ESR By
RAPTOR
manolo
romero
2015.
Este es un documento DIDÁCTICO Y GRATUITO, escrito por: Manolo Romero, (Madrid-España), el 28 de marzo de 2015. Se prohíbe su venta y publicación, incluyendo la web sin autorización previa. Descargado gratuitamente de:
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¡¡PELIGRO RIESGO ELECTRICO!! © Manolo Romero 2015 Todos los l os derechos reservados, documento documento gratuito, prohibida su venta o publicación sin autorización previa del autor.
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Son pocas las personas que saben que los productos electrónicos tienen fecha de caducidad. Los motivos son variados, desde componentes diseñados para funcionar al límite, pasando por la mala refrigeración, ausencia de disipadores, componentes de mala calidad, etc. Uno de los componentes más propenso a fallar son los condensadores electrolíticos. Por su construcción son muy parecidos a pequeñas baterías electroquímicas, así que tienen una vida limitada a 2000 ó 4000 horas de funcionamiento (dependiendo de la calidad del fabricante) Un factor muy importante que acorta mucho la vida de un condensador electrolítico es la temperatura a la cual trabaja. La moda de aparatos pequeños y mal refrigerados, con fuentes conmutadas de alta frecuencia, añadido a la miniaturización de los circuitos, ha recortado sensiblemente la vida de los condensadores electrolíticos. ¿CÓMO SUELEN FALLAR? Las altas temperaturas terminan “secando” el dieléctrico del condensador, se reduce la capacidad y aumenta la resistencia al paso de la corriente alterna, es decir, aumenta la resistencia serie equivalente o ESR. En muchos casos la mala calidad del componente, añadido a la falta de aditivos por parte del fabricante para reducir costes, origina la aparición de gas hidrógeno que hincha hasta reventar al condensador. SÍNTOMAS DE FALLO. El principal síntoma es el fallo de la fuente de alimentación que no arranca, en ocasiones, alto rizado en la alimentación origina fallos o reseteos de ordenadores, DVD, etc que se quedan sin corriente al activar motores, procesadores, y otros elementos con alto consumo. En amplificadores suelen aparecer ruidos de “barca motora”, zumbidos, poca amplificación, etc La ESR depende mucho de la temperatura, así que un condensador frío tendrá una ESR mucho más alta que cuando está caliente. Por ejemplo en fallo muy típico en las antiguas TV de tubo de rayos catódicos (TRC) era el siguiente: Al encender la TV, la imagen se ve mal en la parte superior, se ve torcida y con rallas, una parte está negra. Pasados unos minutos, (al calentar el TV), la imagen se arregla poco a poco hasta verse bien. Este fallo muy conocido por los técnicos de TV está originado por el fallo (envejecimiento) de un condensador de 4,7uF del circuito de corrección del barrido vertical.
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¿CÓMO SE VERIFICAN? Para verificar el buen estado de un condensador electrolítico, hay que medir tres variables. - Su capacidad (con un capacímetro, un LCR o un polímetro con esta función) - Su ESR (con un medidor de ESR) - Su corriente de fuga (aplicando su tensión máxima de trabajo y un polímetro) Para estas pruebas hay que desmontar el condensador de la placa y proceder a su medición. Como es lógico, desmontar todos los condensadores de la placa es algo lento, pesado, y generalmente origina otros fallos o averías por despegue o rotura de pistas, poner los condensadores al revés, etc La experiencia nos dice que en la mayoría de los casos, un condensador averiado tendrá una ESR alta, así que un primer paso para detectar componentes en mal estado es utilizar el medidor de ESR. ¿Por qué el ESR? porque este medidor permite medir el estado del condensador en la placa, sin necesidad de sacarlo de la misma. Otro medidor muy interesante y que pocos conocen es el medidor de rizado, que nos permiten detectar fallos en equipos digitales (PC, portátiles, etc) por un problema de baja capacidad, y sin necesidad de desoldar ningún componente. ¿CÓMO SE UTILIZA UN MEDIDOR DE ESR? Lo primero es desenchufar el aparato que vamos a reparar. Después esperamos un par de minutos, muchas placas tienen unas resistencias de “drenaje” para descargar los condensadores poco a poco, en otras ocasiones el consumo del propio circuito origina esta lenta descarga. Una vez abierto el aparato, y antes de tocar nada, procedemos a descargar todos los condensadores, para ello empleamos una resistencia de alta potencia, una bombilla, o cualquier elemento que tenga un consumo alto de corriente. Una vez descargados, conviene cortocircuitarlos con un alicate de mango aislado para de esta forma asegurar que la descarga es real, ya que en ocasiones una bombilla con el filamento abierto o una resistencia quemada, puede hacernos pensar que el condensador está sin carga cuando no es cierto. En aparatos alimentados a baterías o con poca tensión, por ejemplo 12v, 24v etc, también debemos descargar los condensadores ¿por qué?, la razón es muy simple, una tensión de 12v no supone un peligro para nosotros, pero puede quemar el medidor de ESR, el capacímetro o cualquier otro aparato de medida. (polímetro en ohmios). Una vez descargados los condensadores procedemos a medir en sus extremos con el ESR RAPTOR. Un condensador en buen estado tiene poca o nula resistencia al paso de la corriente alterna, dependiendo del valor (capacidad) del condensador, esta resistencia puede ir desde los 7-20 ohmios para condensadores de 10uF hasta los cero ohmios para condensadores mayores de 470uF. Así un condensador de 10uF con una ESR de 8 ohmios está perfectamente bien, mientras que un condensador de filtrado de 2200uF con una ESR de 3 ohmios está definitivamente MAL. 3
