Funcionamiento de Un Cargador Tablet Estudiante

8/12/2019 Funcionamiento de Un Cargador Tablet Estudiante

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Nelson Martn Senz Crdoba correo: [email protected]. 3122135159 blog. http://pcnelson.blogspot.com

Lic. en ed. bsica con nfasis en sistemas Tec. En electrnica y telecomunicacionesTec. En mantenimiento de computadores Tec. Electricista Industrial

FUNCIONAMIENTO DE UN CARGADOR

Un cargador lo podemos dividir en las siguientes fases, rectificacin de entrada, oscilador MOSFET,transformador de salida, rectificador de salida y el circuito controlador del oscilador

RECTIFICACION DE ENTRADA

Rectificacin de entrada: Recibe el voltaje alterno de entrada ya sea 220V o 110V y por medio de un puente de

diodos (diode bridge con 4 diodos) seconvierte en corriente directa. Estevoltaje es poco estable y posee ungran rizado (ripple) por eso de ahpasa por el Condensador de entrada(electroltico, alto voltaje y grantamao) que reduce el riple a nivelesmanejables por el oscilador MOSFET.En esta etapa tambin por proteccinencontramos el fusible el cual sequema en caso de cortocircuito. Nota:

En cargadores de alta calidad (para mercados europeos o estados unidos) en esta rea encontraremos tambinun circuito para aumentar el factor de poder (lo exigen en la unin europea) y un circuito para eliminar cualquier

interferencia pueda emitir el cargador a la lnea de voltaje principal, en cargadores para el mercadolatinoamericano por lo general se omiten.


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MOSFET OPTOCOUPLER TRANSFORMADOR

Es un Transistor MOSFET de alto voltaje. Seenciende y apaga a una alta frecuencia paraproducir un voltaje alterno que pueda alimentar eltransformador de salida(los transformadores solo

trabajan con corriente alterna). Este MOSFET escontrolado ya sea por otro transistor (diseossencillos) o por un Integrado que recibenretroalimentacin del opto-acoplador. El Oscilador MOSFET enciende y apaga a una frecuencia de50KHz o mas, se escoge esta alta frecuencia por dos razones, la primera para que esta oscilacin nosea audible (por lo general no detectamos sonidosde mas de 20KHz) y la segunda para hacer maspequeo el cargador ya que entre mayor lafrecuencia el transformador de salida se puede hacer mas pequeo (por eso los cargadores antiguos erangrandes y pesados ya que el transformador era grande debido a que trabajaba a los 50-60hz de la corriente delnea).

Este MOSFET es la parte ms importante en la calidad de un cargador, un buen MOSFET es algo costoso por lo cual es comn que los chinos usen MOSFET usados en los cargadores econmicos. Aunque en teora estaoscilacin es muy eficiente, la verdad se producen perdidas ya sea por corrientes parasitas o por la pequearesistencia interna del MOSFET por lo cual siempre se va a desperdiciar algo de energa en forma de calor,entre mayor sea la capacidad en vatios del cargador mas se calienta por lo cual en algunos casos debe hacersemas grande o ponerle un disipador.

TRANSFORMADOR DE SALIDA

Este provee la aislamiento elctrico entre el circuito secundario (corriente directa) y el circuito primario (corrientealterna). El funcionamiento de un transformador se basa en las propiedades de los inductores (bobinas) lascuales se resisten los cambios de corriente elctrica, este como los otros transformadores consta de undevanado de entrada, un ncleo (ferrita, aire) y un devanado de salida. La corriente alterna producida en eloscilador MOSFET llega al devanado de entrada e induce una corriente equivalente pero de menor voltaje en eldevanado de salida del transformador. La corriente inducida en el devanado de salida luego pasa por el diodorectificador de salida.

RECTIFICADOR DE SALIDA

El voltaje que sale del transformador es alterno y como sabemos las tabletas trabajan con corriente directa, parahacer la rectificacin se usa un diodo SCHOTTKY ya que tienen menor tiempo de recuperacin y menor cadade voltaje que los diodos normales(en algunos diseos usan un MOSFET).

