¡¡ NUEVO MODELO!! COMPROBADOR DINÁMICO DE CAPACITORES ELECTROLÍTICOS, FLY-BACKS Y TRANSFORMADORES TRANSFORMADOR ES DE FUENTES CONMUTADAS (SWICHING) CAPACheck PLUS 735XL
Nuevo Modelo CAPACheck PLUS 735XL Desarrollado íntegramente en Argentina, el CAPACheck PLUS 735XL es 735XL es un medidor de Resistencia Serie Equivalente (en adelante, RSE) RSE) y su principal campo de aplicación se encuentra en las tareas de servicio técnico y mantenimiento de equipos electrónicos que utilicen en sus circuitos una variedad de capacitores, generalmente electrolíticos.
¿Que es la resistencia serie? Resistencia Serie Equivalente RSE La RSE puede definirse como la resistencia dinámica pura total que opone un capacitor a l paso de una señal alterna: incluye la resistencia continua de sus terminales, la resistencia continua del material dieléctrico, la resistencia de las placas y la resistencia alterna en fase del dieléctrico a una frecuencia determinada. Se la puede imaginar como una resistencia ideal en serie con el capacitor, que sólo puede medirse anulando la reactancia capacitiva del capacitor midiendo los ohms en alterna.
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Fig. 1. Circuito equivalente de un capacitor La figura 1, muestra el circuito equivalente simplificado de un capacitor electrolítico real, en donde A y B son los terminales terminales del capacitor, C es la capacitancia efectiva, R es una resistencia en paralelo (resistencia de aislación) por la cual circula una mínima corriente continua de pérdida, L es la inductancia propia de los terminales, placas y constitución física del componente, y RSE es la Resistencia Serie Equivalente.
¿Qué valor de RSE debe tener un capacitor ideal? Un capacitor ideal tendría una RSE de 0 oh mios. Los capacitores reales tienen una RSE que depende de sus ca racterísticas (capacidad, voltaje, temperatura, aislamiento del dieléctrico, etc.), pero que nunca de ben superar los 50 ohms RSE. Cualquier variación que un electrolítico sufra en sus especificaciones que aumente su valor de RSE puede provocar fallas en el circuito en el que se haga funcionar, aunque el aumento sea tan sólo de 1 o 2 ohms RSE. Una alta RSE es el resultado de la deshidratación del electrolito debido al calor producido por el equipo, el paso del tiempo, un sellado ineficiente, el calor generado internamente y altas corrientes de rizado (ripple), pues la mayoría de las veces fallan los capacitores de filtrado de entrada. Otra razón común para una alta RSE son las soldaduras quebradas, terminales sueltos y/o la corrosión. Estos problemas causan una RSE variable e intermitente, que normalmente puede ser detectada moviendo los terminales del capacitor con el medidor conectado. Nuestra investigación en el campo de los electrolíticos revela que casi todas las fallas se deben a una alta RSE. La alta resistencia interna reduce la proporción de carga y descarga del capacitor, haciéndolo efectivamente un capacitor “abierto”. Es muy difícil encontrar un capacitor electrolítico que produzca una falla en un circuito electrónico exclusivamente debido a una variación del valor de su capacidad. Esta situación ayuda a explicar por qué los tradicionales medidores de capacidad o capacímetros nunca han sido tan populares en la industria del servicio técnico. El verdadero problema con los electrolíticos no es el cambio de su capacidad, sino el cambio de su RSE. De acuerdo a la experiencia, sólo un 1% de los electrolíticos se pone n en cortocircuito o circuito abierto. En ambos casos se producen cambios obvios en el circuito, los cuales pueden ser detectados visualmente o con un téster común. El otro 99% restante puede detectarse al instante con el medidor de RSE.
El CAPACheck PLUS 735XL Es un medidor de RSE, es decir, un óhmetro de corriente alterna con escalas especiales de lectura y circuitos de protección. Proporciona una lectura continua de la Resistencia Serie Equivalente de
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capacitores electrolíticos, desde 0.1 a 10000 µF. Mide la sequedad o pérdida de electrolito y detecta intermitencias de circuito abierto. Opera a una frecuencia de unos 100 KHz para mantener la reactancia capacitiva cercana a cero. La RSE restante es debida al electrolito presente entre las placas del capacitor e indica el estado de sequedad del mismo. El CAPACheck PLUS 735XL puede ser usado in-circuit porque las resistencias del circuito son grandes comparadas con los valores normales de RSE. Además, midiendo con sólo 25 mV RMS, los componentes semiconductores del circuito no s on activados. No es necesaria la polaridad de las puntas de prueba, ya que la medición se realiza en corriente alterna. No es necesaria además la descarga del capacitor. Un pequeño capacitor interno acopla al CAPACheck PLUS 735XL y al mismo tiempo bloquea la tensión continua presente. Frecuentemente puede ser usado en circuitos encendidos, con voltajes de hasta 600 V de tensión continua. Sin embargo, comprobaciones seguras se realizarán con el circuito apagado, pues en ciertos casos evita que corrientes circulantes o la temperatura presente “sanen” temporalmente al capacitor con fallas. Compacto y portátil, el CAPACheck PLUS 735XL opera con una batería alcalina de 9 V que le otorga una gran autonomía de funcionamiento. La RSE, siendo electroquímica por naturaleza, es influenciada por la temperatura. Dentro del rango de la temperatura ambiente, correcciones de lectura por este motivo no serán necesarias, ya que Ud. estará buscando variaciones de RSE de entre 10 y 100 veces fuera de lo normal. Finalmente, como consejo práctico, compruebe cada cap acitor que vea. Su juicio en la evaluación de RSE aumentará con la experiencia. Ud. notará que normalmente la lectura indicará estados muy buenos o muy malos de RSE.
