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ÍNDICE

Introdução ................................................................................................................................... 2

Topologias de conversores chaveados ....................................................................................... 4Topologias não isoladas ................................................................................................. 5Topologias com isolação ................................................................................................ 8Outras topologias ....................................................................................................... 12

Formas de controle de conversores chaveados ........................................................................... 14Controle em modo tensão ............................................................................................... 15Controle em modo corrente ............................................................................................ 16Circuitos integrados utilizados ....................................................................................... 17

Análise de defeitos numa fonte chaveada .................................................................................. 23Fonte genérica com 3842 ............................................................................................... 24Fonte do monitor Proview 456 e outros ......................................................................... 28Fonte da impressora Epson LX-300 ............................................................................... 29Fonte ATX genérica ....................................................................................................... 30Fonte do monitor Samsung 450b ................................................................................... 32

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Introdução

Antes do surgimento das fonteschaveadas, a necessidade de regulação datensão de saída de uma fonte era sanadabasicamente da mesma forma em todos oscasos: Intercalava-se entre a fonte nãoregulada e a carga um regulador linear, ondegeralmente o componente responsável pelaregulação da tensão era um transistor bipolarcomum. No entanto, tal solução tinhasempre alguns inconvenientes. Para poderregular efetivamente a tensão, um circuitoassim sempre desperdiça uma parte daenergia, na forma de calor. Como numcircuito assim há sempre uma queda detensão sobre o elemento regulador, aomesmo tempo em que circula nele umacorrente, é inevitável a dissipação dessaenergia.

Quando a carga a ser alimentada é debaixa potência, isso não chega a representarum problema, pois a energia desperdiçada eo aquecimento são mínimos. De fato, nosdias de hoje os reguladores e fontes linearesainda são usados em larga escala, paraalimentar cargas de baixa potência, e emsituações onde o espaço não é um fatorcrítico. Mas, quando a potência envolvida éalta, um circuito assim tende a se tornardispendioso devido à necessidade deelementos de filtragem (capacitores) edissipadores de grande porte, assim como dopróprio semicondutor, que precisará ter umagrande capacidade de dissipação depotência. Além disso, um circuito assimcostuma ter grandes dimensões.

Para se ter uma idéia do aquecimentogerado por um regulador linear de potênciamais alta, tomemos como exemplo umregulador com entrada de 18 volts e saída de12 volts, fornecendo uma corrente de 5amperes (potência da carga = 60 watts). Apotência dissipada será igual à diferençaentre as tensões, multiplicada pela corrente.

O resultado será igual a 30 watts.Considerando-se que seja usado umdissipador com resistência térmica de 1 graupor watt (que já seria um dissipadorrelativamente grande), teríamos uma geraçãode calor tal que o dissipador chegaria aatingir uma temperatura 30 graus acima datemperatura ambiente, considerando que elefosse instalado ao ar livre. Como numaaplicação prática isso geralmente nãoacontece – o dissipador fica em relativoconfinamento – o aumento da temperaturaseria maior ainda. Além disso, o desperdíciode energia seria igual a um terço da potênciatotal.

Numa analise comparativa, as fonteschaveadas possuem diversas vantagens emrelação às fontes lineares, tais como:

& Menor aquecimento, pois nãoexistirá um semicondutor “jogandoenergia fora” na forma de calor. Éclaro que as fontes chaveadastambém geram calor, mas esse caloré gerado apenas devido às perdasnos semicondutores e indutores, egeralmente é menor do que serianuma fonte linear do mesmo porte.

& Menor consumo de energia, devidotambém ao fato de existir menordesperdício na forma de calor. Adiferença entre a potência consumidae a potência fornecida na saídageralmente é menor numa fontechaveada, comparada a uma fontelinear de mesma potência.

� Tamanho reduzido, devido ao fatode não serem necessários elementosde filtragem e dissipadores tãovolumosos quanto os que seriamnecessários numa fonte linear.

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& Possibilidade de redução do custofinal, devido à inexistência de umtransformador com núcleo de ferro.Obviamente, todas as fonteschaveadas possuem pelo menos umelemento indutivo, mas esseelemento possui dimensõescomparativamente menores do queum elemento usado numa fontelinear de mesma potência.

É claro que as fontes chaveadas têmtambém as suas desvantagens, embora amaioria delas possa ser minimizada oucontornada. Dentre as principaisdesvantagens, podemos citar:

& Geração de ruído e interferência: Porpossuir um circuito oscilador queopera em freqüências relativamentealtas (geralmente acima dafreqüência máxima perceptível peloouvido humano, cerca de 15KHz),toda fonte chaveada irradia umap a r c e l a d e i n t e r f e r ê n c i aeletromagnética (EMI). Talinconveniente, caso represente umproblema para o resto do circuito,pode ser minimizado com algunscuidados adicionais no projeto e, emultimo caso, com a colocação deuma blindagem envolvendo ocircuito da fonte. Também hápropagação de ruído pela redeelétrica, embora tal inconvenientepossa ser minimizado com a adiçãode um filtro de linha na entrada dafonte. A maior parte das fonteschaveadas existentes possuiinternamente um filtro de linha.

& Degradação da forma de onda darede elétrica / baixo fator depotência: Devido ao fato de sódrenar corrente da rede elétrica nospicos da senóide, a existência demuitas fontes chaveadas numa

mesma rede elétrica tende a deixar aforma de onda da rede elétrica"achatada" nos picos, assim comopode gerar oscilações e ressonânciasespúr ias na rede. Outrosequipamentos, como por exemplo osreatores eletrônicos para lâmpadafluorescente, também possuem esseefeito indesejado. Tal problema podeser eliminado com a adição de umestágio pré-regulador de fator depotência entre os estágios deretificação e filtragem da entrada dafonte. Algumas fontes maiselaboradas já possuem esse circuito.

& E, finalmente, o único inconvenienteque não é facilmente contornado:Uma fonte chaveada, via de regra, émais complexa do que uma fontelinear, o que cria certas dificuldadespara o técnico reparador. Mas, assimcomo com qualquer outro circuitoeletrônico, uma vez que o princípiode funcionamento tenha sidoentendido, e os pontos principais datopo logia u t i l i zada se j amidentificados, o reparo se torna maisfácil.

Enquanto num regulador linear aregulação da tensão de saída se dá pelaconversão de parte da energia em calor, oprincípio de funcionamento de uma fonte ouregulador chaveado se baseia nofuncionamento de um indutor. Emfuncionamento, o indutor fica operandocontinuamente num ciclo: Num primeiromomento, o indutor é submetido à passagemde uma corrente, o que faz com que eleconverta energia elétrica em campomagnético, e armazene esse campo no seunúcleo. Num segundo momento, esseindutor "devolve" essa energia na forma deuma tensão elétrica de polaridade inversa emrelação à tensão a que ele foi submetido,quando então se dá a transferência de

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energia para a saída da fonte / regulador.Esse é o princípio universal de

funcionamento das fontes chaveadas.

Topologias de conversores chaveados

Existem diversas topologias defontes chaveadas, distintas pelo modo comoos componentes principais são interligados,e pelo modo como o circuito opera. Astopologias principais podem serclassificadas em dois grupos: As topologiasnão isoladas, sem isolação galvânica entre aentrada e a saída, e as topologias isoladas,onde temos isolação total entre entrada esaída.

Os conversores não isolados são ostipos mais simples, e sua aplicação principalse dá em equipamentos onde é necessáriogerar uma tensão que não é fornecida pelafonte principal. Alguns exemplos deconversores não isolados:

& Nas placas-mãe dos computadoresatuais (Pentium II e posteriores), atensão que alimenta o processador égerada por um regulador chaveado,a partir da tensão de 5 volts vinda dafonte (ou a partir da tensão de 12volts, nas placas para Pentium IV).Nas placas padrão AT para Pentiumtambém existe um regulador, nemsempre chaveado, que gera a tensãode 3.3 volts, que mais tarde passou aser fornecida diretamente pela fonte,com o advento das fontes ATX.

& Nos monitores de vídeo SVGAcomuns, a tensão que alimenta oestágio de saída horizontal e geraçãode alta tensão deve variar conformea freqüência de varredura horizontalutilizada. Essa variação é obtidagraças a um regulador chaveadolocalizado entre a fonte principal e o

estágio de saída horizontal e altatensão.

& Nos monitores LCD com fonteexterna, onde ela fornece apenasuma única tensão (usualmente de 12volts), existe internamente pelomenos um regulador chaveado, quegera a partir dos 12 volts uma tensãode 5 volts para alimentar a partelógica do circuito. Em muitosmonitores existe também umregulador de 3.3 volts, pois algunscircuitos mais atuais utilizam essatensão. A tensão de 12 volts vindadiretamente da fonte é utilizadaapenas para alimentar o inversor daslâmpadas do backlight, sendo essecircuito também uma espécie defonte chaveada.

& Em equipamentos de informática depequeno porte, tais como hubs emodems ADSL onde é usada umafonte externa não-regulada, existeinternamente um regulador queconverte essa tensão numa tensãoregulada de 5 volts.

Já as topologias com isolação sãovistas mais comumente como fonteschaveadas autônomas, separadas do resto docircuito do equipamento, seja numa placaseparada (como as fontes de algumasimpressoras), numa caixa (como as fontes demicrocomputador), ou mesmo externas aoequipamento.

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Topologias não isoladas

Existem três topologias básicas deconversores não isolados: O conversorabaixador (conhecido também como buckou step-down), o conversor elevador(também conhecido como boost ou step-up)e o conversor inversor (também conhecidocomo buck-boost).

Conversor abaixador

Como o próprio nome sugere, nessatopologia, a tensão de saída do circuitosempre será menor, ou no máximo igual àtensão de entrada, uma vez que a sua funçãoé reduzir a tensão. Abaixo temos o diagramabásico de um conversor empregando essatopologia.

Como podemos ver no desenho, oindutor é ligado entre o elemento comutadore a carga. Para simplificar o entendimento,o elemento comutador será representadosempre como um transistor bipolar.

No primeiro momento, o elementocomutador será ativado, e uma correntecrescente

circulará pelo indutor no sentido direto,fazendo com que ele armazene energia naforma de campo magnético no seu núcleo.No segundo momento, quando o elementocomutador é desligado, o indutordescarregará a energia armazenada. Pelo

princípio da indutância, um indutor é umcomponente que tende a se opor a umavariação de corrente. No momento em que acorrente fornecida pelo elemento comutadorcessar, o indutor entregará a energiaarmazenada, na forma de um surto detensão reversa, e a corrente será drenadapelo diodo. Então, a energia armazenada noindutor será "empurrada" para o capacitor defiltro da saída, e conseqüentemente para acarga. No ciclo seguinte, o elementocomutador é novamente ativado, fazendocom que todo o processo se repita.

