Como reparar pequenas fontes de alimentação (SER728)

Vídeo games, calculadoras, gravadores, rádios e muitos outros aparelhos eletrônicos usam fontes de alimentação separadas, na forma de "eliminadores de pilhas" que são ligados a rede de energia. Estas fontes apresentam diversos tipos de problemas que mesmo o técnico sem muita experiência pode encontrar e reparar. Neste artigo ensinamos um pouco das principais técnicas de reparação destes aparelhos para nossos leitores.

Nota: Este artigo foi publicado na revista Eletrônica Total 36 de 1991.

A finalidade da fonte de alimentação é reduzir os 110 V ou 220 V de corrente alternada da rede de energia para uma tensão mais baixa, normalmente entre 3 e 12 V, mas contínua. Estas fontes têm tipicamente o circuito da figura 1.

 

Figura1 – Circuito típico de alimentador
Figura1 – Circuito típico de alimentador

 

 

Este é o circuito mais simples em que temos apenas retificação e filtragem, sem regulagens. O transformador reduz a tensão, os diodos convertem a corrente alternada em contínua e o capacitor faz a sua filtragem.

Esta fonte tem um inconveniente que está no fato de medirmos na sua saída a tensão especificada apenas quando o aparelho para o qual ela foi designada na alimentação estiver ligado. O que ocorre é que, sem nada ligado na sua saída, o capacitor se carrega com a tensão de pico do secundário do transformador.

Explicamos melhor: quando um transformador é indicado como de 12 V de secundário, este é o valor RMS, ou seja, um valor "médio quadrático" como indicado na figura 2. Na verdade, em média a tensão oscila entre 12 e -12 V porque é alternada, mas existe um instante muito pequeno de máximo que esta tensão atinge 1,4 vezes o valor RMS, no caso 16,8 V.

 

Figura 2 – Forma de onda da tensão no transformador.
Figura 2 – Forma de onda da tensão no transformador.

 

 

Quando ligamos um transformador a um diodo e a um capacitor para ter a retificação, o capacitor carrega-se com o valor de pico, ou seja, com 16,8 V. Isso significa que, ao medir uma fonte boa de 12 V deste tipo, teremos a surpresa de encontrar 16,8 V, (figura 3).

 

Figura  3 – Numa fonte “em aberto” medimos tensões mais altas.
Figura 3 – Numa fonte “em aberto” medimos tensões mais altas.

 

 

É claro que para outras tensões encontraremos também valores maiores sem que isso signifique que a fonte está ruim. Quando ligamos o aparelho alimentado, o capacitor começa a fornecer corrente nos intervalos dos semiciclos e com isso sua tensão cai até o valor desejado. É claro que o aparelho alimentado deve estar apto a suportar a tensão mais alta instantânea que aparece no momento de sua ligação, quando o capacitor está a plena carga.

As melhores fontes, que não apresentam este problema são as fontes reguladas como a da figura 4. Estas fontes mantêm na sua saída a tensão num único valor, quer o aparelho esteja ou não ligado.

 

Figura 4 – Circuitos  de uma fonte regulada.
Figura 4 – Circuitos de uma fonte regulada.

 

 

PROBLEMAS

Um primeiro problema que ocorre com estas fontes é a quebra ou interrupção do fio no plugue de conexão ao aparelho alimentado. Esta quebra pode levar o aparelho a problemas adicionais como, por exemplo, a entrada em curto. Os fios de alimentação encostam um no outro e com isso causam uma corrente elevada que acaba por queimar o diodo e até mesmo o transformador, (figura 5).

 

Figura 5 – O curto ocorre quando os fios escapam do plugue.
Figura 5 – O curto ocorre quando os fios escapam do plugue.

 

 

Este problema fica claro quando o transformador se aquece demais em pouco tempo e até chega a fumegar quando a fonte é utilizada. Na conexão de um novo plugue é muito importante observar a polaridade dos fios, pois se houver uma inversão, o aparelho alimentado pode sofrer danos permanentes.

