Como testar um transformador chopper ?
Toda fonte chaveada ou circuito inverter, que nada mais é um conversor DC-DC, utiliza um transformador “especial” chamado chopper.
O reparo destes circuitos ainda dá um pouco de dor de cabeça para os técnicos. Uma dúvida que muitas vezes surge é: como testar um transformador chopper?
Você já deve ter comprovado que a utilização de um multímetro na escala ôhmica só ajuda se tiver algum enrolamento aberto, o que costuma ser raro.
Quando estamos de frente a um problema que não conseguimos resolver a primeira coisa que devemos fazer é tentar entender “por quê”.
Não adianta ficar tentando adivinhar. Tudo neste mundo tem uma explicação científica (embora, às vezes, esteja longe de nossa compreensão).
Mas para responder aos “por quês” da vida precisamos antes de tudo recorrer à boa e velha teoria e de descobrir como a “coisa” funciona.
Neste artigo irei apresentar um aparelhinho que pode nos ajudar na difícil tarefa de testar um chopper.
Antes, porém de apresentar a construção deste instrumento “salva-vidas” dos técnicos, e também das considerações teóricas, cabe uma ressalva.
Tenho sempre repetido que o teste de um componente eletrônico só nos dá uma resposta 100% confiável quando indica que o dito cujo está defeituoso.
Em outras palavras, teste de componentes eletrônicos é como detector de mentira, às vezes, falha se o mentiroso for “bom” na arte da mentira.
Mesmo que o resultado do nosso aparelhinho indique que o chopper suspeito não “deu ruim”, ainda assim vale o dito popular: confiar desconfiando. Pode ser um daqueles casos em que o mentiroso, no caso o chopper, conseguiu enganar o detector de mentiras.
Então, dirá você, para que serve o tal teste? Serve para a maioria dos casos, já que “bons mentirosos” são poucos (exceto os políticos!).
Um pouco de teoria: – como funciona um transformador?
Esta pergunta nos remete a outra: qual deles?
Isto porque o funcionamento de um transformador chopper é completamente diferente do funcionamento de um transformador “convencional”.
Todo mundo sabe (ou deveria saber) que o papel de um transformador convencional é transferir energia magnética do primário para o secundário fazendo aparecer em seus terminais uma tensão induzida. Quanto maior a capacidade de transferência de energia magnética produzida no enrolamento primário para o secundário mais eficiente será o transformador, ou seja, nenhuma energia magnética deve ficar armazenada no enrolamento primário.
Para que haja a geração do campo magnético no enrolamento primário é preciso que circule nele, o tempo todo, uma corrente variável e que inverta a polaridade ciclicamente tal como a corrente produzida por uma tensão alternada senoidal.
E o chopper, não faz a mesma coisa?
A resposta é: NÃO.
O enrolamento primário de um chopper deve armazenar a maior quantidade de energia magnética possível, mas só deverá liberá-la quando for interrompida a corrente que a gerou.
Esta é grande diferença entre o funcionamento de um e do outro.
Quando a corrente do primário do chopper for interrompida a energia magnética armazenada nele começará se dissipar e aí sim, induzirá uma tensão no secundário.
Observe que a tensão no secundário só aparece quando deixamos de ter corrente circulando no primário e, portanto não temos corrente/tensão nos dois enrolamentos simultaneamente.
Tudo que foi explicado aqui sobre o chopper se aplica ao fly-back cujo nome técnico é Line Out Put Transformer (LOPT = transformador de saída de linha), pois afinal o fly back faz o mesmo papel que o chopper que é “transformar” tensão contínua pulsante em tensão alternada senoidal.
Você já tinha pensado nisto?
Como você testa (ou testava) um fly back?
Talvez a maioria responda: não testava, trocava para ver se funcionava e estamos conversados.
Como se testa um transformador convencional?
Em primeiro lugar com o nariz! Se sentirmos aquele conhecido cheiro de “elétron frito ou ampère flambado” é certo que o pobre transformador “entregou a alma ao criador” e a única que coisa que nos resta fazer, além de rezar por sua alma, é analisar se houve uma causa externa ou foi “morte natural”.
Se o seu olfato não ajudou, aí você terá que apelar para medições dos enrolamentos com as escalas ôhmicas do multímetro.
Se houver enrolamento aberto fica fácil descobrir, mas se houver um curto entre espiras pode ficar um pouco mais difícil, entretanto ainda assim não é nada desesperador, pois podemos alimentar o transformador, preferencialmente através de uma lâmpada série, e verificar como está (ou estão) a tensão (ou tensões) no secundário (ou secundários).