O conversor abaixador é um dosreguladores chaveados mais utilizadosatualmente, especialmente em equipamentosde informática de pequeno porte com fonteexterna não regulada, onde o uso de umregulador linear entre a fonte (geralmente decerca de 9 a 12 volts) e o circuito(alimentado com 5 volts) tornaria necessárioo uso de um dissipador, aumentando não sóa dissipação de calor, como o tamanho finaldo equipamento. Esse circuito é também abase do conversor forward, o tipo de circuitomais utilizado em fontes de PC, que serávisto posteriormente, quando estudarmos osconversores isolados. Essa topologia permitea implementação de uma proteção contracurto-circuito na saída, a custa da adição deum circuito sensor de corrente em série como elemento comutador.

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Conversor elevador

Ao contrário do circuito anterior, noconversor elevador a tensão de saída serásempre maior - ou igual, caso o conversoresteja inativo - à tensão de entrada. Abaixotemos o diagrama dessa topologia.

Como podemos ver, assim como noconversor abaixador, o indutor é intercaladoentre a entrada e a saída, mas ossemicondutores ficam em posiçõesdiferentes. Nesse circuito, no primeiromomento, quando o elemento comutador éativado, o indutor é submetido diretamenteà tensão de entrada, armazenando energia.No momento em que o elemento comutadoré desativado, a energia armazenada noindutor fará com que surja entre seusextremos uma tensão reversa, que serásomada com a tensão da fonte, e entregue aocapacitor de filtro da saída, através do diodo.Nesse circuito, não temos a possibilidade deproteção contra sobrecarga ou curto-circuitona saída, proteção essa que, caso sejanecessária, tem de ser implementada nafonte principal.

Esse circuito é muito comum emmonitores de vídeo comuns (CRT), ondefica intercalado entre a fonte principal e oestágio de saída horizontal e alta tensão.Um outro equipamento onde esse tipo deconversor se popularizou são os telefonescelulares, onde convertem a tensão dabateria (geralmente em torno de 3.6 volts)em 5 volts. Tal estratégia permite um

melhor aproveitamento da carga da bateria,pois permite que ela seja utilizadapraticamente até a exaustão, coisa que nãoseria possível com um conversor abaixador,pois exigiria uma bateria com tensão muitomaior que os 5 volts para proporcionar umbom aproveitamento da carga. O conversorelevador é também a base da maioria doscircuitos de correção de fator de potência emfontes chaveadas, que vem se tornando cadavez mais populares, especialmente em fontesproduzidas na Europa, onde as normastécnicas são mais rígidas que as brasileiras,com relação ao fator de potência emcircuitos eletrônicos conectados à redeelétrica.

Conversor inversor

Abaixo vemos o diagrama básico deum conversor inversor.

Diferentemente dos circuitosanteriores, no conversor inversor o indutornão é intercalado entre a entrada e a saída,mas sim entre o elemento comutador e oterra. Como vantagem temos o fato de atensão de saída poder ser maior ou menorque a tensão de entrada, sem necessidade demodificações no circuito. No entanto, talcircuito tem uma particularidade: A tensãode saída terá polaridade oposta em relação àtensão de entrada, o que restringe aaplicação desse circuito a casos específicos,onde a inversão de polaridade é necessária,ou pelo menos, desejável. E, assim como no

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conversor abaixador de tensão, temos apossibilidade de implementação da proteçãocontra sobrecarga na saída, pois o elementocomutador está em série com a entrada, enão em paralelo como no conversorelevador.

Como já foi mencionado, essecircuito tem aplicação relativamente restrita,sendo uma das topologias menos utilizadas.Esse circuito é utilizado em casosespecíficos, como por exemplo, emequipamentos que possuem interface serialmas não contam com uma tensão negativavinda da fonte principal (as interfaces seriaispadrão RS-232C, as utilizadas noscomputadores e periféricos comcomunicação serial utilizam tensão de +12 e-12 volts). Nesse caso, utiliza-se umconversor inversor para gerar a tensão de -12volts a partir de alguma tensão positivadisponibilizada pela fonte principal. Existetambém uma linha de nobreaks, a saber, alinha Prestige, fabricada pela Powerware,onde há um circuito que funciona comoconversor elevador quando o nobreakfunciona em modo rede e, por meio de umartifício com diodos e um relé, converte-senum conversor inversor quando o nobreakpassa a operar em modo bateria, onde gerauma tensão de -200 volts (o inversor éalimentado com tensão simétrica, de +200 e-200 volts) a partir da tensão de +60 volts dobanco de baterias. Nos monitores LCD, naplaca do display também existe um pequenoconversor inversor, que gera uma tensão de-12 volts, tensão essa que é usada parapolarizar o display, em conjunto com umatensão de +12 volts gerada por outroconversor localizado também na placa dodisplay (a tensão de 12 volts da fonte não éutilizada diretamente pelo display).

Conversor misto

O circuito conversor misto não chegaa ser propriamente uma topologia distinta,mas sim uma fusão do conversor abaixadorcom o conversor elevador. Abaixo temos odiagrama desse circuito.

Numa primeira análise, a primeiradiferença notada é que nesse circuito temosdois elementos comutadores, assim comodois diodos. Conforme a estratégia decontrole, os elementos comutadores podemser acionados juntos ou não, sendo oacionamento simultâneo o mais comum,pois implica em menor complexidade para ocircuito de controle. À custa da necessidadede mais um elemento comutador, essatopologia reúne as vantagens dosconversores abaixador e elevador. A tensãode saída pode ser variada de 0 volts até olimite imposto pelos componentes (tensãomáxima suportada pelos semicondutores,capacitor, etc...). Assim como no conversorabaixador, tempos a possibilidade deimplementação de uma proteção contrasobrecarga, bastando para isso que sejainserido um elemento sensor de corrente emsérie com qualquer um dos elementoscomutadores, sendo mais simples a inserçãoentre o segundo elemento e o terra, poisassim a monitoração da corrente seráreferenciada ao terra. Também não há oinconveniente de a tensão de saída terpolaridade inversa em relação à tensão deentrada, o que simplifica bastante o projetode fontes de alimentação com tensão desaída variável usando essa topologia.

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Topologias com isolação

Após termos estudado osconversores simples, sem isolação galvânicaentre entrada e saída, veremos agora osconversores isolados, que são utilizados emdiversas aplicações, sendo a mais comum asfontes chaveadas que são conectadasdiretamente à rede elétrica. As topologiasmais utilizadas nas fontes com isolação sãoa forward nas suas diversar formas e aflyback, derivadas do conversor abaixador einversor, respectivamente.

Forward simples

Aqui temos o diagrama básico de umconversor forward simples (com um únicoelemento comutador).

Agora, diferentemente das topologiasvistas anteriormente, temos doiscomponentes indutivos, sendo um deles umtransformador com núcleo de ferrite, e ooutro o indutor, já conhecido. Quando oelemento comutador é ativado, oenrolamento primário do transformador ésubmetido à tensão de entrada, e gera na suasaída uma tensão, determinada pela tensãode entrada e pela sua relação de espiras. Oindutor, assim como conversor abaixador, ésubmetido a uma tensão, igual à subtraçãoda tensão de saída da tensão vinda dotransformador, e armazena energia na formade campo. No segundo momento, quando oelemento comutador é desligado, a tensão

vinda do transformador cessa, o que faz comque o indutor descarregue a energiaarmazenada, através do diodo com anodoaterrado.

Esse conversor na sua forma maiscrua tem aplicabilidade relativamenterestrita, pois possui alguns inconvenientes secomparado às outras topologias forward.Como o transformador também é umelemento reativo, ele tende a armazenarenergia, assim como o indutor, o que não édesejável nessa topologia. O transformadordeve descarregar-se totalmente entre umciclo e outro, do contrário, ele gerará perdade energia, aquecimento, e maior consumode corrente para o elemento comutador. Paracontornar esse inconveniente, utilizam-sealguns artifícios, tais como a adição de umenrolamento de descarga, ou seja: umenrolamento que faz com que a energiaarmazenada no transformador seja entreguede volta ao capacitor de filtro do ladoprimário no momento em que o elementocomutador é desligado. Outro artifício é aconstrução do transformador com a maiorindutância possível, pois assim ele tende aarmazenar menos energia. Também se podeusar um diodo zenner para absorver o picode tensão reversa, mas isso se tornaimpraticável em conversores de altapotência. Em conversores de maior potênciaessa topologia dá lugar às topologiasforward simétricas, as próximas a seremvistas.

Circuitos com conversores forwardsimples são encontrados predominantementeem fontes de a l imentação demicro-computadores "de marca" (Compaq,IBM, HP, etc..), assim como em algumasfontes para servidores. Emboraeventualmente também sejam usadoscircuitos assim em fontes genéricas, atopologia predominante nesse tipo de fonteé a forward em meia ponte.

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Forward push-pull

Aqui vemos o diagrama de umconversor forward push-pull, onde temosdois elementos comutadores.

Nesse tipo de circuito, os doise l emen tos comutadores operamalternadamente, e devem possuir tempos dechaveamento exatamente iguais.

Agora, diferentemente do conversorforward simples, temos um transformadorque opera simetricamente, o que elimina osproblemas de energia residual armazenada.Como único inconveniente dessa topologia,temos o fato de os elementos comutadoresterem de suportar uma tensão igual a pelomenos o dobro da tensão de entrada. Emborao transformador armazene energia durante acondução dos elementos comutadores, issonão chega a ser um inconveniente: Dequalquer forma essa energia será entregue àsaída pois, não importa a polaridade datensão reversa gerada, ela será somada coma tensão reversa gerada pelo indutor nomomento do desligamento dos elementoscomutadores. E, caso a energia armazenadadurante a condução de um dos elementoscomutadores não tenha se descarregadototalmente até o momento da ativação dooutro, a tensão reversa no primário dotransformador fará com que a corrente quecirculante no elemento comutador nomomento da ativação seja menor do queseria se o transformador estivesse totalmentedescarregado. Esse efeito de entrada emcondução com menor corrente é desejável,

pois reduz o stress dos elementoscomutadores, o que tende a aumentar a suavida útil.

Circuitos com conversores forwardPush Pull não são muito populares, sendoencontrados predominantemente na fonte dealguns equipamentos de grande porte como,por exemplo, a fonte de algumas copiadoras.

Forward em meia ponte

Aqui vemos o diagrama básico deum conversor forward em meia ponte, emduas versões diferentes: Com alimentaçãosimétrica e simples.

