Reparando Fontes Chaveadas (ART1183)
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18/06/2015 Reparandofonteschaveadas(ART1183)
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ltimasatualizaesMdulointeligente(ART204)SequencialdeLEDs(CIR8441)ConversodePrecisoCorrenteemPerodo(CIR8443)TVSBidirecionalDiscreto(COM881)
Reparandofonteschaveadas(ART1183)Comoaumentodonmerodecomputadoresemnossopas,asoficinasdereparaopassamaterapossibilidadedetrabalharcomumnovoproduto.Noentanto,nopossvelmexeremtudonumcomputadorsemumpreparoespecfico.Isso,entretantonodevedesanimarotcnicoquepodeteremalgunssetoresdocomputadorapossibilidadedefazerreparoseatdeumamaneirasimples.Osmonitoresdevdeo,amplificadoreseasprpriasfontesdealimentaosoalgunsexemplos.Nesseartigodamosalgumasdicasimportantesparaareparaodasfonteschaveadasencontradastantoemcomputadorescomoemmuitosoutrosperifricosemesmoequipamentosdeconsumo.
Existemcircuitosnoscomputadoresemquequalquertipodereparaobastanteproblemtica,tantopeladificuldadeemselocalizaressescomponentescomotambmpelomodocomosomontados.Placasdediversascamadas,componentesextremamentepequenos(SMD)ecommuitosterminaismuitoprximossoalgunscasosemqueareparaosetornaproblemtica.
Noentanto,existemalgumaspartesdoscircuitosemquetantosousadoscomponentescomunsdiscretos,detamanhosnormais,comotambmsuatrocafacilitadapelomodotradicionalcomosomontados.Issoocorre,porexemplo,emmonitoresdevdeo,emamplificadoresmultimdia,emalgunscircuitosdeimpressoraseprincipalmentenasfontesdealimentao.
Naverdade,essasfontessorelativamentesimplesderepararemalgunscasos,tantopelamenorcomplexidadedeseuscircuitosepelousodecomponentesdiscretoscomuns,comopelomodocomoessescomponentessomontados.
Dessaforma,umreparonumafontepossvelemmuitoscasos,ecompoucocusto,possibilitandoarecuperaodeumcircuitodocomputadorque,sebemquesejarelativamentebarato,podeaindasairmaisbaratoseforreparado.
AorepararumafontechaveadaouabreviadamenteSMPSdeSwitchModePowerSupplies,oprocedimentoaseradotadoporumtcnicocompletamentedoutilizadoporumafontecomum.
Numafontecomum,anosernumpequenosetordeentradaencontramosumatensoalternada.Nosdemaissetoresastensesencontradassotodascontnuas.Assim,paraoreparodeumafontelinear(tambmditaanalgica),bastamedirtensesetudoestresolvido.
Numafontechaveadaencontramossinais,comfreqnciasquepodemsuperar1MHz,oqueexigenoadisponibilidadedeinstrumentoscapazesdeverificaressessinais,comoumosciloscpio,comotambmoconhecimentodoprofissionaldasformasdeondaquedevemserobservadas.
Umoutropontoquetambmdificultaaanlisedessasfontesporpartedotcnicomenosfamiliarizadoofatodequemuitasdelaspossuemrecursosdeproteoqueasdesligaquandoalgumacoisaesterrada.
Assim,afontedesligacompletamenteparecendo"morta"quandoalgumacoisaocorreeotcnicosemconhecimento,nosabeporondecomear.
Parasaberoquepodeeoquenopodeserreparadonumafonte,eseissocompensa,comeamosporanalisaroprincpiodefuncionamentodeumafontechaveadatpicaquemostradoemblocosnafigura1.
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Comousarestequadrodebusca
claroquepodemocorrerpequenasvariaesdeumafonteparaoutra,conformeoquesedenominaatopologiausadaaqualdependedapotnciadesada,dotipodecircuitoquevaiseralimentadoemuitomais.
