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Adaptación del IC serie KA5Q en la fuente de TV LCD Haier

Los televisores LCD HAIER, también comercializados en algunos países con otras marcas, presentan particularidades en su diseño que lo hacen vulnerable en algunos componentes. La fuente de alimentación es uno de sus problemas medulares, así los modelos LB32B1120 y LB32F1120 entre los explorados, presentan dificultades en la fuente de alimentación además de otros en la Main Board que merecen un capítulo aparte. Pensamos que los problemas reflejados en ella es el resultado de la primera, la fuente.

Introducción

Las normativas de la tecnología de “electrónica de potencia”, establece una serie de protocolos para los conversores, ya antes analizadas en otro artículo para el mismo modelo de TV-LCD.
Pero esta vez exponemos una nueva experiencia en la solución de fallas graves para estos aparatos.

La falla

En el anterior artículo: Reparando la fuente de TV HAIER LCD, expresamos que la fuente en los televisores LCD HAIER se deben revisar de forma periódica, pues tienden a romperse de forma intempestiva a los dos años de uso aproximadamente. El defecto comprobado se debe a la cristalización o falso contacto de las soldaduras en los transistores conmutadores de potencia. Vea la Fig. 2.
Allí los componentes más sensibles a fallas son Q12, Q10, Q11 y en caso de fallas graves D17, D16, D14, D10, C24 y C25 además de la sustitución de U301 y toda una amplia gama de resistencias del circuito como 1R5, 1R6 y 1R7. Los cuales deben de ser sustituidos con las herramientas adecuadas y a través de una estación de soldadura de aire caliente.

Si agregamos que en el proceso de reparaciones algunos profesionales no toman las precauciones necesarias para la protección de la fuente de alimentación, pueden por inexperiencia provocar un daño aun mayor al aparato de TV LCD… no es algo nuevo, lo hemos observado de forma reiterativa en muchos equipos y las causas son debido a manipular los aparatos como antes lo hacían en los TV CRT, llamados por algunos, televisores analógicos.

Diagrama de fuente de TV LCD Haier

Precauciones

Las precauciones a tomar en cuenta cuando se reparan estos equipos es “aislar el bloque de la fuente de alimentación” cuando es ella la causante del problema, y limitar la corriente de encendido, la forma más simple para hacerlo es, poner un bombillo incandescente de aproximadamente 25 Watt por el fusible del aparato. El objetivo es evitar una corriente excesiva que fluya hacia la fuente de alimentación, con esto se logra que, en casos de corto circuito, el elemento canalice dentro de si toda la corriente en exceso que se mueve en el bloque.

Circuito PFC

Tan importante es la limitación de la corriente de encendido con algún elemento pasivo, como extraer el transistor de potencia del circuito PFC, con esto se evita una tensión peligrosa en el filtro de fuente de 390V, como aparece comentado en el anterior artículo para Q901. Se ha de notar que la serigrafía de estos componentes puede cambiar según los modelos.

Consideraciones

Recuerde que la fuente de alimentación en los TV LCD son conversores flyback, y trabajan en régimen conmutado, todo lo contrario a las fuentes de reguladores lineales, por cuanto cualquier problema en ellos provocaría por lo común un corto circuito grave. Por desgracia cuando esto ocurre, el nivel de componentes dañados es importante, por eso se hace muy difícil en ocasiones resolver todas las refacciones necesarias para la reparación. Ante esta disyuntiva existe una solución efectiva. La modificación radical del diseño en el circuito del convertidor de a.c. d.c. flyback converter.

Se ha de aclarar que no recomendamos las modificaciones en los equipos electrónicos, porque el TV LCD es un diseño de varios especialistas bajo modelos y normativas testeadas. Sin embargo, de no existir los componentes de repuesto para el TV-LCD, sumado el alto costo, por la total destrucción de la etapa, la propuesta es sustituir el circuito electrónico simplificándolo por otro.

Adaptación  de IC serie KA5Q en fuente TV LCD Haier

Para el caso se eliminarán todos los componentes activos dañados Fig.2. revisando no queden elementos en corto circuito de forma general. Merece un análisis cuidadoso la restitución y garantía de los elementos R50, R52, R53 y D15 y un especial cuidado con el elemento reactivo C21, porque serán utilizados en el nuevo circuito, ellos son los elementos que limitan y suavizan los picos agudos de la tensión inversa del transformador chopper.

Adaptación de circuito integrado serie KA5Q

El circuito Fig.2 será remplazado por el dispositivo serie KA5Q.
Esta serie de la Fairchild Power Switch, comercializa los modelos KA5Q0765RT, KA5Q1265RT, KA5Q1265RF y la KA5Q1565RF, en un rango de potencia de 47W hasta los 280 Watts. Puede utilizarse para la adaptación el KA5Q0765RT de 47W, pero requiere un disipador dos veces mayor que el que posee la fuente original de TV-LCD.

Por eso conviene utilizar el KA5Q1265RF de 240W o el KA5Q1565RF de 280W respectivamente sin la preocupación del disipador de calor, aunque siempre se debe de hacer un chequeo de la temperatura durante el funcionamiento.