Conozca más sobre los capacitores electrolíticos Conocer de qué están hechos y cómo están construidos nos ayudará a comprender por qué fallan y a saber cómo detectarlos en su estado crítico de vejez o sequedad
Introducción Básicamente, un capacitor, en su expresión más simple, está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no c onductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que se encuentra entre dichas placas. La magnitud del valor de capacidad de un capacitor es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de las placas, mayor será el valor de capacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], y cuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor será la aislación o tensión de trabajo del capacitor, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto más las placas se separan.
Tecnología de los capacitores electrolíticos Dentro de la gran variedad de tecnologías de fabricación de capacitores, los electrolíticos son los de mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separación entre las placas, a aumentar el área enfrentada de las mismas y a la utilización de un dieléctrico de elevada constante dieléctrica.
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¿A que deben su nombre los capacitores electrolíticos? Los capacitores electrolíticos deben su nombre a que el material dieléctrico que contienen es un ácido llamado electrolito y que se aplica en estado líquido. La fabricación de un capacitor electrolítico comienza enrollando dos láminas de aluminio separadas por un papel absorbente humedecido con ácido electrolítico. Luego se hace circular una corriente eléctrica entre las placas para provocar una reacción química que producirá una capa de óxido sobre el aluminio, siendo este óxido de electrolito el verdadero dieléctrico del capacitor. Para que pueda ser conectado en un circuito electrónico, el capacitor llevará sus terminales de conexión remachados o soldados con soldadura de punto. Por último, todo el conjunto se insertará en una carcaza metálica que le dará rigidez mecánica y se sellará herméticamente, en general, con un tapón de goma, que evitará que el ácido se evapore en forma precoz. Un término muy común en la jerga de los fabricantes de capacitores electrolíticos es el de protocapacitor , con el cual se denomina a los capacitores fabricados y ensamblados que aun no se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de óxido de electrolito. Este término lo utilizaremos más adelante para una mejor comprensión en este mismo artículo. Cabe aclarar que, si bien existen ca pacitores con dieléctrico de papel, en el caso de los electrolíticos el papel entre placas cumple la función de sostener al ácido uniformemente en toda la superficie de las mismas.
Diversas fallas en los capacitores electrolíticos
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Una falla en la uniformidad de la capa de óxido formada en algún punto de las placas produce un cortocircuito o una disminución de la tensión de trabajo del capacitor. Esta condición aumenta una corriente de fuga qu e provoca el sobrecalentamiento interno y la consiguiente expansión y evaporación del ácido, que al superar por presión el h ermetismo del tapón de goma puede destruir por explosión al capacitor.
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Si el sellado hermético del capacitor no es bueno, el ácido se seca y deja de actuar como dieléctrico. En este caso, el valor de capacidad se reduce progresivamente.
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Un capacitor que en un período de aproximadamente 4 años no recibe tensión (es decir, no se utiliza), comienza a deformarse internamente. En efecto, la capa de óxido de electrolito se reduce por sí misma si el capacitor no es conectado a una fuente de tensión continua, acercándose gradualmente a su condición primitiva de protocapacitor , cuando en fábrica estaba siendo formado. Es por eso que debería tenerse especial cuidado en conocer la fecha de fabricación de estos componentes cuasi perecederos si está por comprar, o preguntar el tiempo de inactividad de un aparato electrónico, si se apresta a repararlo. Un caso similar ocurre cuando se utiliza a un capacitor con tensiones mucho menores a su tensión nominal de trabajo; al estar prácticamente sin polarización de corriente continua, la capa de óxido se irá haciendo cada vez más angosta, hasta provocar la falla del circuito electrónico en donde trabaja.
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Al estar los terminales del capacitor unidos por remaches o puntos de soldadura a las placas, existe en ambos casos una cierta resistencia de contacto. Si el capacitor trabaja en una condición de alto rizado (ripple) como, por e jemplo, el filtrado una fuente conmutada
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(switching), estas uniones eléctricas se calientan y se oxidan. Al calentarse y enfriarse, se dilatan y contraen respectivamente; estas sucesivas contracciones y dilataciones provocarán el aflojamiento de las uniones de los terminales, llegando incluso a dejar al capacitor en un estado de circuito abierto o con intermitencias, comúnmente llamadas falsos contactos. Por otra parte, estos falsos contactos producen u n sobrecalentamiento, que acelera el proceso, en una especie de círculo vicioso. Esta condición es pecial es la que suele confundir a los técnicos más experimentados, pues un aparato puede funcionar correctamente en el instante inicial de encendido y fallar al alcanzar apenas u nos grados de temperatura y viceversa.
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Medición y comprobación de capacitores electrolíticos Si bien existen varias pruebas y mediciones que pueden realizarse sobre un capacitor, mencionaremos aquellas que especialmente estén al alcance de un técnico estudiante o un profesional reparador y que sean de utilidad para la detección y solución d e fallas en equipos electrónicos.
Comprobación de continuidad ♦
COMPROBACION DE CONTINUIDAD: se utiliza un óhmetro común para comprobar si el capacitor está en cortocircuito o con fugas de importancia, aunque no se podrá comprobar con certeza que esté a circuito abierto o con intermitencias internas.
Medición de la corriente de fugas ♦
MEDICION DE LA CORRIENTE DE FUGAS: se realiza con una fuente de alimentación de corriente continua que se ajusta a la tensión nominal de trabajo del capacitor y se aplica al mismo a través de un resistor de, po r ejemplo, 1K ohms. La caída de tensión sobre el resistor, medida con un voltímetro, o el valor de corriente continua medido con un microamperímetro, luego de producirse la carga inicial, dará idea de la corriente de fuga, q ue deberá compararse con la especificada por el fabricante en su hoja de datos. Este tipo de medición resulta útil en los capacitores conectados como acoplo e ntre etapas de, por ejemplo, amplificadores de audio.