Esse circuito não possui oinconveniente de fazer com que oselementos comutadores suportem umatensão igual ao dobro da tensão de entrada,e permite que o transformador tenha umenrolamento primário simples, ao contrário

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do push-pull, que exige um primário comtap central. Assim como no conversorforward push-pull, qualquer energia quefique armazenada no transformador notempo entre a condução dos elementoscomutadores será entregue à saída, nãosendo desperdiçada.

Na versão alimentada com fontesimétrica, o capacitor em série com oenrolamento primário do transformadorserve para evitar que pequenas diferençasentre as tensões de alimentação, ou mesmono tempo de condução dos elementoscomutadores, façam com que o núcleo dotransformador sature, o que aumentaenormemente a demanda de corrente, e podedanificar os elementos comutadores, casonão exista uma proteção contrasobrecorrente. O capacitor é opcional, mas émuito utilizado, especialmente emconversores alimentados pela rede elétrica,onde uma pequena avaria em um doscapacitores de filtro após a retificação daentrada já faria com que houvesse umadiferença entre a tensão positiva e anegativa, diferença esse que comprometeriao funcionamento do conversor caso nãoexistisse o capacitor em série.

Esse tipo de circuito é popular emfontes que possuem em sua entrada umdobrador de tensão, sendo o caso maispopular as fontes de micro-computadorescomuns, padrão AT e ATX. Quando énecessária uma monitoração da corrente noselementos comutadores, geralmente isso éfeito inserindo-se um transformador decorrente em série com o enrolamentoprimário do transformador.

Forward em ponte completa

Abaixo vemos o diagrama de umconversor forward em ponte completa,também conhecido como ponte H.

Nesse circuito os elementoscomutadores são ativados aos pares: oelemento comutador superior de um doslados da ponte é ativado e desativadojuntamente com o elemento inferior do outrolado.

A maior aplicação dessa topologia sedá em conversores de alta potência, taiscomo os utilizados em nobreaks de grandeporte, assim como em fontes chaveadas dealta potência. Para conversores de menorpotência esse circuito não é a melhor opçãodevido à quantidade de elementoscomutadores necessária, além da maiorcomplexidade do circuito de acionamento.

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Flyback

Aqui temos o diagrama de umconversor flyback, a versão isolada doconversor inversor.

Embora tenhamos um elementoindutivo com dois enrolamentos (ou mais,dependendo do circuito e da quantidade desaídas do conversor), ao pé da letra ele nãofunciona como um transformador, mas simcomo indutores acoplados. Nesse circuito,temos como particularidade a inversão defase entre o enrolamento primário e o(s)secundário(s). Vide a marcação de fase nosenrolamentos. No primeiro momento,quando o elemento comutador é ativado, oelemento indutivo passa a armazenar energiano núcleo, na forma de campo magnético, ea tensão induzida no enrolamentosecundário tem polaridade inversa emrelação à saída correspondente. No segundomomento, quando o elemento comutador édesativado, aí sim a energia será entregue àsaída. Se os enrolamentos fossem ligadosem fase, a tensão de saída seria dependenteapenas da tensão de entrada e da relação deespiras.

A principal vantagem desse tipo decircuito é a sua simplicidade, aliada a largafaixa de tensões de entrada. De fato, amaioria das fontes "full-range" sãoconversores flyback. Como inconveniente,esse circuito tem o fato de não ser usual para

conversores de alta potência (maior que 200watts), pelo seguinte motivo: O elementoindutivo tem que se descarregar totalmenteentre um ciclo e outro, do contrário ele podeapresentar saturação no núcleo. Devido ànecessidade de descarga total, esse circuitocostuma operar sempre com largura de pulsobaixa (menos de 50% de ciclo ativo namaioria dos casos), o que redunda emmaiores correntes circulando pelo elementocomutador, pois é necessário transferir maisenergia em menos tempo. Além do mais,numa comparação entre um indutormultifilar e um transformador de mesmapotência, o transformador geralmente émenor.

Uma outra particularidade dessecircuito é o tipo de núcleo usado noelemento indutivo. As peças do núcleounidas não formam uma peça totalmentecontínua: Nas laterais as faces das duaspeças de ferrite se encontram, mas no meiofica um pequeno espaço (gap). Esse espaçoreduz significativamente a indutância doelemento, para garantir que ele sedescarregue totalmente entre os ciclos deoperação. Num transformador esse espaçode ar não existe, pois é desejável que eletenha indutância alta, para influir o mínimopossível no funcionamento do circuito.

Essa topologia é de longe a maispopular atualmente, sendo utilizada em umaampla gama de equipamentos eletrônicos ede informática. Dentre eles podemos citar:Televisores, DVD, videocassete,impressoras, monitores, e diversas fontesexternas, como as fontes de notebook,zip-drives, etc… E, não por acaso, otransformador que gera alta tensão parapolarização do tubo de imagem nas TVs emonitores é chamado de flyback: Oprincípio de funcionamento é o mesmo. Atémesmo algumas fontes AT e ATX de baixapotência (150 watts ou menos) usam essatopologia.

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Boost push-pull

Esse circuito é a versão isolada doconversor elevador. Abaixo temos o seudiagrama.

O princípio de funcionamento é maisou menos o mesmo do conversor elevador,mas mais complexo: No primeiro momentoos dois elementos comutadores entram emcondução, fazendo com que o enrolamentoprimário do transformador se comportecomo um curto. Assim, o indutor ésubmetido à tensão de entrada, e armazenaenergia. No segundo momento um doselementos comutadores é desligado,enquanto o outro permanece em condução.Assim, a energia armazenada no indutor étransferida para a carga através dotransformador. Depois, o ciclo se repete, aocontrário: O elemento comutador desligadoé ativado novamente, e depois do tempodeterminado pelo circuito de controle, ooutro elemento comutador é desligado,fazendo com que a energia que foiarmazenada no indutor seja transferida paraa saída pelo transformador em sentidoinverso em relação ao primeiro ciclo.

Como vantagem desse circuito temoso fato de ele, assim como o conversorelevador, poder operar com baixas tensõesde entrada, o que proporciona um grandeaproveitamento em circuitos alimentadoscom baterias. Como inconveniente, temos acomplexidade da estratégia de controle. Aentrada em funcionamento e o desligamento

desse circuito são momentos críticos, o quedemanda estratégias de controle especiais nomomento da partida e da parada. Nomomento da entrada em funcionamento éusual os elementos comutadores iniciaremoperando com largura de pulso baixa, e iraumentado gradativamente, até entrar nomodo de operação normal, onde começamos momentos de condução simultânea. Issogera um problema, que também ocorre nomomento do desligamento do conversor: Aenergia armazenada no indutor pode fazercom que os elementos comutadores sejamsubmetidos a tensões muito altas quandoforem desligados simultaneamente, o quepode acabar por destruí-los. Para contornaresse problema usam-se diversos artifícios,como a adição de um enrolamento dedescarga no indutor, o que limita a tensãoreversa máxima gerada por ele, fazendo comque ela seja devolvida para a fonte, oubateria.

Essa topologia de conversor écomumente usada em nobreaks senoidaisimportados, onde converte a tensão dobanco de baterias em uma tensão contínuaregulada, para alimentação do inversor.Também é possível encontrar tal topologiaem nobreaks nacionais, como os da linhaTrusting HF, fabricados pela BK.

Outras topologias

Além dos conversores já vistos,existem outros tipos de conversores, menospopulares e utilizados em casos maisespecíficos. Existem também algumasvariações das topologias já vistas, assimcomo circuitos onde são mescladasdiferentes topologias. Entre essas topologias,as mais populares são os conversoresressonantes.

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Ressonante em meia ponte

Aqui temos dois diagramas deexemplo de conversores ressonantes emmeia ponte.

Notadamente, os diagramas sãosemelhantes aos do conversor forward emmeia ponte. A diferença é que não existe oindutor no lado secundário, e os capacitoressão de menor valor, pois devem funcionarcarregando-se e descarregando-se a cadaciclo de operação do conversor. Numcircuito desse tipo, o controle da potênciatransferida para a saída se dá pela variaçãoda freqüência. Quanto maior a freqüência,maior será a transferência de potência.

A característica principal de umcircuito ressonante é o fato de os elementoscomutadores operarem num regime de

comutação suave, com tensão e / ou correntenula no momento da ativação. Isso faz comque a interferência irradiada seja menor,assim como o stress dos próprios elementoscomutadores.

Esse circuito é utilizado emequipamentos onde a demanda de correntenão sofre grandes variações. Uma aplicaçãoonde conversores assim são vistos são asfontes de diversas Tvs fabricadas pela Sony.Também encontramos circuitos assim nosreatores eletrônicos para lâmpadafluorescente, onde a saída não é retificada,mas sim ligada à lâmpada através de umcapacitor. Além dos reatores independentes,na maioria absoluta das lâmpadasfluorescentes compactas eletrônicas(excetuam-se as com reator convencional) oreator interno é um circuito ressonante emmeia ponte.

Ressonante push-pull

Abaixo vemos o diagrama básico deum conversor ressonante push-pull,alimentando uma lâmpada fluorescente.

A maior aplicação desse circuito é noacendimento de lâmpadas fluorescentes,tanto comuns como as de catodo frio, emcircuitos alimentados por baixas tensões oubaterias. Nos monitores LCD, o inversor quealimenta as lâmpadas do anteparo do display(backlight) é um circuito desse tipo,intercalado com um conversor abaixador,

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que é controlado pela placa lógica domonitor: O controle de brilho num monitor

LCD se dá pela variação da luminosidadedas lâmpadas do backlight.

Formas de controle de conversores chaveados

Após termos visto as topologias daetapa de potência dos reguladores e fonteschaveados, estudaremos os circuitos decontrole. A forma mais comum de controleé a modulação em largura de pulso (PWM).Basicamente, existem duas formas decontrole PWM: O controle em modo tensão,e em modo corrente. No controle em modotensão, a tensão vinda de um amplificadorde erro (considerando como “erro” o desviode tensão na saída do conversor) écomparada com um sinal triangular vindo deum oscilador, para gerar os pulsos decontrole do elemento comutador. Já nocontrole em modo corrente, a tensão vindado amplificador de erro é comparada comuma referência da corrente circulante noelemento comutador.

Também existem circuitos onde ocontrole é feito usando-se outras estratégias,tais como:

& Modulação em densidade de pulso(PDM): Os pulsos tem larguraconstante, e o controle se dá pelavariação da freqüência.

& Controle por corrente média: Acorrente no elemento indutivo émonitorada, e a comutação é feita detal forma que a corrente varie entreum limite mínimo e máximopré-definidos.