Se o leitor não souber qual é a polaridade dos fios deve saber como identificá-la. Para isso damos um simples indicador de polaridade que é mostrado na figura 6.

 

Figura 6 – Um indicador de polaridade
Figura 6 – Um indicador de polaridade

 

 

Este indicador de 3 a 12 V.

Se você não sabe qual é a polaridade de uma fonte, ligue na sua saída o indicador. Conforme o LED que acende temos a indicação da polaridade dos fios, (figura 7).

 

Usando o indicador de polaridade.
Usando o indicador de polaridade.

 

 

Se nenhum dos LEDs acender a fonte tem problemas (diodo aberto, transformador queimado e/ou capacitor de filtro em curto). Se os dois LEDs acenderem então o diodo usa dois LEDs e opera com tensões está em curto (e provavelmente o capacitor com problemas). Veja que, na hora de fazer a conexão original é importante que o leitor saiba a polaridade do aparelho a ser alimentado. Isso pode exigir a abertura para a identificação dos fios, (figura 8).

 

Identificando as ligações de polaridade.
Identificando as ligações de polaridade.

 

 

Se os fios tiverem cores identificadoras da polaridade como, por exemplo, preto para o negativo e vermelho para o positivo, tudo bem, mas se isso não ocorrer devemos procurar alguma indicação na placa de circuito impresso ou mesmo examinar o diagrama. Para a maneira das fontes de 3 a 12 V até 1 A o diodo ou os diodos podem ser 1N4002 ou 1N4004. Os eletrolíticos podem variar de 220 µF até 1000 µF (conforme a filtragem) e sua tensão de trabalho deve ser de pelo menos o dobro de tensão que se espera na saída.

Outro problema comum nestas fontes é a interrupção dos fios, quer seja de cabo de entrada (CA) quer de cabo de saída (CC). Se você não encontrar tensão na saída de uma fonte, para isso você tanto pode usar um multímetro como o indicador de polaridade, conforme mostra a figura 9.

 

Constando defeito no cabo.
Constando defeito no cabo.

 

 

Pode ser que o problema esteja no cabo de alimentação ou saída.

Para descobrir isso temos dois procedimentos.

a) Abra a fonte e veja se há tensão depois do diodo, logo na entrada do fio que deve ir até o aparelho alimentado. Use o indicador de tensão para isso ou então o multímetro.

Se houver tensão neste ponto, mas não houver na saída é sinal que existe alguma interrupção nó fio de conexão entre a fonte e o plugue do aparelho que ele alimenta. O fio deve ser trocado ou então pode ser que existe alguma solda solta ou interrupção no próprio plugue. Lembre-se de observar a polaridade nesta ligação.

b) Se não houver tensão no diodo (saída) o problema pode estar no cabo de entrada ou no transformador.

Para isso o leitor deve usar o multímetro na escala de tensões alternadas para medir 110 V ou 220 V ou então uma lâmpada de prova de prova de 110 V ou 220 V conforme seu caso. Esta lâmpada de prova pode ser de dois tipos: uma, neon comum ou uma pequena lâmpada incandescente de 5 W conforme mostra a figura 10.

 

Indicadores de tensão da rede.
Indicadores de tensão da rede. | Clique na imagem para ampliar |

 

 

A lâmpada deve ser ligada no ponto indicado da figura 11.

 

Verificando o cabo de entrada.
Verificando o cabo de entrada.

 

 

Se a lâmpada não acender, é sinal de que a energia não está passando pelo cabo de entrada que provavelmente está interrompido. O melhor é verificar se a interrupção não é na tomada da entrada ou no próprio fio. Normalmente, se a interrupção for no plugue de entrada, a substituição por um outro plugue do tipo de conexão por parafuso sai mais barato do que comprar um fio inteiro novo. Por isso o procedimento que recomendamos é o seguinte: Corte o fio junto ao plugue, abra ligeiramente suas pontas e descasque-as. Ligue-as na tomada e verifique se a energia chega até o outro extremo repetindo o teste da figura 12.

