Este artigo faz parte do livro “Reparação de Impressoras” de minha autoria. Os ensinamentos básicos são válidos ainda servindo de orientação para quem deseja saber como essas impressoras funcionam e eventualmente recuperá-las ou repará-las. Nesta segunda parte continuaremos a tratar das fontes de alimentação.
Passamos agora aos diodos retificadores. Este é o tipo de componente que normalmente não oferece muitas dificuldades de substituição ou obtenção quando apresenta problemas.
No diagrama tomado como exemplo, são usadas duas pontes retificadoras com 4 diodos. Estas pontes podem tanto ser formadas por diodos discretos, como constituir-se num componente único como o mostrado na figura 1.
A entrada em curto de um ou mais diodos retificadores de uma fonte de alimentação de uma impressora pode ter várias consequências, facilmente detectadas até mesmo por uma simples inspeção visual. A primeira é a queima do transformador (se existir), já que recebendo corrente alternada, os circuitos alimentados podem eventualmente entrar em curto sobrecarregando este componente. O fusível pode abrir antes que o transformador queime, mas a troca do fusível fará com que a impressora não funcione e o fusível volte a queimar.
Observe pelo diagrama tomado como exemplo, que a tensão que obtemos depois do retificador não é a mesma da entrada. O capacitor da fonte se carrega com a tensão de pico quando o circuito está sem carga e uma tensão menor, mas ainda maior que o valor RMS, quando em funcionamento.
Assim, na fonte indicada, temos tensões de 37 V que são usadas pelos circuitos de potência de acionamento do motor de passo e pelos solenóides, no caso 9, das agulhas, já que se trata de uma impressora matricial.
A entrada em curto de capacitores eletrolíticos pode também ser um sinal de que existe algum problema com os diodos retificadores. Os capacitores podem queimar porque os diodos entraram em curto e, da mesma forma, os diodos podem entrar em curto se um eletrolítico queimar.
Os diodos podem também abrir, caso em que teremos uma alteração da tensão da fonte, conforme indica a figura 2.
Um diodo aberto fará com que metade dos semiciclos da tensão retificada, numa fonte de onda completa, sejam perdidos e isso afetará sua corrente máxima. Uma queda de tensão pode então ser medida com o multímetro numa fonte que apresente esse problema. O teste dos diodos é simples, podendo ser realizado com o multímetro.
Na figura 3 mostramos como testar diodos retificadores dos tipos mais comuns usados em fontes de alimentação de impressoras.
Normalmente, a função retificadora das fontes lineares de impressoras não exige componentes sofisticados. Qualquer diodo de silício comum da série 1N4000 serve. Os mais indicados são os 1N4002 ou 1N4004 que podem substituir a maioria dos tipos utilizados.
Veja que raramente as correntes nos circuitos ultrapassam 1 A. Assim, podemos usar os 1N4002 se as tensões estiverem na faixa de 6 a 30 V. Se estiverem na faixa dos 30 aos 100 V podemos usar os 1N4004 e, se estiverem acima de 100 V, os 1N4007. Veja que os tipos originais que podemos encontrar numa impressora importada podem ser bastante difíceis de encontrar.
Para o caso dos capacitores eletrolíticos também não existem maiores problemas com o diagnóstico de problemas. A observação destes componentes já revela que existem problemas quando eles apresentam sinais de vazamentos ou estufamento.
Nas impressoras, normalmente são usados capacitores eletrolíticos tradicionais, com terminais paralelos, com valores na faixa de 10 uF a 4 700 uF. O valor do capacitor determina o seu tamanho. Observe que estes componentes são polarizados. Para a retirada procede-se da seguinte maneira:
a) Dessolde os terminais na parte inferior da placa, soltando-os
b) Puxe o componente com cuidado, ao mesmo tempo em que libera mais solda dos terminais com o soldador.
A retirada e a medida com o multímetro pode ajudar a verificar se eles estão em bom estado. Na figura 4 temos o teste de um capacitor eletrolítico feito com um multímetro comum.
Esse teste proporciona uma boa confiabilidade de diagnóstico para capacitores acima de 10 µF. Devemos retirar o capacitor suspeito do circuito para um teste perfeito. Encostando as pontas de prova nos terminais do capacitor, a agulha do multímetro move-se em direção às baixas resistências para depois voltar, parando numa resistência acima de 100 k ohms. Se o movimento não ocorrer, o capacitor se encontra aberto ou sem capacitância. Se a agulha parar em uma baixa resistência baixa o capacitor tem fugas ou está em curto.
Ao fazer a substituição, opte por um de mesma capacitância que o original, e tensão de trabalho igual ou maior que o original. Exija tipos de boa qualidade. Verifique também se a queima do eletrolítico não se deve à entrada em curto dos diodos da fonte.
Temos a seguir nesse mesmo circuito, os reguladores de tensão, que podem ou não estar presentes, conforme o tipo de circuito que vai ser alimentado.Os tipos de reguladores de tensão mais usados são os fixos de três terminais, como os mostrados na figura 5.
