 PRT +

-

R609

2

+

7

D603

1

8

R611

Figura 4.8

74


La corriente que atraviesa por las terminales 1 y 2 del transformador T604 –que funciona como embobinado primario–, induce un voltaje sobre las bobinas secundarias (terminales 2-3, 4- 5). Por la terminal 4 sale un voltaje positivo que atraviesa la resistencia R610 hacia el capacitor C613, y continúa para llegar a la base del transistor Q603. El transistor, al recibir un voltaje positivo en su base, genera un mayor nivel de corriente, tanto de emisor a base como de emisor a colector. Al fluir la corriente de emisor a base, se carga momentáneamente el capacitor C613, y se aplica un voltaje negativo en la base del transistor Q603, provocando que el transistor deje de conducir y que la corriente eléctrica que fluye por todo el sistema se suspenda. Esto provoca que el campo magnético generado en el transformador T604, regrese hacia los embobinados, y que se alterne la polaridad de voltaje en los extremos de las bobinas secundarias (terminales 2, 3, 4 y 5); entonces, por la terminal 3 sale un voltaje positivo que llega a la base de Q602 (por medio de R609 y C612), haciendo que inicie su conducción.

Flujo de corriente por el transistor Q602 Debido a que el capacitor C614 había quedado cargado con el flujo de corriente anterior, se da inicio a un proceso de descarga (figura 4.9). En la parte superior del capacitor, que ahora es negativo, empieza a fluir la corriente hacia la terminal 11 de T603, para salir posteriormente por su terminal 9 y llegar a la terminal 1 de T604. De ahí sale por la terminal 2, para contactar al emisor del transistor Q602, provocando una corriente eléctrica tanto emisor–base como emisor–colector, que es la corriente que llegará a la terminal positiva del capacitor C614. Por su parte, el capacitor C612 en la base de Q602, se empieza a cargar, llevando a corte al convertidor Q602. En este momento el capacitor C613 se descarga a través de los diodos Damper D614 y D604, de la resistencia R612 del embobinado de T604 (terminales 5 y 4) y de la resistencia R610.

75


T603 * :PIT

+ -

170V

4

11

5

VDR601 R606 * R624 * 165.3

-

R635

+

R642 * C613

- +

D614

R610

D604

5

FB607 -2.3

Q602 * CONVERTER

C610 * 500V

9

1

8

2

7

3

C641 0.15 :MPS

R643 270K 81.0

6

FB606 78.8

81.0

Q603 * CONVERTER

C611 * 500V

C614 270K R641

R644 C612

- +

D615

D603 R611 *

C615 * 500V R609 * 1W :RS

4 C642 0.15 :MPS

3

2

1

+ T604 PRT

+ -

7

8

Figura 4.9

Por su parte, cuando el convertidor Q603 vuelve a conducir, el capacitor C612 se descarga a través de los diodos Damper D615, D603 y de la resistencia R611 del embobinado T604 (terminales 2 y3) y la resistencia R609. Ambos procesos se repiten cíclicamente manteniendo un estado de oscilación, por lo que a través de las terminales 11 y 9 del embobinado T603, fluye una corriente alterna que sirve para inducir en los embobinados secundarios (terminales 4-6 y 1-2-3) una corriente eléctrica. El puente D607 es el encargado de rectificar esta corriente y entregar un voltaje de B+ 115 voltios ya regulados; el otro sistema de rectificación (formado por los diodos D605 y D606) entregará un voltaje de CD de 12 voltios (figura 4.10).

76

Transistores Q602-Q603

160V

VDR

8

7

2

1

6

3

4

5

+12V

T604 PRT

3

2

8

7

1

6

5

4

9

11

12

T603 * :PIT

R619 10 :CHIP

D605

D606

2

3 1

R615 CHIP

2.5

IC601 µPC1093J-1-T POWERCONTROL

8.6

D607-D610

C617 * :PT R616 2.2K :CHIP

C619 200 PT 0

Q610 2SB709A KILLER 0

R617 22K :RN-CP C633 2.2

R639 D619 47K 1SS119 -0.3 + PROTECTOR

R618 100K

Q605 2SD601 SWITCH

R640 33K :CHIP

R695 JW (10) :CHIP 0

R622 10K :CHIP

0.6 R623 10K :CHIP

R621 JW (10)

R627 JW (10MM)

12 V

R620 10K :CHIP

B+ 115V

C625 100 25V

+

C685 1

R684 10K

R682 10K CHIP 0

Del micro "0" Relay

0.6

R681 47k :CHIP

R625 4.7 2W :RS

Terminal 7

Q615 2SD601A INVERT

Q614 2SD601A STBY 9.6


9.6

Q606 2SD2137-OP 9V-REG 10.7 9.0 C628 47 25V

R683 15K 3W :RS

R628 680

TP93 SET +9V

C631 47 25V

Figura 4.10


5.8

Q607 2SD1292 SET+5V-REG 9.0 5.0

SET 5V


77


Proceso de regulación La función primordial de la fuente de alimentación conmutada, es mantener constante el voltaje que entrega, sin importar los cambios que lleguen a existir en el voltaje de línea de CA, o bien, los cambios en el consumo de corriente por parte de la carga. A continuación vamos a hablar del proceso de regulación, para lo cual es necesario que usted haya leído previamente el Capítulo 2 de este libro, donde se explica el comportamiento de los transformadores y cómo, al aplicar a un transformador una corriente eléctrica de frecuencia igual a la de su resonancia, éste tiene un óptimo rendimiento, ofreciendo en su salida un voltaje de mayor valor comparado con el que se presentaría si se aplicara una frecuencia inferior o superior. Para la siguiente explicación, es necesario partir del supuesto de que la fuente que nos ocupa ha estado funcionando con una frecuencia de oscilación superior a su frecuencia de resonancia, siendo necesario el proceso de regulación. Dicho proceso de regulación se llevar a cabo modificando la frecuencia de operación del oscilador de la fuente (formado por los transistores Q602 y Q603), por medio de las terminales 7 y 8 del transformador T604. En su terminal 7 se encuentra conectado IC601 y por la terminal 8 se recibe una polarización positiva. IC601 es un dispositivo que opera con un circuito similar al que muestra en la figura 4.11. Este circuito integrado tiene como función cambiar la corriente eléctrica que fluye a través de las terminales 7 y 8 del embobinado del transformador T604, y también de modificar la frecuencia de oscilación del circuito; esto

1

3 IC601

2

78

Figura 4.11


con la finalidad de regular el voltaje de 115 voltios, para que permanezca estable en la salida. Observe cómo en la salida del puente rectificador, se encuentra conectada la resistencia R618, la cual forma una divisora junto con R617. Entonces, una parte del voltaje de salida de 115 voltios se aplicar en la terminal 1 de IC601, el cual refleja los cambios que existen en esta tensión. De lo anterior se deduce que, si los 115 voltios llegaran a aumentar por una disminución del consumo de la carga, el voltaje de la terminal 1 del IC601 también aumentará, por lo que la corriente que fluye a través de circuito y por el embobinado T604 se incrementa; y entonces el campo magnético producido influirá en la frecuencia de oscilación del circuito, la cual,a su vez, se incrementa. Entonces se provoca en la salida del transformador T603, una disminución de voltaje en sus secundarios; ello sucede porque se obliga a funcionar al transformador muy por arriba de su rango de resonancia. La suma de todas estas acciones provocará que la salida de 115 voltios, que había aumentado originalmente, disminuya a su valor adecuado. Y al disminuir el voltaje de 115 voltios, se dará inicio al proceso contrario.

Sistema de regulación por el ABL El transistor Q612 se encarga de amplificar una parte pequeña del voltaje de ABL (limitador automático de brillo) que proviene del fly-back (figura 4.12), con la finalidad de estabilizar los 115 voltios positivos que entrega la fuente. El transistor Q612 (figura 4.6) trabaja como un amplificador en clase A y, después de recibir el voltaje ABL, lo amplifica para entregarlo, a través de su colector, a la resistencia R655; y de ahí pasa a la terminal 1 del IC601. Si en la imagen llegara a existir una sección muy brillante, en esa parte se producirá un mayor flujo de corriente del cinescopio (provocando que los 115 voltios disminuyan), por lo que un control automático de brillo ABL “informará” a la base del transistor Q612 de dicho aumento de corriente. A su vez, el transis-

79


El fly-back

Figura 4.12

tor enviará la información a la terminal 1 del IC601, modificándose la frecuencia de oscilación y corrigiendo el valor de 115 voltios. Este método, muy fino, sirve para mantener siempre constante los 115 voltios en la salida de la fuente de alimentación conmutada, no importando que haya escenas claras u oscuras, de esta forma se previene la distorsión en la imagen (sectores muy brillantes en algunas partes de la pantalla).

Arranque suave Soft start se traduce como “arranque suave“, y es precisamente el tipo de arranque que recibe la fuente de alimentación en el momento que inicia sus operaciones. El proceso inicia cuando se conecta la clavija a la línea doméstica y los transistores de oscilación Q602 y Q603 inician su operación. Sin embargo, inicialmente la salida del transformador T603 no entrega voltaje; por lo tanto, la línea de 115 voltios no provee tensión, lo cual provoca que la terminal 1 de IC601 tampoco reciba voltaje. Para compensar esta situación, los 115 voltios aumentan a un valor elevado, provocando que el circuito Shutdown se active.

80


Para evitar esta situación, se utiliza al transistor Q610, que sirve para mantener este voltaje (115 voltios) en un nivel bajo durante los momentos iniciales. El circuito Q610 trabaja de la siguiente manera: cuando la línea de 12 voltios comienza a elevarse, se aplica al emisor del transistor Q610 una tensión que permite que la corriente fluya desde la conexión del chasis (la llamada “tierra fría”), que se cargue el capacitor C633 a través de la resistencia R639 para continuar por de la base–emisor de Q610 y las resistencias R695 R621 y R620, hasta llegar al punto de 12 voltios. La conducción de Q610, permite que el voltaje que llega a su emisor pase hacia su colector, cruzando al diodo D619, y llegue a la terminal 1 del circuito integrado IC601. Por ello, IC601, que es el control de regulación, interpreta que sí existe un voltaje de 115 voltios de salida, aunque no esté todavía presente en dicha tensión. Cuando el capacitor C633 ya se ha cargado, el transistor Q610 deja de operar; para entonces, los 115 voltios ya estarán presentes, y el proceso de regulación se llevará a cabo como mencionamos anteriormente.

