Asesoramiento
electrónico e informático
No quiero
tocar el tema de monitores LSD, TFT y
LED ya que hablamos de esta tecnología en televisión. Es importante saber que un TV y
Monitor son muy parecidos en su funcionamiento. La diferencia consiste que el
TV la entrada de señal es compuesta (dentro de un ancho de banda se incorporan diferentes frecuencias, Portadoras
o Sub Portadoras que es como se le denomina, Portadora de: Video, Croma,
Sincronismo, Audio).Para esto el TV demanda diferentes circuitos electrónicos
que procesan la señal y la separan. En el caso del Monitor, no hace falta, el
ordenador en su tarjeta de salida de
Video se encarga de dar por separado esta información. Recuerde estamos
hablando de monitores analógicos(los que tienen TRC), semis digitales o como los queréis llamar (en realidad tienen procesamiento
analógicos y digital).
Quisiera
poder ser más detallado en toda la información que usare pero en muy difícil, los monitores a
pesar de que tienen todos los mismos bloques y principio de funcionamientos, su
tecnología y circuitería difieren muchos entre las marcas y modelos esto hace muy difícil dominar por completo
esta tecnología (pero no imposible, la experiencia y el conocimiento es un
factor muy importante en este trabajo).Pero no se preocupe por que con la
llegada de los LCD ha habido cierto descanso, las nuevas tecnologías son más fácil detectar las fallas técnicas. Mi
punto de vista es que si quieres ser bueno en lo que haces, debes conocer a
fondo tu trabajo, recuerde, lo que queda
obsoleto es la base de nuestro conocimiento y trabajo, siempre, siempre nos
dará una mejor visión de cómo funcionan, mejoras y por qué de ellas.
En la fig
anterior mostramos el esquema básico de un monitor Vemos el módulo de control
de los leds indicadores (en el caso de este modelo) de la función a ajustar,
las cuales generalmente son: posición horizontal, posición vertical, tamaño
horizontal, tamaño vertical pincushion y geometría, en modelos más recientes se
indica por medio del display en pantalla.
Al
igual que en un tv el monitor cuenta también con un CI micro controlador el
cual trabaja de la misma manera que en un tv, con el agregado de tener
que controlar otra funciones como son la resolución que el usuario
seleccione, así como el control de los diferentes ajustes de tamaño de
ancho, tamaño vertical posición vertical y horizontal, en modelos
antiguos el ajuste es por potenciómetros (medios analógicos), en modelos
recientes lleva la totalidad del control del monitor incluyendo los ajustes de
video, todo por medio de las señales de data y clock
El bloque
5,6 corresponde a los preamplificadores y amplificadores de video los cuales
serán aplicados a los cátodos correspondientes del TRC. En el 7 tenemos la base
de tiempo el cual genera la oscilación horizontal y vertical, y la acondiciona
en frecuencia en base del IC microcontrolador. El bloque recibe la oscilación
horizontal es el preamplificador para excitar el bloque 9.-salida horizontal,
flyback y yugo en su sección horizontal pincushion y geometría, en los modelos
antiguos el control se lleva directamente en la etapa a ajustar, de la misma
manera como en un tv el flyback entrega diferentes tensiones para alimentar
cinescopio y otros circuitos excepto los filamentos, los cuales se alimentan
directamente de la fuente, la razón de este cambio es que según la resolución y
dependiendo la configuración del circuito puede variar la frecuencia y tensión lo que provocaría deficiencia de
alimentación dañando o acelerando el proceso de desgaste, la tensión del
filamento del TRC debe de ser constante.
El bloque 10
está formado por el amplificador de salida vertical el cual alimenta el yugo en
su sección vertical, así mismo su frecuencia es controlada por el micro controlador
y circuitos asociados. El 11 es circuito encargado de pincushion y tamaño
horizontal el cual es aplicado directamente en los circuitos de salida horizontal,
en este circuito se encuentra la mayoría de los fallos de ancho.
Bloque 12 Circuito
de control de blanking, en tv normalmente se aplica al C.I. jungla y se procesa
en la etapa de video, en monitores se aplica directamente a la reja 1 del TRC y
es tensión negativa aproximadamente de unos 70v, así mismo el sistema cuenta
con protección contra rayos X bloque13.- el cual generalmente es aplicado al
C.I. de la base de tiempo (7) cortando la oscilación horizontal y por
consecuencia la salida horizontal.
