64 ELECTRONICA y servicio No. 78

S e r v i c i o t c n i c o

PRUEBA DE COMPONENTES EN FUENTES DE ALIMEN-TACIN CONMUTADAS

(Segunda y ltima parte)

Javier Hernndez Rivera

En este artculo, sugeriremos un mtodo para conocer el estado de los componentes normales y especiales, que se utilizan en fuentes conmuta-

das de televisores y en otros aparatos electrnicos. Este mtodo contri-

buir a ahorrarle tiempo y dinero; de hecho, el objetivo fundamental es diagnosticar slo las piezas que

se encuentran daadas en el circui-to, para no tener que hacer gastos

innecesarios por piezas de repuesto que realmente no hacen falta en el

momento.

Circuitos integrados

Adems de que no puede llevarse a cabo por mtodos tradicionales, es muy difcil ha-cer una prueba ecaz de los circuitos inte-grados de fuente conmutada. Pero si se co-noce la estructura interna de los mismos, es posible realizar algunas pruebas que se-rn muy tiles cuando deseemos analizar este tipo de componentes. El primer paso es, como ya dijimos, consultar el diagrama electrnico interno del circuito integrado; y con base en este diagrama, podremos reali-zar ciertas mediciones que, en la mayora de las veces, servirn para conocer las condi-ciones en que se encuentran principalmen-te los transistores de poder de dichos circui-tos integrados.

Veamos el procedimiento para probar uno de estos componentes en especco: el IC re-gulador de poder STR 53041, cuyo circuito interno se muestra en la gura 17.

Como vemos en esta gura, el IC consta bsicamente de tres transistores que estn marcados como Q Reg, Q antisat y Q swit-ch. Por su ubicacin dentro del circuito in-

1

2

3

4

5

REF

Regulador

Q Antisat

Transistorde switcheo

Q

Figura 17Circuito interno del STR53041

65ELECTRONICA y servicio No. 78

tegrado, el que puede revisarse y ms nos interesa es el transistor de poder Q switch; se encuentra conectado en las terminales 2, 3 y 4, y debe vericarse como un transistor convencional (gura 18).

En esta gura se especican los valores obtenidos en mediciones hechas con mult-metro digital y con multmetro analgico.

Note que las mediciones obtenidas cuan-do el transistor est en buenas condiciones son muy similares a las que se obtendran de la prueba de un transistor normal.

IC UPC1093JEste circuito integrado se utiliza como con-trol de regulacin de voltaje en varios tipos de televisores. Su circuito interno equiva-lente se muestra en la gura 19.

Observe que el circuito interno es muy sencillo, porque slo consta de tres elemen-tos: un transistor bipolar, una resistencia de polarizacin o limitadora de corriente y un diodo zener.

En las guras 20A y 20B se seala cu-les son las mediciones que deben efectuar-se para detectar si este IC se encuentra en buen estado.

Para comprobar en forma dinmica el buen funcionamiento de este IC, es reco-

mendable realizar la prueba sealada en la gura 21.

Al pulsar momentneamente SW, el h-metro conectado registrar una disminucin en la resistencia que existe en la unin C-E. Le recomendamos que haga esta medicin con un multmetro analgico.

Este procedimiento tambin sirve para comprobar los reguladores que se encuen-tran en los televisores Sony. Los IC a que hacemos referencia son el SE115, SE135 y otros similares.

Transformadores de alta frecuencia

Debido a las caractersticas de este tipo de transformadores, probarlos es ms difcil que probar transformadores convenciona-

Circuito equivalente del UPC1093J

3

1

2

Figura 18

Figura 19

DMM (escala de diodos)

0.6+

+

+

+

0.6

media

Ohm X10K

baja+

+

+

+

3

R

2

4

3

2

4

+

+

baja baja

+

+

Prueba del circuito STR53041

66 ELECTRONICA y servicio No. 78

les. Pero hay ciertas maneras de hacerlo, como explicaremos enseguida.