Uma avaliação mais minuciosa talvez exija que se coloque uma carga no secundário que pode ser um resistor cujo valor precisa ser determinado com o auxílio da Lei de Ohm.
Enfim, por mais complicada que seja a falha num transformador convencional, sempre será possível determinar se ele está bom ou ruim usando recursos básicos de eletricidade que todo técnico deve saber.
E agora, finalmente, como se testa um chopper?
Para início de conversa o “método do nariz” deverá falhar em quase 100% dos casos (a menos que o aparelho tem pegado fogo!).
Medir resistências de enrolamentos com o ohmímetro, certamente, não nos levará a nenhuma conclusão, mesmo que a comparemos com outro espécimen semelhante e bom considerando os baixo valores de resistência dos enrolamentos.
Alimentar o primário com tensão alternada como num transformador convencional, nem pensar.
Pronto, acabaram seus recursos e você não chegou a nenhuma conclusão. E agora?
Neste momento é que vai entrar o aparelhinho que irei apresentar daqui a pouco.
Eu o conheci lá pelos anos 90 como um testador de fly backs. Foi desenvolvido por Bob Parker e era vendido em kit (K-7205) pela empresa australiana Dick Smith Electronics. A mesma empresa onde comprei meu medidor de ESR.
Tenho os dois aparelhinhos até hoje e sempre me prestam bons serviços quando preciso voltar à bancada (para não perder o hábito).
A produção do testador de Bob Parker, denominado In-circuit LOPT/FBT tester, (CLIQUE NO LINK AZUL PARA BAIXAR O PDF) foi encerrada em 2007 e parece ter caído em domínio público uma vez que seu circuito pode ser encontrado em vários sites na Internet (em inglês) o que me levou a publicá-lo aqui no site, em português, é claro.
Para quem não paciência de montar o circuito a boa noticia é que uma versão moderna do testador está sendo vendida pela Anatekcorp por 46 dólares o que corresponde aproximadamente a 100 reais.
Embora ele tenha sido projetado originalmente com a intenção de testar fly backs podemos utilizá-lo também para testar chopper já que o princípio de funcionamento de ambos é igual.
Como funciona?
Demarcamos no esquema as três partes que compõem o circuito.
A primeira parte, no bloco vermelho consiste num gerador de pulsos de baixa frequência construído com um dos amplificadores operacionais do LM393 e um transistor BC328.
A seguir no bloco azul temos um comparador de amplitude de oscilações e finalmente no bloco verde temos um bargraph construído com o CD 4015 que é um registrador de deslocamento.
Em linhas gerais o princípio de funcionamento do teste, que é chamado de ring testing, consiste em que pulsos curta duração aplicados ao enrolamento primário produzirão cerca de 12 ou mais oscilações amortecidas antes de atingir valores muito baixos como se vê na figura abaixo.
As pontas de prova do instrumento serão aplicadas ao primário do chopper (ou no coletor do saída horizontal, se você quiser testar um fly back) no próprio circuito (desligado, é claro).
Os leds do bargraph acenderão para cerca de 15% de cada valor do pulso inicial.
Devemos ter, no mínimo, os quatro primeiros leds acendendo para consideramos o circuito do chopper em bom estado.
Preparando-se para a montagem
Se você optar por fazer a montagem segue abaixo a lista do material para você ir providenciando.
Na próxima semana pretendo fornecer um modelo de circuito impresso para simplificar a montagem embora ela possa ser feita também utilizando-se placa padronizada.
Lista de Material
O material utilizado é de fácil aquisição e custo não deve ultrapassar 20 reais.
A alimentação do aparelhinho é feita com 6V que pode ser obtido como 4 pilhas ou um adaptador AC/DC.
Na lista de materiais (que foi copiada do projeto de Bob Parker) constam leds retangulares, mas você pode utilizar leds redondos de 3 ou 5mm o que facilitará na hora de fazer a furação da caixa para acondicionar o circuito.
Conclusão
Sempre fui adepto de instrumentos que pudessem agilizar o meu trabalho e evitasse a compra de peças desnecessariamente e que, às vezes, são difíceis de ser encontradas.
Por isso, resolvi publicar este artigo que certamente irá ajuda-lo no seu dia a dia na oficina.
Na semana que vem apresentarei a montagem.
Até sempre
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