Bloque 14 Conmuta diferentes
tensiones entre ellas la alimentación al C.I. jungla, la alimentación a los
filamentos y forma parte activa del sistema de ahorro de energía.
Conociendo el funcionamiento del monitor y la detección de
fallas le será más fácil.
La fuente en
monitores es muy similar a la de un televisor, salvo que tiene algunas
características especiales, analicemos un poco la estructura a bloques.
Bloque 1 Filtro
de entrada de CA. está configurado para evitar la entrada de ruido que pueda
venir montado en la CA. así mismo debe ser capaz de bloquear el ruido que se
genera en los componentes de swicheo de la misma fuente para así evitar
interferencia en otros equipos qué estén conectados, esa es su función, pocos
componente y muy fácil detectar cualquier defecto.
Bloque 2 SW
ON/OFF, conmutador o interruptor.
Bloque 3 Sistema
de desmagnetización, cada vez que el equipo se enciende se activa la bobina
desmagnetizadora para eliminar las impurezas de color(manchas) que se generen
por la influencia externas de campos magnéticos ya sea por la tierra o equipos
eléctricos, bafles ,bocinas etc. su duración es de tan solo unos pocos
milisegundos pero suficiente para limpiar la pantalla, su desconexión es por
medio de una resistencia de coeficiente de temperatura positivo (PTC) la cual
eleva su resistencia a varios miles de ohmios deshabilitando la bobina.
Bloque
4 Rectificador y diente de sierra,
encargado de rectificar la AC. À DC.,
cabe mencionar que sobre la DC. queda montada una forma de onda de diente de
sierra la cual no debe exceder en la mayoría de los casos los 12Vpp.
Bloque 5 Transformador
de poder o comúnmente llamado shoper, encargado de transferir la energía de su
primario a los embobinados secundarios, para esto es excitado por el Q901
conmutador, así mismo cumple con la función de aislar los voltajes secundarios
de la tensión de línea.
Bloque 6. Circuito de arranque, esta sección se encarga de alimentar inicialmente al circuito de control, modulador (PWM) y drive que generalmente es un circuito integrado, en el caso de este estudio se trata de un UC3842.
Bloque 7 Rectificador y diente de sierra, este circuito se encarga de rectificar la CA. de alta frecuencia que entrega el transformador de poder por un embobinado terciario, el cual sirve para reforzar la tensión que entrega el circuito de arranque.
Bloque 8 Circuito de control, modulador de ancho de pulso y drive, dentro de este circuito (UC3842) se encuentran los circuitos necesarios para el control de excitación del transistor de swicheo, así mismo incorpora las protecciones necesarias de exceso de corriente (OCP) y tensión (OVP).
Bloque 9 Conmutador, generalmente un transistor mosfet, es el encargado de excitar al transformador choper.
Bloque 10,11 Circuitos de entrada de sincronía horizontal, tomado de un embobinado del flyback, el cual sirve en parte como pulso de control, la ausencia de este pulso le indica al circuito de control (UC3842) entrar en modo de ahorro de energía.
Bloque 6. Circuito de arranque, esta sección se encarga de alimentar inicialmente al circuito de control, modulador (PWM) y drive que generalmente es un circuito integrado, en el caso de este estudio se trata de un UC3842.
Bloque 7 Rectificador y diente de sierra, este circuito se encarga de rectificar la CA. de alta frecuencia que entrega el transformador de poder por un embobinado terciario, el cual sirve para reforzar la tensión que entrega el circuito de arranque.
Bloque 8 Circuito de control, modulador de ancho de pulso y drive, dentro de este circuito (UC3842) se encuentran los circuitos necesarios para el control de excitación del transistor de swicheo, así mismo incorpora las protecciones necesarias de exceso de corriente (OCP) y tensión (OVP).
Bloque 9 Conmutador, generalmente un transistor mosfet, es el encargado de excitar al transformador choper.
