Reactivador de tubos y probador de fuentes de TV

Introducción

Para probar alguna fuentes se necesita algo mas que nuestra conocida fuente Evariac. En efecto, las fuentes del tipo TDA4601 y las del tipo maestro esclavo, por ejemplo, toman energía para el circuito de arranque directamente desde la red de CA. (Le pedimos al lector que en caso de duda consulte el tema en el curso de fuentes pulsadas escrito por el autor y que esta saliendo en la revista SE).

La fuente Evariac puede reemplazar a la salida continua del puente de rectificadores, con la enorme ventaja de que esa tensión continua se puede variar en un amplio rango de 0 a 300V, lo que nos permite probar la fuente aun con la sección medidora de la misma desconectada e incluso puenteando la etapa PWM. El autor suele decir en sus cursos: “para probar una fuente, primero hay que desnudarla, para posteriormente ir vistiéndola poco a poco”. La frase se refiere a que uno de los métodos de trabajo consiste en probar, el oscilador principal y el circuito de arranque solos y posteriormente agregarle la sección medidora y por ultimo la sección de control. Para hacer esta prueba se debe reemplazar la tensión del electrolitico principal por la tensión continua de la fuente Evariac. Si solo hacemos eso y la fuente tiene su circuito de arranque por alterna, seguramente no va a arrancar.

Las fuentes mencionadas anteriormente, no arrancan sino se alimentan con CA desde la red. Si se usa la Evariac en la salida del puente (previa su desconección) y se conecta el TV a la red; la fuente arranca pero se pierde la aislación de red que tanto recomendamos. El lector estará pensando que le voy a recomendar un segundo transformador aislador de 220/220 (110/110 para otros países). Si, lo voy a hacer pero a no asustarse porque no se requiere un transformador de grandes dimensiones. Nuestra solución es muy económica y versátil porque solo requiere dos pequeños transformadores de 220V a 12+12 que se consiguen en cualquier casa de electrónica por muy poco dinero.

Si proveemos a la fuente Evariac de una fuente aislada de 220V porque no usarla para alguna otra prestación. El autor pensó que se podían combinar dos instrumentos infaltables en el taller del reparador de TV y monitores; la fuente Evariac y el reactivador de tubos. Y esa combinación es lo que vamos a explicar en este artículo.

Así que a los que tengan construida una fuente Evariac, los invitamos a agregarle la salida de 220V aislada y el reactivador de tubos; o si no tienen lugar en la misma, construir un instrumento separado que combine ambas funciones.

Arranque de fuentes por CA

Vamos a explicarle como se prueba una fuente que tiene arranque por CA. Por ejemplo una fuente con TDA4601 como la que se utiliza ampliamente en los TV Hitachi y que se puede observar en la figura siguiente.

Observemos el circuito de arranque. Para que la fuente arranque se requiere que la tensión de la pata 9 del CI supere los 9 V de continua. Esa tensión podría obtenerse desde la salida del puente de rectificadores (el positivo del capacitor electrolítico principal) por intermedio de un resistor. Pero este resistor sería de gran disipación porque por el circularía una corriente en forma permanente. La solución adoptada por Hitachi y otras empresas consiste en alimentar el integrado directamente desde la entrada del puente de rectificadores por intermedio de R921 (2K7 1/2W) y un pequeño termistor TH902 que en muchos TVs se reemplaza por un diodo 1N4001 con el ánodo hacia la pata 9.

Cuando explico esto en clase siempre recibo la mismo pregunta: Profesor, si ese polo fuera el neutro de la red, la fuente no arrancaría. La respuesta es la siguiente. Ese polo puede ser el neutro con respecto a nuestro planeta. Pero al CI TDA4601 no le importa que tensión alterna existe en ese punto con respecto a la tierra. A el solo le importa que circule una corriente continua entre su pata 6 (masa) y su pata 9 (+B).

La pata 6 está conectada al negativo del electrolítico principal y la 9 esta conectada a un polo de la CA vivo o neutro da igual (con un resistor de alto valor). Si es neutro la pata 6 será viva con respecto a la tierra y la pata 9 del CI será neutra con respecto a la tierra, pero tendría una tensión alterna con respecto a la pata 6 si no fuera porque existe un diodo en el circuito que no permite la existencia de pulsos negativos en la pata 9, con respecto a la pata 6. Nos referimos al diodo D908 que podemos considerar conectado a masa cuando la fuente aun no arrancó y el bobinado L7-8 no tiene tensión.