Encendido del aparato. Cuando la tecla de encendido del televisor es activada, la terminal 7 de microcontrolador (O-Relay) entrega un nivel alto para provocar la conducción del transistor Q615, y con ello motivar que el transistor Q606 inicie sus operaciones. El resultado de esta activación, son los 9 voltios que se utilizan polarizar al circuito jungla. Recuerde que en este circuito se encuentran los circuitos osciladores de salida vertical y horizontal. Con la salida del voltaje alto en la terminal 7 del microcontrolador, también se provoca que el transistor Q605 funcione, permitiendo a su vez que el capacitor C633 se descargue a través del emisor–colector del transistor y de los resistores R695, R640 y R639. Por ello, cuando el televisor se desconecta y se vuelve a conectar nuevamente después de cierto tiempo, el transistor Q610 y el capacitor C633, junto con los resistores asociados, permiten el arranque suave.

81


Es importante aclarar que los voltajes que aparecen marcados en el diagrama, son los que se producen estando el televisor encendido; por ello, el emisor de Q610 presenta un valor de 0 voltios, porque interpreta que el transistor Q605 está conduciendo. Este tipo de fuente de alimentación funciona en todo momento, a partir del instante en que se le conecta a la línea. Sin embargo, el encendido se lleva a cabo por medio de la cancelación de la frecuencia horizontal, por lo que el televisor no genera alto voltaje y se apaga a pesar de que los 115 voltios de la fuente estén presentes. Existe un transistor asociado que sirve también para apagar al equipo; es el transistor Q613, que está marcado como switch. Su colector está conectado en la base de Q550, que es el driver horizontal. Cuando se bloquea Q613, el transistor de salida horizontal no trabajar (figura 4.13). En el momento que el televisor se apaga, el transistor Q613 queda polarizado en el sentido de la conducción, y por lo tanto envía a tierra la señal que llega a la base del transistor Q550 (driver horizontal). Cuando se apaga el televisor también se suspende el voltaje de polarización hacia el circuito integrado jungla, que es el que genera la frecuencia horizontal. Los procedimientos de servicio para esta fuente de alimentación, incluyendo las formas de onda que entrega el circuito, se desarrollan en el video que acompaña a este libro.

Figura 4.13

82

FUENTES CONMUTADAS DE TELEVISORES DE OTRAS MARCAS


84


En el presente capítulo, describiremos la operación de las fuentes conmutadas que se incluyen en televisores de otras marcas representativas: GoldStar, Panasonic, Philips, Toshiba y Zenith. Para nuestras explicaciones, tomaremos como base la estructura a bloques de las fuentes en cuestión, sin embargo, durante el desarrollo también nos referiremos a los diagramas en componentes, que también se intercalan. Y con relación al procedimiento de servicio, para cada modelo se incluye una carta de voltajes que le permitirá aplicar los procedimientos de detección de fallas que serán descritos en el capítulo siguiente.

Televisor GoldStar modelo CP-20K50 El televisor modelo CP-20K50 de la marca Lucky GoldStar, se caracteriza porque integra un “ojo mágico” ubicado en la parte frontal del equipo, el cual sirve para detectar la iluminación del área en la cual funciona; de esta manera, el nivel de brillantez se ajusta automáticamente (figura 5.1). El modelo CP-20K50 de L.G., cuenta con la función de “ojo mágico” ubicado en la parte frontal; éste detecta la iluminación del área, ajustando automáticamente el nivel de brillantez ideal.

Figura 5.1

La fuente conmutada que utiliza, efectúa la regulación del voltaje modificando la frecuencia de operación del circuito integrado IC803, un dispositivo de la familia MOSFET con un transistor de salida en montaje sencillo. Además, por ser una fuente que está integrada en el circuito impreso, ocupa un mínimo de espacio (figura 5.2).

Circuitos de entrada y de rectificación En la figura 5.3 se puede apreciar la estructura física del televisor, con las diferentes secciones que la integran. Observe que el

85


La fuente de alimentación en el modelo CP20K50, está integrada en la tarjeta del circuito impreso, ocupando un mínimo de espacio. Fuente de alimentación

Figura 5.2

espacio ocupado por la fuente de alimentación es mínimo; ello se debe a que –como ya se mencionó– está incluida en el mismo circuito impreso. En el diagrama de la figura 5.4 se observa cómo en el circuito de entrada se ubica el fusible F801, que se encarga de impedir el funcionamiento del equipo cuando se presenta un sobreconsumo de energía producido por un corto en el mismo televisor. Por su parte, el varistor VD801 absorbe los excesos de voltaje que, de manera imprevista, se presentan en la línea; por ejemplo, cuando ocurre una descarga eléctrica provocada por un rayo. Y para eliminar la interferencia que se genera cada vez que se enciende o apagar el televisor, se emplea el capacitor C828 y el transformador T802; ambos, auxiliados a su vez por los capacitores C834 y C835, forman un filtro de ruido (figura 5.5).

Bobinas deflectoras

Amplificadores de video

Sintonizador de canales

Fly-back

Entrada de audio y video Antena

86

Sección de la fuente de alimentación

Figura 5.3

CH+

CH-

VOL+

VOL-

Figura 5.4

C1 18P

19

26

Micro

22

5V +

20

POWER

C2 18p

38

+

ON/OFF

+12V

SALIDA HORIZONTAL

C10 100U/10V

L2 15UH

T801 Pin 2

OUT

+

82UH CHOKE

C818 104 (MYL)

SE110N 2

IC805

R14 4.7K 47K

R2

IN 1 2 OUT S GND 3 4 C850 470U/16V

+

D801 RGP 15J

R816 1K

3

1

FR806 0.47/2W

D802 RU2AMV *D806 RU3AMV

IC803 Pin 3

3

IC802

4

P814 1K

6 5

2

1

PC817XF3

IC801

2

1

3

4

T801

10

13

14

11

12

8

9

4NG56V Q13 C3198Y

R815 2.2K

*L804

C819 + 220p/500V (CK)

FR805-L3

C811 102M/4KV

PB11 B.2M/0.5W (PC) C810 102M/4KV

FB805 123A

*FB804 *FB807

FB804 0.47/1W

C813 1000P/1KV

P625 33K

D803 RU2AMV

CB12(CK) 470P/500V

C814 220U/160V

+

+ C805 470U/35V 220V

L802

IC804 KA78R12

C815 100U/25V

C815 1000U/25V

IN

IC04 KIA78L05BP

D203 1S2471

<(SOUND B+ (24V)>

C817 470P/500V(CK)

Diagrama del circuito de alimentación en el modelo LGCP-20K50

C826 B20P/500V (CK)

4.7K

R824

C832 220P/500V (CK)

+

FB803

R823 3.3K

D811 EU1Z

R825 1K

5

1

2

3

GND

R3

R827 22K/0.5W (RS)

DRIVE

T802 LINE-FILTER

R822 27K/2W (RS)

O.C.P/FB

T801 Pin 9

R826 0.18/2W

FB801 125-022K

R828 4.7/0.5W

C831 0.001U/1.6KV (PP)

R4

C835 222K/1KV

C834 222K/1KV

D810 EU1Z

125-022K C830 101J/1KV

C816 220U/400V

D812 1S2471

2

1

3

7

DB813 D2SBA80

R821 CEM 1 0/7W (NTC)

O.S.C.

R12

4

2

1

2

1

P802 TO DG COIL

T.S.D.

REG.

START

Rconst+

INCONST

O.V.P

*ZD810

RconstC1 C2

LATCH

STR F6654

IC803

R1

C820 471K/1KV

C825 100U/35V

VD801 164-003D

F801 T3-15AL 250V

TH801 *TH802 (163-51F) 163-054F

C828 0.15/275V

SW801


Transformador de la fuente conmutada que forma parte del circuito de conmutación (bobina principal), el cual proporciona diferentes niveles de voltaje en su bobina secundaria

Figura 5.5

Por otro lado, el sistema de rectificación que está formado por el diodo DB813 y el capacitor C816, proporciona un voltaje de corriente directa con un porcentaje mínimo de fluctuación cuando el interruptor maestro SW801 se cierra. A partir de ese momento, dicho voltaje estará presente en forma permanente.

Circuito de conmutación El voltaje del capacitor C816 atraviesa la bobina primaria del transformador T801, y alimenta al circuito integrado IC803, en su terminal 3. Al mismo tiempo, se aplica un voltaje en la terminal 4 del mismo circuito por medio de las resistencias R822 y R827, provocando que el circuito oscilador que se ubica dentro del circuito IC803 empiece a generar una señal de onda cuadrada, la cual será reforzada por el circuito drive ubicado dentro del mismo circuito. Todo esto hace que la conducción y bloqueo del circuito MOSFET se realice de una manera periódica (su frecuencia está determinada por el capacitor C1 y la resistencia R1). La conducción conmutada del MOSFET produce la inducción en los devanados secundarios del embobinado T801, los cuales brindan voltajes de diferentes magnitudes que son utilizados en distintas aplicaciones. Veamos más en detalle cómo se lleva a cabo este proceso. Las terminales 8 y 9 del embobinado T801, en combinación con los diodos D801, D203 y el capacitor C805, se encargan de suministrar un voltaje de 24 Vcd, que sirve para polarizar a la sección de audio.

88


Por otro lado, las terminales 11 y 12, conjuntamente con el diodo D803, el capacitor C815 y los reguladores IC04 e IC804 proporcionan la alimentación para el microcontrolador (5 voltios) y para el circuito jungla (12 voltios); este último es un voltaje conmutado por el transistor Q13. A través de este transistor, se activa la función del encendido y apagado dependiendo de los estados lógicos que proporcione el microcontrolador por su terminal 38. La condición de estos estados dependerá de que sea activada la función de encendido (POWER).