SALIDA

El voltaje que sale del diodo rectificador ya es directo pero tiene mucho ruido y Rizado (ripple), para filtrar eseruido y rizado usamos el condensador de salida (electroltico), ya filtrado el voltaje va a los terminales de salida.Tambin tenemos un diodo ZENER que detecta el voltaje que va a controlar el opto-acoplador para laregulacin de voltaje. Algunos cargadores tambin incorporan un LED (va con su respectiva resistencia).


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CIRCUITO CONTROLADOR DEL OSCILADOR

El voltaje de salida del cargador es regulado por medio de un circuito de retroalimentacin que consta de undiodo ZENER, opto-acoplador y el circuito controlador del Oscilador MOSFET. El diodo ZENER recibe parte delvoltaje de salida y genera una seal que controla el opto-acoplador, el optocoupler internamente consta de unLED y una foto-celda, segn la seal de entrada el LED del optocoupler produce una seal luminosa la cual es

convertida nuevamente a electricidad por la foto-celda (en china es comn usar optocoupler usados en loscargadores baratos). La corrientede salida del optocoupler es laque llega al transistor que controlalos ciclos de encendido-apagadodel oscilador MOSFET. Al apagar-encender el MOSFET a ciertoradio se afecta el ciclo de trabajo(duty cicle) de la corriente desalida del oscilador MOSFET locual por ende cambia lascaractersticas del voltaje desalida.

Optocoupler chino Opto-acoplador

Nota: En algunos cargadores elMOSFET y el circuito controlador del MOSFET estn incluidos enun simple integrado, les adjuntolas especificaciones de uno deesos integrados, el RM6203 quees comn en china por loeconmico pero en mi experienciaregula psimo

SEGURIDAD EN LOSCARGADORES

Aunque la salida por lo general es de corrientedirecta y bajo voltaje (no peligrosa), el rea alternadel cargador maneja altos voltajes alternos loscuales pueden llegar a ser peligrosos. EL mejor consejo es no destapar un cargador excepto seaestrictamente necesario. Si el cargador estaconectado hay que tener extremo cuidado con laparte alterna, si esta desconectado hay quedescargar primero el condensador de entrada, estealmacena carga a alto voltaje incluso tiempodespus de haberlo conectado.

Una buena practica de seguridad que muchoscargadores baratos la olvidan son los seeds, sonpequeas resistencias que ayudan a descargar lentamente los condensadores luego de

desconectar el cargador del enchufe. Como sabemos los momentos de mayor stress para un cargador son alconectarlo al enchufe ya que los condensadores se cargan y la corriente en el circuito aumenta y cuando se


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desconecta ya que los condensadores se descargan rpidamente aumentando tambin la corriente en elcircuito, por eso es importante poner los seeds.

Es importante el cargador posea el circuito regulador de voltaje retroalimentado, los cargadores mas baratos por lo general lo omiten lo cual pone en riesgo la vida til de la tableta o celular.El material de la carcaza debe ser poco flamable, mucho cargador barato no solo por el material de la carcaza

sino por el material interno, luego de un cortocircuito puede crear un incendio.

No compre cargadores baratos, estos usan material usado lo cual pone en riesgo su seguridad y la vida til desus aparatos.

COMPARACION ENTRE UN CARGADOR DETABLETAS BARATO Y UNO DECENTE

Vamos a comparar un cargador barato comolos que entregan algunas fabricas o en losmercados de shenzhen y un cargador decentecomo el que entregamos normalmente connuestras tabletas, digo decente porque no es

el mejor que tenemos (entregamos uno mejor por un cargo adicional) pero el rendimiento esaceptable para un uso normal. En este caso elcableado de la carga digital tiene una prdidade 0.1-0.2V por lo que debemos sumar esevalor a lo que mida la carga digital.

Comparacin cargadoresComo vemos el cargador decente muchos delos componentes del circuito de entrada(como el oscilador MOSFET y el circuitocontrolador del oscilador) estn incorporadosen un integrado. Adems el condensador deentrada es de mayor capacidad (filtra mejor),el transformador es mas grande (mayor capacidad), el diodo de salida mas grande (mas capacidad) y elcondensador de salida de mayor capacidad (mayor estabilidad). Tambin en la parte directa posee un transistor adems del ZENER, el optocoupler es nuevo y posee adems el condensador entre la parte alterna y la directapara filtrar interferencia. Por el otro lado vemos posee los seeds para aumentar la seguridad.

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