 

Verificando se o problema é do cabo ou plugue.
Verificando se o problema é do cabo ou plugue.

 

 

Se a energia chegar será caracterizado que o problema era do plugue e a colocação do outro resolve. Se não chegar então o problema está no cabo que deve ser substituído por inteiro. Se a energia chegar, mas a fonte não operar, então o problema pode estar no transformador. Se houver energia na entrai, do transformador, mas não houver depois o que pode ser verificado com um LED, um diodo e um resistor, conforme mostra a figura 13, então o transformador deve ser trocado.

 

Figura 13 – Se o LED acende o transformador está bom.
Figura 13 – Se o LED acende o transformador está bom.

 

 

Normalmente, para as fontes pequenas, o transformador é um componente caro e nem sempre ó tipo original que caiba na caixinha com o espaço disponível é encontrado. Neste caso talvez seja mais econômico comprar uma fonte nova. Neste caso, retire diodo e o capacitor que você pode usá-los para algum futuro projeto tomando o cuidado de testá-los.

 

ADAPTAÇÕES

De posse de um aparelho que funcione com pilhas sempre é possível adaptar-se uma fonte que permita a operação a partir da rede.

O número de pilhas determina a tensão e o tamanho determina a corrente que deve ter eliminador.

Temos então as seguintes possibilidades:

• 2 pilhas = 3 V

• 3 pilhas = 4,5 V

• 4 pilhas = 6,0 V

• 6 pilhas = 9,0 V

• Bateria = 9,0 V

• 8 pilhas = 12,0 V

 

Para as correntes ternos as seguintes possibilidades:

• Pilhas pequenas: 100 mA a 200 mA

• Pilhas médias: 200 mA a 500 mA

• Pilhas grandes: 500 mA a 1 A.

 

Na ligação ao aparelho a ser alimentado é importante observar não só o tipo de conector como também o fato de que muitas fontes possuem o positivo no centro e outras no negativo. Isso pode significar a necessidade de se fazer uma inversão para que o aparelho funcione, (figura 14).

 

Conector de fonte típico.
Conector de fonte típico.

 

 

Se o aparelho a ser alimentado não tiver uma entrada da fonte, as coisas são mais complicadas. O que faz é adaptar um jaque do tipo circuito fechado, conforme mostra a figura 15.

 

Figura 15 – Adaptando o jaque circuito fechado para fonte externa
Figura 15 – Adaptando o jaque circuito fechado para fonte externa

 

 

Este tipo de jaque mantém as pilhas internas do aparelho ligadas quando a fonte está desconectada. Quando a fonte é conectada o jaque automaticamente desliga as pilhas internas. Neste caso é preciso também cuidado com a polaridade da ligação pois com uma inversão não só o aparelho não funciona como pode também sofrer algum dano.

 

RONCOS

Os roncos que podem ocorrer quando usamos fontes em aparelhos que tenham etapas de som como gravadores, rádios ou amplificadores normalmente deve-se a uma filtragem ineficiente, ou corrente da fonte abaixo da exigida. Um aumento do valor do capacitor eletrolítico com a ligação de outro em paralelo como mostra a figura 16 consiste numa solução.

 

Melhorando a filtragem da fonte.
Melhorando a filtragem da fonte.

 

 

Capacitores de 1000 a 2200 µF devem proporcionar boa filtragem na maioria dos casos. Para aparelhos muito sensíveis a roncos, uma solução é a adoção dos filtros em PI conforme mostrado na figura 17.

 

Figura 17 - Melhorando a filtragem com filtro π
Figura 17 - Melhorando a filtragem com filtro π

 

 

O resistor de valor entre 22 Q e 100 Q depende da corrente exigida pela carga. Ele deve ter o maior valor possível que não cause queda de tensão apreciável no aparelho alimentado na condição de máximo consumo. Existem é claro de aparelhos extremamente sensíveis que em fontes deste tipo não se adaptem e que o ronco pode permanecer mesmo com uma melhoria da filtragem.

 

 

 


Opinião

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