PARA QUEM PRECISAR

TV CCE - Fonte de alimentação com UC3842
Modelos: HPS-1403 G / HPS1405 G-H / HPS-1407 / HPS-2003 F / HPS-2005 CG-
H / HPS-2007/ HPS-2008
Para analisarmos um diagrama que utiliza circuitos integrados devemos conhecer
as funções dos circuitos integrados que dele fazem parte. É isto que estaremos
fazendo aqui, estudaremos o CI 3842 e depois aplicaremos estes conhecimentos
para analisarmos e consertamos os defeitos das TVs que utilizam estes CIs.
O 3842 é um CI para uso específico em fontes chaveadas e bastante difundido
hoje em dia, não só em fontes de TV com de aparelhos de fax, etc. Ele é um
modulador de PWM, ou seja , ele varia a largura de um pulso de tensão em sua
saída de acordo com algumas entradas que lhe servem de referencia para
determinar a largura deste pulso. Variando a largura deste pulso, em sua saída,
ele varia o tempo de condução do mosfet de saída e consequentemente o valor da
tensão média de saída da fonte. Todo este processo é feito tão rápido e
continuamente que a tensão se mantém com o valor correto.
Mas antes de mais teoria e análise vamos conhecer a pinagem deste CI:
Pino 1 – compensação do amplificador de erro.
Pino 2 – entrada inversora do amplificador de erro.
Pino 3 – entrada do sensor de corrente. Esta entrada irá controlar a máxima
corrente que circulará através do source e dreno do mosfet de saída da fonte. Ela
também atua na largura dos pulsos.
Pino 4 – é onde irá ligado o circuito RC que definirá a freqüência da fonte
chaveada.
Pino 5 – terra.
Pino 6 – saída. É neste pino que estarão presentes os pulsos que irão controlar a
condução ou não do mosfet. Estes pulsos serão aplicados no gate do mosfet.
Pino 7 – Tensão de entrada. Este pino é o responsável pela alimentação do IC.
Pino 8 – saída da tensão de referência de 5 volts. Este pino sempre fará parte do
conjunto RC que define a freqüência de oscilação da fonte.
Funcionamento dos blocos mais importantes do CI:
Controle de corrente
O estágio interno do CI que controla a corrente de saída e está ligado com o pino
3, é basicamente formado por dois comparadores de tensão. A tensão que irá
comandar este circuito é proveniente de um resistor que está ligado entre o
Source e o terra. A tensão que aparece sobre este resistor deverá ser filtrada por
um constante RC de pequeno valor. A corrente máxima de saída será limitada de
acordo com esta fórmula:
Imax = ~ 1,0 V / R
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Sendo que R é o resistor colocado entre o source do mosfet e o terra. É bom
lembrar que estaremos calculando a máxima corrente de pico, pois, como é uma
fonte chaveada, hora teremos corrente hora não. Este tipo de integrado é
conhecido como circuito integrado para fonte chaveada com controle de tensão
através de corrente ou CI de modo de corrente.
Oscilador
O oscilador é formado, internamente, por uma fonte de tensão de referência,
ligado ao pino 8, um oscilador ligado ao pino 4. Externamente estão ligados neste
pinos um resistor e um capacitor, que definem o valor da freqüência de oscilação e
comutação do mosfet. Um resistor deve ser ligado entre o pino 8 e 4 e um
capacitor entre o pino 4 e o pino 5 que está ligado no terra. Caso o valor do
resistor entre o pino 8 e 4 seja maior que 5K o valor da freqüência poderá ser
calculado pela expressão:
F = 1.72 / R x C
Controle de shutdown ( desligamento) do CI 3842
Uma forma para se desligar o CI consiste em se ligar o coletor de um transistor
NPN no pino 1 e o emissor ao terra. Quando uma tensão positiva for aplicada na
base deste transistor ele conduzirá ligando o pino 1 ao terra e desligando o CI.