Medición de la capacidad ♦
MEDICION DE LA CAPACIDAD: puede utilizarse un puente LCR o un medidor de capacidad (capacímetro) y su lectura servirá para conocer si el valor de capacidad se encuentra dentro del rango de tolerancia especificada por el fabricante. Un capacitor en muy mal estado debería reflejar dicha condición en su valor de capacidad, sin embargo, en la práctica, una variación del 10 % en el valor de capacidad puede ocultar un daño mayor, de hasta el 120 %, si se elige evaluar al capacitor midiendo su Resistencia Serie Equivalente (ESR). La medición de la capacidad será de mayor utilidad para los diseñadores de circuitos de RF, osciladores, circuitos con ajuste de sintonía, etc.
Medición de la Resistencia Serie Equivalente (ESR) ♦
MEDICION DE LA RESISTENCIA SERIE EQUIVALENTE (ESR): puede realizarse con un generador de RF generalmente ajustado a una frecuencia de unos 50 a 100 kHz. En serie con el capacitor se debe conectar un resistor igual a la impedancia de salida del generador y en paralelo con él, un milivoltímetro de RF o bien, un osciloscopio. Cuanta más diferencia de potencial exista sobre el resistor, mejor será el estado del capacitor. Las lecturas tomadas sólo servirán para la frecuencia elegida, perdiendo sentido e l realizar comparaciones entre valores de ESR medidos a diferentes frecuencias. También puede utilizarse un medidor especializado de Resistencia Serie Equivalente, como el CAPACheck PLUS 735XL. Un instrumento de este
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tipo combina todos los instrumentos de laboratorio mencionados en la medición de ESR, ya conectados y ajustados adecuadamente a la misma frecuencia. Esta comprobación permitirá medir la resistencia serie de sus terminales, su unión a las placas, el estado de sequedad del electrolito interno y de la capa de óxido, es decir, cuán lejos está un capacitor de su condición inicial de protocapacitor , y será muy útil para determinar rápidamente el estado dinámico de los capacitores aun conectados a sus circuitos de trabajo.
Medidor ESR - CAPACheck PLUS 735XL Este medidor resulta muy útil para detectar capacitores en mal estado, sin necesidad de desconectarlos de sus circuitos de trabajo, sin necesidad de descargarlos y aun hasta con voltaje de corriente continua presente (en los llamados "circuitos vivos"), hasta 600 Volts DC. Este instrumento está concebido para ser u tilizado por técnicos reparadores de equipos electrónicos de consumo, en los cuales se hallan decenas y hasta cientos de capacitores electrolíticos, componentes que por su tecnología de fabricación tienen una vida de trabajo muy corta y limitada con respecto a otros dispositivos electrónicos, y que más tarde o más temprano provocarán fallas diversas en los distintos circuitos en donde estén aplicados. Si Usted se dedica al mantenimiento y servicio técnico y aun no posee un medidor de ESR, lea con atención los conceptos que describimos a continuación:
Medidor de ESR... ¿Qué es ESR? ESR son las siglas en inglés de Equivalent Series Resistance, que en español se traduce como Resistencia Serie Equivalente. La Resistencia Serie Equivalente, o ESR, es una magnitud o parámetro dinámico de los capacitores que refleja el estado de las partes vitales de un capacitor, lo cual es importantísimo para determinar si se halla en bue n o mal estado de funcionamiento. La ESR puede definirse como la resistencia dinámica pura y total que opone un capacitor al pasaje de una corriente alternada. Incluye la resistencia continua de sus terminales, la resistencia continua del material dieléctrico, la resistencia de las placas y la resistencia alterna en fase del dieléctrico a una frecuencia y temperatura determinada. La ESR se puede imaginar como una resistencia ideal en serie con el capacitor, que sólo puede medirse anulando la reactancia capacitiva del capacitor, midiendo los Ohms en corriente alterna. La ESR no es una resistencia física dentro del capacitor que pueda medirse con un óhmetro común de corriente continua, sino que es una resistencia que se genera sólo en corriente alternada y se deduce de la fórmula E = I . ESR, cuando la reactancia del capacitor es igual o muy cercana a cero. De aquí la necesidad de contar con un medidor especializado de ESR, que establece las condiciones necesarias para que dicha magnitud pueda ser medida.
Comparativa: ¿Medidor de ESR o Medidor de Capacidad? En tareas de reparación, mantenimiento y búsqueda de fallas, cuando se sospecha que la falla es provocada por uno o más capacitores, surge la necesidad de medirlos de alguna forma práctica, rápida, confiable y segura. Para medir capacitores, lo primero que viene a la mente es poseer un
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capacímetro (o medidor de capacidad), ya que sus nombres se hallan gramaticalmente relacionados. Pero ¿es realmente lo adecuado? Veamos... Un medidor de capacidad o capacímetro, como su nombre lo indica, mide la capacidad de un capacitor, expresada en unidades de Faradios [F] y submúltiplos. La utilización de un capacímetro para detectar una falla o variación de los restantes parámetros de un capacitor no es la elección más acertada, ya que la variación de la capacidad es meramente un reflejo del verdadero problema de los capacitores (en especial los electrolíticos), que es el cambio en el valor nominal normal de ESR, que provoca la variación de capacidad. En ciertos casos, una alteración en el valor de capacidad del orden de u n 10%, oculta una variación del valor de ESR de hasta el 120%, con lo cual, frente a un cambio tan grande, siempre será más fácil determinar el estado de un capacitor utilizando un medidor de ESR, que con un capacímetro. Por otro lado, al utilizar un capacímetro, se está obligado a desconectar al capacitor de su circuito de trabajo, impidiendo la medición in-circuit, debiendo tomar recaudos con la polaridad de las puntas de medición y también descargarlo de todo voltaje residual presente, para proteger el instrumento. Con el Medidor de ESR CAPACheck PLUS 735XL, se puede medir sin descon ectar, sin desoldar, sin observar la polaridad, sin descargar al capacitor, y hasta con el eq uipo bajo comprobación encendido, si entre bornes del capacitor hay menos de 600 Volts DC, pues ignora la presencia de tensión continua.