& Controle por supressão de pulso: Ospulsos tem largura e frequênciaconstantes, mas a comutação és u p r i m i d a e r e i n i c i a d aconstantemente, procurando manter

a tensão de saída.

Existem também as fontes chaveadasauto-oscilantes, onde não é usado nenhumcircuito integrado na etapa de controle, masapenas transistores e componentes discretos.Nessas fontes, tanto a freqüência como ociclo ativo variam conforma e tensão deentrada e a demanda de corrente na saída(exceto se a fonte for sincronizadaexternamente, nesse caso a frequência seráfixa). Esse tipo de fonte é comum emaplicações de baixa potência, tais como:Impressoras de pequeno porte, videocassete,a fonte stand-by das fontes ATX, etc…Existem também alguns monitores que usamesse tipo de circuito, sendo o caso maisconhecido o modelo antigo do Mtek 1428.Algumas fontes padrão AT muito antigas eraras também usam um circuito auto-oscilante.

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Controle em modo tensão

Abaixo vemos um diagrama deexemplo de um conversor abaixador detensão utilizando o controle em modotensão.

A diferença entre a tensão de saída ea tensão de referência (Vref) é amplificadapelo amplificador de erro, o que resultanuma tensão que é aplicada ao comparadorde largura de pulso. Na saída docomparador, teremos pulsos, cuja larguradependerá da tensão de saída doamplificador de erro. Se a demanda decorrente na saída do conversor aumentar, oque faz com que a tensão na saída doconversor tenda a diminuir, a tensão naentrada do amplificador de erro tambémtende a diminuir. Isso faz com que a tensãona saída do amplificador de erro aumente, oque fará a largura dos pulsos de controle doe l e m e n t o c o m u tador aumen t a r .Aumentando-se a largura dos pulsos,aumenta-se a transferência de potência daentrada para a saída, e o aumento deconsumo é compensado. A estabilidade éatingida quando a diferença entre a tensão desaída e a referência é nula. Embora no

circuito ilustrado a tensão de referência sejaigual à tensão de saída, para facilitar oentendimento, na prática o mais comum éusar-se uma tensão de referência mais baixa(2.5 volts é o valor mais comum), e a tensãode saída passa por um divisor resistivo antesde ser aplicada na entrada do amplificadorde erro.

O controle em modo tensão éutilizado por diversos circuitos integradospara controle de fontes chaveadas, sendo osmais populares o TL494 e o SG3524. Umavantagem do controle em modo tensão emrelação ao modo corrente é o fato de, quandonão é necessária uma proteção contrasobrecarga, não ser necessário o sensor decorrente em série com o elementocomutador. O sensor é necessário nocontrole em modo corrente. Emcompensação, quando é exigida umaproteção contra sobrecarga, um circuito decontrole em modo tensão torna-se maiscomplexo do que um circuito semelhantecom controle em modo corrente.

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Controle em modo corrente

Aqui vemos o diagrama básico deum conversor elevador com controle emmodo corrente.

No controle em modo corrente,diferentemente do controle em modo tensão,o sinal em forma de rampa gerado pelooscilador não é aproveitado pelocomparador de largura de pulso, mas sim osseus pulsos de saída. A tensão vinda doamplificador de erro passa por um divisorresistivo, e é comparada com a rampa geradapela amostragem de corrente no elementocomutador.

No funcionamento do conversor, noprimeiro momento o oscilador gera umpulso, que põe o flip-flop no estado ativo,através da entrada “S” (Set). Nessemomento o elemento comutador é ativado,e começa a circular uma corrente crescenteatravés dele e do indutor. A corrente

também circula no resistor em série com oelemento comutador, o que faz com que hajauma pequena queda de tensão sobre esseresistor, e essa tensão é aplicada na entradanão-inversora do comparador de largura depulso. Quando a corrente atingir um valor talque a tensão na entrada não-inversora seiguale à tensão na entrada inversora (tensãoessa que vem do amplificador de erro), asaída do comparador passará para o nívelalto, o que fará com que o flip-flop sejaresetado, desligando o elemento comutador.Quando o oscilador gerar o próximo pulso,o ciclo se repete. No caso de a tensão desaída diminuir devido a um aumento doconsumo de corrente, a tensão na saída doamplificador de erro aumenta, aumentandotambém o limite de corrente para odesligamento do elemento comutador.

Uma vantagem do controle em modocorrente é o fato de não ser necessária aimplementação de uma proteção contrasobrecarga na saída do conversor, pois opróprio circuito de controle já pode limitar acorrente máxima que pode circular noelemento comutador, bastando para issolimitar a tensão máxima na entrada inversorado comparador de largura de pulso. Amaioria dos circuitos integrados paracontrole em modo corrente já possui umalimitação interna fixada em 1 volt.

Os circuitos com controle em modocorrente tem se tornado cada vez maispopulares atualmente, em parte devido aexistência de diversos circuitos integradosde baixo custo e fácil obtenção dedicados aesse tipo de controle, tais como o 3842 esimilares, fabricados por diversas empresasde semicondutores. Além disso, circuitoscom controle em modo corrente podemfacilmente ser sincronizados externamente,coisa que é tremendamente mais difícil deser feita com um conversor em modo tensão.Devido a isso, a maioria dos monitores devídeo e Tvs atuais usa na fonte um circuito

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com controle em modo corrente, quefunciona sincronizado com a freqüência devarredura horizontal. Quando essesincronismo não existe, o ripple (ondulaçãona tensão) na saída da fonte pode gerarinterferências e ondulações indesejáveis naimagem.

Outra aplicação onde o controle emmodo corrente é popular são os circuitosintegrados que já possuem internamente oelemento comutador. O único inconvenientedesse tipo de circuito integrado é o fato de,caso o elemento comutador sofra algumdano, o circuito integrado ficará inutilizado.

Circuitos integrados utilizados

Nos primórdios das fontes chaveadasas etapas de controle eram construídas comcomponentes discretos, o que tornava os

circuitos de controle bastante complexos, secomparados aos encontrados nas fonteschaveadas atuais. Mais tarde, com apopularização dos circuitos integrados, ocontrole passou a ser feito utilizando-se oscircuitos integrados então disponíveis nomercado (amplificadores operacionais,comparadores, portas lógicas, etc...).

Mais tarde, com o advento doscircuitos integrados dedicados ao controlede fontes chaveadas, as fontes chaveadastornaram-se bem mais simples, e maisconfiáveis, devido à menor quantidade decomponentes. Além, é claro, da dificuldadede manutenção, que diminuiu bastante.

A partir de agora, passaremos aestudar alguns desses circuitos integrados,analisando o seu diagrama interno efuncionamento.

3842

O 3842 é um dos circuitos integradosde controle mais populares atualmente, ecom certeza o mais popular entre osdedicados ao controle de conversoreschaveados em modo corrente. Por ser umcomponente de simples utilização, além dobaixo custo e fácil obtenção, é encontradoem virtualmente qualquer tipo de fonte

chaveada. Como é produzido por váriosfabricantes, podemos encontrá-lo com váriassiglas diferentes antes do código 3842,sendo as mais comuns: UC (Unitrode), TL( T e x a s ) , K A ( F a i r c h i l d ) , S G(SGS-Thomson) e DBL (Daewoo).

A seguir, vemos o seu diagrama internosimplificado.

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Descrição dos pinos:

1. Saída do amplificador de erro2. Entrada do amplificador de erro3. Entrada do sensor de corrente4. Oscilador5. Terra6. Saída7. VCC8. Saída da tensão de referência (5V)

Comparando o diagrama interno do3842 com o controle em modo correntemostrado anteriormente, vemos que ébasicamente o mesmo circuito, com a adiçãode alguns refinamentos. Os diodos em sériecom a saída do amplificador de erroproporcionam uma queda de tensão de 1.2volts, e os resistores fazem com que a tensãoresultante seja dividida por 3. A porta lógicaAND localizada entre o flip-flop e a saída

serve para fazer com que, mesmo com ocircuito operando com largura de pulsomáxima, haja um tempo morto (onde oelemento comutador é mantido desativado),dado pela duração do pulso vindo dooscilador. O diodo zenner de 1 volt impõeum limite máximo para a corrente circulanteno elemento comutador. Essa corrente édada pela divisão da tensão (1 volt) pelaresistência do resistor utilizado em sériecom o elemento comutador.

O 3842 começa a funcionar quandoa tensão de alimentação (pino 7) atinge 16volts, e mantém o funcionamento enquantoa tensão não cair abaixo de 10 volts. É poresse motivo que geralmente quando umafonte com 3842 é submetida a um curto nasaída, ela fica tentando partir e emitindo umruído (“tic.. tic.. tic..”). No momento em quea tensão atinge os 16 volts, ele também

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passa a fornecer uma tensão regulada de 5volts no pino 8 (saída de tensão dereferência), que deve ser conectado atravésde um resistor ao pino 4, e o pino 4 ao terraatravés de um capacitor. São esses doiscomponentes que determinam a freqüênciade operação do conversor. Nos casos em queo 3842 deve funcionar sincronizado com umsinal externo, esses componentes sãocalculados de forma que a freqüência deoperação seja um pouco menor do que amínima freqüência em que o circuito vaifuncionar (no caso das TVs é 15.75 KHz, enos monitores VGA é 31.5 Khz). Parasincronizá-lo, basta aplicar os pulsos desincronismo no pino 4. É por esse motivoque muitos monitores de vídeo e Tvs temuma espira de fio enrolada em volta donúcleo do flyback, e ligada no circuito dafonte. Alguns monitores (como o Samsung450b e o Daewoo 1427x) possuem ao invésda espira um pequeno transformador desincronismo, ligado entre o lado secundárioe primário da fonte. A largura de pulsomáxima gerada pelo 3842 beira os 100%(usualmente 97%), sendo limitada apenaspelo “dead-time” do oscilador.

Além do 3842, existem outroscircuitos integrados derivados dele, comalgumas características distintas. Vamos aeles:

& 3843: É semelhante ao 3842 emtodos os aspectos, mas inicia o seufuncionamento com tensão menor(8,5 volts). Geralmente é utilizadoem circuitos onde a alimentação éfixada em 12 volts, pois um 3842não iniciaria a operação com essatensão.

& 3844: Funciona na mesma faixa detensões do 3842, e tem internamenteum flip-flop que faz com que a cadadois pulsos um seja suprimido. Naprática, ele é usado onde se necessita

uma largura de pulso não maior que50%. É comum encontrá-lo emfontes para servidores e também nasfontes de algumas impressoras.