Porexemplo,emlugardoacopladorpticonoblocodefeedbackpodemosencontrarsimplesmenteumenrolamentoadicionaldotransformadorcomutador.Emlugardeapenasumtransistorcomutador,podemosencontrardoisempushpull,ofeedbackdecontrolepodeserobtidodeenrolamentosdiferentesdotransformadoreassimpordiante.
Umafontetpica,entretantotemsemprequatrosetoresprincipaisquesoindicadosnessediagramadeblocos.
Setor1Setordetenso+Bnoregulada.Tratasedeumsetorlineardafontequeincluiaalimentaocontnua,ocircuitodealimentaodestandby,eotransformadorprimrioalmdotransistorcomutador.
Setor2Nessesetorencontramosocircuitodepartidaetambmdeexcitaodotransformador.Essecircuitoforneceosinaldecontroleparaotransistorcomutadorqueocomponentedepotnciamaisimportantedetodaafonte.Nasfontesmaissimplesessecircuitotemapenasumtransistoreumpoucoscomponentesperifricos,masnasfontesmaiselaboradaspodemosatencontrarummicrocontroladorquefornecesinaisprocessadosparaotransistorcomutador.
Setor3Circuitossecundriossooscircuitosqueestodepoisdotransformador,ouseja,alimentadosporseusenrolamentossecundrioscomretificadores,filtroseeventualmentereguladoreslinearesdetenso.Essecircuitoqueforneceaalimentaoparaascargasdafonte.
Setor4Feedbackecontrolenessesetorestooscomponentesquecontrolamaexcitaodosetor2apartordeinformaesobtidasnasadadoscircuitosdosetor4.Essecircuitofazentoaregulagemdatensodesada,monitoraaaltatenso,ligaedesligaocircuitoemcasodenecessidadeeproporcionaoisolamentoentreaentradaesadaatravsdousodeacopladorespticos,enrolamentossensoresseparadosououtrosrecursos.
Cuidadosantesdemexer
Pelosblocosmostradosnaprimeirafigura,oleitorpodeperceberqueosblocosprincipaisdeumafontechaveadanosoisoladosdarededeenergia,porisso,existesempreoperigodechoquesemcasodeumtoqueacidental.
Assim,umaprticaaltamenterecomendvelaosetrabalharcomfontesdessetipo,consistenousodeumtransformadordeisolamento.Evidentemente,essetransformadordeveestarassociadoarecursosadicionaiscomoindicaodetensodesadaefusveisdeproteocontracurtocircuitos.
Almdissoconvenienteestarbematentoparaofatodequeexistemdoistiposdeterranumafontechaveadaequeelesnosocomuns.Umdelesoterraquentequeestaassociadoaoterraouneutrodarededeenergia.Esseterraestnormalmentenossetoresdeentradadafonte.Ooutrooterradochassisqueestassociadoaosetordepoisdotransformadorequeestisoladodarededeenergia.Verifiquesempreemrelaoqualdelesumatensoquedevesermedidaestreferida.
Umpontocrticonessesdoisterrasest,porexemplo,noacopladorptico.OladodoLEDtemoterraassociadoaochassienquantoqueoladodofototransistortemoterraassociadorede,ouseja,oterraquente.
Procedimentos
Algunspoucospassosbsicospermitemmesmoaotcnicomenosexperienteencontrarproblemasdefuncionamentonumafontechaveada.Aseguirvamostratardospassosquedevemserdadosnodiagnsticodeproblemas.
PrimeiroPasso
Verifiqueafontedestandby(espera).Astensesdessafontesoimportantespoisalimentamomicroprocessador.Seessastensesestiveremincorretasafontenoparte.Observequenemtodasasfontespossuemesserecurso.Lembramosaindaquealgumasfontespossuemumsetorcomtransformadorseparadoparaessaalimentao.