Activación de la función encendido El voltaje de alimentación necesario para la sección de barrido horizontal es de 115 voltios, que son brindados por las terminales 13 y 14 del embobinado T801. Esta señal pasa por el diodo D802, y cruza la red de filtro tipo PI formada por los dispositivos C814, L802 y C829. Como ya se mencionó, este voltaje se convierte en permanente cuando el interruptor SW801 se cierra. La función de encendido y apagado (ON/OFF), se obtiene conmutando la alimentación del circuito jungla, lo que a su vez activa o desactiva el funcionamiento del circuito oscilador horizontal. Con esto se condiciona el funcionamiento de la etapa de barrido horizontal, originando la presencia de alto voltaje (brillantez en la pantalla) y de los voltajes secundarios del fly-back, que por ser tensiones complementarias para el funcionamiento general del televisor, si alguna está ausente, el aparato permanece apagado.

Regulación de voltaje La estabilización de voltaje, se obtiene monitoreando la señal de 125 voltios proporcionada por el amplificador de error IC805, el cual determina la conducción del diodo led del optoacoplador IC801. Por medio del fototransistor, se controla la conducción del MOSFET, prolongando o apresurando su conducción mediante la modificación de su frecuencia, lo que repercute en la magnitud de voltajes inducidos, según sea necesario.

89


Circuitos de protección de sobrevoltaje y sobrecorriente (OVP / OCP) Para prevenir algún daño en las secciones del televisor a causa de los incrementos de voltaje, se ha incorporado en el circuito integrado IC803, una sección de protección contra sobrevoltaje OVP (over voltage protector), que es un circuito encargado de apagar al televisor cuando se presenta una tensión superior a las que puede soportar su diseño (figura 5.6). Por lo tanto, cada vez que aumente el voltaje inducido en el embobinado T801, el circuito OVP activa a la sección latch dentro de IC803; esto, a su vez, ocasiona el bloqueo del circuito oscilador que previamente ha sido activado por el cambio de voltaje de la terminal 4 de IC803.

4 R3 3

R4 DRIVE

LATCH

O.V.P

START

2 REG. O.S.C. T.S.D. O.C.P/FB

1 R826 0.18/2W

INCONST RconstC1 C2

R1

Rconst+ R12

GND

5

IC803 STR F6654

T802 LINE-FILTER

R821

VD801 164-003D

C811 102M/4KV

C817 470P/500V(CK)

FR805-L3 + C805 470U/35V

D203 1S2471

IC04 KIA78L05BP

D801 RGP 15J

2 DB813 D2SBA80

<(SOUND B+ (24V)>

CB12(CK) 470P/500V

FB804 0.47/1W

C816 220U/400V

CB35 222K/1KV

R822 27K/2W (RS)

FB803 OUT

IN D803 RU2AMV

C815 100U/25V

C819 + 220p/500V (CK)

FR806 0.47/2W

IC804 KA78R12 +12V +

1 D810 EU1Z

L802 82UH CHOKE

+

C815 1000U/25V

D802 RU2AMV *D806 RU3AMV

+

*L804

FB805 123A

C825 100U/35V

FB801 125-022K

2 R823 3.3K

T801 C820 471K/1KV

R816 1K

R14 4.7K

*ZD810

D811 EU1Z

10

IN 1 2 OUT S GND 3 4 C850 470U/16V

R828 4.7/0.5W

14 13

C814 220U/160V

R827 22K/0.5W (RS)

C831 0.001U/1.6KV (PP)

125-022K C830 101J/1KV 11

C813 1000P/1KV

5V +

3

12

+

1 P802 TO DG COIL

+

8

*FB804 *FB807

TH801 *TH802 (163-51F) 163-054F

C835 222K/1KV

7

9

220V

L2 15UH

SALIDA HORIZONTAL

2 1

C828 0.15/275V

DIAGRAMA LG-20K50

C10 100U/10V

F801 T3-15AL 250V

SW801

CEM 1 0/7W (NTC)

PB11 B.2M/0.5W (PC) C810 102M/4KV

4 R815 2.2K

R2

R3 1

6

22

2

5

3

D812 1S2471

47K

R4 DRIVE

LATCH

START

O.V.P

2

38

19

IC805

20

SE110N

C1 18P

C2 18p

90

R825 1K

O.S.C. T.S.D. 1

O.C.P/FB

R826 0.18/2W

INCONST

P814 1K 1

4

2

3

R1 R824 5

C1

RconstC2

Rconst+ R12

GND

4.7K

IC801 PC817XF3

POWER CH+

C832 220P/500V (CK)

1

C818 104 (MYL) 3

CH-

REG.

IC802 4NG56V Q13 C3198Y

2 VOL+

4

3

P625 33K

ON/OFF Micro 26 VOL-

C826 B20P/500V (CK)

IC803 STR F6654

Figura 5.6


El resultado de este aumento en el voltaje se refleja en las terminales 1 y 2 del embobinado T801, modificando la conducción del diodo D810 y la carga de circuito C825. Una situación similar, se presenta cuando los voltajes secundarios varían en forma incontrolable, siendo detectada por el circuito IC802, que hace que el equipo se apague. De esta forma, el televisor queda bloqueado hasta que el estado del circuito latch cambie. Esto ocurre en un tiempo programado por especificaciones de fábrica, sin embargo, se pude reducir desconectando y volviendo a conectar el televisor en la red de línea de VCA. De igual manera, existe en esta fuente una sección de protección de sobrecorriente (OCP), que activa o apaga al televisor cada vez que el circuito IC803 detecta un corto total o parcial en las líneas secundarias que alimentan al televisor. El circuito integrado IC803, tiene la innovación de un protector contra incrementos de temperatura TSD (temperature shoke detector), que funciona cada vez que la temperatura del circuito integrado IC803 sobrepasa los 150 grados centígrados, con lo que se apaga al televisor.

Dispositivos complementarios Como este tipo de fuente opera con una frecuencia de trabajo de 70 KHz, existe el riesgo de que se dañe el circuito de conmu-

Voltajes de corriente directa medidos con respecto a tierra caliente Punto de prueba

TV encendido (voltios)

TV apagado (voltios)

C816-pin +

162

175

IC803-pin 1

1.5

0

IC803-pin 2

0.7

0

IC803-pin 3

159

172

IC803-pin 4

16.5

151

IC803-pin 5

0

0

Tabla 5.1

Tabla 5.2

Voltajes de corriente directa medidos con respecto a tierra fría TV encendido TV apagado Punto de prueba (voltios) (voltios) IC04-pin 1 IC04-pin 3 IC804-pin 1 IC804-pin 2 C829 + C850 + C805 + IC805-pin 1 IC805-pin 2 IC805-pin 3 IC801-pin 1 IC801-pin 2 IC801-pin 3 IC801-pin 4 IC802-pin 1

13 498 13.06 12 110 12 24 109.9 11.6 0 12.4 11.6 16 83 13.1

13 4.98 13.06 0 110 0 24 110 11.6 0 12.4 11.15 2. 1 7. 6 0

91


tación IC803, a causa de las oscilaciones transitorias que se presentan en el intervalo de bloqueo del mismo circuito. Estas oscilaciones son provocadas por la autoinducción que se produce en el embobinado T801, y son amortiguadas por los capacitores C830 y C831. El circuito C831 forma un circuito resonante, el cual está calculado para eliminar la frecuencia indeseable y desecharla al chasis.

Mediciones de referencia o carta de voltajes Al respecto, consulte las tablas 5.1 y 5.2.

Televisor Panasonic modelo CT-Z21R3. La fuente conmutada utilizada en este modelo tiene las siguientes ventajas: su costo es bajo, es ligera, brinda una gran estabilidad en el voltaje de salida, el calor generado es mínimo, ocupa un espacio muy pequeño en el chasis (forma parte de la tarjeta principal) y puede trabajar sin problemas con diferentes niveles de voltaje de entrada. Este tipo de fuente está integrada por un oscilador, un pequeño transformador, rectificadores de línea, rectificadores secundarios y filtros pasa-bajos (figura 5.7).

Circuitos de entrada y de rectificación Por medio de este bloque se reciben los 120 Vca que ingresan por la línea y se entregan aproximadamente 317 Vcd en su salida (figura 5.8). En el circuito de entrada se ubica el fusible F801, que se encarga de proteger a la fuente cuando se produzca un cortocircui-

Figura 5.7

92

C812 .22

D001

F801

R815 8.2M

C022 470/16V

IC803 Pin 2

Al regulador de 5 Voltios

CRA802

CRA801

L801

T002

Bobina desmagnetizadora

D810

IC803 Pin 3

Q001 MSD601

RL801

Orden power on/off

C803 4700p

C806 150/250v

C804 4700p

C805 150/250v

C802 4700p

D802

D803 D804

D801

C801 4700p

R801 1.5Ω 7W

Diagrama de la fuente de alimentación en el modelo Panasonic CT-Z21R3

Figura 5.8

IC803 Pin 1

R806 270K

R805 270K

D807 MA165

C813 470p

L804

D808 MA4047

IC803 STR5804A R139 1K R821 3.9K

5

4

3

2

1

R822 470K

R813 5.6K

330

C825 470p C814 .033

R810 2.7K

D824 EV02

C808 100/16V

C807 3.3/50V

IC801 ON3131R

R825 1K

R823 2.2K

R828 47 3W

R808 1.5Ω

R809 1.5Ω

Q804 2SA1767Q

2SC1685

Q801

C818 820 p 1kV

R824 68Ω 3W

D808 EV02

R826 .33

47/50V

D822 EV02 R827 560

Q802 2SC1685 D829 MA165

D821 EV02

R812 12K

D820 EV02

C824

C820 10/63V

R829 27

P2

130V

D825 TVSSR2KLV

D823 RL30A

NC

T801 C809 150/200V

P1

F1


to en el televisor, o cuando se presente un voltaje excedente de línea (superior a 120 voltios). Dicho sistema de protección se auxilia con el capacitor C812 y con el dispositivo combinado CRA801 y CRA802, los cuales conforman un filtro de ruido empleado para complementar el trabajo del transformador L801 y reducir así las interferencias (figura 5.9). El circuito de rectificación y la bobina desmagnetizadora funcionan después de que haya sido activada, por medio del microprocesador, la orden de encendido. Entonces, el microprocesador se encarga de hacer conducir al transistor Q001, a través de la bobina del relevador RL801, produciendo el cierre de sus contactos; esto permite el paso de la corriente alterna sobre los circuitos mencionados. De manera previa a la orden de encendido, cada vez que se conecta el televisor a la red de corriente alterna, aparece el voltaje de espera Stand by, generado por el transformador T002, que permanece alimentado permanentemente en su bobina primaria que se encuentra conectada antes del interruptor de línea. La bobina secundaria del transformador está asociada al diodo rectificador de media onda y al capacitor C022, los cuales entregan corriente directa de 12 voltios en forma permanente. Posteriormente, la tensión de 12 voltios es transformada en una de 5 voltios por el regulador ubicado de manera cercana al microprocesador.

