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Introduccin

En aparatos e lect rnicos de uso domst i -co se l legan a emplear varios t ipos de fuen-tes; las p rincipales son las d e t ipo PAM (Pu l-se Ampli tude Modulat ion = modulacin porampli tud de pulso) y las PWM (Pulse WideModulat ion = modulacin por ancho de pul-so) . Cada una de e l las posee caracter s t icas

que las hacen ideales para c ier tas apl icacio-nes , au nqu e s in du da a lguna , la s fuentes t i-po PWM han alcanzadomayor aceptacin entrelos d i s t in tos fabr ican-tes .

Fuent es t ip o PAMLas fuentes conmu-

tadas t ipo PAM se ba-san en el control de laampli tud de los pulsosa s u s a l i d a ; e s t a f u n -c i n l a r e a l i z a n m e -d i a n t e un c on j un t o decircuitos y disposit ivosespecia les que les per-mite variar la salida devol ta je de un t ransfor-m a d o r c o n u n a c o n f i -gu r a c i n muy pa r t i c u -l a r d e b o b i n a d o s

(figur a 1).En es te t rans forma-

dor exis te un bobinado especia l denominado"de control", en cuyas espiras circula una co-rriente qu e es pr oporcion al al voltaje de algu-n o d e l o s s e c u n d a r i o s d e l t r a n s f o r m a d o rp r i nc i pa l . S i obs e r va c on a t e nc i n , no t a r q u e d i c h o b o b i n a d o e s t e n c o n t r a s e n t i d ocon respecto al bobinado del primario.

A t ravs del bobinado de control c i rculata l cant idad de corr iente qu e, a l res tar la in-

duccin magnt ica de s te con la del pr ima-r io pr incipal , la m agni tud de cam po m agnt i-

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Cuaderno del Tcnico Reparador

TEORIA DE OPERACION DE LAS FUENTES

DE ALIMENTACION CONMUTADA

TIPOS DE FUENTES CONMUTADASPreparado por Horacio D. Vallejo

Extrado del texto: Fuentes de Alimentacin Conmutadas en Televisores Modernos

del Prof. J. L. Orozco Cuautle

EN ESTE ARTICULO, COMENZANDO CON LA DESCRIPCION DEALGUNOS MODELOS COMERCIALES, DESCRIBIREMOS LOS DIFE-RENTES TIPOS DE FUENTES CONMUTADAS QUE PUEDEN APARE-CER EN EQUIPOS ELECTRONICOS DE CONSUMO.

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co que l lega a los secundarios del t ransfor-mador es suficiente para generar los voltajesadecu ados en s u sa l ida , lo cu al se trad u ce enu n es ta do de operacin es tab le .

Por el con tra rio, s i el voltaje de los s ecu n -darios comienza a disminu ir , la corr iente qu ec i rcu la por e l bobinado de cont ro l t ambin

disminuye, es to provoca una menor res is ten-cia para que la induccin magnt ica del pr i -ma rio llegu e a los secu nd arios y se m an tengaas un volta je adecu ado en su sa l ida .

Por ot ra par te , cuando las tens iones a lasal ida del t ransformador comienzan a crecerpor encima de las especificaciones, a travsdel bobina do de contr ol c ircu la m s corr ien-te , lo que provoca mayor opos ic in a la in-duc c i n de l p r i ma r i o y , po r c ons i gu i e n t e ,una reduccin en las tens iones de los secun-darios .

Es fcil apreciar cmo gracias a tan inge-nioso mtodo, es te t ipo de fu ente es au torre-gulable , en la medida que modif ica sus con-d i c i one s de ope r a c i n pa r a ga r a n t i z a r quesus vol ta jes de sa l ida se mantengan idealespara la operacin el televisor.

Una vez obtenido, el voltaje del transfor-mador es rectificado, filtrado y enviado al cir-cu i to de swi tcheo , de donde sa le una sea lpul san te ; l a a l tu ra de sus pu l sos queda de-terminada por la ampl i tud de la tens in del

t r a ns f o r ma dor . Y c omo l a du r a c i n de l o spulsos s iempre es cons tante , controlando el

nivel de vol ta je quese obt iene del t ran s-formador es pos ibleg en e r a r c a s i c u a l -quier voltaje a la sa-l ida del circu ito con -m u t a d o r ; y n o s l o

eso, debido a la ca-racterst ica de reali-m e n t a c i n c o n q u ec u e n t a , e l c i r c u i t oes capaz de detectary corregir los desni-v e l e s q u e p u d i e r a np r e s e n t a r s e e n e lvol ta je de a l imenta-cin de corriente al-t e r na .

