Un amplificador de sonido antiguo (Altair MF24) en nuestro sistema de sonido venia mostrando signos de su edad, como se indica en el título, daba calambre a los usuarios al tocar su carcasa y, a menudo, entraba en el modo de protección térmica, el cual silencia la entrada y hace la máquina inutilizable.
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lm35 (2021_04_13 10_44_38 UTC).pdf
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09/13/2022 at 20:59
El segundo problema era quizás mas peligroso, la carcasa del amplificador se encontraba bajo tensión y daba calambre a los técnicos de sonido. Para estudiar el problema se desmontó el amplificador y se sondeó con el voltímetro con el dispositivo en marcha en vacío.
Esto demostró que el disipador se encontraba a 100V DC.
Debe notarse que esto no siempre es consecuencia de un problema, algunos disipadores se encuentran en tensión por diseño. Esto es así debido a que muchos componentes de potencia extraen calor afuera del semiconductor de manera mas eficiente si existe un contacto directo con el pad metálico de disipación, esto desgraciadamente implica que el pad se encuentra bajo la misma tensión que el semiconductor y por tanto el disipador.
Sin embargo este no es el caso ya que todos los componentes se encuentran aislados eléctricamente del disipador mediante láminas de silicona o mica, esto indica que un aislante ha fallado.
El fallo se encontró en las láminas de mica de los transistores "rail tracking" testeando la continuidad entre el disipador y sus pads de disipación.
Se reemplazaron las láminas de mica resolviéndose así el problema de tensión en la carcasa.
Finalmente se le dio un lavado de cara a la máquina, lijando y repintando la pintura dañada y reemplazando la pegatina frontal.
El problema de temperatura fue el primero en afrontarse, aparentemente el amplificador entraba en protección de manera innecesaria. Esto llevó mi atención al funcionamiento del circuito de detección de temperatura, el cual se ilustra mas arriba.
Este circuito, así como todo el dispositivo, es puramente analógico. Primeramente el integrado LM35 mide la temperatura del disipador de la etapa de potencia, este emite una señal en tensión tal que:
Esta señal es recibida por un filtro pasa bajo que presumiblemente se deshace del ruido en alta frecuencia para evitar disparos innecesarios, seguidamente la señal pasa a un amplificador no inversor de ganancia 10 (Non inverting op.amp) el cual eleva la señal a un rango:
Finalmente la señal de salida "THERMAL" se envía a la puerta de un JFET el cual ata a tierra la entrada de audio del dispositivo cuando THERMAL pasa a nivel alto, de esta manera se silencia el dispositivo y se permite a los MOSFETs de la etapa de potencia enfriarse.
Tras entender el funcionamiento del circuito de protección se buscaron desperfectos en su PCB encontrándose que el cable plano que transmitia la señal del LM35 al filtro se habia dañado, de esta manera el voltaje estaba flotando a un nivel equivalente a 1000 ºC! Normal que el dispositivo intentase enfriarse...