Circuito de conmutación Cada vez que los capacitores C805 y C806 quedan cargados con 317 Vcd que provienen del circuito de rectificación, al activarse

Los reactores de R.F. forman redes contra ruido eliminando interferencias que perjudican la imagen sobre la pantalla.

Figura 5.9

94


El circuito integrado STR 58041 realiza el de trabajo de conmutación.

Figura 5.10

la orden de encendido, se alimenta al circuito de conmutación IC803 por su terminal 3 (correspondiente al colector del transistor de conmutación ubicado internamente); al mismo tiempo, la resistencia R822 polariza a la terminal 2 del circuito integrado, produciendo el funcionamiento del circuito oscilador interno (figura 5.10). Al ser activado, el circuito oscilador induce la conducción pulsante del transistor interno, a través de la bobina primaria del transformador T801 (figura 5.11), en sus terminales P1 y F1. La corriente ingresa por la terminal 4 (emisor) del circuito integrado, para salir por la terminal 3 (colector), originado la inducción en la bobina secundaria del mismo transformador, pero ahora en las terminales P1 y P2. Por medio de estas terminales se entrega un voltaje de corriente alterna que, al ser rectifica a través del diodo D823 y el capacitor C809, se filtra para obtener un voltaje final de 132 Vcd. Este voltaje es empleado para polarizar la sección de barrido horizontal y para obtener –por medio del fly-back– los altos y bajos voltajes que polarizan a la mayoría de secciones del televisor.

Regulación de voltaje Por medio de la terminal 1 del circuito integrado IC803, el circuito oscilador controla los niveles de voltaje de salida. Por esta misma terminal, se recibe un voltaje negativo que es resultado de la conducción del diodo D824 y de la carga del capacitor C820. Este voltaje atraviesa la resistencia R829 y las variaciones dependerán del voltaje inducido en la terminal P1 del transformador

95


Transformador de conmutación. Recibe la conmutación del circuito oscilador y la corriente alterna para rectificarla y filtrarla a través de diodos y capacitores, convirtiéndola en voltajes de corriente directa.

Figura 5.11

T801. Dichas variaciones modifican la frecuencia del oscilador interno, que cambia sus periodos de trabajo para proporcionar mayores o menores voltajes de salida, según sea necesario.

Circuitos de protección Cuando se registra un aumento de voltaje o de la corriente que alimenta al televisor, inicialmente intervienen los transistores Q802 y Q801, desactivando –por medio de las terminales 2 y 5– al circuito de conmutación IC803. Esto produce la interrupción en la conducción del transistor interno de conmutación, con lo cual desaparece la corriente sobre la bobina primaria del transformador T801, y con ello la inducción, ocasionando que el voltaje de 132 Vcd que alimenta a la sección de barrido horizontal desaparezca, y por consecuencia que los altos y bajos voltajes que alimentan al televisor se interrumpan, apagándose el aparato. La detección del sobrevoltaje, se produce porque los voltajes de corriente directa que se obtienen de los devanados secundarios P1 y NC, tienen relación con los transistores Q801 y Q802, los cuales a través de las terminales 2 y 5 bloquean al circuito integrado IC803. Esto ocurre sólo en el caso de que se detecte una anormalidad de sobrevoltaje o sobrecorriente.

Dispositivos complementarios La ferrita L804, en combinación con el capacitor C813, forman una red amortiguadora que absorbe los picos de voltaje producidos en cada período de no–conducción del transistor de conmutación integrado en el IC803. Dichos picos de voltaje alcanzan

96


El optoacoplador es el instrumento de enlace entre el circuito primario y el circuito secundario, realizando el trabajo de retroalimentación y aislando la tierra fría de la tierra caliente.

Figura 5.12

valores tan elevados que llegan a dañar al circuito integrado, debido al sobrecalentamiento que provocan. El optoacoplador IC801 (figura 5.12) se asocia a la línea de voltaje permanente de 12 Vcd, la cual es conmutada cada vez que el diodo emisor de luz del mismo optoacoplador aumenta fuertemente su emisión, lo que a su vez es originado por aumentos de consumo en el voltaje de 132 Vcd, debido a un corto total o parcial. Esta alteración en el voltaje, es captada por las terminales 1 y 2 del mismo optoacoplador en combinación con el transistor Q804; es en ese momento cuando el LED aumenta su conducción, provocando el corte del fototransistor y la conmutación de los 12 Vcd permanentes, desactivando así la conducción sobre

Mediciones de referencias o carta de voltajes Punto de prueba

Apagado (VCD)

Encendido (VCD)

Medició n de Voltajes con respecto a tierra caliente Punto de prueba

Apagado (VCD)

IC803 (1)

0

Encendido 91,1 VCD

IC803 (2)

0

130 VCD pulsante

C805 (extremos)

0

156.7

IC803 (3)

0

334 VCD

C806 (extremos)

0

158.6

IC803 (4)

0

133 VCD pulsante

C805 + C806 (extremos

0

317.6

IC803 (5)

0

132.5 VCD

Q802 (E)

0

133 VCD pulsante

Q802 (B)

0

134 VCD pulsante

Q802 (C)

0

133.9 VCD pulsante

Tabla 5.3 Mediciones de voltaje con respecto a tierra fría

Q801 (E)

0

133.3 VCD pulsante

Apagado (VCD)

Encendido (VCD)

Q801 (B)

0

132.6 VCD pulsante

IC801 (1)

0

-93.8

Q801 (C)

0

131.9 VCD

IC801 (2)

0

-94.1

Q804 (E)

0

132.5 VCD 131.9 VCD

Punto de prueba

IC801 (3)

0

0.15

Q804 (B)

0

IC801 (4)

12.3

12.1

Q804 (C)

0

0 VCD

C022 (+)

11.9

11.8

IC801 (1)

0

0 VCD

Q001 (E)

0

0

IC801 (2)

0

0 VCD

Q001 (B)

0

0. 7

IC801 (3)

0

97.1 VCD

Q001 (C)

11.8

11.7

IC801 (4)

0

104.2 VCD

Tabla 5.5

Tabla 5.4

97


la bobina del relevador y apagando al televisor como una medida de protección. Los blindajes asociados a la fuente de alimentación son necesarios, debido a que este tipo de fuente opera con altas frecuencias que pueden ser inducidas a las secciones de video, teniendo como consecuencia que se generen líneas de interferencia sobre la pantalla.

Mediciones de referencias o carta de voltajes Consulte las tablas 5.3, 5.4 y 5.5

Televisor Philips modelo 20LW27 En este modelo de televisor, la fuente conmutada está formada por un circuito de entrada, un oscilador de carrera libre, un transformador, rectificadores de voltajes secundarios, elementos de retroalimentación y circuito de control de nivel de voltaje de salida (figura 5.13). Estas secciones conforman una fuente sumamente confiable en lo que se refiere a estabilidad de salida de voltaje; además, su tamaño es muy reducido y genera poco calor, y lo más importante es que puede trabajar con voltajes de entrada con un amplio rango de variación (figura 5.14).

Circuitos de entrada y rectificación En la figura 5.15 se presenta el diagrama de la fuente en cuestión; observe el circuito de entrada –formado por el fusible 1500

Diagrama a bloques de la fuente de alimentación modelo 20LW27 de Philips 5541 10 Puente rectificador

AC

START

7

11

4

12

SWITCH FFT

Controlador de suitcheo

14

Voltaje de operación Retroalimentación del regulador

1

Salida 10V/14V

Filtro

Rectificador filtro

Salida 95V

Rectificador filtro

Salida 10V

16

2 15

Figura 5.13

98



Amplificadores de video

Fuente de alimentación Fly-back

Figura 5.14

y el varistor de óxido metálico 3500– que recibe los 125 voltios procedentes de la línea de alimentación. La finalidad de dicho circuito es proteger al televisor de un posible incremento de voltaje de línea, disminuyendo el riesgo de daño al aparato; el capacitor 2500 apoya al varistor en esta función (figura 5.16). Por otra parte, el transformador SPG500 realiza la función de filtro contra ruido. Recuerde que, comúnmente, las fuentes conmutadas generan fuertes interferencias; es precisamente este filtro el que controla tanto la salida como la entrada de dichas interferencias. A su vez, los resistores 3501, 3502, y 3505 (que son elementos que aíslan la tierra caliente de la fría), sirven de apoyo al filtro contra ruido. La bobina desmagnetizadora también forma parte del circuito de entrada; se encuentra conectada en los polos de la línea de corriente alterna. Uno de sus polos queda conectado a través del termistor, actuando momentáneamente al ser activada la orden de encendido; simultáneamente aparece la orden de Stand by. De esta forma se generan los 9 voltios que alimentan a la bobina del relevador 1080, cuyos contactores son cerrados por un tiempo mínimo. Paralelamente al trabajo de la bobina demagnetizadora, el sistema de rectificación (formado por los diodos 6502, 6503, 6504, y 6505), en combinación con el capacitor 2508, se encarga de convertir el voltaje de corriente alterna en voltaje de corriente directa. Y, por medio del circuito de conmutación, este nuevo

99

T5545 Pin 10

1500

9v

3502

2500

T5545 Pin 14

T5545 Pin 13

Q7518 Pin 2 ON

Q7518 Pin 2 OFF

3500

3501 47Ω 1/2W

2504 2200/2kv

3503 10Ω

3505

2520 82p

8

Sync

2522 2200

2521 330

9 10 2531 560p

Ct

Oscillator

Demag

3520 82K


1080 12v

SPG501

SPG500

7

3521 330

3530 3.9k

6

12V DVP

2530 1 50v 2532 1000p

11

SS

Sofl start

Comp

0.6V

13

2

2508

1

Rref

3534 220k

3536 39k

3537 10k

14 2.5V 15 2.5V 16

Fvb

3517 10k

2529 .1MFD

Reference Section

Supply

Vcc

2517 1000p

18v

2.5v

2533 330p

-

+

RF

V

VC

3525 22 1/3w

ERouf

Buffer

Out

2534 1000p

3532 1k

12

Rp

Stand-by

3

6505

6502

GND

Flipflop

4

3513 0Ω

Foldback

5

4.7Ω

3512 10k

3529

6503

6504

Foldb

6524

2524 470p

3520/150

Overvolt

Curr sense

3510 22k 3w

6510

3506 2.2Ω 5W

2202 2200p 2kv

2505 2200p 2kv

Diagrama de la feunte de alimentación en el televisor Philips 20LW27

Figura 5.15

Rref

IC7520

7518 Regulador

3542 .68Ω 1w

3518 .33 3w

3508 220 3w

2518 330p 1kv

5516

6507

6508

2509 470p

3507 220 3w

2540 100 25v

R3539

5540

6537

2

1

4

7

12

11

10

15

13

16

14

2572 100p

T5545

6560

2552 1500p 1572

6550

2550 820

3570 10k

1571

5551

2561 2200 16v

3589 12k 3w

2551

2570 1200p

6570

7500

Reg. 5v

10v

95v

2571 1000/25v

5v

2563 22/160

10 a 14v


Circuito de entrada formado por fusibles, capacitores de absorción y reactores o transformadores de R.F.