Verificandoqueessesetorfunciona,muitoscomponentessuspeitospodemserdescartados.SenoestiveremordempodemossuspeitardoCIdessesetorquenormalmenteumoutrocomutador,masdemenorpotncia.
SegundoPasso
Oprximoprocedimentoconsisteemseverificarseaparadadafontesedeveaproblemasdelamesmooudocircuitoalimentado.Issofeitodesligandoseacargaqueelaalimenta.Comissopossvelverificarseo
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desligamentoeventualdafontesedeveaumproblemadesobrecargadocircuitoalimentadoporumafalhadele,ouseoproblemaedaprpriafonte.
Leveemcontaquemuitasfontesnooperamsenotiveremumacorrentemnimadecarga,oquesignificaquedesliglasimplesmentedocircuitoalimentadonoresultaremnada.,
Umaidiaconsisteemseconectarumapequenalmpada,quetenhaatensodesadadafontenosetortestado,masumapotnciaquenosejamuitoelevada,apenasparafornecerumacargamnimaparaotestedefuncionamento,comomostraafigura2.
Oexemplodadoaseguirservetantoparaocasodecomputadores,comoparaumafontechaveadausadaemmonitoresdevdeooumesmoemtelevisorescomuns,queapresentaamesmaconfigurao.
Paraumtelevisor,porexemplo,emqueatensochegaamaisde130Vpodeseusarumalmpadade40a50Wcomumenquantoqueparaumcomputadorououtroperifricodebaixatenso,useumalmpadade12Vou18Vde500mA.
Seatensocomalmpadaacesafornormal,issosignificaqueafonteestfuncionandoequeoproblemapodeestarnocircuitoqueestsendoalimentado.
Sealmpadanoacender,afontenopartir,ouainda,sealmpadaacendermasdesligaremseguida(entraemshutodown)ouainda,sealmpadativerumbrilhoexcessivo,indicandosobretenso,entoissoindicaqueexistealgoanormalcomaprpriafonte.Osprximospassosvoindicarcomodescobriroqueesterrado.
TerceiroPasso
Seaindanochegarmosconclusoalguma,oprximopassoconsisteemseretirarosinaldecomutaodotransistordepotncia(normalmenteumFETdepotncia,montadonumdissipadordecalor).
Paraessafinalidade,normalmentebastalevantarumdosterminaisdoscomponentesqueacoplamocircuitogeradorPWMcomportadessetransistor.Normalmenteexisteumresistorparaessafinalidade.Comesseprocedimento,oscircuitosdosetor3sodesativadosecomissopossvelfazeraanlisedosdemaiscircuitosdafonte.
Almdisso,garantesequenenhumatensovaisairdafontequandoelaforligada,podendosobrecarregaroscircuitosalimentados.Vejaquemuitasvezesafonteestruimeoscircuitosalimentadostmumaalimentaoinadequada,podendodanificlosdepoisdecertotempo.
QuartoPasso
Passamosentoanlisedoscircuitosdobloco1.Essescircuitosincluemaretificaoefiltragemdeentrada.Deveseverificarastensesatotransistorcomutador,verificandoseelerecebealimentaocorreta.Comeceverificandoatensode+Bnotransistorcomutador.
Omultmetroouentoumosciloscpiosoosinstrumentosapropriadosparasefazeraanlisedessaetapa.
Seforconstatadaumabaixacorrenteeumatensonormaldeaproximadamente160Vsearededeenergiaforde110V,entoafontedealimentao,emprincpioestboa.Serinteressante,antesdepassarparaaprximaetapa,verificarseotransistorchaveadornoestaberto.Paraessafinalidade,retireodocircuitoefaaostestesconvencionais.
Outropontoaindadestaetapaquedeveserverificado,oresistorquenormalmenteexistenafonte(ouemissor)dotransistorquepodeestaralteradoouaberto.Seessescomponentesestiverembons,passeaopassoseguinte.