& 3845: Reúne as características dosdois anteriores, funcionando comtensão baixa como o 3843, e largurade pulso limitada, como o 3844. Dosvistos até agora, é o menos usado. Éutilizado, por exemplo, nocarregador de baterias dos nobreaksda linha Ten, fabricada pela CPEletrônica, onde controla umconversor elevador que converteuma tensão de pouco mais de30VAC na tensão nominal de cargado banco de baterias (95.2 ou 163.2volts, conforme a quantidade debaterias – 7 ou 12).

& 3846: Tem saída dupla, ou seja: Ospulsos são alternados entre as duassaídas. É usado em conversoressimétricos. Não é visto comumenteem equipamentos nacionais, devidoà sua dificuldade de obtenção. É oúnico da família que não possuiencapsulamento de 8 pinos.

& 3882: Necessita de uma menorc o r r e n t e p a r a i n i c i a r ofuncionamento. Enquanto o 3842 esimilares necessitam cerca de 1 mApara começar a funcionar, o 3882necessita de cerca de 0,2 mA,possibilitando o uso de resistores departida com maior valor, o que reduza dissipação total de calor docircuito. É equivalente aoKA3842A.

Como já foi mencionado, a mesmaestratégia de controle do 3842 é usada emoutros ci rcui tos integrados, naimplementação do controle em modocorrente. Um exemplo são os circuitos

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integrados KA2S0880 e DP104, usados nafonte de alguns monitores Samsung.Também podemos citar os STR-Z5717,STR-F6524 e similares, muito usados emmonitores LG. Existem também algunscircuitos integrados processadores de

deflexão para monitores, onde encontramosum bloco semelhante, para o controle do +B.Como exemplo podemos citar o TDA4858,onde o bloco de controle é acessível atravésdos pinos 3, 4, 5 e 6.

LM2576

Atualmente tem se popularizado nomercado os circuitos integrados quepossuem quase todos os semicondutoresnecessários para a construção de umconversor chaveado. Um desses integradosé o LM2576. Ele foi inicialmente produzidopela National, e logo foi copiado pelaOnsemi (Motorola). Excetuando-se o diodo,os capacitores e o indutor, ele possuiinternamente todo o circuito necessário paraa construção de um conversor abaixadorcom controle em modo tensão. Abaixovemos o seu diagrama interno.

Descrição dos pinos:

1. Entrada de tensão não regulada2. Saída de chaveamento3. Terra4. Entrada de feedback5. Controle do liga/desliga

O LM2576 existe em 5 versões,conforme a tensão de saída: 3.3V, 5V, 12V,

15V e uma versão com tensão de saídaajustável, que pode fornecer tensões a partirde 1.23V até a tensão máxima de entrada. Atensão máxima de entrada é de 37V nasversões comuns, e 57V nas versões comtensão de entrada extendida (sufixo HV). Acorrente máxima é limitada internamente em3 amperes. A frequência de operação dooscilador é fixada internamente em 52KHz.

Além do LM2576, existem outroscircuitos integrados da mesma família -batizada de “Simple Switcher” - dedicadosà construção de outros tipos de conversores.Os mais comuns são o LM2575 e oLM2577.

Por ser um componente simples eversátil, é encontrado em diversasaplicações, onde geralmente fica na própriaplaca principal do equipamento. Éencontrado em monitores LCD, e emalgumas placas-mãe para Pentium até 233Mhz. Existem também alguns notebooksque o usam no circuito regulador de tensãoe no módulo carregador da bateria. Não écomum encontrarmos o LM2576 emequipamentos de fabricação nacional, poisele não é popular no mercado brasileiro. Éum componente relativamente difícil de serencontrado no comércio, e devido a isso elese torna caro. Felizmente, a sua incidênciade defeitos é baixíssima, sendo umcomponente praticamente indestrutível nascondições normais de uso.

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TL494

Um circuito integrado járelativamente antigo - mas ainda muitopopular nos dias de hoje - é o TL494,fabricado inicialmente pela TexasInstruments. Foi um dos primeiros circuitosintegrados para esse tipo de função a serlançado, e atualmente é o mais popular,entre os circuitos de controle em modo

tensão. Assim como o 3842, também passoua ser produzido por vários fabricantes, asvezes com nomes bem diferentes dooriginal. Alguns exemplos de versões comnome diferente: IRM302 (Sharp), KA7500(Fairchild) e M5TP494N (Mitsubishi). É ocircuito integrado usado na maioria absolutadas fontes de PC, tanto AT como ATX.

Abaixo, o seu diagrama interno.

Descrição dos pinos:

1. Entrada não inversora doamplificador de erro 1

2. Entrada inversora do amplificadorde erro 1

3. Saída dos amplificadores de erro4. Dead time control5. Capacitor do oscilador6. Resistor do oscilador7. Terra8. Coletor do transistor 19. Emissor do transistor 110. Emissor do transistor 211. Coletor do transistor 212. VCC

13. Seleção do modo de operação14. Saída da tensão de referência (5V)15. Entrada inversora do amplificador de

erro 216. Entrada não inversora do

amplificador de erro 2

O TL494 é um circuito integradobastante versátil, pois possui algumascaracterísticas que o tornam adequável auma extensa gama de aplicações. Entre ascaracterísticas podemos citar:

& Controle de tempo morto (dead timecontrol): Esse recurso, acessível pelopino 4, facilita o projeto de

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conversores com o recursode “soft start” (partidagradual). O circuito começaa operar com largura depulso mínima e vaiaumentando gradualmenteaté chegar ao ponto deoperação normal. Esserecurso serve para minimizaro surto de corrente noselementos comutadores nomomento em que o circuitoentra em funcionamento.

& Dois amplificadores de erro: Graçasa existência de dois amplificadoresde erro, um deles pode ser usadopara monitorar a tensão de saída doconversor, e o outro pode serconectado a um circuito sensor decorrente. Usualmente o primeiroamplificador de erro é usado paramonitoração da tensão e o segundo,quando usado, para monitoração dacorrente.

& Dois modos de operação: O pino 13seleciona o modo de operação doTL494. Quando conectado ao pino14 (tensão de referência de 5 volts),o TL494 opera no modo alternado:Os dois transistores internosfuncionam alternadamente. Quantoesse pino é aterrado, o TL494 passaa operar no modo simultâneo: Osdois transistores internos funcionamjuntos, e podem ser ligados emparalelo, para duplicar a capacidadede corrente. Isso facilita o seu usoem conversores de baixa potência,onde os transistores internos doTL494 podem ser usados como ospróprios elementos comutadores.

& Larga faixa de tensões de operação:O TL494 pode funcionar comqualquer tensão de alimentação entre

8 e cerca de 35 volts (o limitemáximo varia conforme ofabricante), o que elimina anecessidade de um circuito reguladorde tensão exclusivo para ele namaioria dos casos.

& Coletores e emissores dostransistores de acionamentoacessíveis externamente: Oacionamento pode ser referenciadoao terra, à tensão de alimentação, ouaté mesmo flutuante, dentro doslimites da tensão de alimentaçãousada.

Como inconveniente, temos o fato deo TL494 não possuir um latch (trava) paraos pulsos na saída, ou seja: Se a tensão nasaída dos amplificadores de errooscilardurante o período de um ciclo (coisaque pode acontecer se o circuito não for bemprojetado, ou um capacitor numa saídamonitorada do conversor apresentar defeito),o TL494 pode gerar mais de um pulso porciclo, o que pode levar a instabilidades nofuncionamento do conversor, ou mesmo àqueima dos elementos comutadores.

Uma particularidade interessante doTL494 é o fato de a largura de pulso serinversamente proporcional à tensão na saídados amplificadores de erro, ou seja: Quantomaior a tensão, menor será a largura depulso. Devido a isso, na maioria dos casos atensão de saída é aplicada na entrada nãoinversora do primeiro amplificador de erro,ao contrário da maioria dos outros circuitosintegrados de mesma função, onde a tensãovinda do divisor ligado na saída doconversor é aplicada numa entradainversora.

Atualmente, estão se popularizandono mercado os circuitos integradosespecíficos para fontes de PC, que possueminternamente a base de um TL494, mais o

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circuito de supervisão das tensões de saída(responsável pela proteção contrasobretensão, e pelo sinal de power good dafonte). Esses circuitos integrados são os que

são encontrados em algumas fontes comuma inscrição tipo “2002” ou “2003”.

Análise de defeitos numa fonte chaveada

Agora, após termos estudado a teoriade funcionamento das fontes chaveadas,passaremos a analisar algumas fonteschaveadas reais, e identificar os principaispontos de ocorrência de defeitos.

Além dos pontos de possíveisdefeitos, também veremos os valores esubstituições mais comuns para algunscomponentes. Tendo em vista a dificuldade,ou mesmo a impossibilidade de obteresquemas de algumas fontes, esse tipo deconhecimento se torna útil no dia-a-dia dotécnico reparador: É relativamente comumchegar para reparo uma fonte comcomponentes carbonizados, ou umequipamento com a fonte nessa situação.Além disso, também há a possibilidade denos deparamos com uma fonte que já tenhasido mexida, com componentes faltando.Esse segundo caso ocorre maisfrequentemente com quem trabalha commanutenção terceirizada.

No caso de nos depararmos com umafonte chaveada com componentes faltandoou ilegíveis, que use no bloco de controleum circuito integrado, o primeiro passo éobter o datasheet do circuito integradoutilizado. É comum o datasheet conter umexemplo de aplicação, e geralmente oprojeto da fonte é baseado nesse circuito deexemplo. Conhecendo-se o funcionamentodo integrado utilizado, torna-se possível atémesmo executar uma “engenharia reversa”no circuito da fonte e estimar os valores doscomponentes faltantes, obtendo sucesso namaioria dos casos.

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Fonte genérica com 3842

Para começar, estudaremos a funçãode cada componente numa fonte com 3842,resumida ao máximo. Embora as fontes reais

possuam alguns refinamentos adicionais nocircuito (filtros de linha na entrada, filtragemadicional na saída, etc..), esse circuito já éuma fonte totalmente funcional. Abaixo, odiagrama.