Reactor de R.F. Capacitores de absorción

Fusibles

Figura 5.16

voltaje de CD se transforma en una tensión con diferentes valores que alimentan a las distintas secciones del televisor.

Circuito de conmutación El voltaje almacenado por el capacitor 2508, se encarga de polarizar al circuito de conmutación IC7520. Dentro de este circuito, se encuentra un oscilador de carrera libre, cuyo funcionamiento inicia inmediatamente después de ser alimentado (figura 5.17). Al activarse, el oscilador genera la señal pulsante de onda cuadrada que llega a la compuerta del transistor MOSFET 7518, a través de la resistencia 3525; y de esta forma se produce una conducción pulsante al ritmo de la frecuencia con la que opera el circuito oscilador. Esta conducción, que se inicia en el polo negativo del capacitor 2508, ingresa por uno de los extremos de la resistencia 3518 y continúa por la fuente, para posteriormente salir por el drenador del transistor 7518. El recorrido de la señal continúa a través del

Transformador

Circuito de conmutación cuya labor es minimizar voltajes secundarios con los que se alimenta cada una de las diferentes secciones del televisor. Transistor regulador Circuito de conmutación

Figura 5.17

101

inductor 5516, y llega a los extremos de la bobina primaria (terminales 4 y 7) del transformador 5545, hasta tocar el polo positivo del capacitor 2508, atravesando previamente la resistencia 3542. La señal descrita es de tipo pulsante, y produce la inducción en el transformador, que a su vez origina diferentes niveles de voltaje en cada una de las bobinas secundarias. Dichos voltajes son posteriormente transformados en voltajes de corriente directa, que alimentan o polarizan finalmente las secciones del televisor. Ahora bien, el circuito integrado 7520 (circuito de conmutación) es un circuito de tipo DIL (doble línea de terminales) con 16 terminales. Dentro de él existen diferentes secciones, además del circuito oscilador: • La sección de encendido suave (soft start), que se encarga de proporcionar el impulso de arranque al circuito oscilador. • La sección de protección contra sobrevoltaje OVP, que apaga al televisor en caso que se presente un aumento de voltaje. • El circuito flip–flop que complementa el trabajo de protección al funcionar como retención. Su función principal es mantener al televisor apagado durante varios segundos (aproximadamente 25) cada vez que se registre un aumento de voltaje.

Regulación de voltaje La estabilización de voltajes de salida, se logra con la modificación en el funcionamiento del circuito oscilador. Los circuitos foldback y denega, sirven de enlace al recibir los voltajes de salida y retroalimentarlos sobre el oscilador, para que éste determine el estado del transistor regulador 7518. La resistencia variable R3539, es el elemento que permite ajustar el nivel de voltaje de salida, que en modo de Stand by debe ser de 102 Vcd.

Dispositivos complementarios Esta fuente conmutada, al igual que las otras, tiene el inconveniente de producir picos de voltaje transitorios en el lapso en que se produce el bloqueo del dispositivo de conmutación; y en


El fly-back cuenta con devanados especiales encargados de complementar el trabajo de la fuente de alimentación, debido a que también proporciona voltajes complementarios para la sección de audio y video del televisor. Ajuste de enfoque Ajuste de "Screen" (brillantez)

Figura 5.18

ocasiones éstos llegan a dañar al circuito integrado, e incluso al mismo circuito conmutador. Para evitar este riesgo, se han instalado sobre la bobina primaria (terminales 4 y 7) del transformador 5545, los resistores 3507 y 3508 y el capacitor 2509. Esta combinación forma un circuito de sintonización, que se encarga de eliminar la frecuencia de la señal transitoria por medio de los resistores, que al calentarse la disipan en forma de calor. Los devanados secundarios del transformador (terminales 10, 11, y 12) se conectan al diodo 6570, al capacitor 2571, al resistor 3570 y al fusible 1571, todos ellos encargados de proporcionar 12 Vcd. En el siguiente devanado del secundario (terminales 14 y 16), destacan el diodo 6550 y el capacitor 2551, que son los responsables de entregar 95Vcd para alimentar la sección de barrido horizontal y hacen funcionar al fly-back (figura 5.18). Por otro lado, los 5 voltios que alimentan al microprocesador, provienen de las terminales 13 y 15 del mismo transformaInterruptor maestro que coloca al televisor en modo de “Stand by” (espera)

Figura 5.19

103


dor, y cruzan por el diodo 6560 y el capacitor 2561, para llegar finalmente al regulador 7500, el cual entrega la señal hacia el microprocesador. Cada uno de los voltajes secundarios obtenidos a través de los devanados anteriormente descritos, son voltajes permanentes, por lo que están presentes en el modo de espera Stand by, y son regulados en el momento en que opera el televisor (figura 5.19).

Voltajes de referencia o carta de voltajes Consulte las tablas 5.6 y 5.7. Voltajes de corriente directa medidos con respecto a tierra caliente Punto de prueba Apagado (VCD) Encendido (VCD) C2505 (+) Reg.7518 (D) Reg 7518 (G) Reg.7518 (S) C.I.7520 (1) C.I.7520 (2) C.I.7520 (3) C.I.7520 (4) C.I.7520 (5 C.I.7520 (6) C.I.7520 (7) C.I.7520 (8) C.I.7520 (9) C.I.7520 (10) C.I.7520 (11)

170 170 0 0 18.8 11.67 0 0 0 1.7 0 0 0 2.62 2.40

165 164 2.1 0. 5 14.02 13.12 2 0 1 2 0 0. 1 0 2.56 2.40

C.I.7520 (12)

1.43

0.5

C.I.7520 (13) C.I.7520 (14) C.I.7520 (15) C.I.7520 (16) Unió n R3539 / R3538

1.84 0.2 2.51 2.50 2.5

2.46 2.49 2.54 2.50 2.49

Voltajes medidos con respecto a tierra fría Punto de prueba

Stand by (VCD)

Encendido (VCD)

C2571(+)

13.4

15

C2551 (+)

101.7

95.3

C2563 (+)

5

53

Tabla 5.7

Tabla 5.6

Televisor Toshiba modelo CL-21G30 Al igual que los otros modelos, el televisor CL-21G30 de la marca Toshiba (figura 5.20), emplea una fuente de alimentación conmutada para proporcionar los voltajes de espera de Stanby, los cuales suministran los 12 voltios al relevador de encendido y los 5 Vcd que alimentan al microprocesador, para que de esta manera el usuario tenga acceso a las funciones del equipo, ya sea a través del teclado o del control remoto.

104


Bobina desmagnetizadora Amplificador de salida de imán

Tarjeta principal

Figura 5.20

Cada vez que se activa la función de encendido, los contactores del relevador se cierran, activando así las dos fuentes restantes (la fuente principal conmutada y la subfuente conmutada); se generan entonces los voltajes requeridos para el funcionamiento del televisor (figura 5.21).

Circuitos de entrada, rectificador y de alimentación permanente En el circuito de la figura 5.22, se observa el fusible F801, que se abre cuando existe un exceso de consumo de energía. D899, es un varistor de óxido metálico que se utiliza para absorber los voltajes imprevistos que se presentan en la línea, y que pueden

Q840

D840

Regulador STAN BY

T840 Regulador (switch) D801-D804

5v+ Reset

Al microprocesador

Q 801

ON/OFF 15V

Del microprocesador

Protección OUP

T862 125V

Protección OCP Diagrama a bloques Toshiba CL 21G30

Retroalimentación

Figura 5.21

105


Figura 5.22

F 801 5A 125V C801 .47pF 125V

5

GAP

Q840

1 11.2V

L78MR05 4

3

+5 RESET

D899 T801 TNR TRF 15G271K 3194

2 3.9pF C843

1

2

3

4

2200 4004 C812

4700 400V C813

C840 470MFD 25V

T840 D-801 - D804

D840 SIWA20 Microcontrolador

DRIVE

RELAY RL81

Circuito de entrada - rectificación y "Stand by" del televisor CL 21G30 de Toshiba

R810 1.2Ω 5Ω

L805 C810 220MFD 200V

L806

ser producidos por rayos de tormenta o aumentos violentos de voltaje. El circuito C801 y el transformador T801, son empleados como filtros de oscilación anormal o de ruido, y se encargan de suprimir los “transitorios” que se producen al encender o apagar el equipo. Conectados al chasis se encuentran los capacitores C812, C813 y los “Gap”; todos estos elementos actúan como dispositivos auxiliares del filtro de oscilación. La fuente de voltaje permanente Stand by, está formada por el transformador T840, el diodo D840 y el capacitor C840, que conjuntamente producen la corriente directa de 12 voltios. El relevador RL81, empleado para activar la función del encendido y apagado, se alimenta de los 12 voltios entregados por la fuente permanente, que a su vez son aplicados al regulador Q840; éste, por ser un regulador de doble función, entrega 5 voltios por su terminal 4, y por su terminal 5 la orden Reset.

