Provador de Fly-back (INS190)

Escrito por Newton C Braga

Um equipamento de prova de grande utilidade na oficina do técnico reparador de televisores e monitores de computadores é o que faz testes de transformadores de saída horizontal ou fly-backs. Consistindo basicamente num oscilador de potência, ele permite detectar curtos, interrupções ou fugas no setor de alta tensão indicando assim se o componente deve ou não ser trocado. O provador que descrevemos é eficiente e de baixo custo podendo até aproveitar material que o técnico disponha em sucata.

 

 

Os fly-backs não mais são usados nos televisores e monitores, pois a tecnologia de nossos dias elimina o cinescópio, mas se alguém quiser usar um desses componentes num projeto, o artigo dá uma idéia de como prová-lo. Este artigo é de 1995.

 

Para provar um transformador de saída horizontal (fly-back) não se pode empregar instrumentos comuns como por exemplo um multímetro. De fato, o multímetro apenas detecta eventuais interrupções de um enrolamento, mas não revela fugas de alta tensão ou mesmo curto-circuitos.

O melhor teste de um fly-back é o que simula suas condições normais de operação, ou seja, gerando alta tensão.

Para se conseguir isso não é difícil, mesmo que os circuitos de tal função de um televisor ou monitor de vídeo não funcione: basta gerar um sinal na faixa dos 5 aos 18 kHz de boa potência e aplicá-lo de maneira apropriada no transformador em teste.

A finalidade do projeto que apresentamos é justamente essa: temos um oscilador de potência que pode aplicar por meio de algumas espiras enroladas de maneira simples no transformador, um sinal de prova, e a partir dele podemos verificar o comportamento do componente, ou seja, se ele gera a alta tensão sem fugas, conforme sugere a figura 1.

 

Um transformador de saída horizontal (fly-back)
Um transformador de saída horizontal (fly-back)

 

Praticamente qualquer tipo de fly-back pode ser testado com o nosso projeto, não importando o tamanho ou modelo do televisor ou monitor de vídeo, o que torna-o indispensável em qualquer oficina.

Até mesmo bobina de ignição de carros e motos podem ser verificadas, já que operam segundo princípio bastante semelhante na produção de alta tensão.

Um outro ponto importante a ser ressaltado neste projeto é que ele admite uma boa gama de equivalentes para alguns componentes o que permite o aproveitamento de material de sucata.

Se o leitor trabalha com reparação de televisores e não possui um provador profissional, que tal montar uma unidade alternativa de baixo custo porém bom desempenho?

 

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 110 V ou 220 V CA

* Corrente de prova: 800 mA a 1,5 A (ver texto)

* Frequência de operação: 5 a 18 kHz

 

COMO FUNCIONA

O que temos é basicamente um oscilador de potência que opera na faixa de áudio e que tem sua saída em aberto. Como carga deste oscilador para aplicação do sinal gerado será usada uma bobina colocada no fly-back em prova.

A alta corrente desta bobina e sua baixa impedância exigem o emprego de uma etapa de excitação com características especiais.

Temos então o seguinte circuito completo para fazer tudo isso:

A fonte de alimentação é dupla gerando uma baixa tensão de 12V para alimentar o setor oscilador e um transistor excitador e uma alta tensão para um transistor de potência que excita a bobina.

Os 12 V são obtidos a partir de um regulador do tipo 7812 que então alimenta um circuito integrado 555 e um transistor BD137.

O 555 funciona como um oscilador cuja frequência depende de C3 e do ajuste de P1, além dos resistores R2 e R3.

O ideal será ajustar a frequência para algum valor entre 12 e 15 kHz que estaria próximo das condições normais de operação de um fly-back, no entanto, mesmo as frequências mais baixas excitam bem os componentes em teste.

O sinal gerado pelo 555 é retangular servindo para excitar um transistor driver do tipo BD137.

Este transistor não forneceria um sinal de boa intensidade para a prova de um fly-back, gerando uma tensão relativamente baixa e que não permitiria a verificação de uma condição de fuga ou faiscamento entre enrolamentos.

Por este motivo, é acrescentado um transistor de alta potência para alta tensão na excitação do fly-back.

Para alimentação desse transistor não usamos os 12V regulados, mas sim uma tensão maior que é obtida da retificação e filtragem do secundário do transformador. Usando um transformador de 12+12V teremos algo em torno de 17,5 V para este setor, e usando um transformador de 15+15V teremos algo em torno de 21 V para este setor.

O fly-back em teste será então a carga deste transistor que o excitará com um sinal de boa potência.

Para os leitores que tiverem acesso a um FET de potência podemos simplificar o projeto com a eliminação do driver, conforme mostra a figura 2.

 

Adaptação para usar um FET de potência (POWER-FET)
Adaptação para usar um FET de potência (POWER-FET)

 

O FET, diferentemente de um transistor bipolar comum opera como amplificador de tensão e não de corrente, o que significa que sua elevada impedância de entrada permite sua excitação direta pela saída do 555.

O importante no projeto é que tanto qualquer transistor de potência com ganho acima de 50 como qualquer FET de potência com tensão dreno/fonte maior que 200V servem para o projeto, o que dá uma enorme gama de opções para o montador.

 

MONTAGEM

O diagrama completo da versão básica com transistor bipolar é mostrado na figura 3.

 

Diagrama completo do provador de fly-back.
Diagrama completo do provador de fly-back.