Under Voltage Lockout (desligamento da saída do CI por queda de tensão)
Se no pino 7 for aplicada uma tensão acima de 16 volts o CI trabalhará
corretamente, fornecendo em sua saída uma corrente suficiente para excitar o
mosfet de potência. Caso esta tensão caia para um valor abaixo de 10 volts ele
diminuirá muito esta corrente fazendo com que o mosfet deixe de chavear e a
fonte pare de funcionar. Para que ela volte a funcionar novamente é necessário
que a tensão no pino 7 seja superior a 16 volts novamente. Podemos perceber
que temos uma histerese, ou janela, entre 10 e 16 volts. Ele só liga com uma
tensão maior que 16 volts, mas só desliga com uma tensão menor do que 10 volts.
Para termos certeza que o transistor mosfet de potência não irá conduzir podemos
colocar um resistor, de valor relativamente baixo, entre o gate e o terra.
Amplificador de erro
Entre o pino 1 e 2, que fazem parte do amplificador de erro, deve ser colocado um
resistor com um capacitor em paralelo para permitir que este estágio consiga
corrigir a tensão de saída da fonte. A tensão para o pino 2 pode vir de um divisor
resistivo que esteja diretamente ligado com a saída de tensão da fonte ou de uma
tensão da fonte, usada apenas como referencia. Este pino pode estar acoplado
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através de um fotoacoplador para aumentar a isolação entre o primário e o
secundário do transformador da fonte.
Quanto maior o valor deste resistor mais rápido será feita esta correção.
Vamos agora estudar a fonte da CCE
Na fonte desta TVs após a retificação, feita por D809 a D812, teremos um
capacitor de filtro de 150uF por 385 Vcc, que é o capacitor C805. Depois deste
capacitor teremos tensão contínua que será aplicada no Dreno do Mosfet, canal N
(Q801), através do enrolamento indicado pelo pinos 1 e 3 do transformador de
ferrite. É comum, quando temos picos de tensão na rede (quedas de raios,
instalações elétricas mau feitas, etc) ocorrer a queima de alguns dos diodos
retificadores, e na prática, o Mosfet entrar em curto. Fique atento a isto caso ao
ligar a fonte não existir nenhuma tensão sobre C805. Se a sua TV as vezes liga,
as vezes não liga, verifique a capacitância do C805, caso ela esteja baixa troqueo,
mas lembre-se de colocar um capacitor com a mesma tensão de isolação.
Quanto a chave SW801 é ligada, um pulso de tensão chega até o pino 7 do IC
através dos seguintes componentes: R801 de 27K x 2W, R802. Esta tensão é
limitada em 18 Volts pelo diodo zener DZ801. Com este pulso o IC começa a
funcionar e alimenta o mosfet e a fonte começa a funcionar. Podemos perceber
que algumas causas para que a fonte não ligue serão as seguintes: R801 ou R802
abertos, ou DZ801 em curto. Qualquer defeitos destes em alguns destes
componentes impedirão a fonte de iniciar o seu funcionamento. Depois de iniciado
o funcionamento o enrolamento enter os pinos 5 e 6 do trafo de ferrite alimentarão
o IC para que ele continue em operação. Para que a tensão deste enrolamento
possa ser aplicada no pino 7 do IC ela terá que “passar” pelos seguintes
componentes: L801, FR801, D805. É comum que o resistor FR801 (que é na
realidade um fusistor, portanto um elemento de proteção) abra e, desta forma a
fonte tentará partir mas não funcionará. Para que a fonte continue em
funcionamento é necessário que a tensão no pino 7 do IC fique com um valor de
tensão acima de 10 volts, de preferência um valor próximo a 16 volts (ver acima o
item: Under voltage lockout). Se a tensão que alimenta o pino 7 subir muito o pino
2 perceberá e ela será corrigida pelo amplificador de erro. O IC803, que é um
fotoacoplador, tem a função de comparar a tensão de um enrolamento de saída
para ver se esta tensão não aumenta muito, quando ela aumentar o foto-transistor
dentro do IC803 conduzirá mais aumentando a tensão no pino 2 do IC 801
(UC3842B) fazendo com que o amplificador de erro diminua o tempo de condução
do transistor mosfet e, consequentemente, diminuindo a tensão de saída
monitorada pelo fotoacoplador. O fotoacoplador (IC 803) está ligado com um outro
IC que é uma fonte de tensão de referência. Este IC é o TL 431, ele tem o aspecto
de um transistor BC e está indicado no circuito por IC802. Ele mantém uma tensão
constante sobre o diodo transmissor de infravermelho, que está dentro do IC 803.