Circuito principal Cuando se enciende el televisor, el microprocesador envía un nivel alto de voltaje hacia la base del transistor Q830, y produce la conducción del transistor Q843 hacia la bobina del relevador de encendido, lo que hace funcionar a la fuente principal (figura 5.23).

106


El sistema de encendido actúa cada vez que el microcontrolador proporciona nivel alto en su terminal POWER. Microcontrolador

Memoria EEPROM

Figura 5.23

La fuente principal es del tipo conmutado de corriente resonante LC en serie, y es regulada por frecuencia. Estas fuentes, brindan algunas ventajas en su funcionamiento, en la medida que operan con un consumo mínimo de energía, a la par que son poco ruidosas. Observe el diagrama de la figura 5.24. Una vez encendido el televisor, el diodo D801, junto con el capacitor C810, produce una corriente directa de 160 voltios, rectificada con un porcentaje de rizo mínimo; a partir de ese momento, se inicia la operación de la fuente conmutada, al enviar un voltaje de arranque VSS (Voltage Soft Start) a través de la resistencia R361 hacia la terminal 8 de circuito integrado Q801. De esta forma, se activa el arranque del circuito oscilador interno (fugura 5.25). El circuito integrado Q801, es un elemento del tipo MOSFET que contiene un conjunto de subsecciones, de las cuales destaca la conexión push-pull de los dos transistores de salida. El funcionamiento del circuito resonante, formado por el capacitor C870 y la bobina primaria de T802, basa su funcionamiento en estos dos transistores. La bobina primaria de T862, produce la inducción sobre sus devanados secundarios, debido a que la conmutación de los transistores de salida es determinada por los circuitos lógicos y el oscilador, cuya frecuencia la determina a su vez el capacitor C862, ubicado en la terminal 4 CT (Control Time). El capacitor C869 aplica un voltaje en la terminal 7 del circuito integrado Q801, para que éste produzca un retardo en el mo-

107

Figura 5.24 Diagrama del circuito de conmutación y regulación

TOSHIBA CL-21G30 Q801 STRZ2753 1 Vin

F860

F860 2.5A 125V

2.5A C810 220MFA 200V C860 .01 500V

2

3 Gnd

5 Cont

4 CT

C862 820

7 CD

6 CSS +

D872

8 VSS

15V 10 LO

9 DRI

C876 .1

11 OC

D862

12 COM C867 6800

13

14 OUT

15 .VB

C889 220/25V F889 1.6A 125V

C863 .1 F862

C866 .47 50V

D866

C869 2.2 200V

D873

C873 .22

R871

R862 22

R872

82 C868 100/25V

L862

R870 1000 p 2KV

R864 1K

C871 1000p 2KV

1/2 R270 R866 R861

470P

4

C885

130V

11 7 L888 8 C893 270P

C874

5 .068 400V

47P D886

C886 L888

3

C870

D876 1/2 R47

D885

L886

9

100K

C865

10

D864 2

D875

D883 C894

6

220P 500V

L884 D884 Q862

10K

R883

15K

C884 220/160V Q884

R884 1K C891 .1

Q883 R891 1K

T860 Pin 10

Q801 Pin 4

Q801 Pin 6

T862 Pin 7

Q801 Pin 15

mento del encendido, evitando así la activación del circuito de protección contra sobrevoltaje. Cuando el aparato recibe energía, el diodo D866 y el capacitor C866 proporcionan un voltaje de nivel alto en la terminal 6 CSS (capacitor de soft start); se produce así el arranque suave de la fuente conmutada, limitando la corriente de los MOSFET para después operar con su frecuencia de trabajo normal (figura 5.26).

Modo de regulación Los cambios de conducción del optoacoplador Q862, modifican el voltaje de la terminal 5 CONT (control) del circuito Q801, lo que a su vez controla o cambia la frecuencia de trabajo de conmutación.


Transformador del circuito oscilador

Figura 5.25

La corriente del fotodiodo del optoacoplador Q862, queda determinada por el diodo zener Q884 y el amplificador de error Q883; ambos monitorean el voltaje de salida de 125 voltios.

Circuitos de protección sobrevoltaje (OVP) Cuando se detecta un sobrevoltaje, el devanado ubicado en las terminales 2 y 3 del transformador T862, proporciona un mayor voltaje de corriente alterna, el cual, al rectificarse y filtrarse por el diodo D864 y el capacitor C868, incrementa la tensión de la terminal 8 VSS del regulador Q801. Este aumento en el voltaje, origina que el circuito Latch apague a la fuente y se active la etapa de protección durante un lapso aproximado de 20 segundos, con lo que el equipo queda inoperante.

Sistemas auxiliares de encendido

Sensor de control remoto

SW de encendido

LED indicador de "Stand by"

Figura 5.26

109


Circuito de protección por sobrecorriente (OCP) El circuito de protección, también actúa cada vez que se detecta una sobrecorriente a través de la terminal 11 OC (over current) del circuito integrado Q801. Esto ocurre en el momento que se modifica la carga del capacitor C867, y se habilita al mismo tiempo al circuito interno OCP, activando el bloqueo del circuito oscilador, con lo que se apaga el televisor.

Circuito de protección por detección térmica (TSD) Dentro del circuito integrado Q801, hay un circuito de detección térmica de choque encargado de apagar al televisor cada vez que se registra un aumento de temperatura en el propio circuito integrado. Se evita así un posible daño en el regulador. Por otro lado, el circuito TSD permite el funcionamiento del equipo, siempre y cuando la temperatura no exceda los 150 grados centígrados. Es importante resaltar el hecho que, en cualquiera de los sistemas de protección, el tiempo de bloqueo (20 segundos) del aparato puede reducirse si se desconecta y vuelve a conectarse el cable del contacto, obviamente antes del tiempo programado.

Circuito de voltajes secundarios De las terminales 6 a la 11 del transformador T862, se forman los devanados secundarios encargados de proporcionar, junto con los diodos rectificadores D885, D886, D883 y D884, y los

Mediciones con respecto a tierra caliente

110

Mediciones con respecto a tierra fría



Punto de prueba


C889 (+)

13.40

C810 (+)

0

161

C889 (+)

116.9

Q801 (1)

0

167.7

Q840 (1)

111.6

Q801 (4)

0

2.36

Q862 (1)

104.9

Q801(5)

0

5. 8

Q862 (2)

104.2

Q801 (6)

0

3.98

Q862 (3)

44

Q801 (7)

0

0. 3

Q862 (4)

40.5

Q801 (8)

0

17.1

Q883 (1)

114

Q801 (9)

0

8

Q883 (2)

0

Q801 (11)

0

0.58

Q882 (3)

104.6

Q801 (14)

0

92

Q801 (15)

0

81

Punto de prueba

Tabla 5.8

Tabla 5.9


capacitores C889 y C884, los diferentes voltajes que requiere el televisor para su funcionamiento. Esta función que se complementa con algunos devanados del flay-back y la línea de voltajes bajos queda protegida con el fusible F889.

Mediciones de referencia o carta de voltajes Consulte las tablas 5.8 y 5.9.

Televisor Zenith chasis GX Circuitos de entrada y rectificación La fuente de alimentación conmutada del televisor GX de la marca Zenith (figura 5.27), recibe el voltaje de línea de corriente alterna a través del fusible FX3401, de 4 amperios a 250 voltios. Este circuito de entrada, se complementa con el varistor EX3401 y el capacitor CX3401, encargados de absorber los picos excedentes de voltaje de entrada. El voltaje de entrada de línea de 125 voltios, llega al puente rectificador DX3401 y carga al capacitor CX3405 con 150 voltios de corriente directa. El circuito de conmutación, formado por ICX3431 y el transformador TX3404, es el encargado de regular esta corriente de CD y de entregar un valor constante (figura 5.28).

Circuito de conmutación Al ingresar la corriente al equipo, la resistencia RX3404 envía un voltaje de arranque a la terminal 2 del circuito integrado

Televisor Zenith parte posterior sin cubierta Bobina desmagnetizadora

Entrada de audio y video

Zona de la fuente de alimentación

Figura 5.27

111


Fuente de alimentación compuesta o integrada por transformador, filtro, circuito de conmutación y regulador.

Figura 5.28

ICX3431, habilitando al circuito oscilador interno. Es así que, por medio del transistor drive interno, se da inicio a la conmutación con una frecuencia de 28 a 38 KHz (figura 5.29). Y una vez que el switcheo se inicia, surge una corriente pulsante por la bobina primaria (terminales 9 y 15) del transformador TX3404 que produce inducción sobre los devanados secundarios, originando así voltajes con diferente magnitud. Debido a que pueden presentarse variaciones en cada uno de los voltajes inducidos, ya sea por alteraciones en el consumo o de voltaje de entrada, hay una regulación inmediata que se consigue desde el devanado el transformador TX3404, terminales 14, 16 y 11. Es la terminal 11, donde conecta el diodo DX3409 que rectifica media onda de la corriente alterna que proviene del transformador; los pulsos positivos obtenidos, se aplican en la terminal 2 del circuito integrado para corregir los problemas de variación. La terminal 3 del circuito integrado ICX3431, corresponde al colector del transistor interno de conmutación, mientras que la terminal 4 al emisor; en tanto, la terminal 2 corresponde a la base del mismo. La resistencia RX3403 resgistra la sobrecorriente que llega a consumir el circuito de conmutación ICX3431, con lo que se activa la conducción del transistor QX3401, provocando la disminución de voltaje en la base del drive interno y apagando al televisor como medida de protección. El capacitor CX3415, se encarga de amortiguar los bloqueos rápidos, limitando los picos de voltaje que se presentan en el colec-

112

CX34700 .0047

RX3400 5.6m

CX3401

FX3401 4A 250V


1 2

3 4

ICX 3431 STR - 53041

5

CX3410 .001

QX3401

RX3404 180K

RX3401 68Ω 5W

DX3401

CX3407 1000/25V

DX3405

RX3406 47

DX3405

CX3408

CX3406 .001

RX3401

KX3401

CX3402 .0047

CX3412

LX3401

RX 3415

CX3411 .033

RX3407

CX3413 22MFD 630

CX3404 .001 1000V

CX3418 220p

RX3408 180K

RX3409 4.7

DX3409

CX3405

CX3416

150VCD

CX3415 .010 1250V

LX3404

TX3404

LX3410

14

16

11

15

9

RX3431

Figura 5.29 Diagrama de la fuente de alimentación del televisor marca Zenith chasis GX

EX3401

6

3

CX3419 1000p

4

FX3403

FX3402 3A-250V

D3412 C3422

C3423

D3411

C3421 1000p

CX3420

130V

Solamente en EQ. comercial

1

DX3410

C3424 2200/25V

+8v

L3407

C3431 2200/25V

+15V para la sección de audio

Q3403

R3414 10K

C3427

R3420 6.8 2W

R3422 10K

C3428 1000/16V

+9V switcheados

Orden de POWER on/off del cpu

Q3402

+5V STAN BY

IC3441 REG+9V

R3421 1K

R3418 1K

+5V STAN BY

+15V switcheados

Q3404

C3430 470/16V

IC3442 REG. 5V


tor del circuito drive interno para protegerlo; esta función se refuerza con la ferrita LX3404, que forma un circuito resonante.