El circuito integrado de la Fairchild Power Switch tiene similitud, y los principios de operación del anterior diseño son algo similares. Todo el control y censado de operación y protección lo hace a través del pulso de sincronismo (Sync) y la alimentación (Vcc), mientras que el sistema de protección es interno al chip a través del pin 2. El diseño probado con excelentes resultados se realizó con el IC  KA5Q0765 de una potencia de disipación 47Watt que posee las siguientes características:

• Protección por sobre corriente.
• Protección por alto voltaje.
• Protección térmica a 85°C.
• Protección por bajo voltaje.
• Modo automático de reinicio suave en ráfaga a 20KHz.
• Alta eficiencia, típicamente 90% a plena carga.
• Modo casi resonante.
• Alta eficiencia debido a la menor conmutación de voltaje.
• Conmutación asíncrona, no está a una frecuencia constante.
• Soporta bajo consumo de energía.
• Vmax 650V, Voltaje de ruptura 3500V, Id DC 7A, Id pulso 28A,
• Fosc 20Khz, Vfb 4.6V normal y Vcc 14V 0.2mA.
 

Descripción de los pines KA5Q

1. Drenador (Drain)
Es la tensión de entrada Vcc del transistor de conmutación en el chip, un transistor MOSFET canal N que sucede a la bobina primaria del transformador chopper, se mueve con una tensión en el rango máximo de 650V y posee un diodo de seguridad contra la tensión inversa.

2. Negativo o GND
Es el punto de tensión de retorno o común, donde inciden todas las corrientes que se mueven en el circuito.

3. Alimentación o VCC
Es la tensión de alimentación del circuito integrado. La tensión típica promedio se sitúa sobre los 14V y la tensión máxima en 30V.

4. Retorno o Feedback (FB)
El feedback utilizado para el control de la tensión de salida, es una referencia proveniente del circuito regulador, conectado a través de un optoacoplador para corregir linealmente la tensión de salida de la fuente modulando la componente PWM del chip.

5. Sincronismo (Sync)
Este pin es la entrada del sincronismo, necesario para que el dispositivo conmute, detectando el momento cuando la corriente del secundario a través de la bobina de retroalimentación ha caído, es el instante que conmuta para no generar ruidos.

El circuito

El circuito integrado KAQ5xx, (Fig. 3) está orientado para conectarlo con una mínima cantidad de componentes externos, es por eso que posee solo 5 pines y será instalado respetando el circuito de la Fig. 3.

Los componentes pasivos se describen con las siguientes características.

R1 resistencia de 10 ohmios
R2 resistencia de 600 ohmios
R3 resistencia de 470 ohmios
D1 diodo 1N49376 o similar
D2 diodo zener de 5.1V
C1 condensador de 47 nF

Son especialmente importantes los componentes D2 y C1 para el éxito en el funcionamiento adecuado del modelo, se recomiendan solo estos valores en la sustitución de la fuente de alimentación para obtener resultados excelentes.

El transformador

El circuito integrado oscilador de 6 pines el U301 no utiliza señal de sincronismo, todo el proceso de control lo realiza a través del pin 4 (SENSE) de donde toma las lecturas necesarias para su correcto funcionamiento. Es importante señalar que, aunque el U301 solo posee 6 pines, puede también aparecer bajo la versión DIP8 o SPO8 de 8 pines.

El transformador de la fuente del TV HAIER LB32B1120 y LB32F1120 está pensada con otra estructura en la bobina excitadora del conversor flyback, no posee la bobina de sincronismo (Sync), por cuanto ha de montarse esta nueva bobina.

Por tanto, se ha de extraer el transformador chopper de la fuente y arrollar con una aguja y alambre fino, 7 vueltas sobre el núcleo del transformador. Vea el detalle de la bobina en la imagen de portada. No indicamos el calibre del alambre porque es relativo, lo que importante es el pulso de sincronismo.

Descripción del circuito

Comprendiendo la función de cada pin de la serie KA5Q y analizando el diagrama Fig.2 y Fig. 3 puede interpretarse correctamente el funcionamiento y diseño del bloque para implementarlo en la fuente del TV LB32B1120 y LB32F1120 así como en otros.

La tensión de suministro al bloque sucede por el punto PFC del transformador chopper a 390V, conectándose el retorno de la bobina excitadora al drain del dispositivo KA5Q. C1 se introduce en el diseño para asegurar el aplanamiento al rizado en la muestra FB al chip a través de un condensador de 47nF. R1 es la resistencia disipadora de arranque para D1 y R2 la limitadora de circuito de sincronismo, R3 es la resistencia de carga del diodo D1 y D2 un zener de 5.1V limitador de la amplitud del pulso (5. Sync) donde obtener la muestra de disparo de conmutación cuasi-resonante del chip, o sea, que depende del magnetismo remanente del transformador y la carga real a la fuente de alimentación, para que la conmutación sea en el momento de retorno en el transformador. El pin 3 Vcc se conecta al diodo JM8 donde aparecen los 14Vcc de alimentación al chip: al sucederse la orden de encendido del microcontrolador del TV a través del pin 9. (power on/off) en el conector CN2 de la fuente de alimentación.

Recomendaciones

Todo el conjunto será instalado y comprobado fuera del TV, trabajando la fuente en vacío, debe de entregar 12V y 24V de manera precisa en los diodos rectificadores y de igual forma con carga cuando está conectada en el receptor de TV. En vacío la prueba se limita a 1 hora de funcionamiento con una lectura precisa de 12V y 24V a la salida. Será entonces que se desconecta el bombillo limitador e instala el fusible y el transistor Q901 del bloque PFC.

Nunca se deberá instalar la fuente de alimentación si en alguno de los casos después de la implementación, el bombillo limitador incandescente de 25 Watts de la corriente de arranque permanece encendido, porque es muestra que existe un mal funcionamiento. Chequee periódicamente la temperatura por 1 hora con carga, no sea superior a 70°C en el KAQ5 y observe no exista ruido sobre la imagen. Señal que está en óptimas condiciones de funcionamiento.

José Enrique Chávez Rodríguez
Miembro de la IEEE - Cuba
electronica.profesionales @ gmail.com

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