¿Cómo se interpretan los valores de ESR? Un capacitor ideal tendría un valor de ESR de cero Ohms. Los capacitores reales tienen una ESR que depende de sus características, como lo son la capacidad nominal, tensión de trabajo, temperatura, aislación del dieléctrico, etc. Un valor de ESR de 40 Ohms o más, indica que un capacitor está en mal estado. Cualquier variación del valor de ESR de un capacitor puede provocar fallas en el circuito en que se haga funcionar, aunque este aumento sea, en ciertos casos, de tan sólo 2 Ohms ESR. Una ESR elevada afecta la performance de los circuitos internos de los aparatos electrónicos (reduciendo el factor Q de los capacitores), volviendo inestables a etapas sintonizadas, impidiendo la normal operación de dispositivos tales como fuentes conmutadas, circuitos de deflexión en monitores, TV's, VTR's, etc.
¿Por qué se altera el valor de ESR? Una alta ESR puede ser el resultado de la deshidratación interna del capacitor, por fuga de electrolito, lo cual puede ser provocado por el calor generado por el equipo, el paso del tiempo, un sellado ineficiente, el calor generado internamente debido a altas corrientes de rizado (ripple), etc. Otra razón común para una alta ESR son las soldaduras internas quebradas, terminales sueltos y/o la corrosión. Estos problemas causan una ESR variable e intermitente, que normalmente puede ser detectada moviendo los terminales del capacitor, con el medidor conectado al mismo. La ESR, siendo electroquímica por naturaleza, está influenciada por la temperatura. Sin embargo, con la utilización de CAPACheck PLUS 735XL, correcciones de lectura por este motivo no serán necesarias, ya que Ud. estará buscando variaciones de ESR de entre 10 y 100 veces fuera de lo normal.
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Como resolver fallas y averías Resolver fallas y averías provocadas por capac itores electrolíticos defectuosos, antes era complicado y costoso, y siempre quedaban dudas. Ahora, con CAPACheck PLUS 735XL, ahorrará tiempo y dinero, aumentará su nivel de efectividad en sus reparaciones diarias y por consiguiente, tendrá más prestigio y retribución económica. Con CAPACheck PLUS 735XL detectará numerosas fallas provocadas por capacitores de todo tipo.
Fig. 2.
¿Como funciona el CACHECK PLUS 735XL?
CAPACheck PLUS 735XL es un medidor de Resistencia Serie Equivalente, un parámetro de los capacitores electrolíticos que permite evaluar rápidamente su estado de conducción de la corriente alterna, sirviendo de referencia para detectar su buen o mal funcionamiento.
Su uso en la búsqueda y detección de capacitores defectuosos durante la reparación de equipos electrónicos es más efectivo que utilizando un tradicional medidor de capacidad o capacímetro.
CAPACheck PLUS 735XL comprueba capacitores electrolíticos sin necesidad de desconectarlos del circuito en donde trabajan, aun si el circuito está encendido.
Características de CAPACheck PLUS 735XL ♦
CAPACheck PLUS 735XL comprueba capacitores electrolíticos sin necesidad de desconectarlos del circuito en donde trabajan, aun si el circuito está encendido.
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CAPACheck PLUS 735XL posee cuatro escalas a tres colores para identificar fácilmente el estado de cada medición, permitiendo una mayor precisión a la hora de juzgar el estado de un capacitor, según el valor de capacidad nominal, en un rango de 0.1 a 10.000 µF
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Electrónicamente protegido, puede medir en presencia de tensión continua (sólo estando la llave selectora en AC), hasta 600 Voltios DC.
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CAPACheck PLUS 735XL genera una señal de 100 kHz y de tan sólo 25mV RMS, con lo cual los componentes semiconductores del circuito no llegan a ser activados.
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Su lectura no se ve afectada por otros componentes electrónicos como transistores, diodos, circuitos integrados, etc., conectados en paralelo al capacitor electrolítico bajo comprobación.
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No es necesario observar la polaridad d el capacitor o de las puntas de prueba del instrumento.
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No es necesaria una descarga previa del capacitor a medir (sólo estando la llave selectora en AC). Totalmente adecuado para comprobar capacitores electrolíticos de aluminio, SMD, de tantalio, poliéster, aceite, cerámicos, etc., dentro del rango de captura (desde 0.1 µF hasta 10.000 µF) del instrumento.
Nuevos modos de Medición ♦
Ahora, ¡Con sus dos modos de operación de fácil acceso, el selector de MODO permite una rápida conmutación y se obtienen mayores prestaciones:
Fig. 3. (Nueva llave selectora de MODO) ♦
>>MODO AC: en este modo el instrumento se halla protegido contra tensiones continuas de hasta 630 Voltios DC presentes sobre los terminales del capacitor a medir, con lo cual no es necesario descargar previamente los capacitores (como sucede con el uso de los tradicionales capacímetros) e inclusive puede medir sobre circuitos electrónicos en funcionamiento.
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>>MODO DC: este modo permite detectar capacitores en cortocircuito, o bien, con componentes electrónicos de bajo valor resistivo conectados e n paralelo sobre el capacitor, que pudieran dar una lectura falsa de ESR, alertando tal condición mediante un sonido claramente audible.
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Adicionalmente, el instrumento se convierte en un eficaz comprobador de continuidad de 0 a 50 Ohms, con zumbador (buzzer).
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Compacto y portátil, CAPACheck PLUS 735XL opera con una batería de 9 V que le otorga una gran autonomía de funcionamiento.
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Su diseño es ideal tanto para su uso en el taller de reparaciones como para los trabajos en campo, para el banco de trabajo como para el maletín del profesional.
