Circuitos de protección en equipos de audio
(alimentación y potencia)


Colaboración de: Enrique Ruben Soto y www.yoreparo.com para   Comunidad Electrónicos 

A la mesa de trabajo del técnico reparador, llegan con frecuencia equipos que no encienden en su totalidad, o que despliegan un mensaje o código de error en el display. Este comportamiento se debe a los circuitos de protección del equipo. En este informe damos una breve descripción de estos circuitos, diseñados para detectar anomalías en diferentes secciones del equipo a fin de protegerlo de daños mayores.

Como sabemos, los centros musicales, o componentes de audio, integran diferentes funciones en un mismo gabinete. Como ser:

  • Caseteras.
  • Compactera (reproductor de CD)
  • Sintonizador de estaciones de radio
  • Control de tonos y volumen
  • Amplificador de potencia de audio
  • Fuente de alimentación

En los equipos de audio de hoy, hay un encargado de seleccionar y controlar cada función, el microcontrolador. Cada ves que seleccionamos el reproductor de CDs para escuchar un disco, lo que en realidad hacemos es dar una orden al microcontrolador, y este se encarga de activar tal sección y despliega en el display, el proceso de la función seleccionada. Este componente no solo selecciona la función deseada, sino que cumple muchas tareas mas.

Una tarea importante que cumple este tipo de cerebro, es la de monitorear el correcto funcionamiento de cada sección, lo hace por medio de uno, dos o más terminales que si llegan a cambiar su estado, inmediatamente corta la energía de todas las secciones del equipo y entra en stand by, para impedir daños, y permanecerá en este estado hasta que se solucione el problema.

Circuitos de protección

Hablaremos de estos circuitos utilizando como ejemplo un equipo Aiwa. pero existen muchas marcas y modelos en el mercado, y hay muchas diferencias entre una y otra marca.

Hay equipos que entran en protección sin indicar nada en el display, así como están los que despliegan un código o mensaje indicando específicamente donde esta el problema. Los últimos equipos ya vienen con modo de servicio con la posibilidad de probar cada parte de sus secciones.

Como se mencionó anteriormente, hay terminales de control destinados a censar el buen funcionamiento de cada sección del equipo, estos terminales trabajan con un circuito de protección diseñados para censar un parámetro. Al haber cambios en el valor estipulado de este parámetro, las protecciones hacen cambiar el estado del terminal del circuito de control. Este al detectar el cambio, da la orden de apagado del equipo, o sea, el equipo entra en stand by.

Hay equipos que tienen circuitos de protección en cada función como los hay que solo están en la etapa de potencia. En esta oportunidad solo hablaremos de los circuitos de protección que se encuentran en la fuente de alimentación y la etapa de potencia de audio.

¿Por que? Porque el amplificador es la sección que mas energía consume, de ahí su gran vinculo con la fuente. También el amplificador es muy propenso a problemas en la salida de audio. Por eso ante cualquier problema en esta sección, el control, corta la energía antes de que haya un mal mayor.

Circuitos de protección en Minicomponente AIWA NSX-S111

Como ejemplo usaremos el equipo AIWA NSX-S111, que esta formado por un amplificador en clase A-B con transistores de salida darlington. Algunos modelos de aiwa utilizan amplificadores con transistores, como en este caso, pero otros utilizan circuitos integrados. También los equipos mas potentes utilizan amplificadores clase H. Pero la descripción de los tipos de amplificadores de audio los veremos en otra ocasión.

La fuente de alimentación para el amplificador es partida, +VP 20vcc, -VP –20vcc.

El encargado del control es M38B59MFH-P109FP. Que tiene destinado su terminal I-hold ( pata 2 ), para notar si hay algún cambio proveniente de alguna de las protecciones.

El terminal o-power ( pata 18), es la que controla el relay que conecta o desconecta +VP –VP, del amplificador.

Circuito detector de AC (corriente alterna)

Siempre existen cortes de energía, a veces muy continuos y por diversas razones. El clima, problemas de mantenimiento de la red eléctrica, líneas sobrecargadas si es una zona industrial, etc.

Se sabe que los cortes provocan picos de tensión que son muy perjudiciales para los equipos, pudiendo provocar una gran variedad de daños.

Por esta razón los equipos de audio y amplificadores cuentan con este circuito.

Descripción y funcionamiento del circuito:

D108-109 Y D101-102 forman un puente rectificador, utilizan la misma tensión que se utiliza para el amplificador, con la diferencia que rectifican a través de resistencia limitadoras de corriente. Véase que D108-109, están en un mismo encapsulado siendo R115-R116 las limitadoras de corriente.

D101-102 son los mismos diodos que rectifican el –VP para el amplificador, pero entregan el semiciclo negativo al circuito a través de R117.

Sobre R118 habrá una caída de tensión teniendo a Q107-Q108, conduciendo, esto provoca que la tensión en la base de Q106 sea muy baja y C113 casi descargado. En esta condición, mientras haya tensión en la línea de ca. En el colector de Q106 habrá 5vcc aproximadamente.( véase Fig. 1)

Ahora si la tensión de la línea se llegara a cortar. C113 se cargara haciendo conducir a Q106, cayendo la tensión en colector de este, o sea I-hold.

Ante esta situación, el sistema de control cambia el estado de o-power, que controla el relay , y lo abre cortando la alimentación al amplificador. Y el sistema de control entra en stand by. Permanecerá en stand by hasta que se le de la orden de encendido y/o hasta que se solucione el daño que pudiera haberse ocasionado.