Fuentes t ip oPWM

L a s f ue n t e s c on -mut a da s de l t i po P WM s on l a s que ma yora p l i c a c i n ha n a l c a nz a do e n muy d i ve r s oscampos de l a e lec t rnica (desde equipo in-du s t r ia l has ta compu tadoras y apa ra tos e lec-trodomsticos).

Las fuentes PWM son ms flexibles, sobretodo por su mayor capacidad de absorcin a

var iac iones bruscas de l vo l t a je de en t rada .Tambin su cons t rucc in es ms senc i l l a ysu principio de operacin es ms fcil de en-tender; adems , por lo general no neces i tanelemen tos esp eciales (como varistores o bobi-n a d o s e n c o n t r a s e n t i d o s ) p a r a r e a l i z a r s ufu ncin regu ladora .

B s i c a m e n t e , l o n i c o q u e s e n e c e s i t apara obtener vol ta jes regulados de una fuen-t e de e s t e t i po , e s un c i r c u i t o que de t e c t econs tantemente e l nivel de a lguna de las sa-l idas , pa ra que a l momento que se reg i s t realgu na var iacin se expidan las rdenes a de-cuadas al conmutador y el nivel vuelva a lanormal idad .

Recordemos que en las fuentes conmuta-das an se requie re un b loque rec t i f i cadorqu e convierta la se al de CA en voltaje de CDy, por supues to , t ambin debe inc lu i r se unfil tro para obtener un voltaje de CD lo msuniforme posible; es decir, s in las ondulacio-n es r esu ltant es d el rectificad o (figur a 2).

Es te vo l t a je s e d i r ige a l p r imar io de un

t rans formador de a l t a f recuenc ia (cuyo n-cleo es de ferri ta) que, por lo general , t iene

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varios secu nd arios enca rgados de br inda r losd i f e r e n t e s vo l t a j e s que p r e c i s a e l a pa r a t o .Enseguida aparece un dispos i t ivo de conmu-tacin, cap az de con ectar el voltaje de CD re-sultante hacia el nivel de referencia GND del

primario.El disposit ivo que se encarga de controlarl a a n c h u r a d e l o s p u l s o s d e e n c e n d i d o a lconmutador y, por cons iguiente , los nivelesde volta je en los s ecun dar ios del t ran sforma -dor, es u n contr olad or PWM, el cu al recibe lareferencia d e a lgu no d e los bobinados s ecun -darios y de esa forma determina e l ancho depul so cor rec to . Ac tua lmente , l a incorpora -cin en los c i rcui tos de control PWM de lat e c no l og a d i g i t a l , l o s ha t r a ns f o r ma do e ns is temas cada vez ms econmicos y preci -

sos .En la sa l ida del conmutador se deben co-

locar algunas etapas de fi l trado (en la figura2 se representa s implemente un diodo y uncondensador , aunque la mayora de los c i r-cu i tos t ambin emplean bobinas pa ra mini -mizar e l r izo a la sa l ida) ; en es ta e tapa, seconvierte la seal pulsante obtenida del swit-cheo en u n voltaje de CD perfecto.

Aqu es conveniente ha cer a lgu na s obs er-vaciones relevantes sobre la operacin de es-te conjun to:

Como se puede apreciar en los diagra-mas presentados , encont ramos un puente dediodos conectado di rectamente a la l nea deCA, s in t ran sforma dor interm edio. Es ta con-figuracin requiere que los diodos empleadossean de u na t ens in m s a l ta que los n orma-les; por lo general , arriba de 500V. Adems,la tensin de operacin del fi l tro a la salidadel rect i f icador debe ser de 350V, mnima-mente , pa ra que pueda sopor ta r s in proble -

mas l a ca rga cuando e l apara to se conec taen u na lnea d e 220V de tens in a l tern a. El dispos i t ivo conmutador debe ser ca-

p a z d e m a n e ja r t e n -siones y corrient es ele-va da s ( pode mos de c i rq u e u n a f u e n t e c o n -m u t a d a fu n c io n a d emanera muy s imi la r au n f l y - b a c k y q u e e l

c on m u t a d o r h a c e la sveces del transistor desa l ida hor izonta l ) . Enl a a c t ua l i da d e s pos i -b le encont ra r muy d i -versos disposit ivos quehacen e l papel de con-

mutadores ( t rans i s tores b ipola res , Dar l ing-ton, MOSFET e incluso circuitos integrados).Una caracterst ica que permite identificar deinmediato al disposit ivo conmutador, es ques iempre es t un ido a un d i s ipador de ca lor

que l e pe rmi te mane ja r de forma segura l apotenc ia desperd ic iada durante su l abor deswitch eo (figu ra 3).