Bloque 10,11 Circuitos de entrada de sincronía horizontal, tomado de un embobinado del flyback, el cual sirve en parte como pulso de control, la ausencia de este pulso le indica al circuito de control (UC3842) entrar en modo de ahorro de energía.
Bloque 12 Sistema
de rectificación de la tensión alterna que entrega el secundario del
transformador de fuente, cabe mencionar que esta tensión de CA. es de alta
frecuencia, la cual no se puede medir con el voltímetro convencional, solo con
osciloscopio o con un medidor de Vpp
Bloque 13, 14 Circuito de conmutación, controlado por el microprocesador, forma parte activa del sistema de ahorro de energía, activo alimenta diversos circuitos principalmente de la base de tiempo horizontal.
Bloque 13, 14 Circuito de conmutación, controlado por el microprocesador, forma parte activa del sistema de ahorro de energía, activo alimenta diversos circuitos principalmente de la base de tiempo horizontal.
Bloque 15 Circuito
de conmutación, controlado por el microprocesador, forma parte activa del
sistema de ahorro de energía, activado alimenta los filamentos del cinescopio
(TRC)
Bloque 16 Sección
del microprocesador que controla los circuitos de conmutación.
Bloques 17, 18. 19 y 20 Este
circuito es muy especial, es un convertidor de DC que a partir de
aproximadamente 70v de fuente es capaz de elevar dicha tensión hasta cerca de
170v, esto dependiendo de la resolución en que este trabajando el monitor, el
circuito opera igual que una fuente conmutada, un mosfet es el elemento de
swicheo, el control lo lleva el mismo integrado que controla la base de tiempo
y sincronismos, su tensión de salida sirve para alimentar a el flyback en su
bobinado primario (salida horizontal).
Sección
de arranque
El circuito integrado UC3842 es de los más usados en fuentes de monitores, de 8 terminales tipo DIP (doble hilera de pines) requiere un mínimo de componentes externos para funcionar, el control es modulado por ancho de pulso (PWM), entre sus características esta la detección de bajo voltaje, censado de corriente, amplificador de error, oscilador, y el drive adecuado para excitar un transistor mosfet de potencia.
El circuito integrado UC3842 es de los más usados en fuentes de monitores, de 8 terminales tipo DIP (doble hilera de pines) requiere un mínimo de componentes externos para funcionar, el control es modulado por ancho de pulso (PWM), entre sus características esta la detección de bajo voltaje, censado de corriente, amplificador de error, oscilador, y el drive adecuado para excitar un transistor mosfet de potencia.
El diodo D1 rectifica la corriente alterna de línea, la cual se aplica a
las resistencias R2, R3 para polarizar la base de Q2, el arreglo con el
zener D2 polariza la base con unos 30v , así mismo la tensión rectificada
se entrega a la resistencia R4 la cual sirve para limitar la tensión/corriente
al colector de Q1, el arreglo con R5 y R1 permite entregar una tensión
aproximada de 12v al terminal 7 (Vcc) del UC3842, con esto abra arrancado
generando por el terminal 6 la salida para alimentar al transistor de swicheo,
(generalmente un transistor mosfet) con esto generando una inductancia en el
bobinado terciario, dicha tensión alterna de alta frecuencia es rectificada por
el diodo D3 y filtrada por el condensador C2 sumándose a la tensión de arranque
quedando una tensión aproximada de 18v, cuando existen problemas de sobre
consumo de corriente o no llegue el pulso de sincronía horizontal se genera un
defecto llamado de hipo electrónico el cual consiste en un fluctuación de la
tensión Vcc de unos 12v a 14v aproximadamente. Ya que la fuente arranca para
luego bloquearse nuevamente, así indefinidamente.
En la figura 3-2 vemos lo que es el circuito de arranque mas sencillo,
ya que se conforma de solo 2 resistores, el valor de los resistores puede variar
según la marca, incluso los hay con un solo resistor, en este caso R2 y R3 son
los resistores de arranque, D2 y D3 y C2 C3 conforman la tensión que se suma a
la tensión de arranque del terminal 7 Vcc cuando ya arranco la fuente la cual
es de 18v aproximadamente, el consumo del terminal 7 Vcc es de aproximadamente
1 ma.