Poroutrolado,senoforencontradatensoalgumaenenhumacorrenteentoporqueexistealgoabertonessesetordocircuito.Verifiqueentoosfusveis,resistoresdesegurana(fusistores),diodosecapacitoresdefiltro.Testetambmacontinuidadedoenrolamentoprimriodotransformadordechaveamento.
Seatensodafonteestiveranormalmentebaixa,issopodesersinaldequeexistealgumcomponentealteradoouemcurtonalinhade+B.Otransistorpodeestaremcurto,podemexistirproblemasnosdiodosdaponteretificadora,nocapacitordefiltroeoutroscomponentesquedevemsertestados.Tambmdeveserverificadaapossibilidadedeumcurtodoenrolamentoprimriodotransformadorcomsuacarcaaoucomochassi.
QuintoPasso
Oprximopassoconsisteemsefazeraanlisedocircuitodeexcitaodotransistorchaveador.Antespormdevemosverificarseocircuitointegradoquecontrolaissoestfuncionando.Paraessafinalidade,eledevereceberatensodepartidadeumarededivisoraapartirdo+B.Seessatensonoexistir,verifiqueoscomponentesqueafornecem.
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Depoisdeprocedimento,podemosverificarseoosciladordocircuitoestfuncionando,ligandosuasadaaoosciloscpioparacomprovarapresenadosinalcomutador.Asformasdeondaeafreqnciadevemcoincidir.Umsinalcommuitorudopodeserdifcildeseranalisadoouterafreqnciamedida.
Sehouverumavariaodafreqnciamaiordoque10%dovalorprevisto,issopodeindicarqueocontroladorseencontracomproblemasoualgumcomponenteaeleassociado.Faaumaverificao.
ObservamosquealgumasfontespossuemumCIdecontrolecomumpinodetesteequeaindapodeocorrerqueelafiquedesabilitadaquandosemcarga,casoemqueoosciladornofunciona.Verifiqueisso.
SextoPasso
Umprocedimentointeressantenodiagnsticodefonteschaveadasconsistenarealizaodotestedinmicodocircuitoderealimentaoecontrole.Essecircuito,conformemostraafigura3,possuinormalmenteumacopladorpticocomoelementobsico.
Almdaprpriafalhadoacopladoroudoseucircuitodeexcitao,tambmpodemocorrerproblemascomotransistorderealimentaoquenoforneceaomicrocontroladorouaotransistorcomutadorumsinaldecontroleapropriado.
Umapossibilidadeinteressantedetesteparaessecircuitoconsisteemsesimularseufuncionamentoaplicandoseumatensoexternaaotransistordosensordoacoplador,everificarseissofazcomqueafontefuncione.Afontedevefornecerumatensodaordemdealgunsvoltscomlimitaodecorrente.
Aaplicaodatensonoelementosensordoacopladorpticovaifazercomqueocorreumavariaodatensodesadadafonte,oquepodesermedidofacilmentecomummultmetro.
Senenhumamodificaonatensodesadaounofuncionamentodafonteocorrercomaaplicaodessatensoissopodesersinaldequeoacopladorpticoseencontracomproblemas.Retireodocircuitoparaumtestedefuncionamento.
Seodoacopladorestiverfuncionandodeveserfeitoodiagnsticodosdemaiscomponentesdessaetapa.Issopodeserfeitopelamedidadastensesemseusdiversospontos,observandosequeoLEDdoacopladorprecisadeumatensoentre1,6e1,8Vparafuncionar.
Nessetestedevesertambmanalisadoofuncionamentodeeventuaisblocosdeshutdowneproteocontrasobretenso,osquaisdevemestarfuncionando.Porexemplo,umatensoexcessivanasadafazcomqueessescircuitossejamativadoseafontedesligada.