Para correntes muito baixas, estes reguladores podem ser apresentados em invólucros SOT-54, ou semelhantes a transistores de uso geral comum. No entanto, o mais comum é o invólucro TO-220 com montagem em dissipador de calor. Algumas impressoras utilizam versões SMD, ou mesmo comuns, em que o dissipador de calor é uma área cobreada da placa de circuito impresso, conforme mostra a figura 6.
O diagnóstico de problemas com estes componentes é muito simples. Se houver tensão na entrada do CI regulador, deve haver tensão na saída e ela deve ser a especificada pelo tipo. Por exemplo, para um 7812, devemos ter uma tensão de entrada de pelo menos 14 V (2 V a mais que a tensão do regulador) e na saída, os 12 V. Uma tensão de entrada menor que o esperado, tanto pode indicar problemas nas etapas anteriores, como um eventual curto do circuito regulador ou dos circuitos que ele alimenta.
Na fonte mostrada na figura 7, por exemplo, é usado um regulador 7805 que fornece a tensão para os circuitos lógicos.
Um teste pode ser feito, para se verificar se o curto está adiante, liberando-se o terminal de saída do CI e medindo-se as tensões. Se estiverem normais, o problema poderá estar depois do circuito integrado.
Em alguns casos, as fontes precisam fornecer tensões de valores pouco comuns sob correntes muito baixas. Nesses casos, pode ser usada uma etapa reguladora mais simples, com base num resistor e num diodo zener, conforme mostra a figura 8.
A tensão que deve ser medida nos terminais do diodo zener deve ser a tensão zener, ou tensão nominal do componente. Se isto não ocorrer, temos duas possibilidades: algum componente do circuito alimentado se encontra com problemas ou então o próprio diodo zener. É comum que em alguns casos, sejam usados diodos zener cujas tensões não podem ser facilmente identificadas pelos tipos, como os da série BZX em que a indicação “9V1”, por exemplo, indica que se trata de um diodo de 9,1 V. Para a série com nomenclatura americana pode ser necessário dispor de mais informações. A tabela dada a seguir ajudará muito o leitor:
Mesmo que o tipo ou tensão do diodo não sejam indicados, podemos facilmente descobrir isso pela tensão de saída do circuito. Basta somar 0,6 V da tensão de saída (queda de tensão na junção emissor-base do transistor) para termos a tensão zener. Um circuito com saída de 12 V, por exemplo, usa um diodo zener de 12,6 V.
Ao substituir um diodo zener, opte sempre por um de mesma tensão que o original e potência maior ou igual que o original. Veja que o teste de um diodo zener com o multímetro apenas revela se este componente está em curto ou aberto, nada informando se ele se encontra com a tensão correta.
O leitor deve estar percebendo que é muito importante ter informações completas sobre o circuito da impressora. O diagrama da impressora em reparo é muito importante para verificarmos tensões nos diversos pontos.
Também é importante notar que o osciloscópio é um instrumento de utilidade na verificação do funcionamento de uma fonte deste tipo. O ripple ou ondulação que ocorre quando um diodo está aberto, um capacitor de filtro com a capacitância alterada, pode afetar o funcionamento dos circuitos de uma impressora. Esse ripple pode ser visualizado, conforme mostra a figura 9 utilizando-se um osciloscópio comum, mesmo de baixa frequência.
Problemas comuns neste tipo de etapa são a alteração do diodo zener que afeta a tensão de saída do setor, ou ainda a abertura ou entrada em curto do transistor que então afeta a tensão de saída. O diagnóstico pode ser facilmente feito com a medida das tensões nos diversos pontos da etapa, utilizando-se um multímetro comum. Se a tensão no zener estiver alterada, ele pode ser retirado para teste. Se a tensão na saída do transistor estiver alterada, ele pode ser retirado para testes externos.
Observamos que normalmente são utilizados transistores de média e alta potência nesta etapa. Estes transistores não são críticos, podendo ser utilizados tipos tanto da série 2SD, BD como TIP na maioria dos casos, respeitada apenas a corrente e tensão máxima. Evidentemente, esses transistores devem ser dotados de radiadores de calor.
Na fonte indicada observamos ainda que encontramos diversas tensões derivadas do mesmo ponto de 37 V para o acionamento de solenóides e motores de passo, com reguladores independentes. Veja que existem diversos zeners, e mesmo diodos comuns, realizando a função de fixar ou alterar as tensões.
Em especial, observamos a função de D7 que é provocar uma queda de tensão da ordem de 0,6 V, quando ele conduz no sentido direto. Também é interessante a função do diodo D6, do tipo comum que, polarizado no sentido inverso, serve para proteger a etapa contra os picos de tensão que são gerados na comutação da carga indutiva, conforme detalha a figura 10.
Em muitos diagramas, são normalmente indicadas tensões e formas de onda que devem ser encontradas nos principais pontos. Estas tensões e formas de onda consistem, portanto, na melhor referência que o profissional tem para fazer um diagnóstico.
Finalmente, observamos que os capacitores eletrolíticos são especificados pelas suas tensões mínimas de trabalho. Isso significa que, na substituição, se não houver problema de espaço, sempre pode ser usado um de mesmo valor, mas de tensão maior.