En vista de que los transformadores utili-zados en fuentes de alimentacin conmuta-das trabajan con seales pulsantes de muy alta frecuencia (hasta 200 Khz), pueden ser pequeos y tener pocas espiras, las cuales van devanadas en un ncleo de ferrita. El hecho de que tengan pocas espiras, limita la informacin que sobre su estado puede obtenerse a travs de la prueba de resisten-cia hmica. Por tal motivo, recurriremos a la aplicacin de varias pruebas alternativas para localizar las fallas que normalmente se producen en este tipo de componentes.

Pruebas bsicas con multmetro

1. Vericacin de la continuidad en cada uno de sus devanados (gura 22).Esta primera prueba debe aplicarse a cada uno de los devanados de un transforma-dor de alta frecuencia. La nalidad es veri-car que ninguna bobina interna est inte-rrumpida.

Un devanado en buenas condiciones mar-car una resistencia muy baja, casi igual a la que se obtendra al poner en corto las pun-tas del hmetro.

Por otra parte, de una bobina abierta se obtiene una lectura innita de ohmios. Y a veces, cuando las uniones de los devana-dos hacen falso contacto en sus uniones ha-cia las terminales que se conectan a la pla-ca de circuito impreso, se obtienen lecturas

0.6

DMM ( )

+

+

+

+

++

3

1

2

baja

baja

baja

baja

OHMSX10K(Ohms)

+

+

+

+

++

3

1

2

A B

Prueba del circuito UPC1093JFigura 20

3

IB

IC

SW(NO)

1

X10K

+

2

-

+

Prueba dinmicadel circuitoUPC1093J

Figura 21

XI 200

Medir unaR muy

baja

Figura 22

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120VCA

1ASW

IN4005REG7805

Escala de 2 VCD

2200/2510k

IN4005T

12+12V a 1 Amperio

V

NE 555

68

Puntosde

Prueba

Monitor decorriente

25D1554

Q12 1

.001

710k

43

5.1

8

6

1 1 W

Figura 25

del orden de los cientos de ohmios e inclu-so kilo-ohmios.

2. Continuidad o fuga entre devanados (gura 23).Debido al calor que llegan a alcanzar los transformadores de alta frecuencia, en oca-siones se funde el esmalte que asla a cada uno de los devanados e incluso el material que los mantiene separados; y cuando esto sucede, se producen fugas entre ellos o se ponen en corto. El corto no ocurre entre las espiras de un mismo devanado, sino de un devanado a otro. Y como el corto se presen-ta cuando el transformador est conectado dentro del circuito real, ocasiona que se da-en componentes asociados.

Para realizar esta importante prueba, los devanados del transformador tienen que ve-ricarse con un mega-hmetro (puede usar

el que viene incluido en la mayora de los multmetros digitales).

3. Corto entre devanados y ncleo (gura 24)Tambin hay que medir la resistencia hmi-ca (con mega-hmetro) entre el ncleo de ferrita y cada uno de los embobinados del transformador; debe ser innita; y si llega a marcar un valor, signica que existe cor-to entre el embobinado y el ncleo; y esto traera como consecuencia el mal funcio-namiento de la fuente de alimentacin (por ejemplo, se calentaran sus componentes).

4. Prueba de seal inducida o dinmica (gura 25)Con el circuito que se muestra en la gura, probaremos los transformadores de fuen-tes conmutadas, los y-backs de televiso-

MMFigura 23 Figura 24

68 ELECTRONICA y servicio No. 78

res, los transformadores de standby y hasta los transformadores excitadores de la eta-pa de barrido horizontal (TV).

Este circuito, cuyo diagrama a bloques se observa en la gura 26, opera en unos 50 Khz, y es til para obtener buenos resulta-dos en la comprobacin de los transforma-dores de alta frecuencia, mediante el mto-do de induccin.

Remtase a la gura 25, y observe que el circuito elctrico general consta de una fuente de alimentacin (formada por un transformador reductor de voltaje con pro-teccin que se basa en un fusible de 1A y un interruptor de encendido y de apagado) y una seccin recticadora y ltradora de vol-taje de alimentacin (que va al transforma-dor de ferrita sujeto a prueba).

