Monografias.com > Tecnología
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Fuente Conmutada




Enviado por scorpiko



    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.

    2. Amplificador de
    error

    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  

    5. Modulador de
    pulsos

    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 

    10. Transistor de
    potencia

    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

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter