FUENTES CONMUTADAS
En comparación con las fuentes de alimentación de tipo lineal, las fuentes de alimentación conmutadas constituyen un enorme avance tecnológico. La función principal de cualquier tipo de fuente de alimentación es generar voltajes y corrientes para alimentar a los circuitos del equipo electrónico en que cada una se encuentre. Y para que el aparato funcione correctamente, es necesario que dichos voltajes y corrientes sean lo más estables posible y que se eviten al máximo las pérdidas de energía usualmente causadas por el proceso de regulación.
LA REGULACION
Se llama regulación al proceso que realiza un circuito para obtener voltajes de salida cuyo valor esté lo más cerca posible a un valor preestablecido, a pesar de los cambios que ocurran en el consumo de corriente de la carga y en el consumo de los niveles de voltaje de entrada (figura 1.1).
ANALISIS DE FUENTES REGULADORAS LINEALES
Las principales secciones de este tipo de fuentes son (figura 1.4):
Puente rectificador. Recibe la corriente alterna de la línea, y entrega una corriente directa pulsante.
Sección de filtraje. La corriente directa que entrega el puente rectificador es de tipo pulsante y es filtrada por el condensador de filtro. El trabajo conjunto de este puente rectificador y filtro, permite que se entregue una corriente directa con un nivel de rizado lo más bajo posible.
Sección reguladora. El voltaje obtenido en la sección anterior se aplica a una etapa reguladora, que algunas veces es un circuito de transistores. Pero la mayoría de las veces se trata de reguladores lineales que vienen dentro de un circuito integrado híbrido.
Sección de retroalimentación. Para su operación, el circuito regulador emplea un circuito de retroalimentación. Y así, se puede fijar la tensión de salida a la que se denomina B+ regulada.
ANALISIS DE FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS
En la figura 1.7 se muestra un televisor moderno cuya fuente conmutada, como la de cualquier otro receptor, tiene las siguientes características:
Son pequeñas y tienen poco peso.
Puesto que irradian poco calor, su eficiencia es alta.
Emplean disipadores pequeños.
Son capaces de operar con voltajes que cambian en rango muy amplio. Algunas fuentes conmutadas pueden trabajar con rangos de 80 a 240 voltios y con frecuencias de 50 a 60 Hz.
Es muy alta su capacidad de regulación del voltaje de salida.
ESTRUCTURA DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA.
En la figura 1.8 se aprecia el diagrama a bloques de una fuente de alimentación conmutada.
FUENTE DE ALIMENTACION DEL TELEVISOR TOSHIBA N5SS
Analicemos ahora la fuente de alimentación conmutada del televisor Toshiba CX35F70, que es de 35” y emplea el chasis N5SS. Este televisor opera de la misma manera que su antecesor, el modelo CC21G30. El estudio de esta fuente permitirá entender el funcionamiento de las fuentes conmutadas de los televisores Toshiba de menores dimensiones.
Circuito de rectificación y fuente de espera.
En la figura 2.3 se muestra el circuito de rectificación, la fuente de espera y el transformador con alimentación permanente de CA, que proporciona los voltajes de espera.
D899 es un varistor que observa las variaciones de voltaje de la línea y protege al aparato cuando sube demasiado la tensión de CA. C801 y T801 forman un filtro para suprimir radiaciones de alta frecuencia generadas en la fuente principal. El circuito de desmagnetización está formado por un termistor, por el relevador SR81 y por la bobina desmagnetizadora (figura 2.4). R811 es una resistencia amortiguadora conectada en paralelo con la bobina.
OPERACION DE LA FUENTE CONMUTADA
Para explicar el procedimiento de operación de esta fuente, vamos a basarnos en su diagrama básico (figura 2.6).
Hemos colocado una batería que simula entregar el voltaje que normalmente provee el puente rectificador. Dentro del IC STR-Z3201 se encuentra un circuito oscilador, un driver y dos transistores tipo MOSFET conectados en un montaje push pull (disposición simétrica).
La salida de estos transistores va al devanado primario del transformador de poder (terminal 4) y la salida del transformador (terminal 7) llega al capacitor C870 (conocido con el nombre de capacitor de resonancia), de modo que se forme un circuito resonante LC (inductancia-capacidad) en serie.