En la lnea de alimentacin existe una re-sistencia en serie de 1 ohmio a 1 watt, que nos sirve para indicar, por medio de la ca-da de voltaje que se produce a travs de ella, la corriente que circula hacia el circuito que se est probando.

Medida en una escala de voltios de CD, la cada de tensin que existe en las termi-nales de dicha resistencia es proporcional a la corriente que circula por sta. Y para que la medicin resulte ms precisa, es conve-niente utilizar una escala de bajo voltaje del multmetro digital.

LM7805 forma parte del circuito regula-dor integrado de 5 voltios, el cual alimen-

ta de manera muy estable al circuito inte-grado NE555 (que se encarga de generar la seal requerida para la prueba). Para indi-car que el aparato est activado, se puede agregar una resistencia de 330 y un LED en la terminal de salida del regulador de 5 vol-tios hacia la tierra del circuito.

La salida del oscilador (terminal 3) es se-guida por una resistencia de 120 ohmios, misma que se encarga de controlar al tran-sistor 25d1554. Este dispositivo es el encar-gado de dar poder a la seal generada en el oscilador de alta frecuencia.

Se ha seleccionado la frecuencia de aproximadamente 50 Khz, debido a las ca-ractersticas propias del transformador de ferrita y con el n de simular la operacin dinmica del mismo.

A la salida del circuito se encuentran las dos puntas de prueba, las cuales se dirigen hacia el devanado primario del transforma-dor sujeto a prueba.

NOTA: Antes de hacer esta prueba de induc-cin, es indispensable haber realiza-do satisfactoriamente las tres prue-bas anteriores.

Dado que vamos a trabajar con seales de alta frecuencia de aproximadamente 50 Khz, tambin se requiere de una sonda que per-mita detectar la induccin de voltaje a tra-vs de los devanados secundarios. Esto debe

Fuente depoder y

reguladorOscilador

de50KHz

Monitor de corriente

1 1W

Amplificadorde

Poder

Puntas deprueba

al primario del transformador

12V

5V

120VAC

VFigura 26

69ELECTRONICA y servicio No. 78

50Khz

Transformadorde alta

frecuencia

D

IN4937

.01/400V

Al multmetroanalgico o digitalen escala de CD

CDPulsante

Puntos de prueba

C

Primario Secundario(s)

Circuitoprobador

detransformador

Prueba decorto circuito

Primario

caimanes

sonda

clips

AC

Transformadorbajo prueba

V

Sonda V

SondaV

V

Figura 27

Figura 28

cumplir las exigencias tcnicas de la seal que se est trabajando; o sea, el circuito que utilizaremos para tal n.

Esta punta consta de un circuito dobla-dor de voltaje o detector de voltaje de pico a pico, y cumple las exigencias de alta fre-cuencia que se requieren para la prueba (-gura 27). Pero debe aclararse que como es-tamos alimentando el transformador con pulsos de voltaje de CD, la onda presenta cierta direccionalidad o polarizacin; y es que al medir voltajes inducidos en devana-dos secundarios, la inversin de las puntas en las terminales del voltmetro trae como consecuencia una ligera variacin en la lec-tura del voltaje ledo; mas esto no represen-ta problema alguno para la medicin.

Ahora que ya se tienen todos los ele-mentos necesarios para probar con xito los transformadores de fuentes conmuta-das, conectaremos nuestro probador en el

transformador. Y mediremos ste como se indica a continuacin.

5. Prueba de induccin de voltaje en transformadores de alta frecuencia de fuentes conmutadasConecte el circuito como se muestra en la -gura 28, y alimntelo con la red de corriente alterna de 120 voltios. Si el transformador se encuentra en buenas condiciones, el voltaje ser inducido de inmediato en los secunda-rios del dispositivo y se podr medir sin nin-gn problema utilizando la sonda.

En caso de que haya corto entre una sola espira del mismo embobinado, la induccin de voltaje ser casi nula comparada con los voltajes que se inducen cuando el transfor-mador se encuentra en buen estado.

Esta medicin debe realizarse en todos los secundarios, con el n de comprobar el estado de cada uno de ellos.