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Amplio rango de medida: de 0.1 µF hasta 10.000 µF
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Fig. 4. (Vistas del comprobador CAPACheck PLUS 735XL)
El set completo incluye:
Un Instrumento CAPACheck PLUS 735XL. Un completo Manual del Usuario en español, de ocho páginas. Un juego de puntas de medición de 1000 Volt de aislamiento. Una batería alcalina de 9 Voltios. Una práctica caja plástica transparente para proteger su instrumento. Garantía por 2 años.
CAPACheck PLUS 735XL en acción Fundamentos del medidor El CAPACheck PLUS 735XL es un medidor de Resistencia Serie Equivalente (en adelante RSE) y su principal utilidad es la de detectar fallas de funcionamiento en capacitores electrolíticos. La RSE puede definirse como la resistencia dinámica pura total que opone un capacitor a l paso de una señal alterna, es medida en ohms RSE y en un capacitor ideal su valor es cero. Esta incluye la resistencia continua de sus terminales, la resistencia continua del material dieléctrico, la resistencia de las placas y la resistencia alterna en fase del dieléctrico a una frecuencia determinada. La principal falla que se produce en un capacitor electrolítico es el aumento de su RSE y no, como comúnmente se cree, la alteración de su valor de capacidad, ya que ésta es una consecuencia de la primera. El aumento de la RSE de un capacitor el ectrolítico se debe, en la mayoría de los casos, a una pérdida o fuga del ácido de electrolito interno que los caracterizan, a una deformación interna de la estructura química de las placas que lo componen o a una falla en la conexión eléctrica de sus terminales.
Utilización práctica del instrumento La utilidad del CAPACheck PLUS 735XL se manifiesta prácticamente cada vez que abrimos un equipo electrónico para elaborar un presupuesto , efectuar una revisión de mantenimiento preventivo o concretar una reparación.
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Si en nuestro banco de trabajo tenemos, por ejemplo, una videocámara hogareña JVC modelo GR AX7, o una clásica Handycam de SONY, nuestra tarea es la misma: efectuaremos una revisión del estado de sus capacitores electrolíticos, los cuales en su mayoría son de tecnología SMD y su cantidad oscila, dependiendo del modelo del equipo, gene ralmente entre 50 y 110 unidades. En la foto se observan los dos cuerpos principales de la mencionada cámara JVC, la cual presentaba, antes de ser desarmada, fallas de deformidad de imagen de cámara visible tanto en el view-finder (visor de monitoreo) como en su salida de audio y video (A/V output) y reproducción (playback) nula.
Fig. 5. (Vista de una video-cámara JVC) Los más experimentados en la reparación de este tipo de equipos sabrán que una múltiple gama de fallas se deben a fugas del ácido de los capa citores electrolíticos, situación que tiene un doble efecto: por un lado, el mal funcionamiento de las diferentes etapas electrónicas debido a la alteración de los parámetros característicos de los capacitores, y por otro, el efecto corrosivo del ácido sobre las pistas de cobre del circuito impreso y los agujeros metalizados (through holes) que sirven de conexión eléctrica entre las diferentes capas de la placa, provocando en ciertos casos un corte de la conexión eléctrica (circuito abierto) y en otros, un efecto resistivo entre pistas adyacentes que logra alterar el funcionamiento del circuito, en especial, en etapas de alta impedancia. [Para estos casos, recomendamos el uso de CLEAN CAP] Volviendo a nuestra tarea, comenzaremos midiendo todos los capacitores electrolíticos que veamos y evaluaremos su estado de acuerdo a la indicación de la aguja de nuestro nuevo instrumento. Observe que es un procedimiento tan sen cillo como el de medir resistores con un téster común. En la medición de RSE no es necesario tener en cuenta la polaridad d e los capacitores o de las puntas de prueba y los capacitores bipolares (no polarizados) se miden igual que los polarizados. No hace falta una descarga previa del capacitor a medir y no es afectada la medición si el equipo bajo comprobación está encendido o apagado, ya qu e nuestro instrumento ignora la tensión continua presente, hasta 600 Volts DC. Note también que se está midiendo a cada capacitor sin necesidad de desoldarlos, es decir, permaneciendo conectados a sus circuitos de trabajo o, lo que es lo mismo, in circuit.
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Fig. 6.
Las nuevas escalas del instrumento La escalas del instrumento están graduadas de varias maneras para permitir al técnico elegir la visualización de lecturas que más óptima le resulte. Como su indicación es analógica, la aguja del instrumento podrá posicionarse en cualquier punto de las escalas, dependiendo de las condiciones del capacitor bajo prueba. Con una pequeña práctica, usted rápidamente sabrá interpretar las diferentes lecturas y así enriquecer su juicio para determinar qué acción tomará con dicho capacitor.