E l b loque cont ro lador cons i s t e , por logenera l, en u n c ircu ito integrado qu e inclu yecas i todas las par tes necesar ias para e l con-t rol del conmu tador .

En la mayora de casos , lo nico que sea ad e es la referen cia de voltaje y el reloj os-cilad or. La fun cin d e este bloque con siste endetectar qu e el voltaje en la sa lida de la fu en-te cumpla con las especif icaciones requeri -

das ; por lo tanto, precisa de una l nea paraa l i m e n t a r u n a m u e s t r a d e d i c h o v o l t a j e ycomparar lo con sus referencia para determi-nar qu var iacin se debe hacer en e l anchodel pu lso de con trol .

Es ta lnea , en la a ctua lidad , se en va , cas isiempre, por medio de un disposit ivo que ga-ran tiza el aislam ien to qu e existe en tre el lad o"primario" de la fuente y el extremo "secun-dario".

La a i s l ac in , a su vez , e s recomendablepara evitar qu e cua lquier ru ido en la l nea deCA pueda perjudicar los circuitos del equipoy tam bin para imp edir qu e e l ruido e lect ro-magnt ico producido por sus c i rcui to sa lgahacia la l nea de CA e interf iera con ot rosapara tos .

La e tapa de f i l t rado es la encargada deobtener e l valor promedio de vol ta je de lospulsos a la sa l ida del t ransformador. Por logenera l , t an s lo se t ra ta de un a r reg lo dediodos y capacitores conectados en configu-racin rectificador-filtro para obtener el vol-

t a j e de CD requer ido , aunque en ocas ionesse incluyen bobinas en serie con los diodospara redu cir au n m s e l r izo en la sa l ida .

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Fu e n t e s Con mu t a da s e nTelev isores Color Comerc ia les

H a s t a a qu e xpus i mos l o s p r i nc i p i o s deo p e r a c i n d e l a s f u e n t e s d e a l i m e n t a c i nconmutada; podemos dar inic io, entonces , a lan lisis de circu itos es pecficos, con la inten -cin de brindar al lector mayores elementosde juicio para el servicio, a la par de facilitar-le la a similacin de los tem as tericos.

Al respecto, describimos en sta y en lasprximas ediciones, los circuitos de alimen-

tacin de modelos representativos de las s i-

g u i e n t e s m a r c a s : R C A / G e n e r a l E l e c - t r i c , Sony , Zeni th , GoldStar , Panaso- n ic , Tosh iba y Phi l ips . Y para apoyarnues t ras expl icaciones , i lus t raremos e lt ema con d iagramas en compoenentes ,o s c i l og r a ma s , e t c . E s pe r a mos de e s t ama ne r a s o l uc i ona r muc ha s de l a s du -

das que probablemente us ted t iene so-b r e e l f u n c i o n a m i e n t o d e l a s f u e n t e sconmutadas y circuitos especficos.

Por lo que se refieren a los circuitosde a l imentac in de t e l ev i sores RCA yGeneral Electric (que comparten el mis-mo chasis), nos referiremos a los chasisCTC-176 / 177 y CTC-185 , que son idn-t icos en am bas m arcas .

Chas is CTC-1776/177

La s ma r c a s de t e l evis o r e s R C A/ G E e m-plean en a lgunos de sus mode los e l chas i sCTC-176/ 17 7 (figura 4), e l cu al ut il iza u n afuente de a l imentac in de t ipo conmutado ,que incluye un circuito integrado (U4101) yun t rans is tor FET (f igura 5) . Es te t rans is torac ta como u n in te r ruptor y , conjun tamen tecon e l t ran sforma dor, forma u n c ircui to osci-lador). Para la descripcin del funcionamien-to de es ta fuente , nos basaremos en e l dia-g r a m a r e a l q u e r e p r o d u c i r e m o s e n l a

prxima edicin.

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