Saludos amigos. Como parte del curso de reparación de tabletas chinas que vengo publicando en el blog, hoy pongo a disposición de todos un material relacionado con los cargadores del tipo (Fuente conmutada). Nos debe quedar claro que la calidad de un cargador no se define por su aspecto físico o por las especificaciones que trae en la etiqueta lo cual en la mayoría de los casos es falso.

Otra de las cuestiones que se deben de tener en cuenta es que los cargadores económicos dan cierta capacidad a 220v pero menos capacidad a 110v lo cual nos afecta a muchos de nosotros pues en la gran parte de nuestros hogares esta es la tensión eléctrica que se emplea (es lo normado en nuestro país).

Durante el tutorial vamos a analizar como es el funcionamiento de estos cargadores y para la comparación entre uno de calidad y otro falso nos auxiliaremos de imágenes tomadas del Blog “Hugoenchina” hechas por el autor del blog durante un testeo de estos dispositivos (En lo personal carezco de los dispositivos necesarios para realizar estos tipos de pruebas).

Funcionamiento de un cargador

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

Rectificación 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) se convierte en corriente directa. Este voltaje es poco estable y posee un gran rizado (ripple) por eso de ahí pasa por el Condensador de entrada (electrolítico, alto voltaje y gran tamaño) que reduce el riple a niveles manejables por el oscilador mosfet. En esta etapa también por protección encontramos el fusible el cual se quema en caso de cortocircuito.

Nota: En cargadores de alta calidad (para mercados europeos o estados unidos) en esta área encontraremos también un circuito para aumentar el factor de poder (lo exigen en la unión europea) y un circuito para eliminar cualquier interferencia pueda emitir el cargador a la línea de voltaje principal, en cargadores para el mercado latinoamericano por lo general se omiten.

Oscilador Mosfet

Es un Transistor MOSFET de alto voltaje. Se enciende y apaga a una alta frecuencia para producir un voltaje alterno que pueda alimentar el transformador de salida (los transformadores solo trabajan con corriente alterna). Este MOSFET es controlado ya sea por otro transistor (diseños sencillos) o por un Integrado que reciben retroalimentación del optocoupler.

El Oscilador MOSFET enciende y apaga a una frecuencia de 50KHz o más, se escoge esta alta frecuencia por dos razones, la primera para que esta oscilación no sea audible (por lo general no detectamos sonidos de más de 20KHz) y la segunda para hacer más pequeño el cargador ya que entre mayor la frecuencia el transformador de salida se puede hacer más pequeño (por eso los cargadores antiguos eran grandes y pesados ya que el transformador era grande debido a que trabajaba a los 50-60hz de la corriente de línea).

Este MOSFET es la parte más importante en la calidad de un cargador, un buen MOSFET es algo costoso por lo cual es común que los chinos usen MOSFET usados en los cargadores económicos. Aunque en teoría esta oscilación es muy eficiente, la verdad se producen perdidas ya sea por corrientes parasitas o por la pequeña resistencia interna del mosfet por lo cual siempre se va a desperdiciar algo de energía en forma de calor, entre mayor sea la capacidad en vatios del cargador más se calienta por lo cual en algunos casos debe hacerse más grande o ponerle un disipador.

Transformador de salida

Este provee la aislación eléctrica entre el circuito secundario (corriente directa) y el circuito primario (corriente alterna). El funcionamiento de un transformador se basa en las propiedades de los inductores (bobinas) las cuales se resisten los cambios de corriente eléctrica, este como los otros transformadores consta de un devanado de entrada, un núcleo (ferrita, aire) y un devanado de salida. La corriente alterna producida en el oscilador mosfet llega al devanado de entrada e induce una corriente equivalente, pero de menor voltaje en el devanado de salida del transformador. La corriente inducida en el devanado de salida luego pasa por el diodo rectificador de salida.

Rectificación de salida

El voltaje que sale del transformador es alterno y como sabemos las tabletas trabajan con corriente directa, para hacer la rectificación se usa un diodo Schottky ya que tienen menor tiempo de recuperación y menor caída de voltaje que los diodos normales (en algunos diseños usan un MOSFET).

Salida

El voltaje que sale del diodo rectificador ya es directo, pero tiene mucho ruido y Rizado (ripple), para filtrar ese ruido y rizado usamos el condensador de salida (electrolítico), ya filtrado el voltaje va a los terminales de salida. También tenemos un diodo Zener que detecta el voltaje que va a controlar el optocoupler para la regulación de voltaje. Algunos cargadores también incorporan un LED (va con su respectiva resistencia).

Circuito controlador del oscilador (optocoupler)

El voltaje de salida del cargador es regulado por medio de un circuito de retroalimentación que consta de un diodo zener, optocoupler y el circuito controlador del Oscilador mosfet. El diodo zener recibe parte del voltaje de salida y genera una señal que controla el optocoupler, el optocoupler internamente consta de un led y una fotocelda, según la señal de entrada el led del optocoupler produce una señal luminosa la cual es convertida nuevamente a electricidad por la fotocelda (en china es común usar optocoupler usados en los cargadores baratos). La corriente de salida del optocoupler es la que llega al transistor que controla los ciclos de encendido-apagado del oscilador mosfet. Al apagar-encender el mosfet a cierto ratio se afecta el ciclo de trabajo (duty cicle) de la corriente de salida del oscillador mosfet lo cual por ende cambia las características del voltaje de salida.

(Ver: Testeo de cargadores del tipo fuente conmutada)