Indice
1. Ocho (8) pasos en la Reparacion de
la Fuente-PC
2. Amplificador de
error
3. Convertidor
4. Etapa de potencia
5. Modulador de pulsos
6. Oscilador
7. Protección de
sobrecorriente
8. Rectificación y
filtrado
9. Sensor
10. Transistor de
potencia
1. Ocho (8) pasos en la
Reparacion de la Fuente-PC
IMPORTANTE: Se deja constancia de que las fuentes de
alimentación trabajan con tensiones
peligrosas que pueden producir descargas eléctricas
fatales si no se toman los recaudos necesarios.
La reparación debe ser encarada por personal
capacitado.
Para reparar la fuente es necesario trabajar con un transformador
aislador de la línea de alimentación para
protección y de ser posible tener instalado un protector
de tipo diferencial.
Elementos necesarios:
1.- Multimetro
o "tester"
2.- Transformador 220V-220V o 110V-110V
3.- Lampara serie 100w.
4.- Soldador o cautin aproximadamente de 30w.
5.- Estaño y demás elementos para desoldar y
soldar.
1.- Si el fusible está quemado, antes de reeplazarlo por
otro comenzar midiendo los diodos o el
puente rectificador. Los diodos conducen
corriente en 1 solo sentido. Si al invertir las puntas del
ohmetro conducen en los dos sentidos es que están en corto
y hay que reemplazarlos.
Nunca se debe soldar un alambre en lugar del fusible, esto puede
producir que la fuente se deteriore aun más.
2.- Continuamos desoldando y midiendo los transistores de
conmutación de entrada de línea.
La mayoría de ellos son NPN, al medirlos recordar las
junturas de base-colector o base-emisor deben conducir en 1 solo
sentido, si marcan muy baja resistencia deben
ser reemplazados.
En la mayoría de fuentes
incluidas las ATX funcionan bien los del tipo BUT11 .
3.- Corroborar que los "filtros" o condensadores
electroliticos no estén defectuosos.
Visualmente se puede ver si derramaron aceite , si estallaron,
o(con el ohmetro) si están en cortocircuito.
4.- Existen 4 resistencias
asociadas a los transistores de
potencia que
suelen deteriorarse, especialmente si estos se ponen en corto.
Los valores
varían entre las distintas marcas pero se
identifican pues 2 de ella se conectan a las bases de dichos
transistores y rondan en los 330k Ohms mientras que las otras dos
son de aproximadamente 2,2 Ohms y se conectan a los emisores de
los transistores.
5.- El "arranque" de la fuente se obtiene por un condensador del
tipo poliester en serie con el transformador de entrada y una
resistencia de
aproximadamente 10 Ohms. Si se abre alguno de estos componentes
la fuente no "arranca".
6.- ATENCION: Al momento de probar la fuente, ya que estas
funcionan directamente con tensión de línea,es
recomendable conectarla con un transformador aislador de
línea del tipo 220v-220v o 110v-110v. Esto evitará
riesgos
innecesarios y peligro de electrocución. También se
puede conectar una lampara en serie de 100w por si existe
algún cortocircuito.
7.- Las fuentes ATX necesitan un pulso de arranque para iniciar.
Se puede conectar la alimentación a una carga (resistencia
de
carga;para simular la presencia de la Mother Board). Pero esto
solo se hará después de haber comprobado que la
fuente no esta en corto, con el procedimiento del
punto 6.
8.- Si después de aplicar estos procedimientos
sigue sin funcionar ya seria necesario comprobar el oscilador y
para ello se debe contar por lo menos con un osciloscopio
de 20 Mhz. También la inversión de tiempo y el
costo de la
fuente nos harán decidir si seguir adelante.
Los integrados moduladores de pulsos de las mayoría de
fuentes están en los manuales de
circuito tipo el ECG de Philips o similares.
Se comienza por verificar la alimentación de dicho
integrado y las tensiones en las distintas patas.
También se pueden verificar "en frío"(es decir sin
estar conectada la fuente) que no halla diodos en corto.
En estas fuentes suelen utilizarse diodos del tipo 1N4148 de baja
señal que suelen estropearse con facilidad (se miden con
el ohmetro) y diodos zener que suelen ponerse en corto si se
cambio
accidentalmente la tensión de alimentación de la
fuente.
En la mayoría de fuentes hay rectificadores integrados que
físicamente se parecen a los transistores pero
internamente son solo 2 diodos. Se pueden retirar y medirlos
fuera del circuito pues el transformador con el cual trabajan
hará parecer, al medirlos, que están en
corto.
Se encarga de comparar al voltaje del sensor con el
voltaje de referencia que está dado por un diodo Zener de
4.9V, utilizando un amplificador operacional 741. Con el fin de
mantener la salida de la fuente en 5V. Cuando el voltaje es
mayor, la salida es positiva y va al modulador de pulsos. Los
cálculos para los elementos externos son:
•Iz = 0.5mA
•Rz = 33koh
•Amplificador restador
•Vo = 10 (Vi – 4.9)
3. Convertidor
El convertidor es la sección donde se lleva a
cabo la conversión de la energía de variable a
constante. Está directamente conectado a la carga.
El que se ve en la figura es un convertidor "flyback" tipo
reductor directo. Los diodos usados son de alta frecuencia y el
inductor y el capacitor se van turnando el almacenamiento de
energía, a la frecuencia del modulador de pulsos.