Fig. 7. (Nueva escala tricolor del Modelo 735XL) La cuádruple escala tricolor es más que intuitiva: la sección roja indica un mal estado del capacitor y debe ser sustituido, la verde indica buen estado de conducción de la corriente alterna, signo de buena salud del capacitor y que se encuentra aun operativo, y la amarilla es un estado intermedio que deberá evaluarse teniendo en cuenta otros datos adicionales, que explicaremos más adelante. La 1ª escala tricolor superior es para la medición de capacitores de valores comprendidos entre 0.1 µF y 0.9 µF, la 2ª escala siguiente inferior para los comprendidos entre 1 µF y 9.9 µF. La 3ª escala tricolor siguiente es para la medición de capacitores de valores comprendidos entre 10 µF y 99 µF. y la 4ª escala inferior para los valores comprendidos entre 100 µF y 9999 µF. La escala numérica en azul celeste proporciona la medición directamente en ohms RSE. Como lo habíamos
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adelantado, cuando la aguja del instrumento cae dentro de la zona amarilla, deberemos considerar el valor de capacidad en microfaradios que tiene rotulado de fábrica el capacitor q ue estemos midiendo y, de ser posible, comparar con la medición que arroje otro capacitor idéntico en confiable buen estado, o, al menos, uno similar dentro del mismo circuito. Este procedimiento es la clave para obtener el máximo provecho del instrumento y una gran capacidad en la interpretación de las lecturas. Considere que el utilizar un CAPACheck PLUS 735XL le otorga “nuevos ojos” para “ver” cosas a las que no está aun acostumbrado. Usted “verá” cómo se presenta el deterioro de los capacitores en cada equipo en particular. Notará, por ejemplo, que en ciertos equipos, sólo los capacitores de 47 µF x 16V son los que se deterioran, provocando fallas. En otros equipos, en cambio, son los de 10 µF, los de 1 µF y los de 22 µF los que se alteran primero. Comenzará a tener más respuestas a sus preguntas de por qué suceden algunas cosas en este aspecto. Unas le serán muy evidentes: por ejemplo, a la vista está que ciertas marcas de videocámaras utilizan en sus circuitos capacitores provenientes de dos o más fabricantes distintos (basta con ver los rótulos de cada capacitor). Pues bien, es frecuente notar que al marcar cuáles capacitores debíamos reemplazar luego de una revisión con CAPACheck PLUS 735XL, los deteriorados solían ser del mismo fabricante, es decir, que entre dos marcas de capacitores, uno era mucho más duradero que el otro. Es muy probable que usted hasta el momento haya trabajado sin mayores inconvenientes prescindiendo de un medidor de RSE. La constante experiencia de reparar equipos similares brinda cierta seguridad, al tener mentalmente registradas las frecuentes fallas típicas en cierto modelo de equipo. Alguien podrá decir que en una videocámara con capacitores SMD, es mejor y más seguro cambiarlos a todos sin detenerse a medir nada. Bueno, si fuese sencillo y económico, sería una buena opción. Pero la realidad indica que consume tiempo y trabajo la sustitución de SMD (situación que se agrava proporcionalmente con la cantidad de capacitores que contenga el equipo), sin olvidar el costo y la disponibilidad de los mismos. Apuntamos a que, según nuestra experiencia, en un equipo con 80 capacitores, consideramos necesario reemplazar sólo 25 de ellos según nuestro instrumento, y las fallas desaparecieron, con una confiabilidad que supera el año de uso. No sólo las videocámaras tienen muchos cap acitores. Por ejemplo, este mezclador de audio y video semiprofesional PANASONIC, modelo WV-AVE7, tiene alrededor de 300.
Fig. 8. (Vista de una video-cámara PANASONIC)
¿Los cambiaremos a todos? Parece no ser necesario.
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Cuando a nuestro taller ingresa un equipo que no conocemos, no tenemos idea de lo que puede estar provocando la falla descrita por el cliente. Iniciar a ciegas una sustitución de todos los capacitores con la incertidumbre de no saber si se solucionará el problema, es una tarea muy arriesgada y costosa.
Fig. 9. Contando con un medidor de RSE entre nuestro instrumental podremos evaluar, con sólo medir, si es problema de capacitores y cuántos deberemos reemplazar, logrando un presupuesto más exacto y teniendo más probabilidades de éxito para llevar a feliz término nuestro trabajo de reparación. Y nuestro procedimiento comienza de nuevo: a medida que vamos tomando lecturas de RSE de cada capacitor electrolítico, con un marcador indeleble (rojo, por ejemplo) vamos marcando los que están malos hasta completar la revisión de todo el equipo. Luego sólo resta reemplazar los capacitores marcados, trabajo que incluso puede realizar otra persona que sólo tenga habilidades con el soldador y la sustitución de componentes.
Fig. 10.(Vista de los capacitores de montaje superficial)
Un ejemplo práctico en la utilización del CAPACheck PLUS 735XL (Dto. Técnico - D.A.S. Electrónica) Un medidor tradicional de capacidad o capacímetro, p uede arrojar un valor normal en u n capacitor electrolítico, cuando en realidad, no es así. Es muy común encontrar fuentes de alimentación que se queman en forma reiterada y sin ningún motivo aparente (como por ejemplo la del TV Color GRUNDIG Modelo CUC 3400, ver Guía de Fallas Localizadas en TV Color -Tomo 1 - Pág. 41, de José C. Hillar, el circuito eléctrico del mismo se puede encontrar en el Tomo VIII de los Manuales de circuitos de TV Color, ambos publicados por Editorial H.A.S.A.) y en las que se ha comprobado el capacitor C667 (2,2 µF × 450 V), encargado de suprimir los picos del transistor de conmutación
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(generalmente en los TV Color o Monitores para PC, se lo encuentra conectado entre el bobinado primario del transformador chopper). Con un medidor de capacidad tradicional (Puente R-C Sideral - Modelo S55 y Capacímetro Digital Beckman Industrial DM27-XL) en ambos instrumentos la lectura dio como bueno al capacitor ba jo prueba, luego realizamos la misma comprobación con el CAPACheck PLUS 735XL, en la primera, con el capacitor conectado y en la segunda, con el capacitor desconectado (fuera del circuito) y ¡¡¡efectivamente!!! nos arrojó una lectura real, el capacitor bajo prueba estaba ¡¡¡MALO!!!.
CAPACheck PLUS 735XL Usted podrá comprobar también que existen diferentes calidades entre fabricantes de capacitores y, llegado el caso particular, podrá seleccionar los que mejor RSE posean para algún proyecto crítico determinado. Y si bien utilizamos en los ejemplos equipos de video, el instrumento se aplica también a otras ramas de la electrónica, como electromedicina, monitores de computadores y TV, aire acondicionado, industria automotriz, etc., por mencionar unas pocas.