Quando a tensão do enrolamento indicado pelos pinos 11 e 10, do secundário do
trafo de ferrite, aumentar, aumentará a corrente pelo diodo e ele fará com que o
foto-transistor conduza mais acionado o amplificador de tensão de erro, pino 2 do
UC3842 e fazendo com que a condução do mosfet seja menor e,
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consequentemente a tensão na saída normalize. Para entendermos melhor esta
parte vamos analisar o seguinte:
O foto-diodo ligado internamente entre os pinos 1 e 2 do IC803 tem em seu
cátodo uma tensão constante aplicada pelo IC802 (TL431), o valor desta tensão,
que está presente no pino 3 do TL431 é definido pelos valores de R816 e R817 e
deve possuir um valor um pouco superior a 3,5 volts (ela pode ser calculado pela
seguinte expressão: Vs = Vref x (1 + R1/R2) + Iref x R1). O valor máximo de
tensão aplicada em seu ânodo será de 4,7 volts. Este valor será definido pelo
diodo zener em paralelo com ele. Este diodo, indicado por DZ805, tem um valor de
4,7 Volts, portanto a máxima tensão sobre o diodo nunca ultrapassará este valor.
Quanto mais aumente a tensão no ânodo do foto-diodo em relação a tensão em
seu cátodo, que é fixa, mais ele conduzirá e mais o foto-transistor conduzirá. É
bom lembrar que este aumento de tensão sobre o ânodo do foto-diodo
corresponde há um aumento de tensão na saída da fonte. É através desta
monitoração que o IC UC3842 consegue, através do amplificador de tensão de
erro, controlar e manter correta a tensão de saída.
Na saída desta fonte teremos as seguintes tensões: +16V, +9V, +8V, +5V, +103V.
Caso algumas destas tensões não exista verifique os resistores e indutores
associados a elas. No caso da tensão de 5 volts verifique o IC804 (LM7805) e o
resistor R821. Caso falte a tensão de 8 volts verifique R824 e se faltar as tensões
de 9 volts e 8 volts verifique Q802 (BC337). Caso falte todas as tensões verifique
R820.
Sempre teste e se possível troque os capacitores eletrolíticos das fontes
chaveadas, principalmente os que estão ligados diretamente as tensões
quadradas de chaveamento. Isto economizará muito tempo perdido. Teste ou
troque C812 (47uF x 25V), C807 (47uF x 100V), C831 (470uF x 25V), C825 (47uF
x 160V) e C829 (33uF x 160V) entre outros. Estes capacitores com o tempo
começam a apresentar defeitos. Mesmo trocando estes capacitores pode ser que,
depois de algum tempo eles apresentem defeitos novamente, isto acontece devido
ao fato de, embora serem capacitores, apresentarem uma resistência e um
indutância interna. Veremos mais sobre isto quando estudarmos projetos de fontes
chaveadas. Dica: quando pegar uma fonte chaveada, principalmente de TV e
monitores, se houver um capacitor eletrolítico trocado, substitua-o novamente e
teste a fonte.
É importante perceber que o terra da fonte é isolado do terra do resto da TV, isto é
comum em muito equipamentos que usam fontes chaveadas.
Equivalentes dos componentes:
IC3842B – preferencialmente usar o mesmo (podemos ter muitos letras mas o
número deve ser 3842.
2SK2545 – 2SK1117
TL431 – TL431 (podemos ter equivalentes comas letras iniciais diferentes, mas
pergunte se é um IC que gera uma tensão de referência e se tem a pinagem de
um BC)
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7805 – podemos usar qualquer IC 7805: LM7805, UA7805, etc.
Diodos – preferencialmente usar os originais.