Iniciando pela entrada, temosprimeiramente um fusível. Via de regra, éusado um fusível de ação lenta, para que elenão se queime no momento em que a fonteé ligada. Após ele, temos um termistor NTC,e em algumas fontes um resistor de fio. Essecomponente serve para amenizar o surto decorrente no momento em que a fonte éconectada à rede elétrica. Quando a fonte éligada, o termistor está frio e a suaresistência é alta. Com a circulação decorrente, ele esquenta e a resistênciadiminui. Depois, temos uma ponteretificadora ou, em alguns casos, quatrodiodos separados, que convertem a tensãoalternada da rede elétrica em tensãocontínua, que é filtrada pelo capacitorC_ENTRADA. A tensão sobre essecapacitor será igual à tensão de pico da redeelétrica, que pode ser estimadamultiplicando-se a tensão AC pela raiz de 2(1.41)

O resistor R_PARTIDA é o resistorde partida da fonte. A função dele é fazer

com que o capacitor C_VCC se carregue atéatingir a tensão de 16 volts, quando o 3842começa a funcionar. Caso esse resistor abra,a fonte simplesmente não entrará emfuncionamento. O capacitor C_VCC filtra atensão de alimentação do 3842, e serve paraarmazenar a energia necessária para fazê-lopartir. Se esse capacitor secar, a fonte podesimplesmente não partir, partir somentedepois de várias tentativas, ou ficarfuncionando com ruído. Usualmente essecapacitor tem valor entre 47 e 100 uF etensão de trabalho de 25 a 35 volts.

O diodo D_AUX, em conjunto como enrolamento auxiliar do chopper, servepara manter a alimentação do 3842 depoisque a fonte entra em funcionamento. Noteque a marcação de fase indica que esseenrolamento tem polaridade oposta aoprimário, ou seja: A energia será entregue aoC_VCC no momento em que o FET sedesligar, segundo o princípio defuncionamento dos conversores flyback. Seesse diodo entrar em curto, a fonte não

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partirá, e se ele abrir, ficará tentando partircontinuamente, como se houvesse um curtona saída. Esse diodo pode ser substituído porpraticamente qualquer diodo rápido quesuporte pelo menos 1 ampere, como porexemplo o BYV95B. Em algumas fontes,existe um resistor em série com esse diodo.Caso esse resistor abra, o efeito será omesmo do diodo aberto.

O resistor R_GATE limita a correntecirculante entre o pino 6 (saída) do 3842 e ogate do FET. Como a junção gate-source doFET comporta-se como um capacitor, ospicos de corrente nos momentos de subida edescida do pulso na saída do 3842 poderiamdanificá-lo, pois ele suporta uma corrente depico de cerca de 1 ampere, no máximo. Seesse resistor for encontrado carbonizado,pode ser substituído por um de 10 ohms / 1watt na maioria dos casos. O R_GATE2serve para evitar que o FET possa entrar emcondução sozinho, caso o 3842 fique com asaída num estado de alta impedância. Casoesse resistor seja encontrado aberto, o valormais usual para ele é 10K. Já o zennerZ_PROT é uma proteção para a junçãogate-source do FET, e costuma queimar noscasos em que o FET queima. Empraticamente todos os casos ele pode sersubstituído por um 1N4746 (18 volts, 1watt), ou mesmo eliminado do circuito, poisa experiência tem mostrado que a proteçãooferecida por ele é ineficiente.

O FET é o elemento comutador dafonte. Se ele queimar, pode causar a queimade vários outros componentes, sendo osprincipais: R_SENS1, R_SENS2, C_SENS,R_GATE, R_GATE2, Z_PROT, e por fim opróprio 3842 e o fusível. Na maioria dasfontes de pequeno porte, ele pode sersubstituído a contento por qualquerMOSFET canal N que suporte pelo menos 6amperes e 600 volts. Nas fontes que sãoligadas apenas em 110 volts e não possuemdobrador de tensão na entrada, um FET de

400 volts já serve.

O resistor R_DAMP e o capacitorC_DAMP funcionam como uma rede deamortecimento dos pulsos de tensão reversado primário do chopper. As imperfeições eindutâncias residuais do chopper fazem comque, no momento em que o FET é desligado,possam surgir transientes de tensão mais altado que o FET pode suportar, levando-o àqueima. Esses componentes não costumamtorrar, mas podem levar o FET a queimarcaso apresentem defeito, sendo o caso maiscomum a abertura do resistor. Em algumasfontes não há o resistor, apenas o capacitor.Em algumas fontes existe também umcircuito snubber de tensão, com um diodo,alem de um resistor e um capacitor emparalelo com o resistor. E, algumas fontes debaixíssima potência não possuem nenhumcircuito de amortecimento.

O resistor R_SENS1 é crítico, pois éele que determina a corrente máxima quecirculará pelo FET. Na hipótese de ele serencontrado aberto e ilegível, deve-seprimeiro procurar descobrir a correntemáxima suportada pelo FET, e colocar umresistor que limite a corrente a um valorabaixo desse limite. Para calcular o valor doresistor, basta dividir 1 pela correntemáxima esperada. É bom evitar utilizarresistores de fio nessa posição, pois a suaindutância pode comprometer a precisão dosensor de corrente. O resistor R_SENS2 e ocapacitor C_SENS servem para filtrar osinal colhido no source do FET e entregá-loao pino 3 do 3842. Caso sejam encontradoscarbonizados, os valores mais comuns são:1K para o resistor, e 1 nF para o capacitor.

R_OSC e C_OSC determinam afreqüência de operação do 3842. Essescomponentes não costumam torrar. O únicodefeito que ocorre eventualmente nessebloco é a abertura do resistor, que faz comque a fonte não consiga partir e emita

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pequenos “clicks”. As vezes o FETsuperaquece e queima se a fonte for deixadaligada na rede elétrica, nessa situação.

O 3842, já estudado, é o controle dafonte. Para sabermos se ele está operandocorretamente, quando a fonte estiver ligada,o macete mais prático é medir a tensão nospinos 8 e 2. No pino 8 deve haver 5 volts, eno pino 2, 2.5 volts. Para ver se ele estádanificado, com a fonte desconectada darede elétrica, pode-se medir a queda detensão do pino 5 para os pinos 6 e 7, com omultímetro na escala de medida de diodos.Em ambos os casos, a medida deve sersemelhante a de um diodo (500 a 700milivolts).

C_REF é o capacitor que filtra atensão de referência, de 5 volts. Os valoresusuais para ele ficam entre 100 e 220nF.

Os resistores R_FB1 e R_FB2determinam o ganho do amplificador deerro. Em fontes com optoacoplador comoessa que está sendo ilustrada, eles costumamter valores próximos, ou mesmo iguais, poiso ganho não precisa ser alto nesses casos. Jáem fontes em que a referência pararegulação da tensão é colhida no ladoprimário, o ganho do amplificador de errocostuma ser fixado em valores entre 10 e 20.O capacitor C_FB serve para retardar otempo de resposta do amplificador de erro,pois um tempo de resposta muito baixopoderia tornar o circuito instável, devido aoripple residual na saída da fonte.

O resistor R_OPTO1 faz com que atensão na entrada do amplificador de errofique baixa quando o optoacoplador estáapagado. Se a fonte ficar sem esse resistor,ela perderá a capacidade de regulareficientemente a tensão de saída. Os valorescomuns para ele oscilam entre 220 ohms e2K2. O resistor R_OPTO2 é opcional, eserve para evitar que o transistor interno do

optoacoplador sofra interferências por estarcom a base desconectada (a exceção são osoptoacopladores de 4 pinos). Esse resistorcostuma ter valor alto, em torno de 2M2.

No lado secundário temos o D_RET,o diodo retificador da saída e o C_SAÌDA,o capacitor de filtro da saída. Asespecificações desses componentesdependerão das características da fonte. Seo diodo entrar em curto, a fonte vai ficartentando partir, e o FET pode superaquecere queimar. Já o capacitor, se apresentardefeito, pode fazer com que a fonte fiqueinstável, funcionando com ruído, ou mesmoque a tensão de saída fique mais alta ou maisbaixa do que o esperado.

O TL431 é geralmente referenciadocomo um circuito integrado, mas trata-se naverdade de um diodo zenner variável, ondea sua tensão de barreira é controladaexternamente, pelo pino 1. Ele passa aconduzir como um diodo zenner polarizadoquando a tensão no pino 1 atinge 2.5 volts.O divisor formado por R_DIV1 e R_DIV2 écalculado de tal forma que, quando a tensãode saída estiver em seu valor nominal, atensão no pino 1 do TL431 seja de 2.5 volts.R_LIM limita a corrente no led dooptoacoplador, por questão de segurança,para evitar uma possível queima dele e doTL431. O optoacoplador é o componenteque “informa” ao 3842 no lado primáriocomo está a tensão na saída, sem no entantohaver contato elétrico entre os dois lados.Como visto no diagrama, ele é formadointernamente por um led, e um fototransistor. Os optoacopladores de 6 pinosgeralmente podem ser substituídos pelo4N35, e os de 4 pinos pelo PC817.Obviamente existem outros equivalentes, epodem ser usados, conforme a sua facilidadede obtenção.

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Fontes sem optoacoplador

A fonte analisada possui umoptoacoplador para enviar ao 3842 umareferência da tensão de saída. No entanto,

existem fontes que não possuem ooptoacoplador, e a referência é colhida nopróprio enrolamento auxiliar do chopper. Aseguir, vemos um exemplo de como isso éfeito.

Como vemos, agora a referência quevai ao pino 2 do 3842 vem de um divisorresistivo. Em algumas fontes o C_REG e oC_AUX são o mesmo capacitor, ou seja: Omesmo capacitor que alimenta o 3842alimenta o divisor resistivo. Isso não é muitousual devido ao fato de o divisor consumiruma parcela da corrente fornecida peloresistor de partida, o que dificultará a partidada fonte. Essa simplificação é usada, porexemplo, na fonte dos monitores Proview.

A monitoração da tensão através dareferência pega diretamente do enrolamentoauxiliar do chopper tem algumas vantagens.Uma delas é o fato de podermos ligar a fontecom todos os diodos de saída levantados (écomum a prática de desconectar os diodospara procurar curto em alguma da saídas)

sem o perigo de ela perder a referência datensão de saída e a tensão subirexcessivamente, causando a queima dafonte. Como desvantagem, temos o fato de,se o capacitor secar, a tensão de saída dafonte pode subir, danificando outroscircuitos no equipamento. Ou, no caso dasfontes que possuem proteção, a fonte édesligada no momento da partida. É esse odefeito que ocorre, por exemplo, no monitorLG modelo 560N e similares, devido àsecagem do capacitor C911. Quando essecapacitor seca, é aconselhável substituí-lopor um capacitor de tântalo, para garantirque esse defeito não volte a ocorrer.

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Fonte do monitor Proview 456 e outros

Agora estudaremos a fonte dosmonitores Proview baseados na placa PR98.Além do modelo 456, a mesma placa éusada nos modelos 462, 566, e no Microtecmodelo MD15-9. E, excetuando-se anumeração dos componentes, a fonte domodelo 558 é praticamente a mesma. Anexono final da apostila temos o esquema.