Regulación de voltaje La regulación del circuito se consigue por medio de la terminal 14 del transformador TX3404, que en combinación con el diodo DX3409 y el capacitor CX3413, genera un voltaje de retroalimentación que sirve de control porque varía proporcionalmente de acuerdo con los cambios de voltaje que se presentan en los devanados secundarios (figura 5.30). El voltaje de la terminal 1 es de –41 voltios en condiciones normales de funcionamiento; las variaciones que se presentan de ±1, ajustan la frecuencia de conmutación, logrando un voltaje estable de salida. La resistencia RX3409 y los capacitores CX3418, CX3412, se utilizan para controlar interferencias electromagnéticas o desviaciones muy altas de frecuencia, disminuyendo así el ruido que genera esta fuente.

Función de encendido La función de encendido y apagado se activa por medio de los transistores Q3402, Q3403 y Q3404. Cuando el televisor está en modo de espera, los transistores permanecen bloqueados y únicamente se registran los voltajes de espera Stand by de 15 voltios. El regulador IC3442 se encarga de convertir este nivel de voltaje Sistema de regulación y conmutación

Transformador del circuito oscilador de la fuente de alimentación

Circuito de entrada de la fuente de alimentación

114

Figura 5.30


en 5 voltios, y en suministrarlos al microprocesador y al receptor de rayos infrarrojos del control remoto. Tanto la línea de 15 voltios como la de 5 voltios están protegida por el fusible FX3402, cuyo valor es de 3 amperios a 250 voltios. Al activar la orden de encendido, un voltaje de nivel alto se aplica en la base del transistor Q3402, provocando la conducción de los transistores Q3403 y Q3404 hasta su punto de saturación, lo que permite generar un voltaje 15 y 9 voltios. Al mismo tiempo, se suministran 130 voltios por medio del diodo DX3410 y CX3420 hacia la sección de barrido horizontal, y por medio del fly–back se producen los voltajes complementarios para la operación del equipo (figura 5.31).

Circuito desmagnetizador de pantalla del cinescopio Cuando el televisor es conectado en la línea de corriente alterna, aparecen los 15 voltios de espera y se produce el flujo de corriente por la bobina del relevador KX3401, cerrando sus contactores; esto permite que la corriente alterna fluya a través de la bobina desmagnetizadora. Los contactos permanecen cerrados hasta que el capacitor CX3407 se carga; cuando esto sucede, la corriente fluye a través del relay, abriendo sus conectores y suspendiendo la actividad de demagnetización.

Dispositivos auxiliares Como esta fuente trabaja con una frecuencia de conmutación del orden de los kilociclos, existe el riesgo de que incidentalmente Fly-back Encargado de proporcionar alto voltaje y voltajes auxiliares que permiten el trabajo del televisor

Figura 5.31

115


se originen armónicas. Este fenómeno puede provocar diferentes tipos de problemas, tales como ruido o interferencia, sobrecalentamiento del dispositivo de conmutación ICX3431 (y por consecuencia daños en dicho elemento) y vibración del transformador principal TX3404. Normalmente, estos problemas se corrigen al integrar en el circuito los siguientes dispositivos: • Dispositivos pasivos, tales como la ferrita LX3410, que reduce las interferencias. • El capacitor CX3408, que amortigua armónicas impidiendo sobrecalentamiento del circuito de conmutación ICX3431. • La combinación de la resistencia RX3407 y el capacitor CX3411, que hacen el trabajo de acoplamiento que controla la regulación del circuito. La resistencia RX3403 en combinación del diodo DX3406 y el capacitor CX3412, que aseguran el voltaje en la base del transistor QX3401. Recuerde que éstos elementos conforman el sistema de protección sobre-voltaje. Cada uno los devanados secundarios, entregan diferentes niveles de voltaje de corriente alterna, que se rectifican y filtran para ser convertidos en voltajes de corriente directa a través de los diodos DX3410, DX3411, DX3412 y de los capacitores CX3420, CX3422 y CX3424.

Mediciones de referencia o carta de voltajes Consulte las tablas 5.10 y 511. Tabla 5.11

Voltajes de medidas con respecto a tierra caliente Voltajes de referencia con respecto a tierra fría

Punto de prueba


TV encendido

CX3405 (+)

0

150 voltios

Punto de prueba


TV encendido (voltios) 16

STR53041 (1)

0

90 voltios pulsante

Cx3424 (+)

0

STR53041 (2)

0

132 voltios pulsante

CX3422 (+)

0

8

STR53041 (3)

0

150 voltios pulsante

CX3420 (+)

0

130

STR53041 (4)

0

47 voltios pulsante

116

Tabla 5.10

PROCEDIMIENTO GENERAL PARA LA DETECCION DE FALLAS


118


Una vez concluidas las explicaciones teóricas y el análisis sobre la operación de las fuentes de alimentación usadas en algunos modelos de televisores, hablaremos de los procedimientos a seguir para localizar fallas atribuidas a esta sección. Debido a las diferencias que existen entre los dos tipos principales de fuentes (regulada y conmutada), en el presente capítulo se desarrolló por separado el procedimiento de diagnóstico aplicable a cada una de ellas. Cabe aclarar que el objetivo es proporcionarle una guía muy general que puede ser utilizada como “semáforos”, facilitándole, en un momento dado, el proceso de localización y reparación de fallas. Recuerde que cada modelo en específico requiere de igual forma un procedimiento de reparación específico.

Servicio a fuentes reguladas La fuente regulada de un televisor, en comparación con una conmutada, es relativamente un circuito sencillo, por lo que su servicio no representa grandes dificultades. No obstante, hay algunos puntos que deben considerarse para realizar un buen trabajo.

Precauciones Como se deben revisar secciones que manejan voltajes muy elevados, se recomienda que utilice el instrumental adecuado y que “aterrice’’ convenientemente el banco o área de trabajo para evitar que de forma accidental se produzca un cortocircuito hacia la tierra física. También procure utilizar un transformador aislante de la línea, esto es porque varios aparatos emplean un voltaje “vivo’’, como es el nivel GND. Otras precauciones adicionales que deben observarse son las siguientes: • No utilice relojes metálicos, esclavas o anillos. • Use zapatos con suela de goma o trabaje en un piso no conductor de electricidad, por si llega a tocar con los dedos desnudos un nivel “vivo“ no vaya a producirse un regreso a tierra por su cuerpo. Esto es peligroso para cualquier persona, especialmente para quienes padecen alguna afección cardiaca.

119


• Nunca trate de medir el voltaje de ánodo de la pantalla, ni utilice puntas de prueba inseguras que puedan resbalar y ocasionar cortocircuitos. • Emplee refacciones originales o sustitutos exactos.

Detección de fallas No se puede hablar de fallas comunes en fuentes de alimentación, ya que la etapa llega a presentar problemas en muy diversos puntos, lo que a veces no sucede con otras secciones del televisor en las que fácilmente se localiza el origen de la avería. Y no obstante que las anomalías se pueden llegan a presentar en un fusible abierto, en un fly-back completamente fundido o en alguna de las etapas intermedias; en un gran número de casos los problemas se presentan en el transistor de salida horizontal y en el regulador de B+. Por lo tanto, acostúmbrese a verificar siempre el estado de los diodos zener, de las resistencias de mediana y alta potencia y de los condensadores encargados del filtrado. También revise cuidadosamente la operación de los circuitos secundarios que apoyan el funcionamiento de la fuente, como son: sistema de control, oscilador horizontal, circuitos de protección, etc. En resuGuía para la detección de fallas en fuentes de poder reguladas de TV Sí

¿Enciende el aparato?

Problema ajeno a la fuente de poder

No No

¿Llegan 127 Vac a la entrada del aparato? Sí ¿Se produce un voltaje de aprox. 5V para Syscon?

Revise clavija, cable y fusible de entrada

No

Revise fuente permanente

Sí No

¿Se produce el pulso POWER ON?

Falla de Syscon

Sí No

¿Aparece el voltaje B+?

Revise rectificadores, filtros, regulador y componentes auxiliares

Sí ¿Hay rastro en la pantalla?

No

Revise oscilador horizontal, transistor de salida horizontal, fly back y componentes auxiliares

Sí ¿Se apaga después de un momento?

No

Fuente bien

Sí Problema con protecciones

120

Figura 6.1


men, antes de comenzar a sustituir piezas sospechosas, elimine por completo las posibles causas externas de fallas en la fuente. En la figura 6.1 se muestra, en forma de diagrama de flujo, los pasos a seguir para aislar fallas en esta sección. Tome en cuenta que es un método de aplicación general, válido para cualquier tipo de fuente convencional sin importar el modelo de televisor; por lo tanto, si usted lo aplica de manera correcta, logrará resultados positivos en aproximádamente un 90% de los casos.

Servicio a fuentes conmutadas Aunque casi todas las recomendaciones que se dieron para el diagnóstico de la fuente regulada también son aplicables en este caso, hay algunos aspectos que conviene puntualizar.