En
la figura 3-3 vemos un arreglo del circuito de arranque basado en dos
condensadores electrolíticos conectados en serie, una resistencia limitadora de
corriente y un zener básicamente, el circuito funciona de la siguiente forma:
Al accionar el interruptor de encendido se cierra el circuito con la línea de
ca. Con lo cual se cargan los condensadores C4 y C5 limitados por la
resistencia R1 y el diodo zener Z1, observe que estos componentes quedan en un
arreglo en serie, la tensión de arranque se toma de la unión Z1 y R1 a través
de D2 para ser aplicado al terminal 7 Vcc (11V aproximadamente) del UC3843B C3
es el condensador de filtro De Vcc., de la misma forma que en los circuitos
analizados D1, D4, R2 y R3, C1, C2 y C6 conforman el refuerzo de alimentación
del UC3843B al momento de arrancar la fuente.
Como
puede observar en los tres circuitos analizados todos comparten la misma
función que es la alimentación de inicio para el arranque, cabe mencionar que
estos no son las únicas configuraciones de circuitos de arranque, los hay
aun mas complejos, pero componentes mas o menos y con la ayuda de los diagramas
necesarios, analizando los circuitos podrá determinar la conformación del
circuito de arranque, esta sección no genera complicación alguna para el
diagnostico y reparación ya que con el simple tester podrá revisar el estado de
la sección, ya que los problemas son por deterioro de resistencias o perdida de
capacidad de condensadores, los cuales en todo caso son económicos pudiendo
cambiarlos en caso de duda.
Para el estudio se tomó como base fuentes con integrado UC3842 y UC3843 ya que
es usado en una gran mayoría de fuentes.
Modulador PWM y protecciones
Para entender el funcionamiento veamos la estructura
interna simplificada del UC3842
Observe el
terminal 7 entrada de tensión Vcc el cual a su vez funciona como detector de
baja tensión, el operacional marcado como UVLO detecta la baja tensión
modificando su salida para de este modo a través del operacional 2
conmutar la salida del drive 3 a alta impedancia y con ello impedir la
activación del transistor convertidor de potencia, ya que un error en la
excitación del transistor convertidor o de swicheo podría ocasionar su
destrucción o sobre calentamiento, el consumo de esta sección es de
aproximadamente 1ma apagado y de 15ma encendido, así mismo la sección 4 regula
la tensión de referencia del terminal 8, el operacional marcado como 5 toma la
tensión de referencia entregando a su salida 2.5v los cuales servirán para
polarizar la entrada no inversora del amplificador de error, su salida
dependerá del pin 2 terminal de entrada inversora del comparador de error y del
valor de la resistencia conectado entre las terminales 1 y 2 la cual determina
la ganancia del operacional. Su
salida se aplicara a la entrada del operacional 7 el cual dependerá también de
la tensión/corriente aplicada al terminal 3 censor de corriente, la salida del
operacional 7 entrara a la terminal R del flip flop con lo cual
modificara el ancho de pulso en operacional 2 el cual será entregado a el drive
de salida 3 Observe en la entrada del pin 4 se encuentra el oscilador interno,
el cual su oscilación depende del los componentes externos CT/RT, dicha oscilación
se entrega al operacional 2 y a la terminal S del flip flop, en síntesis el
modulador de ancho de pulso dependerá de la alimentación de tensión del
Terminal 1, 2 y 3 y en frecuencia por el bloque 9, así mismo los terminales de
protección son los terminales 2, 3 y 7.
Veamos este circuito
De la línea de CA. se toma por medio de un
rectificador y un filtro la tensión necesaria para alimentar el terminal No.7
del C.I.UC3842 (no incluido en el diagrama) dicha tensión ingresa por R1 parte
del circuito de
El condensador C2 empezara a cargarse, dependiendo del
valor será la rapidez de arranque un condensador de 33mf cargara más rápido que
uno de 100mf, en cuanto la tensión en C2 rebase los 10v el circuito arrancara,
si arranca correctamente se generara la tensión de referencia del terminal 8,
en este circuito se usa para polarizar el terminal 4 control de oscilación, así
mismo dicha oscilación dependerá de R13, y del pulso de retroalimentación
proveniente del fly back este pulso puede ser positivo o negativo dependiendo
del diseño de la fuente, en este caso es positivo con una amplitud de unos
8Vpp, así mismo el pulso servirá para sincronizar en fase la fuente con la
salida horizontal, la frecuencia de trabajo es la misma que la de la salida
horizontal.