Es decir, el valor de ESR debe ser tanto menor como mayor sea la capacidad del condensador, dicho de otro modo, a grandes capacidades la ESR debe ser cero, y solo podemos tener algunos ohmios de ESR en condensadores pequeños, en todos los demás casos, el condensador está mal. Para saber cuales son los límites de resistencia dependiendo de la capacidad y el voltaje del condensador, en el fichero comprimido, hay una tabla que enlaza el valor de capacidad/tensión del condensador con su ESR máxima para un condensador en buen estado. VEAMOS TODO CON UN EJEMPLO: Tenemos un reproductor de DVD que no enciende, al pulsar el interruptor, el led se activa un segundo y después queda parpadeando con una luz muy tenue. Desenchufamos el aparato de la red, y mientras esperamos un par de minutos a que se descarguen los condensadores, vamos quietando los tornillos y la tapa. Miramos la placa de la fuente de alimentación, vemos que un condensador grande de 1000uF está hinchado, a su lado hay otros que parecen estar bien. Utilizando una bombilla de 220v/40w descargamos los condensadores, al hacerlo sobre el condensador de 10uF/400v del primario de la fuente, un corto destello de luz nos indica que ese condensador estaba cargado, no es habitual, pero sucede a veces, Descargados todos los condensadores, unimos sus extremos con las puntas de un alicate con mango aislado, vemos que no hay chispas, los condensadores están ahora sin carga y podemos medir. Encendemos el ESR RAPTOR, unimos sus puntas de medida, y marcan 1 ohmio, lleva mucho tiempo sin usarse, así que con un destornillador pequeño ajustamos el potenciómetro de ajuste de cero hasta leer 0.00 en el polímetro (en la escala de 20VDC), Una vez ajustado, ya podemos soltar las puntas de prueba que teníamos unidas. Medimos en extremos del condensador de 10uF/400v, nos marca 7 ohmios, es correcto para un condensador con una capacidad tan baja. Medimos el condensador hinchado de 1000uF/25v, nos marca 20 ohmios, está claramente en mal estado. Miramos otros condensadores de la placa. Un condensador de 470uF/25v me marca 3 ohmios, no está hinchado, pero su valor de ESR es alto, está mal, lo cambiamos. A su lado otro condensador de 470uF/25v me marca cero ohmios, no está hinchado, pero mirando su parte inferior, vemos que el sello de goma está hinchado y hacia fuera, indicando que el condensador ha generado internamente gas y se va a hinchar en poco tiempo, lo cambiamos también. Después de cambiar los condensadores, (ojo con la polaridad), volvemos a medir la ESR ya que son muchos los condensadores que al ponerlos vuelven a a fallar debido a que llevan años en el cajón de los repuestos. Cuando tenemos lecturas correctas, procedemos con cautela a encender el aparato, conviene guardar algo de distancia, si los condensadores están puestos al revés o alguno tiene fugas, o hay otro fallo en la placa, pueden reventar. Al pulsar el botón de encendido el DVD arranca sin problemas, así que podemos desenchufarlo y proceder a cerrarlo bien. 4
Este ejemplo nos muestra como debemos proceder ante una avería, suponiendo que los componentes en mal estado son los condensadores. Otros elementos que suelen fallar son los chip osciladores de las fuentes conmutadas, sus transistores de conmutación o algún diodo rectificador. En el caso del fallo de un diodo llegará corriente alterna a los condensadores electrolíticos de filtrado, hará que se calienten y que fallen, así que si cambiamos el condensador, el nuevo volverá a fallar, incluso puede explotar. Como podemos ver, la reparación no es solo cambiar condensadores, también hay que preguntarse ¿por qué ha fallado el condensador? si es por mala calidad del mismo, por el fallo de otro componente, por calor, etc Así que antes de cambiar nada conviene mirar todos los semiconductores (diodos, transistores, chip’s) con mucha atención, mirar si se ven quemados, descoloridos, o con “puntos fundidos” en el plástico. Cuando se quema un semiconductor suele dejar un olor característico, muchas veces solo con oler la placa sabemos que hay algo quemado. Por último, una simple medida con el polímetro en la escala de diodos sobre todos los elementos, diodos, transistores, etc nos permite comprobar que no estén “cruzados” (en cortocircuito) y el estado de la unión PN. En el caso de los transistores verificamos también que no hay cortocircuito entre colector y emisor. Si dudamos del chip oscilador, podemos encender la fuente con una lámpara en serie de 220v/40w si la misma enciende a tope de brillo es que el chip oscilador está mal y su transistor interno está en cortocircuito.
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