Fig. 1
Circuito detector de CD

Circuito detector de CD (corriente directa o corriente continua)

Como su nombre lo indica, este circuito esta destinado a controlar la presencia de corriente continua en la salida de audio del amplificador, porque como mencionamos anteriormente, el amplificador es muy propenso a dañarse por problemas en la salida. Un parlante defectuoso puede ocasionar un cortocircuito en los transistores de salida, y si no se cortara la alimentación de inmediato, el daño seria muy grande pudiendo dañar todos los circuitos del amplificador y hasta la fuente!.

Descripción y funcionamiento del circuito:

Las bases de Q109-Q110, se conectan a cada salida de los amplificadores a través de R237-R238 DE 100k cada una.

Mientras los amplificadores no presenten ningún defecto, en sus salidas no deben presentar ningún valor de CD ni positivo ni negativo. En esta condición Q109-Q110, no conducirán.

En el caso de haber algún componente defectuoso, como un transistor con fugas o en corto, se produce un desbalance en la salida de audio apareciendo tensión continua, positiva o negativa. Al haber continua esta llega a las bases de Q109-Q110 cargando a C114, y produciendo la conducción de estos bloqueando a Q107-Q108. en estas condiciones se carga C113, conduce Q106 hasta saturarse y baja la tensión de colector afectando al terminal I-hold. (véase Fig. 1 )

En esta condición el sistema de control corta la alimentación, cambiando el estado del terminal o-power, que se dirige al circuito que controla al relay. Y también el micro entra en un estado de espera, pero apagando el display completamente. Permanecerá en esta condición hasta que se solucione el problema.
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Circuito detector de sobrecarga

Si conectamos un bafle que tenga un parlante con la bobina rozando, o se conectan mas de un bafle en la salida de audio. Se exige al amplificador que entregue mas corriente de lo normal, corriendo riesgo los transistores de salida y los componentes aledaños.

Para evitar que los amplificadores sufran daño por un exceso de corriente, este circuito se encuentra asociado entre los transistores de salida y el terminal I-hold para cortar la alimentación ante un problema con la carga.

Descripción y funcionamiento del circuito:

Q215-Q216. son los detectores de sobrecarga. Q218, es el encargado de cambiar el nivel del terminal I-hold ante un exceso de corriente.

Las bases de los detectores están conectadas a los colectores de Q213-Q214, que son TR de salida. Y por medio de R291-R292, están conectados al colector de Q218.

Los emisores están conectados a –VP.

Los colectores están vinculados: a los amplificadores diferenciales de los dos canales, a un circuito que mejora la circulación de corriente en las salidas, y a la base de Q218. nótese en el diagrama que todas estas conexiones están echas a través de diodos y resistencias. Y por ultimo el terminal I-hold esta conectado al emisor de Q218 a través de R244.

Cuando los amplificadores están funcionando en forma normal, Q215-Q216 no conducen., y permanecerán en este estado mientras las tensiones en sus bases no superen los 0,6v.

Ahora si por alguna razón existe un mayor consumo de corriente en alguno de los amplificadores, la tensión en la base de Q215 o Q216, comienza a subir, provocando la conducción de alguno de estos.

La diferencia entre B-E se produce por estar conectados en paralelo con R249-R250. la corriente circulante en estas afectan directamente a la tensión en base de los protectores.

La conducción de alguno, o los dos detectores( según que canal este dañado), hace conducir a Q218 cambiando el estado de I-hold. de esta manera el equipo a través del cambio de estado en o-power, cortara la alimentación de los amplificadores, y entrara en stand by. Funcionando el display solamente.

Fig. 2
Circuito detector de sobrecarga
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Conclusión

Como verán a la hora de saber el porque un equipo no enciende, hay varias secciones para ir descartando. Siempre es bueno preguntar al cliente que paso antes de que el equipo deje de funcionar. Los datos que este aporte , nos pueden orientar a detectar en donde se encuentra el problema y/o revisar etapas que, hubiésemos pasado por alto y, mas adelante iban a fallar.

Los equipos suelen sufrir daño por:

- Conectar mas de un bafle en las salidas. El equipo se protege por sobrecarga.

- Usar bafles dañados.

- Por un cortocircuito en la conexión. A veces los usuarios en el apuro, dejan hilos de cobre sueltos y terminan tocando en cualquier lado! Provocando un corto en la salida.

- Por usar bafles de menos potencia. En estos casos si exigen el equipo, termina dañándose el parlante y por consecuencia, un corto en la salida.

- Y me han tocado muchos equipos con la salida y parte de la fuente en corto. A razón de que el cliente tenia mal la instalación eléctrica del domicilio. Me entere porque le entregue el equipo funcionando y este volvió con el mismo daño enseguida!, fui hasta la casa y sorpresa!! Una instalación viejísima, con muchas perdidas y encima trifásica!.

En fin muchos pueden ser los causantes de una falla en un equipo de audio, lo importante es conocer su funcionamiento, y en base a eso, plantearnos un método de diagnóstico, que lo iremos perfeccionando con el tiempo y la experiencia que vayamos adquiriendo.

Por último les digo , como mencione al principio, que hay diferencias entre marcas y modelos, pero la mayoría de los equipos cuentan en los amplificadores con estas protecciones, así que el informe es valido a la hora de trabajar con un equipo de otra marca.

Espero que les sirva. ¡Hasta la próxima!

Enrique Ruben Soto
enrusoto @ hotmail.com


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