Assim como a fonte de diversosoutros monitores, a fonte do Proview 456permanece sempre ligada, mesmo que omonitor em si esteja desligado. Devido aisso, é necessário se ter cautela ao executarqualquer medição ou teste na fonte quandoo monitor está conectado à rede elétrica,pois a fonte estará permanentementealimentada. Em monitores desse tipo, odesligamento se dá pela interrupção daalimentação do oscilador horizontal e dosestágios de deflexão e vídeo, mantendo-seapenas a alimentação do microcontrolador.

Nessa fonte, como não háoptoacoplador, a referência para regulaçãodas tensões de saída vem do próprioenrolamento auxiliar do chopper, o mesmoque mantêm a alimentação do 3842 depoisda partida da fonte. O divisor de tensão éformado por R507, R508 e pelo trimpotVR501. O capacitor que armazena a tensãode de amostragem é o mesmo que filtra atensão de alimentação do 3842.

Ligados ao pino 4 do 3842, além doresistor e do capacitor determinantes dafrequência básica de operação, temos algunscomponentes adicionais (R511, R512, R513,C515 C516 e D503). Esses componentes sãoresponsáveis por tratar o sinal vindo do loopde sincronismo, de cerca de 15VPP, einjetá-lo no pino 4 do 3842. Se esse loop fordesligado a fonte continuará funcionando,mas poderá emitir um ruído, e o monitorficará com uma interferência na imagem.

Nessa fonte é usado um 3842B, umaversão melhorada do 3842. Assim como o3842A, ele necessita de uma menor correntepara iniciar a operação, mas não tão baixaquanto um 3842A. Se ele for trocado por um3842 comum (sem nenhuma letra no final),a fonte terá dificuldade para partir, oupoderá só funcionar em redes de 220 volts.Isso também é muito comum na fonte dosmonitores AOC.

Um detalhe interessante dessa fonteé a proteção contra sobretensão,implementada de uma forma não muitoconvencional: O diodo zenner ZD502 ligadoentre os pinos 7 e 3 do 3842. Se porqualquer motivo a tensão nas saídas da fontesubir, a tensão no pino 7 do 3842 tambémsubirá. Se essa tensão tender a passar dos 19volts, o zenner fará com que a tensão nopino 3 chegue a 1 volt, inibindo ofuncionado do 3842.

Uma outra particularidade dessafonte, não tão incomum em outras fontes, éa forma de ligação do gate do FET: Ao invésde um resistor de baixo valor, temos doisresistores e um diodo. O objetivo desseartifício é fazer com que a entrada emcondução do FET seja suave (a correntecircula somente pelo resistor de 22r), mas ocorte seja rápido (a descarga da junçãogate-source se dará através dos doisresistores ao mesmo tempo). Na prática, issoreduz um pouco o aquecimento do FET. Nocaso de esses componentes seremencontrados torrados e não houverdisponibilidade deles, um único resistor de10R / 1W funciona perfeitamente.

Defeitos comuns:

& Ruído e instabilidade: A causa maiscomum é o trimpot com oxidação.Geralmente esse trimpot é lacrado nafábrica com uma espécie de cola.Com o tempo essa cola se deteriora

-30-

e começa a corroer a pista e o cursordo trimpot. Também é aconselhávelverificar o ajuste das tensões desaída (esse ajuste deve ser feito como monitor funcionando). Verificartambém o capacitor C510.

& Tensões caem quando o monitor éligado e a fonte fica armando edesarmando: Verificar possívelalteração do R523, além do C510.Caso a placa apresente sinais de játer sido mexida, é bom verificartambém o ajuste de tensão.

& Interferências na imagem: Descartar

a possibilidade de inversão do loopde sincronismo (especialmente apósa troca do flyback), e verificar oscomponentes associados ao pino 4do 3842.

& Dificuldade para partir / só funcionaem rede de 220 volts: Possíveldefeito provocado pela troca do3842B por um 3842 comum. O3842B pode ser substituído pelo3882, ou pelo 3842A.

& FET aquecendo excessivamente:R534 ou D505 aberto.

Fonte da impressora Epson LX-300

Semelhante às fontes de outrasimpressoras Epson, a fonte da LX-300 é umconversor flyback com controleauto-oscilante. De fato, no lado primário, ocircuito é semelhante ao usado na fonte dealgumas impressoras jato de tinta Epsonmais recentes.

A base do circuito auto-oscilante é ocapacitor C13, que realimenta o sinal dochopper para o gate do FET. Quando a fonteé ligada, a corrente que circula pelo resistorde partida (R18) faz com que o FET entreem condução, iniciando a oscilação. Emfuncionamento, esse circuito auto-oscilanteassemelha-se ao controle em modo corrente,pois o controle da transferência de energiado primário para o secundário se dá pelavariação da corrente limite para odesligamento do FET, que é dependerá dacorrente circulante no resistor R20. Ostransistores Q2 e Q3 são os responsáveispelo corte do FET a cada ciclo de operação,conforme o sinal recebido do IC1 (TL431).

O optoacoplador usado nessa fonte é

duplo, o que significa que ele possuiinternamente dois conjuntos led /fototransistor. Um dos pares é usado para oenvio da referência da tensão de saída, e ooutro é usado como uma proteção adicional.Se o circuito de regulação da tensão falhar,a proteção inibe o chaveamento do FET se atensão nas saídas subir demais. Além daproteção contra excesso de tensão na saída,há o transistor Q81 que, em caso de quedarepentina na tensão da saída de 35 volts(como no caso de a saída ser submetida acurto), também inibirá o chaveamento doFET. Essa característica de redundância écomum em fontes Epson. Em caso de senecessitar substituir o optoacoplador, elepode ser subst i tuído por doisoptoacopladores simples, como os PC817.

O circuito formado pelo circuitointegrado IC51 e componentes associados éum regulador abaixador, que gera umatensão de 9 volts a partir da tensão de 35volts, da saída principal. Essa tensãoalimenta a placa lógica, onde é reduzida para5 volts por um regulador linear.

Alguns componentes utilizados nessa

-31-

fonte são de obtenção relativamente difícil.Devido a isso, é comum optar-se porcomponentes equivalentes. A substituiçãomais comum para o FET é o 6N60, mas elepode ser substituído por outros inferiores,como o IRF840 e o IRF740. O Q2(2SC4408) pode ser substituído pelo BC639.O Q3 (2SA1015) pode ser substituído pelo2SA733, ou pelo BC640. Eventualmente oresistor R2 também se queima, e pode sersubstituído por um termistor NTC comum,do tipo que é usado em fontes de PC. Ocircuito integrado do conversor abaixador(IC51) é um NJM2360, e pode sersubstituído pelo MC34063, de custo bemmenor e mais fácil de ser encontrado nomercado.

Via de regra, a maioria dos defeitosapresentados por essa fonte se localiza nolado primário, sendo raríssimos os defeitosem componentes no lado secundário,excetuando-se as soldas frias. Os defeitosmais comuns nessa fonte são:

& Queima recorrente do FET: Oresponsável mais comum por essedefeito é o capacitor de

amortecimento C15.

& Liga as vezes: A chave liga / desligaapresenta defeitos com certafrequência, podendo ser limpa ou,em último caso, substituída.Verificar também uma possível fugana junção gate-source do FET, quepode fazer com que a fonte sedesligue quando submetida a carga.

& Ruído anormal: Essa fonte, assimcomo várias outras fontesauto-oscilantes, emite um pequenoruído durante o funcionamento. Mas,se o ruído for excessivo, deve-severificar o capacitor C11.

& Queima recorrente do fusível, semcurto no FET: Esse defeitogeralmente é causado por curtoparcial na ponte retificadora DB1.

& Tensões de saída anormalmentebaixas: Verificar possível fuga noszenners ZD51, ZD52 e ZD53, alémdo estado do capacitor C51.

Fonte ATX genérica

Embora exista uma tremendavariedade de circuitos diferentes nas fontesAT e ATX, a maioria se baseia no mesmocircuito, um conversor forward em meiaponte. Algumas poucas fontes utilizam umcircuito diferente, sendo uma minoria. Emanexo, o esquema.

Reparando-se no estágio deretificação e filtragem da entrada da fonte,vemos ao lado da ponte retificadora a chaveSW1, a chave seletora 110/220 volts.Quando a chave está aberta (posição 220V),o circuito se comportará como um

retificador comum, onde cada um doscapacitores (C5 e C6) se carrega com cercade metade da tensão de pico da entrada.Quando a chave se encontra na posição110V (fechada), o circuito passa a funcionarcomo um dobrador de tensão, onde cadacapacitor se carregará com a tensão de picoda rede. Assim, independentemente datensão de entrada, cada capacitorarmazenará uma tensão da ordem de 150 a170 volts.

No estágio de retificação e filtragemdas saídas, temos os diodos e, após eles, osindutores de saída. Os indutores sãoenrolados todos sobre um mesmo núcleo,

-32-

geralmente toroidal, por um simples motivo:Manter a uniformidade das tensões de saída.Caso uma saída tenha de fornecer maiscorrente do que as outras, o acoplamento dosindutores garante que uma tensão não subirámais que a outra.

O circuito na parte inferior esquerdado diagrama é a fonte stand-by, que fornecea tensão de 5 volts stand-by (geralmente umfio roxo), além de uma tensão da ordem de12 a 32 volts, que alimenta o TL494. Essafonte fica sempre ligada, e é o maior pontode incidência de defeitos nas fontes ATX. Omaior responsável pelos defeitos é ocapacitor C3, que ao secar faz com que atensão de saída dessa fonte aumente, atécausar a queima de componentes no ladosecundário e da própria fonte stand-by. Seesse capacitor for encontrado seco, éaconselhável substituí-lo por um capacitorde tântalo. Outro defeito comum é a aberturado resistor de partida, o R3.

O controle do liga/desliga da fontegeralmente é feito através do pino 4 (deadtime control) do TL494. No circuitoilustrado temos um comparador sendo usadopara essa função. Em algumas fontes existeum circuito com transistores, e em algumasmais raras o pino 4 é ligado diretamente aofio PS-ON (geralmente de cor verde).Algumas fontes mais raras desligam aalimentação do TL494.

No lado direito, abaixo das saídas,temos o regulador de 3.3 volts (fios laranjas,na maioria dos casos), que gera essa tensãoa partir da tensão de 5 volts. É comumusar-se um regulador linear nessa posição,pois a diferença entre a tensão de entrada esaída não é grande, e sendo assim odesperdício de energia também serápequeno. Algumas fontes utilizam metodos

diferentes para gerar essa tensão. Emalgumas fontes, os 3.3 volts vem de umbloco de retificação e filtragem igual aos dasoutras saídas. Já em outras, mais raras,existe um regulador chaveado exclusivopara essa tensão.