Utilización de capacitores recuperados Consulta (consulta formulada por un estudiante de Buenos Aires, Argentina) Hace unos días leí un artículo redactado por Ud. sobre los capacitores electrolíticos y me pareció muy interesante. Le comento que soy estudiante de los primeros años de ingeniería electrónica en la UTN, y recién comienzo con mis primeros diseños, por lo cual quería consultarle, ya que quisiera saber cuál es el sobredimensionamiento que hay que darle a un capacitor para que éste trabaje en forma segura, pero que no sufra un deterioro como el descrito en su artículo Conozca más sobre los Capacitores Electrolíticos; por otra parte, también acostumbro a "rescatar" componentes de equipos viejos, especialmente los capacitores de altas tensiones o altas capacidades, por lo que también le quería preguntar si es relativamente seguro usarlos en montajes de prueba y dispositivos de poca precisión. Desde ya muchas gracias.
Respuesta Contestando a sus consultas, el criterio de selección del voltaje de operación para un capacitor electrolítico debería tener en cuenta la tensión continua qu e estará en bornes del mismo en su régimen normal de trabajo, y adicionarle un 30% más por motivos de seguridad y tolerancia. Por ejemplo, si en nuestro diseño el cap acitor en cuestión tendrá una diferencia de potencial entre bornes de 12 Vcc, adicionando un 30%, la tensión de trabajo del mismo debería estar en los 15,6 Vcc para asegurar una larga vida útil. Elegiríamos una tensión de trabajo de 16 Vcc, que además es un valor estándar. Pero en otros diseños o circuitos, por nuestro capacitor sólo circulará una pequeña señal eléctrica (por ejemplo, un capacitor de acoplo entre etapas amplificadoras de audio) sin diferencia de potencial importante entre sus bornes, con lo cual comenzará el deterioro descrito en el artículo.
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Sin embargo, en las etapas de entrada de equipos de audio hogareños, por ejemplo, no se notan estos problemas, ya que si hace la prueba, prácticamente da igual que un capacitor de 2.2 µF x 10V que mida 1 ohm RSE, a la entrada de un amplificador, se convierta por el deterioro en uno de 0.1 µF x 2V con 98 ohms RSE, es decir, el audio seguiría fluyendo sin cambios perceptibles, por una cuestión de impedancias. En cambio, si esto ocurriera al paso de una señal de video, la señal se vería reducida a menos de la mitad de su valor nominal, viéndose en un monitor de TV una imagen oscura y fuera de sincronismo (porque se ha reducido), sensible a l desgarro horizontal. En estos circuitos, el problema sí es notorio y es el principal motivo para que muchos técnicos reparadores tengan trabajo asegurado por decenas de años.
Con respecto a recuperar capacitores de equipos en desuso, si no le queda más remedio, al menos debería poder cerciorarse de que estén en buen estado. Pero no arriesgue el éxito de un diseño o una reparación si no tiene cómo comprobarlos.
Una cosa más puede agregarse: ni siquiera se puede confiar plenamente en capacitores electrolíticos que ha comprado nuevos hace unos años y que se dispone a utilizar ahora. Algunos técnicos se dan por vencidos y concluyen que nunca entenderán a las fuentes switching (conmutadas), porque al reemplazar capacitores, colocan los supuestamente "nuevos" y la fuente continúa sin arrancar. Varios talleres de reparaciones han comprado lotes de capacitores electrolíticos SMD para disminuir costos y racionalizarlos por años para un uso estrictamente necesario. Pero al adquirir el instrumento CAPACheck, se dieron cuenta que debían utilizarlos pronto o no les servirían para continuar con las reparaciones, ya que se estaban deteriorando y llegaban a medir un valor de RSE cercano al de los que pretendían reemplazar, con lo cual dichas reparaciones no serían duraderas.
Fuera de los electrolíticos, durante las primeras pruebas con el CAPACheck, se nos dio por medir capacitores de nuestra caja de variedades, encontrando varios usados y rescatados que guardábamos y sin saberlo no servían (entre ellos: cerámicos, de papel, de aceite, etc.). Sin embargo, nos llamó la atención un par de capacitores de poliéster de 0.22 µF x 200 V sin uso aun, ambos iguales, de aspecto impecable, por los cuales hubiésemos apostado la vida, sin embargo... ¡UNO DE ELLOS ESTABA TOTALMENTE ABIERTO!
PROBANDO FLY-BACKS Y TRANSFORMADORES CHOPPER CON el Nuevo Modelo CAPACheck PLUS 735XL
El medidor de ESR CAPACheck 735XL, no sólo detecta capacitores defectuosos en circuito, sino que también mide transformadores de fuentes conmutadas y fly-backs de televisores y monitores, sin desoldarlos. En el presente artículo le damos los fundamentos y un informe detallado de cómo medir y detectar cortocircuitos en los mencionados bobinados, con este nuevo modelo de CAPACheck
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Entrando de lleno al problema A menudo, el técnico reparador se encuentra en la poco agradable situación de evaluar el estado de un transformador chopper (también llamado switching, de los que utilizan las fuentes conmutadas), o el de un fly-back de un televisor o monitor de PC determinado. Por ejemplo, si al transistor de salida horizontal lo encuentra quemado, antes de reemplazarlo por otro nuevo, sería recomendable que se asegure que el bobinado primario de fly-back no esté en cortocircuito, no sea que vuelva a quemarse el transistor que acaba de comprar e instalar ¿verdad?. Que vuelva a quemarse el transistor nuevo que acabamos de instalar, puede e vitarse, ya que, en general, un técnico precavido habrá puesto una lámpara de 60 W en serie con el primario. Pero la duda acerca del estado del fly-back permanecerá aunque la lámpara nos ilumine por un instante.
Fig. 11. Donde conectar las puntas de prueba.
Midiendo con el multímetro Sea como fuere el caso, lo que primero nos viene a la mente es tomar nuestro querido tester o multímetro, ajustarlo en la posición óhmetro y comenzar a medir, en la escala más baja de resistencia, todos los bobinados que posea el transformador o fly-back que nos ocupa, tratando de hallar alguna pista que nos indique si se encuentra en buen o mal estado de funcionamiento. Obviamente, lo único que sabremos con nuestro tester es si el bobinado tiene continuidad o no, es decir, que no está a circuito abierto. En caso de existir continuidad, nuestro multímetro, ya sea digital o analógico, nos arrojará siempre valores muy b ajos de resistencia, muy parecidos entre sí, del orden de los 0,8 Ohms o menor, con los cuales no podemos discernir si corresponden a un bobinado sano o en cortocircuito, lo que es absolutamente necesario para resolver la falla.
