Las fuentes conmutadas se han convertido en los circuitos más utilizados en los televisores actuales, con el objetivo de reducir los costes industriales y, al mismo tiempo, proporcionar un ahorro energético significativo a los consumidores. Aunque el circuito de televisión KL-7 de Philips no cuenta con lo que podría llamarse una fuente conmutada. Utiliza un proceso para controlar las tensiones de salida del TSH, basado en PWM (modulador de ancho de pulso) en el procesamiento horizontal.
Nota: Artículo recuperado de la Revista Saber Electrónica 228 de 1992. ART5384
Este televisor no tiene transformador de red y, dado que debe funcionar con 110 o 220 VCA, debe contar con un duplicador de tensión que proporciona aproximadamente 300 VCC después de los rectificadores gracias al capacitor doblador de tensión C 609. El capacitor C 609 se cargará, en promedio, a una tensión de 150 VCC. Con el consumo del aparato, la tensión rectificada disminuirá ligeramente (270 VOO). Un aspecto general de la fuente y el procesamiento horizontal de este televisor, se presenta en la figura 1.
Además de la tensión principal de 270 volts, también debe existir la llamada tensión de arranque, que está formada por un pequeño transformador (T 601), cuyos diodos rectificadores generan una tensión de aproximadamente 7 VCC.
La tensión de arranque realizará prácticamente todo el circuito de procesamiento horizontal, además del pino 1 del Cl 317 (procesador horizontal). Si el televisor funciona, los 7 volts incidentes se convertirán en 12 volts, debido a la tensión generada por TSH incidente en el mismo punto.
Con la tensión de 7 volts incidente en el pino 1 del CI 317, el oscilador de 15,734 Hz (interno del CI) comenzará a funcionar, formando una onda de diente de sierra, que se transformará en una onda cuadrada dentro del CI (aunque existe una indicación PWM interna en el CI, esta función no se utiliza). Por lo tanto, los pulsos de activación horizontal se emitirán a través del pino 2, que serán procesados y amplificados por el bloque de PROCESAMIENTO HORIZONTAL Y PROTECCIÓN, tras esto, se llega al transistor TSH 204 (salida horizontal).
Un dato muy interesante a destacar es que aunque la tensión rectificado y filtrado de la red excita directamente el TSH, no hay variación en el ancho del marco, aunque sí hay una buena variación en la tensión de la red.
PROCESAMIENTO HORIZONTAL
Realizaremos el siguiente análisis basándonos en el circuito mostrado en la figura 2.
Los pulsos de frecuencia horizontal (15.734 Hz) generados por el Cl 317 excitan el transistor TS 311, provocando su corte y saturación. Asimismo, el TS 310 se excita, pero se forma una onda de diente de sierra en su colector debido a la carga aplicada al C 305. Durante la saturación del TS 310, se forma una rampa positiva (tensión ascendente), que provoca el corte del transistor TS 308. Cabe destacar que aquí tenemos otra malla de interconexión (circuito de protección), que debe interpretarse (en su totalidad) como un resistor de 10 kΩ conectada a tierra.
En este punto de procesamiento horizontal, encontramos TS 308 y TS 307, formando un circuito comparador diferencial de alta ganancia. Es decir, mientras la tensión de base de TS 308 es alta, se encuentra en corte, manteniendo saturada a TS 307, lo que resulta en una alta tensión de colector. La saturación de TS 307 se debe a su tensión de base fija, proporcionada por un divisor resistivo, en el que participa TS 305.
Con la caída gradual de las tensiones de base y emisor del TS 308, se alcanzará un punto en el que la tensión en el emisor del TS 307 se cortará, disminuyendo rápidamente su tensión de colector. Por lo tanto, una onda de diente de sierra presente en la base del TS 308 generará una onda cuadrada en el colector del TS 307. Esta onda cuadrada, a su vez, se transmitirá a la base del transistor TS 207, provocando su saturación y corte, lo que permitirá la excitación del transistor de salida horizontal (TS 204). Cuando el TS 207 se satura, se inducirá una tensión negativa, a través del transformador del driver, en la base del TS 204, manteniéndolo en corte. Sin embargo, en el siguiente ciclo, el driver (TS 207) cortará, invirtiendo el campo electromagnético y aplicando una tensión positiva, saturando el transistor de salida horizontal. Aparentemente sería un proceso normal en un circuito horizontal, si no fuera por la tensión de alimentación principal del TSH (270 VDC), la cual varía según la red eléctrica, es decir, un aumento de 270 volts provocaría un aumento en las tensiones secundarias del TSH.