Para regular el voltaje, hay que verificar el B+ regulado por medio del amplificador de error (que por cierto está dentro de otro circuito integrado: Z801). Y el voltaje de error se retroalimenta al circuito oscilador primario, por medio del optoacoplador (Q862). Así se controla la frecuencia de operación del circuito oscilador alojado en el STR-Z3201.
Procedimiento de regulación de voltaje
El B+ regulado que nos entrega la fuente de alimentación es de 125 voltios. Y éstos son regulados por medio del sistema de regulación, que consta de:
El circuito integrado Z801.
El optoacoplador Q862.
El IC Regulador STR-Z3201.
En la figura 2.9, presentamos la estructura interna del circuito integrado Z801. Observe que existen cuatro secciones básicas: A (que corresponde al circuito de regulación) B, C y D (que corresponden a los circuitos de protección).
La sección A es responsable de efectuar el proceso de regulación. A través de R479 (figura 2.5), los 125 voltios regulados se aplican a la terminal 1 de Z801. Y de ahí se aplican a la base del transistor TR1 (figura 2.9).
Módulo de protección
El televisor Toshiba CX35F70, que es de 35”, emplea un módulo protector que incluye también los circuitos protectores de sobre corriente de la sección de salida horizontal (sección B, figura 2.9) y la protección de rayos X (sección C, figura 2.9), que ya habíamos señalado en el subtema “Procedimiento de regulación de voltaje”.
FUENTE DE PODER CONMUTADA DEL TELEVISOR SONY KV-2150R
De entre la gran variedad de fuentes de alimentación conmutadas de televisores Sony, cada chasis ofrece diferentes opciones de montaje en sus circuitos.
Para dar inicio al estudio de estas fuentes de alimentación, nos basaremos en el modelo KV-2150R de esta marca, que utiliza el chasis BA-1. Y también analizaremos otras fuentes empleadas en receptores de dicha compañía, hasta llegar a las más modernas incluidas en los aparatos de la serie Wega.
DESCRIPCION GENERAL
En la figura 3.1 podemos apreciar las partes principales de esta fuente. Destacan la línea de entrada Capítulo 3 FUENTE DE PODER CONMUTADA DEL TELEVISOR SONY KV-2150R de corriente alterna (CA), el puente rectificador, los transistores de oscilación, el transformador CDT, el transformador PIT, el transformador standby y los diodos rectificadores del secundario.
El chasis BA-1 se compone de cuatro secciones o bloques principales que son: fuente de standby o de espera, fuente principal, regulación y sistema de protección. Primero haremos un análisis de la fuente a bloques, y luego veremos en detalle sus partes y el procedimiento de servicio a aplicar (figura 3.2).
Fuente de espera de 5 voltios
El voltaje de CA de línea llega hasta el puente rectificador D606. Y en este mismo bloque se encuentran los condensadores C613 y C614, que van conectados en una configuración de doblador de voltaje para producir un voltaje sin regular de aproximadamente 322 VCD. Este voltaje se aplica a los dos transistores convertidores de poder Q603 y Q604, a los que también se conoce con el nombre de transistores de oscilación.
Estos transistores conversores de poder trabajan junto con el transformador llamado CDT (Constant Driver Transformer o transformador de excitación constante), para producir una señal de oscilación (figura 3.3). Parte de esta oscilación se dirige al transformador T604, el cual es nuestro transformador de espera o de standby y del que se obtiene un voltaje que es rectificado por medio de D611 para producir un voltaje de 15 VCD sin regular. Y por último este voltaje se aplica al regulador integrado, para producir un voltaje de espera de 5 voltios que permanentemente se aplicará al microcontrolador en tanto el televisor esté conectado a la línea de CA.
Regulación de voltaje en la línea B+ de 115 voltios
Los 115 VCD entregados por la fuente de alimentación, y que sirven para alimentar a la sección de barrido horizontal, se verifican por medio del circuito IC602 y del transistor excitador Q605 (figura 3.4).
Cuando se producen variaciones en la línea de 115 voltios, provocadas por cambios en la corriente de carga, IC602 se encargará de compararlas contra un voltaje de referencia interno y generará un voltaje de control que varía proporcionalmente con ellas.
Dicho voltaje de control se aplica al devanado de control del transformador de excitación constante T603, para producir cambios en la frecuencia de operación de Q603 y Q604. Y a final de cuentas, se logra regular así el voltaje de salida (del que volveremos a hablar más adelante).
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