El terminal 6 drive de excitación para Q1 enviara el
pulso para activar al transistor convertidor también llamado de switcheo o
llave ya que su función es activar y desactivar el devanado primario del
transformador T1 esto es conducción completa y corte, debe cuidarse este
detalle ya que si no funciona así el transistor se sobrecalentara destruyéndose
en corto tiempo, el drenador de Q1 esta alimentado a través del embobinado
primario con aproximadamente 170v, en operación normal la tensión en el
drenador debe ser menor a la tensión de alimentación, el pulso que excita a la
compuerta de Q1 es de señal cuadrada y con una amplitud de unos 15Vpp, con esto
Q1 entrara en saturación (conducción completa) prácticamente en corto
drenador/fuente en ese momento el devanado primario de T1 se cargara
generando un campo magnético,
El terminal 6 (drive de excitación para Q1) pasara a
corte desactivando la compuerta del convertidor Q1 y en ese momento el devanado
primario transmitirá su carga a los devanados secundarios y al devanado
terciario el cual esta en fase con los secundarios, los pulsos del devanado
terciario o de control serán enviados a dos líneas, la primera formada por R6
rectificada por D3 y filtrada por C2 entrando al terminal 7, dicha
tensión se suma a la tensión de arranque la cual tiene un promedio de unos 16,
18 voltios, en algunos circuitos la tensión de arranque es desactivada para de
esta manera alimentar el terminal 7 del UC3842 exclusivamente con la tensión
del devanado de control con ello teniendo más control sobre el PWM y
protecciones, la segunda línea rectificada por D1 y filtrada por C1
( por error se formo la unión entre D1 y R1 no van unidos, ignore dicha
unión) Dicha tensión sirve para alimentar los terminales 1 entrada del
comparador y 2 entrada de tensión de referencia del UC3842, el circuito que
forman R3, R2 R5 y VR1 es típico en muchos modelos de fuentes, dicha
configuración sirve para ajustar la tensión de referencia para el
funcionamiento del PWM, (ver descripción del PWM en este mismo capítulo) al
variar VR1 aumentaremos o disminuiremos la tensión regulada en los secundarios
solo hasta determinado rango.
Cada vez que entra en conducción Q1 en la resistencia
R12 se genera una caída de tensión la cual depende principalmente de la carga
en los embobinados secundarios. el valor de dicha resistencia depende del tipo
de circuito pero en general es de 0.22 a 0.47 del tipo de metal oxido, se debe
tener especial cuidado al reemplazarla cuando se quema y no se reconoce el
valor original, ya que de reponerse por un valor más alto la caída de tensión
será mayor provocando que se active la protección de sobrecorriente e incluso
que se dañe el UC3842 si excede las características de entrada del terminal de
protección.
En la parte inferior del diagrama vemos el circuito de
retroalimentación proveniente del fly back formado por R16, C3, D5, R15 y C7
dicha señal de sincronía pondrá en fase la oscilación de fuente con la de
salida horizontal, en el caso de configuración de este circuito la fuente no
podrá trabajar estable ya que tendrá el defecto de hipo electrónico (esto es
que la fuente arranca y se apaga indefinidamente) dicha señal de sincronía
tiene unos 8 Vpp.
Los componentes R17 C9 y D7 sirven para amortiguar los
picos que se generan por la conmutación de Q1.
C6 en el drenador de Q1 sirve para amortiguar los picos inversos que se generan
al apagarse Q1 y al invertir su campo magnético t1.
Antes había hablado sobre la tensión del
B+170V quedaba montada una señal de unos 12 Vpp bien esta es generada por la
conmutación del primario de T1 C10 es el condensador de filtro de B+170v pero
también funciona como condensador de desacoplo, en caso de encontrar una Vpp
mayor deberá reemplazar el C10 y revisar D7, C9 y R17,
las resistencias R18 y R19 sirven para descargar a C10
al apagar el monitor.
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