 

Evidentemente, a montagem deve ser feita com base numa placa de circuito impresso e uma sugestão de disposição de componentes é mostrada na figura 4.

 

Placa de circuito impresso do provador.
Placa de circuito impresso do provador.

 

O transformador deve ter um enrolamento primário de acordo com a rede de energia e seu secundário deve ser de 12+12 V ou 15+15 V com uma corrente de 1,5 A ou 2 A.

Os diodos podem ser 1N4004 ou equivalentes e os capacitores eletrolíticos devem ter as tensões mínimas de trabalho indicados na relação de material.

Os resistores são de 1/8 W ou 1/4 W exceto R5 que deve ser de fio com pelo menos 5 W de dissipação.

O LED serve para indicar quando o aparelho está ligado, e o circuito integrado 555 deve ser montado num soquete DIL de 8 pinos, para maior segurança. O circuito integrado 7812 assim como o transistor de potência Q2 devem ser dotados de radiadores de calor. Para o circuito integrado, o radiador consiste numa chapinha dobrada em "Ü" mas o transistor deve ter um radiador maior, conforme mostrado na figura 5.

 

Montagem do radiador de calor em CO2
Montagem do radiador de calor em CO2

 

Para o transistor de potência Q2 temos diversas opções, devendo apenas o montador ter o cuidado de verificar a disposição dos terminais de emissor, coletor e base no momento de fazer sua conexão no aparelho.

 

Alguns tipos de transistores que podem ser usados são os seguintes:

TIP47, TIP48. TIP49, TIP50, SID6410, SID6511, SID6512, SID6514, e finalmente o 2N3055.

Evidentemente, o leitor pode fazer experiência com um transistor de saída horizontal tirado de qualquer televisor fora de uso. Se não funcionar é porque o ganho pode estar muito abaixo dos 50, o que ocorre em alguns tipos como o BU208 que não serve para esta aplicação.

Se o montador optar pela versão com FET de potência, praticamente qualquer tipo da série IRF pode ser usado.

A conexão ao fly-back em prova é feita por meio de dois fios com garras. Estes fios não devem ter mais de 30 cm de comprimento (para que não ocorram perdas).

O capacitor C3 tanto pode ser de poliéster metalizado como cerâmico, e seu valor não é crítico podendo estar na faixa de 150 a 270 nF.

Na figura 6 temos uma sugestão de caixa para a montagem, observando-se que os únicos ajustes externos são da frequência de operação e liga/desliga. Se o montador utilizar um potenciômetro com chave pode reunir estas duas funções num único controle.

 

Sugestão de caixa para montagem.
Sugestão de caixa para montagem.

 

 

PROVA E USO

O teste de funcionamento é feito com um fly-back comum e já corresponde ao modo de se usar: enrolamos de 4 a 8 voltas de fio comum encapado na parte inferior do núcleo do fly-back em teste conforme mostra a figura 7.

 

Usando o provador de fly-back
Usando o provador de fly-back

 

 

Acionando a chave que liga o provador e ao mesmo tempo ajustando P1 vamos ouvir um zumbido no fly-back e aproximando uma chave de fendas da maneira indicada na figura deveremos ter a produção da faísca de alta tensão entre 0,4 e 1 cm aproximadamente.

Se isso ocorrer sem que vejamos faiscamento entre os diversos enrolamentos, e sem que ocorram instabilidades com ruídos indicando faiscamentos internos, então o fly-back estará em bom estado.

Se não houver faiscamento algum então estaremos diante de um fly-back com enrolamento aberto.

A verificação adicional para este componente pode ser feita com o próprio multímetro, testando-se a continuidade dos enrolamentos de menor tensão.

Em alguns casos a limpeza do fly-back com a remoção da sujeira acumulada pode resolver problemas de faiscamentos ou fugas de alta tensão. No entanto, as fugas e faiscamentos que ocorrem durante muito tempo acabam por queimar o local, formando uma trajetória carbonizada para a corrente de fuga e que inutiliza o componente. Em outras palavras, se no local do faiscamento o isolamento já estiver queimado dificilmente o componente pode ser recuperado.

Para usar basta então enrolar a bobina de prova, acionar o aparelho e verificar tanto a alta tensão como eventuais fugas entre os enrolamentos.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 7812 - circuito integrado regulador de tensão

CI-2 - 555 - circuito integrado - timer

Q1 - BD137 ou equivalente - transistor NPN de média potência

Q2 - TIP47 ou equivalente - ver texto - transistor NPN de alta potência e alta tensão (saída horizontal)

D1, D2 - 1N4004 ou equivalentes - diodos de silício

LED - LED vermelho comum

Resistores: (1/8 W, 5%)

R1 - 4,7 k ?

R2, R3 - 10 k ?

R4 - 10 k ?

R5 - 1 ? x 5 W - fio

P1 - 100 k ? - potenciômetro comum (com ou sem chave)

Capacitores:

C1 - 1 000 µF/25 V - eletrolítico

C2 - 100 µF/ 16 V - eletrolítico

C3 - 22 nF - cerâmico ou poliéster

Diversos:

T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12+12V ou 15+15V e corrente de 1 a 2 A.

S1 - Interruptor simples

F1 - 2A - fusível

G1, G2 - Garras jacaré

Placa de circuito impresso, radiadores de calor para o circuito integrado e Q2, suporte para o fusível, soquete para o CI-2, cabo de alimentação, caixa plástica para montagem, fios, solda, etc.