70 ELECTRONICA y servicio No. 78

Y como ltima prueba, se puede provo-car un cortocircuito en el devanado de un transformador que est funcionando bien. Ver que de inmediato disminuye el valor de los voltajes que se estn midiendo, has-ta llegar casi a cero.

Esta prueba puede aplicarse a los trans-formadores tipo PRT y standby de las fuentes conmutadas, e incluso a los transformadores de excitacin horizontal o drivers.

Proceda de la siguiente manera:

a) Localice los embobinados primario y se-cundarios del transformador sujeto a prueba.

b) Coloque el generador en el primario y la sonda en el secundario (gura 29A). Se obtendr entonces un voltaje de CD.

c) Cambie la posicin del generador y de la sonda. Y al vericar el voltaje, encontra-r usted que es diferente al obtenido en la prueba anterior (gura 29B).

Observaciones

Si los resultados de las mediciones concuer-dan con los de las pruebas anteriores, pue-de concluirse que el transformador se en-cuentra en buenas condiciones.

En embobinados secundarios, esta prue-ba debe hacerse en corto tiempo. Como se

trata de piezas hechas con alambre muy del-gado, pueden llegar a daarse cuando se so-meten a pruebas de larga duracin.

Durante estas pruebas, se producen vol-tajes inducidos a veces superiores a 100 voltios. Y a pesar de que no son peligrosos, pueden provoca una desagradable descar-ga elctrica; por eso es recomendable que durante las pruebas no se sujeten los cables del transformador.

Otros mtodos de prueba se basan en alguna caracterstica del dispositivo sus-ceptible de ser medida; por ejemplo, su in-ductancia o su corriente de consumo. Nos referimos a la prueba por variacin de fre-cuencia cuando el transformador se conec-ta a un circuito oscilador; a la prueba en el consumo de corriente; a la prueba de in-yeccin por medio del generador de fun-ciones de una seal especca y anlisis de sus formas de onda a travs de oscilosco-pio; o a la prueba de eliminacin del com-ponente sospechoso por medio de su sus-titucin directa.

Ya sea que se elija un mtodo en espec-co o se recurra a la combinacin de pruebas diferentes, el n bsico es tener la certeza de que el transformador sujeto a prueba se encuentra en buenas condiciones.

PrimarioPrimario

Resistenciamayor

Secundario

Secundario

sondaResistenciamenor

V sondaGenerador

Generador

V

BAFigura 29

71ELECTRONICA y servicio No. 78

VDR y ZENER

Los VDR y los zener forman parte de la fuen-te conmutada. Normalmente se encuentran dispuestos a la entrada de alimentacin de corriente alterna, con el n de formar una proteccin contra sobrevoltaje o fuer-tes descargas elctricas en esta porcin del circuito; y al evitar que tales magnitudes de corriente lleguen al resto del mismo, prote-gen contra daos a otros componentes ta-les como transistores de potencia y capaci-tores (gura 30A).

Generalmente los diodos zener se loca-lizan despus de la seccin de recticacin y ltrado, a la salida de la fuente conmu-tada (gura 30B). Su funcin es evitar que cuando ocurra una falla en la regulacin de la fuente, resulte daada principalmente la seccin de barrido horizontal. Sin esta ac-cin protectora de los diodos zener, habra un incremento excesivo del voltaje que sale de la fuente y con el que se alimenta a los circuitos del aparato en cuestin.

Al llegar a su voltaje de ruptura, estos ele-mentos se disparan de inmediato; y se po-nen en corto, provocando que se abran las protecciones del circuito (ya sea fusible de lnea, o resistencias de proteccin).

Para vericar los VDR y los diodos zener, es recomendable armar el circuito propues-to en la gura 31.

Este circuito consta de una entrada de aproximadamente 500 VCD (que no es un voltaje crtico), seguida por una resistencia limitadora de voltaje y de corriente (que sir-

ve como proteccin, para evitar la destruc-cin del dispositivo sujeto a prueba).