De la salida del convertidor se toma una muestra para el
circuito de control y la
comparación con la referencia.
El cálculo
del inductor y del capacitor se hace con las siguientes ecuaciones:
•L = (Vi-Vo)ton/diL
•C = Ic toff/Vmax
4. Etapa de potencia
Este arreglo constituye la etapa de potencia para el
transistor de
conmutación. Es necesario puesto que la corriente que pasa
por el circuito de entrada a esta etapa no es suficiente para
alimentar al transistor
Darlington que efectúa la conmutación.
Los capacitores de
470pF son para sobreexitar la base al principio de la
conmutación.
•Dos amplificadores inversores transistorizados. Cumplen la
función
de lógica
no inversora.
•Amplifican la corriente necesaria para el transistor de
conmutación
•Bajo ruido
•Alta corriente
El modulador de pulsos está compuesto por dos
cuartas partes de un 339 y por un 741.
El primer 1/4 339 compara el nivel dc entre el oscilador y el
sensor. Da una salida alta si el error es menor. El segundo
amplificador 339 deja pasar la señal solo si la pendiente
es positiva. Para eso se usa el derivador inversor implementado
con un 741. Para lograr una onda creciente y decreciente, con el
fin de compararla con la del otro operacional. De esta manera se
logra una frecuencia variable dependiendo del nivel del voltaje
en la salida.
•dVi/dt = 20E+4 = Vo/RC
•Vo = 5V
•RC = 25E-6
•C = 0.01mcF
•R = 2.5koh
6. Oscilador
El oscilador es el encargado de producir la frecuencia
de oscilación, la cual será la referencia para la
oscilación de la fuente, en caso de que sea necesario un
ajuste en el nivel del voltaje. Esta oscilación se produce
mediante un VCO (566). La frecuencia y los elementos externos se
calculan de la siguiente manera:
•f = 2(Vcc-Vc)/RCVcc
•3Vcc/4 < Vc < Vcc
•2koh < R < 20koh
•C’ = 0.001mcF
•f = 50kHz
•R1 = 1.2koh, R2 = 4.7koh
•Vc = 0.8Vcc
•C = 0.001mcF
•R = 4.52koh
El capacitor C', que se coloca entre las patillas 6 y 5,
elimina posibles oscilaciones en la fuente de control de
corriente.
La frecuencia de salida es de aproximadamente 50kHz, dependiendo
del voltaje de entrada y va directamente al modulador de
pulsos.
7. Protección de sobrecorriente
•Le da un camino rápido a la corriente
proveniente del inductor en el momento del corte. Tal y como
sabeos, los devanados de un transformador cumplen la misma
función
y contienen los mismos fenómenos que una inductancia. Las
inductancias tienen la característica de que cuando sufren un
cambio
repentino en el sentido del voltaje, se dan picos grandes de
corriente. Estos cambios ocurren con más razón en
una fuente conmutada en donde el principio fundamental es
precisamente ese. Es con el fin de proteger al transistor de
potencia de esos picos de corriente que se coloca un diodo Zener
en paralelo con una resistencia y con dicho transistor. De esta
manera se provee un camino directo a la tierra del
circuito, por donde pasará toda la corriente proveniente
del transformador de conmutación.
8. Rectificación y filtrado
•Transformador de entrada
•Puente de diodos
•Capacitores de
rizado
•Transformador de conmutación
Gracias al puente de diodos el rizado es menor y el valor del
capacitor disminuye.
El divisor de voltaje sirve para obtener la fuente de voltaje de
20V, para alimentar a todos los integrados del circuito de
control, este voltaje de 20V se mantiene a un nivel por medio de
la referencia del Zener 1N860.
El capacitor de rizado reduce el rizado y previene el paso de
residuos de conmutación a través de los diodos y
hacia la fuente ac.
La componente de pérdidas es el principal problema, debe
estar bajo cierto nivel para evitar el sobrecalentamiento.
El devanado auxiliar sirve para darle potencia a la carga con el
transistor en saturación. Cuando este entra en corte el
diodo se polariza en directo y mantiene la corriente hacia la
carga. Sin este tercer devanado se perdería la eficiencia a
altas frecuencias. Su función es retornar la
energía almacenada en el trafo a la línea y resetea
el núcleo del trafo en cada ciclo. Es popular en
aplicaciones menores a 200W y es prácticamente inmune a la
saturación.
9. Sensor
•Un buffer para aislar cargas de control y potencia
y disminuir la impedancia de entrada.
•Un amplificador no inversor con ganancia variable por si el
voltaje de salida requerido es diferente a 5V
En caso de que el voltaje de salida requerido sea diferente a 5V
no solo se debe variar la ganancia de el amplificador (por medio
de las resistencias),
sino que también se debe cambiar la referencia de voltaje
en el amplificador de error
El transistor de potencia usado es un arreglo Darlington
que viene en un circuito integrado de la Texas Instrument®,
el TIP120.
TIP120:
•Amplificador no inversor •Configuración
Darlington •Alta ganancia de corriente •Corto tiempo de
saturación
Ventajas del Darlington
•conmutación más rápida •se maneja
directamente •menor corriente y menor potencia de
manejo
Autor:
Grupo
ARCANG3L
Carlos Goncalves