Como se trata de un tema complicado el autor realizó una simulación con el Live Wire para analizar las formas de señal.

El generador está ubicado en la estación transformadora de la compañía de electricidad; la conexión a masa esta realmente realizada a una toma de tierra real con planchuelas metálicas enterradas. La llave SW1 no existe en realidad; es un agregado del autor para demostrar que no tiene importancia cual de los polos es el vivo porque la tensión sobre la carga R2 (que representa el consumo del integrado durante el arranque) no se modifica. El capacitor C1 es el capacitor de la fuente no regulada que como sabemos se carga a 310V con redes de 220V.

La llave SW2 no existe en realidad; es agregada por el autor para observar los oscilogramas sobre la carga sin el agregado de un capacitor de filtro. En la realidad C2 es el capacitor electrolítico C910 que filtra la alimentación al integrado por la pata 9.

Por último digamos que la fuente tiene una masa virtual (negativo del electrolitico C1) donde retorna la carga, el capacitor C2 y el cátodo del diodo D1 (que en realidad es el diodo D908) encargado de alimentar al integrado cuando arranca la fuente pulsada.

El primer oscilograma que vamos a generar, es el existente sobre la carga cuando el capacitor C2 está desconectado.

Como se puede observar se trata del semiclo positivo de una sinusoide ya que el semiciclo negativo sobre la carga queda anulado por D1. En cuanto a la amplitud de ese semiciclo se puede observar que entre los resistores R1 y R2 se forma un divisor por 5; esto significa que si sobre el puente de rectificadores se aplican semiciclos de 310V los semiciclos después del atenuador tendrán una amplitud de 310/5 = 62 V. Esto nos indica que todo ocurre como si el generador de CA se conectara directamente al circuito de arranque pero como esto no es cierto vamos a analizar que ocurre en realidad. No tiene sentido analizar el circuito con los semiciclos negativos de V1 porque el diodo D1 los anulará. Cuando la pata superior del puente es positiva, circula corriente por R1, la carga R2, el diodo inferior izquierdo del puente y el generador. Esto significa que salvo la pequeña caída en este diodo, durante este semiciclo, todo ocurre como si el negativo del electrolítico se conectara directamente al generador.

Cuando se mueve la llave SW1 no se observan cambios sobre el oscilograma en la carga. Y realmente no deberían observarse porque realmente no puede haber circulación de corriente por la llave SW1. En efecto, podríamos decir, que casi como un demostración por el absurdo, si circulara corriente no tendría modo de retornar a la masa virtual.

Ahora es el momento de cerrar la llave SW2. Al conectar el filtro se debe generar una tensión continua (con algún ripple) cuyo valor medio debe coincidir con el valor medio del oscilograma anterior. Como se puede observar un tiempo después de la conexión se obtiene un valor medio de unos 20V con un ripple considerable. Este valor es un tanto elevado pero solo sirve como ejemplo. El valor real debe estar en el orden de los 10V, lo que significa que no es correcto el valor estimado de la carga o el del resistor superior del atenuador.

¿Se podrá comprobar en nuestro modelo virtual como son las formas de señal aplicadas al rectificador con respecto a la masa del electrolítico? Por supuesto, y esta experiencia nos dará un resultado muy interesante. En la figura 5 se puede observar el oscilograma con la llave SW1 hacia la izquierda.

El oscilograma con la llave SW1 hacia la derecha el oscilograma es exactamente igual y no lo repetimos. Ambos oscilogramas tienen una amplitud de 155V aproximadamente porque corresponden a una circulación de media onda. Esto implica una da las cosas que deseamos probar: Cualquiera de los dos cables de alimentación elegido para conectar la red de arranque da lo mismo. Siempre tendremos una tensión de 155V para el arranque.

¿Se puede aislar la alimentación de 220V y que la fuente siga arrancando? Se puede y es conveniente hacerlo por la seguridad personal del reparador. Para probarlo y mostrar el método utilizado para aislar la entrada de 220V es que se realiza la simulación de la figura 6.

Como se puede observar. El método mas económico para construir una fuente aislada de 220 V de CA, es utilizar dos transformadores de 220V a 12 + 12 V. Luego veremos que al primero de esos transformadores, se lo utilizará también para una función muy apreciada por los reparadores: la reactivación de tubos. De este modo se completa la fuente Evariac en forma de un instrumento múltiple que inclusive se puede utilizar como fuente de alimentación regulada de 0 a 35V CC, con limitador de corriente para precaldear el filamento del tubo con total seguridad.