Precauciones • En fuentes conmutadas hay dos niveles de “tierra“: uno para el extremo del primario del transformador y otro distinto para el extremo secundario. Este último es la “tierra“ general de todos los circuitos (sintonía, sistema de control, jungla Y/C, etc.), mientras que el primero sólo sirve como referencia para el conmutador del primario. Es obvio que esto implica que cada vez que se midan voltajes en alguno de los extremos hay que identificar la “tierra“ correcta para tomarla como referencia. • Hay ocasiones en que resulta algo complicado localizar un punto para comprobar el estado de la conmutación en el primario. Si sólo quiere comprobar la presencia de la oscilación, basta con acercar la punta del osciloscopio al transformador principal, y la inducción magnética será suficiente para que en la pantalla aparezca un despliegue como el de la figura 6.2. Si se produce esta señal, es síntoma casi inequívoco de que el extremo primario está trabajando (aún no sabemos si bien o mal; sólo que está funcionando). • Si va a utilizar osciloscopio en la etapa del primario, le recomendamos use un transformador 1:1 de aislamiento al conectar el televisor, para evitar que se provoquen cortocircuitos a través del chasis del instrumento de medición.

121


Señal inducida en la punta de prueba

Figura 6.2

• Cuando reemplace algún componente semiconductor de la etapa de fuente, procure siempre que el nuevo elemento sea el recomendado por el fabricante. Estos circuitos trabajan en condiciones especialmente críticas y no es muy conveniente tratar de usar “sustitutos“, a pesar de que el vendedor le asegure que funcionan sin problemas. Los diodos son una de las piezas más delicadas, ya que es común que el técnico no les atribuya la debida importancia y coloque otro cualquiera que tenga a la mano; sin embargo, estos elementos en una fuente conmutada deben ser de alta velocidad, ya que de lo contrario no alcanzan a realizar el rectificado y, por lo tanto, la fuente no funciona.

Detección de fallas En el caso de las fuentes conmutadas, son varios los aspectos que deben considerarse al proceder a su reparación: hay que observar y comprender las secciones que contiene; saber cómo interactúan y, después de una adecuada comprensión, determinar las posibles fallas que pudieran presentarse en cada una de ellas; de esta forma se puede aislar el problema para su más pronta y eficaz atención, y aunque en los manuales de servicio se recomienda cambiar como un módulo completo toda la fuente, ello resultaría una tarea poco práctica y muy costosa en comparación con un servicio en el nivel de componentes. En la figura 6.3 se muestra un diagrama de flujo indicando la secuencia correcta de pruebas que debe seguir para el diagnóstico de las fuentes de tipo conmutado. A su vez, en la figura 6.4 se indican los puntos principales que puede supervisar tanto con el voltímetro como con el osciloscopio.

122


Fallas comunes Antes de iniciar, es conveniente aclarar que, como este bloque presenta un alto índice de fallas, resultaría casi imposible describir en detalle todos los problemas a los que nos podemos enfrentar; sin embargo, con lo expuesto hasta aquí seguramente el lector será capaz de diagnosticar y reparar rápidamente un buen porcentaje de los aparatos que le lleguen con problemas en esta sección. Las fuentes de alimentación pueden fallar prácticamente en cualquiera de sus componentes; desde el fusible protector a la entrada del televisor (que curiosamente en raras ocasiones se llega a fundir), hasta las bobinas que se usan para “suavizar“ el rizo de los voltajes a la salida. Veamos las secciones que con más probabilidad llegan a fallar.

La fuente permanente Como se explicó anteriormente, los televisores modernos deben poseer una fuente que se mantenga activada durante el tiempo que el aparato esté conectado a la línea de CA, con el fin de Secuencia para la detección de fallas en fuentes conmutadas de TV color ¿Llega alimentación de DC al aparato?

No

Revise cable, clavija y fusible de entrada

Sí ¿Hay voltaje de alimentación de DC en el transformador de switcheo?

No Revise etapas de rectificación y filtrado

Sí ¿Llega la excitación al conmutador?

No

Verifique circuito de control del conmutador

Sí ¿Funciona el conmutador?

No

Sí ¿Hay alimentación para el Syscon?

No

Reemplace el dispositivo* Revise las etapas de rectificación, filtrado y regulación

Sí ¿Hay pulso de encendido?

No

Problema en Syscon

No

Revise las etapas de rectificación, filtrado y regulación respectivas

Sí ¿Aparecen los voltajes B+ y todos los necesarios para el encendido? Sí ¿El aparato se enciende un momento y se apaga? Sí Falla en circuitos de protección

No Fuente bien *El dispositivo conmutador es la causa de un gran porcentaje de averías en fuentes de este tipo

Figura 6.3

123


115 Vac (220 Vac en algunos países)

V

160-170 Vdc (300 Vdc en algunos países) V1

V ~

V2

Voltajes diversos (debe existir la alimentación al Syscon)

B+ Señal pulsante excitadora de conmutador

V Control

Alrededor de +130 VDC

Figura 6.4

alimentar al sistema de control y a sus circuitos receptores de órdenes, ya sea teclado o control remoto ). Cuando la fuente pre-sente problemas, lo más seguro es que el televisor esté completamente “muerto“, ya que el microcontrolador principal no recibirá el voltaje necesario para la recepción, manejo y distribución de instrucciones.

El transformador de bajo voltaje En fuentes reguladas simples (y en algunas conmutadas), por ejemplo, se ha encontrado que los transformadores que se emplean para “bajar“ el voltaje de 127 Vca a 7-10 Vca para alimentar al sistema de control, suelen estar construidos con un alambre muy delgado. Esto se justifica debido a que la energía que maneja el microcontrolador en realidad es muy pequeña; sin embargo, esto condiciona a que el primario del transformador sea especialmente sensible a los llamados “picos de voltaje“, tan comunes en las líneas eléctricas. Aunque este problema se solucionaría colocando un regulador de voltaje en la entrada del televisor, la mayoría de usuarios conectan el aparato directamente a la línea de CA, con todas sus consecuencias. Específicamente, se ha observado que cuando se presentan sobrevoltajes en la línea de CA es común que las espiras del primario del transformador de bajo voltaje se sobrecalienten y se fundan, lo que obviamente impide la aparición del voltaje en el secundario y desactiva por completo al Syscon y a todo el televisor. En estos casos, lo más recomendable es mandar reparar el transformador, pues resulta muy difícil encontrar el original.

124


Disipador Regulador de B+

Figura 6.5

El regulador de B+ Otro dispositivo que suele fallar con cierta frecuencia es el regulador de B+ (figura 6.5), dado que este circuito maneja un voltaje muy alto (más de 150 Vcd de forma típica) y una corriente elevada (alrededor de 1-2 amperios), por lo que el encapsulado debe disipar una gran cantidad de energía en forma de calor. Es por ello que tales dispositivos están firmemente sujetos a disipadores metálicos, que les permiten deshacerse más fácilmente de la temperatura generada; pero en ocasiones, incluso esta protección no es suficiente y se daña al regulador provocando diversos problemas en el televisor.

Los filtros Los filtros electrolíticos también suelen ser motivo de múltiples problemas, ya que al estar cerca de elementos que producen mucho calor, su electrolito interno tiende a secarse con facilidad, lo que provoca pérdida de capacitancia y fugas (figura 6.6); y éstas a su vez pueden traducirse en bandas de distorsión de color que cruzan lentamente la pantalla de abajo hacia arriba o

Filtros electrolíticos

Figura 6.6

125


en la pérdida completa de alguna función dentro del televisor. En el peor de los casos, un filtro dañado puede inhibir completamente el funcionamiento de la fuente, lo que se traduce en un televisor “muerto’’.

Filtros en fuentes conmutadas Los filtros electrolíticos son dispositivos muy delicados, ya que en muchos circuitos se encargan del encendido y apagado del conmutador. Por lo tanto, si falla el dispositivo relacionado con el encendido del conmutador, la fuente no oscilará; mientras que si falla el responsable del apagado, por las espiras del primario circulará una corriente excesiva que puede dañar al transformador o al conmutador. En ambos casos, la fuente queda inservible. Es importante detectar correctamente el dispositivo causante del problema para evitar colocar un dispositivo equivocado que se dañe en poco tiempo al no haber eliminado el problema original (el filtro defectuoso).

El conmutador principal Este elemento, hasta hace algunos años era el principal responsable de las fallas en fuentes conmutadas (figura 6.7); sin embargo, en aparatos recientes se ha mejorado sensiblemente el desempeño de dichos componentes, por lo que su índice de fallas ha disminuido. No obstante, cuando determine que en una fuente conmutada no está oscilando el conmutador, no descarte a este elemento como posible causa del problema. Y cuando realice el cambio, procure siempre usar la refacción original; y no olvide colocar abundante grasa de silicona entre el dispositivo y el disipador para garantizar una buena eliminación del calor.

Conmutador principal

Figura 6.7

126

BC547

5v

9V

REDUCTOR DE FRECUENCIA

470 5.6v On/Off

Puente (retirar si se coloca el 74F190) 5v

5v

5v

5v

5v

1k 14

16

5

74

74

F

1 11

7

10k

Fin

BC547

LS

12

12

LS

13

2, 3, 6, 7, 10

X1(10)

4

15

X10(100)

Terminales 4, 8, 9 y 13 sin conexión

MEDIDOR DE POTENCIA

0.47Ω, 5w

0.47Ω, 5w

39kΩ,1/2w 33kΩ,1/2w

Al multímetro, medición de voltaje AC, escala de 2Vk (los milivolts medidos equivalen a la potencia consumida).

LS

3

1

390

390

14

Terminales 1, 2, 3, 6, 10, 11, 12, 13, 15 sin conexión

1/2

74

10

90

190 4, 5, 8, 9

1/2

74

7

14

X100(1000)

Terminales 10 y 11 sin conexión

2, 8

X1000(10,000)

Terminales 5y6 sin conexión


TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO

FOCOMETRO Relación 1:1 Potencia 200 watts

100w

DIMMER O VARIAC

60w Clavija

Triac 2.2k

40w

Diac 500k

25w 0.1µ/50v

Toma corriente

PROBADOR DE TRANSFOMADORES EN FUENTES CONMUTADAS

T1

D1

SW1

D2

Interruptor push button

C2

+ R2

D3

-

R1 Led indicador

C1

Multímetro en función de amperímetro

D4 B+

R3

4

7

ICI 555 3

R4 C3

Aquí se conecta el fly-back en prueba o el transformador de la fuente conmutada

8

2

100Ω R5

5

6 1

128

C4

Q1

Salida de oscilación

Para conectar a tierra la terminal de fly-back correspondiente

Fuentes Conmutadas en Televisores Modernos

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