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Fig. 12. Medición de bobinados con el multímetro.
¿Por qué un CAPACheck puede medir bobinados switching? Seguramente es de su conocimiento que CAPACheck es un medidor de ESR (Resistencia Serie Equivalente), lo cual es un parámetro de los capacitores que puede definirse resumidamente como la resistencia que ofrece un capacitor a la corriente alternada a una determinada frecuencia. El CAPACheck es entonces un óhmetro de corriente a lternada, que opera a una frecuencia de varias decenas de KHz (a diferencia de los tradicionales multímetros, que son óhmetros de corriente continua). Por ello, un multímetro o tester común de corriente continua medirá la resistencia continua que presente un bobinado, que normalmente, por el diámetro y la longitud del alambre de cobre utilizados en los transformadores chopper y fly-backs, presentarán una muy baja resistencia. En cambio, un óhmetro de corriente alternada (como el n uevo CAPACheck 735XL) medirá la reactancia que presente el bobinado o inductor a la frecuencia de operación del instrumento, según el principio físico que relaciona a la frecuencia con la inductancia. En el gráfico de la figura Nº 13, se puede apreciar que la reactancia (denominada XL) de un inductor aumenta proporcionalmente con el valor de la inductancia y de la frecuencia.
Fig. 13.
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Midiendo bobinados primarios en buen estado con CAPACheck Con todo lo expuesto hasta ahora, podemos afirmar que un bobinado o inductor del primario de un transformador switching o de un fly-back en buen estado presentará una elevada reactancia si es atravesado por una corriente alternada de elevada frecuencia, que, en nuestro caso, es generada por el CAPACheck. La elevada reactancia hará que la aguja del instrumento permanezca prácticamente en su estado de reposo, con una resistencia superior a los 100 ohms ESR, tendiendo a infinito (ver fig. 14.) Esto será indicación suficiente de un bobinado primario en buen estado.
Fig. 14. Comprobando un bobinado primario en buen estado.
Midiendo bobinados primarios en mal estado con CAPACheck Ahora bien, un primario en cortocircuito (o con gran cantidad de espiras en corto) verá muy disminuido su valor de inductancia, lo cual hará que su reactancia disminuya tanto que se acercará a cero ohms, situación que será reflejada por la aguja del instrumento, que se irá a fondo de escala. Claramente vemos que un primario sano, medido con CAPACheck, acusará alta resistencia (a menos que esté a circuito abierto, lo que puede comprobarse con el modo DC del CAPACheck PLUS 735XL, o con un tester común) y que acusará muy baja resistencia (aguja a fondo de escala) si el primario se halla dañado en cortocircuito (ver fig. 15.).
Fig. 15. Comprobando un bobinado primario en mal estado.
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¡¡¡Nota: Todas las mediciones explicadas en el presente artículo se realizan con el equipo apagado y desconectado de la red eléctrica domiciliaria, sin excepción.!!!
Consideraciones al medir los bobinados secundarios Los bobinados secundarios de los transformadores de conmutación o switching, son en general de muy baja inductancia, al tener muy pocas espi ras en su devanado. Es decir, por naturaleza poseen una baja reactancia, aunque estén en buen estado. Esto implica que al medirlos con CAPACheck, la lectura presentará una resistencia ESR de cierto valor (no infinita) según el tipo de secundario que sea, pero que rara vez será de cero ohms ESR en su estado normal de buen funcionamiento (ver fig. 16.). Con un poco de práctica y tomando notas, también podrán detectarse secundarios en cortocircuito, cuando estos presenten una resistencia de cero ohms ESR.
Fig. 16. Comprobando un transformador de fuente conmutada (swiching).
El Efecto reflejo inducido Realice el siguiente experimento: mida con CAPACheck el primario de un transformador chopper o el de un fly-back en buen estado, y mientras dura la medición, provoque un cortocircuito en el secundario (enrollando una espira de alambre sobre el núcleo del fly-back y uniendo sus dos terminales o simplemente haciendo un corto entra las patas de un bobinado secundario del mismo). Verá que al realizar el cortocircuito, se reflejará un perceptible cambio de resistencia en el otro lado del transformador.
Preguntas frecuentes P: Con el CAPACheck ¿podré detectar fugas de alta tensión en fly-backs? R: No. Pero quédese tranquilo. Con algunos probadores comerciales de fly-backs, tampoco podrá. Lo más efectivo para ello es contar con un viejo y robusto chasis de TV que funcione y conectarle el fly-back bajo prueba.
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P: ¿La zona verde de la escala inferior del CAPACheck indica buen estado del fly-back? R: Si. Las dos escalas inferiores del CAPACheck están diseñadas para el estado de los fly-backs. La zona verde indica probable buen estado y la zona roja, probable mal estado (en el caso de los primarios).
P: En el CAPACheck modelo PLUS 735XL ¿en qué modo se recomienda medir? R: Es indistinto medir fly-backs en modo AC o DC, sólo que en este último, el buzzer sonará continuamente mientras dure la medición, ya sea que el primario esté sano o en cortocircuito.
P: ¿Puedo medir también los transformadores diseñados para 50 /60 Hz? R: Esta medición no le servirá de mucho, pues la elevada frecuencia de operación del CAPACheck lo hace más adecuado para medir transformadores de mayor frecuencia que la de la línea eléctrica domiciliaria.
Nota: Algunas de las fotografías correspondes a modelos anteriores de CAPACheck, tomadas sólo como ejemplo práctico.
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