CIRCUITO DE CONTROL PWM
Para evitar que las variaciones de la red eléctrica alteren las tensiones de salida del TSH, se debe implementar realimentación y control de ancho de pulso, considerando que la frecuencia debe mantenerse siempre en 15734 Hz (sincronización horizontal con el transmisor).
Así, una de las tensiones de salida del TSH (140 volts) se envía a un divisor resistivo formado por R 349, R 303, R 307, un trimpot y R 304, el cual polariza al transistor TS 305 para una conducción determinada, dejando a su colector una tensión media de aproximadamente 7,8 volts, referencia que será la que se utilice para la polarización del TS 307.
Para el análisis de este control, podemos decir que si la tensión de red tiende a subir, los 140 VCC provenientes del TSH también tienden a subir, provocando una mayor conducción del TS 305. Con esto, la tensión del colector del mismo cae, reduciendo también la tensión de polarización media de la base del TS 307. Considerando que en la formación de la rampa de diente de sierra, la tensión de base del TS 308 cae gradualmente, esto conducirá a un corte más lento del transistor TS 307 (debido a su menor tensión de base media), ampliando el nivel positivo de la tensión presente en su colector (véase figura 3) las formas de onda PWM.
Así, el transistor driver (TS 207) pasará más tiempo en saturación que en corte, provocando que el transistor de salida horizontal pase más tiempo en corte que en saturación, reduciendo así la corriente general que circula internamente por el TSH, reduciendo también la amplitud de los pulsos de retorno horizontales, lo que en realidad mantendrá las tensiones estabilizadas.
El transistor TS 306 sirve como referencia de polarización para el TS 305, y su polarización está amarrada a las mallas ABL y VERTICAL del televisor, es decir, si todo funciona bien, deberíamos tener una tensión de cero volts en el ánodo del zener D 301, manteniéndose la tensión base del TS306 en torno a los 5,7 volts.
CIRCUITO DE PROTECCIÓN Y DESARME HORIZONTAL
El circuito de protección provoca un desarme intermitente del circuito horizontal (cada dos segundos), lo que dificulta el análisis correcto de las tensiones (varían en el mismo paso). El circuito se muestra en la figura 4.
Para un funcionamiento normal (sin desarme) el TS309 debe estar en conducción media (presentando una resistencia interna de 510; el TS 302 debe estar saturado; TS 303, 316 y 301 estarán completamente cortados.
El tiempo de desarme de dos segundos se determinará mediante un MULTIVIBRADOR MONOESTABLE, formado por TS302 y TS303. Considerando que TS302 está saturado y TS303 desconectado, podemos decir que el capacitor C302 está cargado. Si aparece una tensión más negativa en el emisor de TS303 (consumo excesivo del TV), conducirá, reduciendo su tensión de colector. Esto permite que la tensión de base de IS302 caiga instantáneamente, lo que provocará su desconexión, despolarizando IS309 e iniciando una reacción en cadena. TS308 se desconecta, saturando TS307 y TS207, desconectando así el transistor de salida horizontal. El ciclo continúa hasta que C302 se descarga completamente (lo que tarda casi dos segundos).
El circuito también puede desarmarse mediante la conducción de TS 316 está conectado a la referencia de la fuente que suministra el circuito vertical (35 volts), o si se conecta una referencia al colector de salida horizontal, lo que detectará amplitudes excesivas de los picos de tensión en el circuito de retorno, lo que provocará la conducción del TS 301. El desarme más común es la sobrecarga o el consumo excesivo, que suele ocurrir por una tensión negativa incidente en el emisor del TS 303. Si esto ocurre, el desarme puede evitarse conectando a tierra el emisor de este transistor.
ATENCIÓN:EL PROCESO MENCIONADO SÓLO PUEDE REALIZARSE UTILIZANDO UNA LÁMPARA EN SERIE EN LA RED ELÉCTRICA, CON UNA POTENCIA COMPRENDIDA ENTRE 250 Y 300 WATTS, DE LO CONTRARIO SE PUEDEN CAUSAR DAÑOS AL TELEVISOR CON LA QUEMA DEL TRANSISTOR DE SALIDA HORIZONTAL Y SUS DIODOS DE GRAMPEAMENTO.