Al componente que se est probando, se le ha de conectar en paralelo el voltmetro de corriente directa. Y este aparato registra-r directamente el valor del voltaje de rup-tura del dispositivo, ya que a este nivel em-pezar a conducir y provocar que se dae la proteccin.

Tomando las debidas precauciones de aislamiento, el voltaje de 500 VCD se puede obtener de un triplicador de voltaje conecta-do directamente a la lnea de corriente alter-na comercial (gura 32). Dicho aislamiento puede realizarse por medio de un transfor-mador con relacin 1 a 1, o simplemente te-niendo cuidado de no aterrizar el circuito y de no tocar con los dedos los componentes de su lado conductor o de sus terminales. Y en vista de que la prueba es muy delica-da, debe efectuarse con precaucin porque el voltaje de trabajo es muy alto. Todo debe quedar perfectamente aislado, y durante la medicin usted no debe hacer contacto con ninguna pieza metlica.

Filtros

En muchas ocasiones, los ltros se colo-can cerca del transformador o del elemen-to switcheador de poder. Cuando es as, son los principales causantes de que se desesta-bilice el circuito; y es que de una forma ms directa que cualquier otro componente, re-ciben el calor irradiado en dicha zona; esto hace que envejezcan prematuramente o se

2.2 M2W

VDR oZener aprobar

500VDC V

+

DC

Figura 31

VDR

AC

Al resto delcircuitoA B

Figura 30

72 ELECTRONICA y servicio No. 78

D1 a D3 IN4009C1 a C4 4.7 350VR1, R2 2.2 M

R2

R1C3

C4

D3

Triplicador

D2

C2

D1

C1

120VCA

PBnormalmente abierto

PBnormalmente abierto

Figura 32

sequen, trayendo como consecuencia da-os en el circuito.

Cuando baja la capacidad de los ltros en las fuentes conmutadas, y dependien-do del lugar en que se encuentren, pueden causar que el circuito deje de regular y que se incrementen los voltajes generados. Esto causar daos a los componentes principa-les del circuito, tales como los transistores de deexin horizontal y los circuitos inte-grados reguladores (junto con sus protec-ciones). Por eso conviene hacer medicio-nes de voltaje en los circuitos ya reparados, con el n de saber si se encuentra en un ni-vel adecuado.

Capacitores y resistencias

Tambin los capacitores producen inestabi-lidad en la generacin y manejo de seales de alta frecuencia, contribuyendo as a cau-sar daos en la fuente.Normalmente, las resistencias se alteran o se abren; y por esto, son las principales cau-santes de que la fuente conmutada no en-cienda o que al cabo de pocos segundos de haber encendido se apague. Tenga mu-cho cuidado con estos componentes. Le re-comendamos que emplee un buen mtodo para probarlos; cuando se trate de ltro y capacitores, de preferencia utilice circuitos detectores de fugas; tambin puede usar un medidor de capacidades, comparar un com-

ponente con otro y en su caso hacer las sustituciones necesarias pero empleando repuestos cuyas caractersticas sean igua-les a las de las piezas originales.

Consideraciones nales

En algunas fuentes conmutadas, como inte-rruptores de poder se utilizan transistores en push-pull (conguracin simtrica). Para que estos transistores trabajen en simetra, de-ben tener igual factor de amplicacin Beta o hfe. Entonces, cuando funcione el circui-to, la corriente uir por igual en ambos. Si no se cumple tal condicin, el calentamien-to de un transistor ser diferente al del otro. Y al cabo de poco tiempo, se daarn.

Es recomendable comprar los dos tran-sistores en una misma tienda (para asegu-rarse de que pertenezcan a un mismo lote) y vericar que por lo menos fsicamente sean idnticos. Tambin asegrese de que sean iguales en la tinta y la serigrafa empleadas para marcar su nomenclatura.

Para medir correctamente la B o hfe, utili-ce siempre los aparatos adecuados; nos refe-rimos a los probadores comerciales de tran-sistores. Pero si usted no puede comprarlos porque son muy caros, cuenta con la opcin de aprovechar un multmetro analgico o di-gital que tenga la funcin adecuada para ha-cer la medicin de este parmetro.

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