No canto inferior direito, temos ocircuito que gera o sinal de power-good (fiocinza, na maioria das fontes). Algumasfontes utilizam um circuito temporizador,como o diagrama. Já algumas fontes maiselaboradas possuem um circuito maiscomplexo, com comparadores, ou mesmoum circuito integrado dedicadoexclusivamente à geração desse sinal.

Defeitos comuns:

& Não liga, sem tensão no fio roxo:Fonte stand-by danificada. Verificaro resistor de partida e o transistorchaveador.

& Fonte emite um “tic” e não parte:Um dos diodos retificadores da saídaem curto. Verificar também oregulador de 3.3 volts.

& Ruído: Capacitores secos na entradaou na saída. Verificar se a ventoinhanão está travada pois, caso ela trave,os capacitores secarão rapidamentecom o funcionamento, e a bobinatoroidal poderá ser danificada pelocalor.

& Queimando fusível: Transistor dafonte stand-by, ou um dostransistores da fonte principal emcurto. Verificar também o retificadore os varistores em paralelo com oscapacitores de filtro, caso existam.

-33-

Fonte do monitor Samsung 450b

Um exemplo de circuito de fonteonde é usado um circuito integrado queengloba tanto o circuito de controle como oelemento comutador é a fonte do monitorSamsung 450b, igual ao 550v. O circuitointegrado usado é um DP104C, fabricadopela própria Samsung, e copiado de umintegrado fabricado pela Fairchild. Oesquema está na area de anexos no final daapostila.

Quando o monitor está desligado(chave na posição off), a fonte permanecealimentada, mas não operante. A chavedesliga a alimentação do DP104C. Quandoa chave é ligada, o capacitor C608 se carregacom a tensão fornecida através dos resistoresde partida, R606 e R607. Quando a tensãono capacitor atinge o valor mínimo para apartida do DP104 (alimentado pelo pino 3),ele começa a chavear o enrolamentoprimário do chopper, através do seu pino 1(correspondente ao dreno do FET que elepossui internamente). Os pulsos vindos dopino 2 do chopper são retificados, e é essatensão que mantém o DP104 funcionando.

A regulação da tensão se dá através dorecolhimento do sinal de amostragem numenrolamento auxiliar do chopper, exclusivopara essa função. Os pulsos vindos do pino3 são retificados, o que resulta numa tensãocontínua sobre o capacitor C612. Essatensão passa por um zenner de 6.2 volts e éaplicada na base do transistor Q602. O Q602tem o seu coletor ligado na entrada derealimentação do DP104 (pino 4). Se atensão na saída da fonte tender a baixar, apolarização do transistor Q602 tambémdiminuirá, o que fará a tensão no seu coletoraumentar. O DP104, por sua vez, aumentaráa largura dos pulsos de chaveamento nomomento em que a tensão no seu pino 4

subir, buscando compensar o aumento deconsumo e consequente diminuição dastensões.

Essa fonte é sincronizada com avarredura horizontal do monitor. Isso é feitoinjetando-se o sinal de sincronismo no pino5 do DP104, uma entrada específica paraessa função. Nesse monitor não é usado umloop de fio em volta do núcleo do flyback,mas sim um transformador de sincronismo,o T602.

O mesmo p r i n c í p i o defuncionamento usado no DP104 valetambém para os circuitos integrados DP704e DP904, tendo como diferença apenas acapacidade de corrente e a faixa de tensõesde operação.

Defeitos comuns:

& R u í d o e x c e s s i v o : C 6 0 7(150uF/400V) seco.

& Não liga, nem emite ruído: Chaveliga/desliga danificada. Antes datroca, pode-se tentar uma lavagemcom alcool isopropílico.

& Fonte emite um “click” e desarma:Geralmente esse defeito não écausado por defeito na fonte em si,mas sim por sobrecarga (o DP104possui uma proteção contrasobrecarga). Na maioria dos casos,isso acontece por causa do flybackqueimado.

& Fica emitindo clicks continuamentee não liga: Esse defeito geralmente écausado por um curto numa dassaídas da fonte. Na maioria doscasos isso é causado pelo transistorde saída horizontal em curto.

462, 456 POWERD

PRO98 SERIES 14" (200-100-PR98)

2 6Thursday, November 18, 1999

PROVIEW TECHNOLOGY CO., LTDTitle

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

12V15V

-11V

7.2V

15.2V

55V

80V

7.0V

HEAT SINKTO Q502

TO HEAT SINK

OFF 5

SUSPEND 5

DEG 5

VOLUME 5

1/2W

D512

D514

D515

D516

RL205RL205

RL205RL205

R-MNF

1KV

FROM FBT

1KV 1KV

402-001-DY32

C458

C458

C458

DRAWN

DESIGNED

CHECKED

APPROVEDA4

PTC

HEAT SINK

REMARK:WHEN ZD502 USEINGR505 R506 C513MUST BE OPEN

(FOR PA OR SA)

N

LR501

560K C501

0.1U/250VAC X-CAP

L502

750-250-772I

C502

0.4

7U

/250V

AC

X-C

AP

C504

4700P/250VAC Y-CAP

C505

4700P/250VAC Y-CAP

R51547K/2W

C517

0.01

D506BYT52D

D504

BY

T42M

C520

0.01 C.C

ZD50218V

IC502KA3842B

COMP1

FB2

VR

EF

8

R/C

4

ISEN3

OUT6

VC

C7

GN

D5

R510

30K 1%

C515

2700PPPN

R511

47

D5031N4148

R513

470 1/4W

R512

56

C516

0.1 C.C

C512

1000P C.C

R509

150K

R507130K

R508

20K

VR501

10KV+ADJ

D505

1N4148

R534

6.8Q5022SK26457NB60P2SK2141IFRBC40

R52022 1/4W

L510

760-100-0002

L513

B.C

D508 31DF4

C509

220P

1KV

C550220P 500V

D511

HER203

C508220P 1KV

D507

ER106BYT56K

C507

470P/1KV

R524

100K 1/2W

C558

0.1U/50VC.C

Q515

HSB772S-P

R558

10K

R559

220 1/2W

D513

1N4002

R560

10K

R556

510 1W

R557

10K

C524

4700P/250VAC Y-CAP

L503

B.C

R522 1K

C522

OPEN

C565

560P

R523

0.27/2WR-WR

C503470P

C564

470P

D521

1N4148

R541

82 1/2W

RL501

402-001-212DM

D522

1N4148

Q511C945

R542

10K

C542

0.1

SG502

1KV

(OPEN)

F501

T3A/250V

RT501

12

3

P502

630-002-2002

1

2DEGAUSS COIL

735-017-772I

SYNC+

SYNC-

SG501

1KV

(OPEN)

RT502 8 NTC

C513

(OPEN)

C566

1200P

C519

4700P/250VAC Y-CAP

Q516

(OPEN)

R502

(OPEN)

R503 JUMPER L504

18uH

L508

18UH(JUMPER)

L50618UH(JUMPER)

R505

(OPEN)

L507

18UH(JUMPER)

P501

AC INLETAC 100-220V

50/60Hz

412-600-0001

L501

JUMPER

L501A

JUMPER

C518

(OPEN)

C567

1000P/1KV

R563

R549

10K

Q512

HSB772S-P

IC503

7812

VI1

GN

D2

VO3

C559

1000U/16V

C510150U/400V

C521

68U/35VC5414.7U/50V

C527

330U100V

C531

470U/25V

409-001-0201

JK301

DC15V

M502

(FOR OSD OR PX)

1

2

3

R555

(10K)

R504

2.7K 1/2W

C561100U/16V

Q513

C945 R554

6.2K

C506

4700P/250V

AC OPEN

C528

470P 500V

C5324.7U/50V

C52647U/160V

C529

1000U/25V

C557

220U/25V

Q514

C945

R50622K 2W

(OPEN)

Q517

(F422)

R518

9.1 1/2W

D510ER302

C523

0.1U 100VMEM

R54856 1/4W

D509 31DF4

- +

R531

120 1WR51675K/3W

L511

760-100-0001JUMPER

R547

JUMPER

R517

(OPEN)R51447K/2W

T501

730-102-564IA

5

7

2

1 13

11

12

10

9

8

C514

0.1 C.C

R521

47K

C530

470U/16V

A

A

B

B

C

C

D

D

E

E

1 1

2 2

3 3

4 4

© 2006 Marcelo Zazulak

Pinos 1 e 2 = 35VPinos 3 e 4 = GNDPino 5 = +9V aprox.

Diagrama da fonte da impressora LX-300, desenhado com base no original e na placa. A fonte em si é um conversor flyback auto-oscilante. O circuito que gera os 9 volts a partir dos 35 volts é um conversor abaixador, cujo componente principal é o IC51 (NJM2360).

L1

C1

R2R1

F1

C3 C4

DB

1

C8

C11

R12

Q1

C14

C15

D2

R19 Q2

R16

R15 Q3

R13

R14

IC1

T1

C13

D1

C12

R20

PC1

D51

D52

R57

C51

ZD51

R56

C55

R69

Q81

C56R55

R54

ZD53ZD52

D81D82

12345

R68

R21

R31

1 2 3 4

5678

IC51

R81R82

C58

R65

C54

R53

Q82

R64

D55

L51

SW

1

D83

R18

A

A

B

B

C

C

D

D

E

E

F

F

G

G

H

H

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

F T N

ENTRADA

© 2006 Marcelo Zazulak

Q4

R10D12

R14R13D13

Q5

T2

D1

SW1

R1

L1

F1

Q6

R3

0

R29

R2

8

D21

PG

R12

R9

R11

C23

C10

C9

D1

0

D6

D4

R18R15

R1

6R7

1 2 3 4 5 6 7 8

910111213141516

TL494

R2

0R5

D2

2

R3

1R

32

R3

3

C28

Q1

D5

Q7

+5V

R2

1

Q3

D11 R8

+5V

R6

C14

R19

R2

5R

26

R2

7

+5VSB

D20

+3

.3V

C15

-

+

PS-ON

T1

R1

7

D19

D18

R22

R2

3

R24

D17

D16

D15

D14

L5

L6

R3

7R

36

R3

5R

34

+1

2V

-5V

+5

V

Moto

r

-12

V

C4

D3D2

R3

Q2

L3

R2

D7

C3

R4

C7D9

D8

C11

C13

1

2

37805

C12

+VCC

+5VSB

C6

C5

C1

C2

+12V

+5V

+VCC

C8

C16

C24

C25

C26

C27

C21

GN

D

C17

C18

C19 C22

C20

11-1 DP14L*/DP15L*

MULTI-MEDIA

11 Schematic Diagrams11-1 Power Part Schematic Diagram