ComponentesUsados
Nasfonteschaveadasexistemcomponentescrticos.Seumdessescomponentesprecisarsersubstitudooleitordevetomarmuitocuidadoparanoutilizarumdemenorqualidadeoucujasespecificaessejaminferioresaooriginal.
Porexemplo,umtransistorcomutador(MOSFET)podeteromesmotipo,masdiversosgrausdequalidadeoudeespecificaesdadospelosufixo.Assim,seooriginalforsufixoA,porexemplo,eusarmosumsufixoB,ondeBindicaumatensomximasuportaentredrenoefonteumpoucomenor,issopodecomprometerofuncionamentodafonte.
Damesmaforma,secolocarmosumresistorde5%numlocalemqueexigidoumresistorde1%,issopodeafetarofuncionamentodafontelevandoaaumanovafalha.claroquenessecaso,existeumapossibilidadeinteressantequedeveserutilizada,masapenasnoscasosdeemergncia.
Nafaltadeumresistorde1%dedeterminadovalor,podeseselecionarcomummultmetrodeboapreciso,numlotederesistoresde5%oumesmo10%ouqueestejacomovalormaisprximododesejadoeutilizlo.
Outropontoimportantenasubstituiodecomponentesdeumafontechaveadaestnasubstituiodecapacitores.OscapacitorespossuemumaespecificaodenominadaESR(EquivalentSeriesResistance),emportugusresistnciaequivalenteemsrie.
Oqueocorrequeocircuitoequivalenteaumcapacitoromostradonafigura4,ondeexisteumaresistnciaemsrievirtualquenadamaisdoquearesistnciadosseusterminaisedosprprioseletrodosinternosdocomponente.
NumbomcapacitoraESRdeveseramenorpossvelparaquenoocorramproblemasdeinstabilidadedocircuito,comoregulagemerrtica,oscilaes,shutdownerrticoeoutros.OscapacitoresusadosnasfonteschaveadasnormalmentesotiposdebaixaESR.
NasubstituiodevemserusadostiposequivalentesdebaixaESR,poisatrocaporumdeESRelevadapodelevaranovosproblemasdefuncionamentodafonte.Algunscentavosamaisnumcapacitordemarcaconhecidapode
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ltimasNotciasProfNewtoneParticipantesRecebemCertificados(NOT325)MecatrnicaemMaceiTrabalhosdosAlunos(NOT324)PalestradoProf.NewtonC.BragaemMacei(NOT323)KitdidticoparaexperinciascomeletrnicadigitalLPCDFDI(COL1001)ColgioMaterAmabilisUtilizaoMultiSIM(NOT322)
OpinioMsdeJunho,novidadeseartigos(OP138)
Nestemsdejunhode2015continuamoscomnossotrabalho,recuperandomilharesdeartigosqueescrevemossendomuitodelesaindaatuais.Paraeles,noapenasfazemosasmodificaesqueperitemusarcomponentesexistentesnonossomercado,quandonecessrios,comofazemosobservaesimportantesquepodemajudarnossosleitores.
Leiamais...
significaradiferenaentreterumafontefuncionandonormalmenteouapresentarnovosproblemas.
Concluso
Sebemquetenhamumprincpiodefuncionamentodiferentedasfontesanalgicascomuns,usemcomponentesmaissofisticados,asfonteschaveadaspodemserreparadascomalgumafacilidadepeloprofissionalqueestejabempreparado.
Essepreparocomeacomoconhecimentodeseuprincpiodefuncionamento,passapelautilizaodetcnicaseinstrumentosapropriadoseterminanaescolhacertadoscomponentesdesubstituio.
Nesseartigodemosumabrevevisodecomoodiagnsticodeproblemasdessasfontespodeserfeitodemaneiralgica.Variaespodemocorreremfunodatopologiadecadafonte,noentanto,apossedodiagramaetambmdebomsensorajudammuitoacadaumsaberoquedevefazerdiantedeumafontequenofunciona.
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