Las notas de electrónica son información técnica que describen las características y especificaciones de los componentes electrónicos, incluyendo circuitos integrados. Estas notas proporcionan información importante para diseñar y construir circuitos electrónicos, así como para seleccionar los componentes adecuados para una aplicación específica.
Los circuitos integrados son componentes electrónicos que contienen múltiples transistores, resistencias y capacitores en una sola placa de silicio. Estos componentes son ampliamente utilizados en una variedad de aplicaciones, desde dispositivos de consumo hasta equipos industriales y médicos.
Cómo leer las notas de electrónica y aplicaciones de circuitos integrados
Las notas de electrónica para circuitos integrados suelen incluir información sobre la alimentación eléctrica, la temperatura de funcionamiento, la corriente máxima de salida, la frecuencia máxima de funcionamiento y otras características relevantes. Para comprender completamente las notas de electrónica, es importante conocer los términos y conceptos básicos de la electrónica, como las leyes de Kirchhoff, la teoría de los transistores y las señales eléctricas.
Para aplicar esta información en el diseño de un circuito integrado, es necesario tener conocimientos básicos de programación y diseño de circuitos.
El uso adecuado de las notas de electrónica puede ayudar a evitar errores y asegurar que un circuito funcione correctamente.
Ejemplos de aplicaciones de circuitos integrados
Los circuitos integrados son utilizados en una amplia variedad de aplicaciones, desde dispositivos electrónicos de consumo hasta sistemas industriales y médicos. Algunos ejemplos de aplicaciones de circuitos integrados incluyen:
Computadoras y dispositivos móviles: los circuitos integrados se utilizan en los procesadores de las computadoras y los dispositivos móviles para ejecutar programas y realizar cálculos complejos.
Comunicaciones: los circuitos integrados se utilizan en routers de redes, módems y otros dispositivos de comunicaciones para gestionar el flujo de datos y la conectividad.
Automoción: los circuitos integrados se utilizan en sistemas de control de motor, sistemas de entretenimiento y otros componentes de los vehículos modernos.
Medicina: los circuitos integrados se utilizan en dispositivos médicos, como monitores de presión arterial y marcapasos.
Industria: los circuitos integrados se utilizan en sistemas de control de procesos y otros sistemas de automatización industrial.
Determinar las fallas eléctricas de un vehículo antes de que dañe a más piezas puede ahorrarle tiempo y dinero; porque las condiciones fáciles de reparar generalmente se encuentran primero; que es la primera vez que falla el sistema eléctrico. Además este sistema es fundamental, ya que se encarga de poner en marcha el motor, activar las luces, salpicadero, pito, radio y calefacción / aire acondicionado.
El sistema eléctrico del vehículo consta de alternador, batería, fusible, circuito electrónico y varios componentes que funcionan a 12 voltios. Un circuito bien diseñado se puede usar durante varios años, pero es fácil de usar y tiene problemas con su uso y vida útil. Las fuentes más comunes de problemas eléctricos en los vehículos son las baterías, los alternadores y los fusibles quemados. Saber cómo diagnosticar problemas eléctricos en su vehículo puede ahorrarle dinero y hacer que su automóvil vuelva a funcionar.
Existen diferentes fallas en el auto las más comunes; se pueden presentar en el sistema eléctrico ya que es el encargado de gestionar todas las funciones eléctricas del automóvil.
Entre las fallas más comunes encontramos:
La batería es uno de los componentes principales del sistema eléctrico junto con el alternador; es muy común que la batería se dañe ya que tiene una vida útil de 1, 2 0 3 años todo va depender de la calidad y la marca de la batería. Generalmente cuando empieza a fallar la batería suele descargarse, se infla o puede tener algún daño interno; de igual forma es importante revisar que el sistema de carga esté funcionando adecuadamente porque suele pasar casos de que una batería se dañe por el mal funcionamiento del sistema de carga.
Los focos en el auto se encuentran una gran cantidad de focos; tanto de luce exteriores como interiores, diferentes tamaños es muy común que se fundan se dañen o entren en corto; los foco son dispositivos o componentes eléctricos que están sometidos a desgastes que trabajan en diferentes condiciones y tiene un tiempo de vida útil limitado.
Todos los focos en el auto son importantes pero cuando se habla de luces exteriores se vuelven más importantes ya que son luces de seguridad. Los circuitos eléctricos interiores o exteriores de las luces se componen de más de dos focos; y al fallar uno de ellos es necesario cambiarlo para solucionar el problema.
Hay casos más complicados donde hay problemas con suiches o interruptores, con cableado, con algún corto en este caso se necesita un diagnóstico más específico.
Fusibles fundidos los autos tiene diferentes accesorios y componentes eléctricos; cada uno de ellos debe tener circuitos eléctricos y cada circuito eléctrico tiene que estar protegido por un fusible. Cuando se hablan de autos modernos estos tiene una gran cantidad de dispositivos eléctricos y pueden estar equipados por dos o tres cajas de fusibles; y es muy común que se puedan fundir por un incremento de la intensidad eléctrica que está por encima de la especificación del fusible.
Cada fusible tiene su especificación hay de 7, 10, 15, 30, 50 en fin hay diferentes denominaciones; dependiendo del tamaño del componente o el circuito eléctrico que el fusibles este protegiendo.
Motores grandes cuando se habla de motores grandes se refiere a motor de arranque; motor de ventiladores, motores de elevadores de ventanas y bomba de gasolina. Todo este tipo de motores grandes tienen un tiempo de vida determinados; están sometidos a mucho estrés ya que están en uso constante y tienen un funcionamiento eléctrico y mecánico y es probable que dejen de funcionar en cualquier momento.
Estos motores tiene diferentes formas de fallar; algunos pueden hacerlo definitivamente como los motores de ventana algunos síntomas de que están fallando son se ponen lento; y funcionan de vez en cuando por estos es necesario revisar que tengan buena tierra, corriente no tengan problemas de conexión.
Sarro, oxido, sulfatación y humedad esto ocasiona muchos problemas principalmente en las conexiones grandes del sistema eléctrico; como por ejemplo las conexiones que van a la batería, de la batería al alternador y de la batería al motor de arranque del negativo de batería y al chasis todas estas conexiones; es muy importantes asegurarse que estén libre de óxido de sulfatación de sarro, de humedad ya que van a afectar a todo el sistema eléctrico.
Lo que vamos a hacer es que en lugar de que el foco LED trabaje al 100%, vamos a ponerlo a trabajar a un porcentaje menor por ejemplo al 90% y con eso estaríamos sacando los leds de su zona de estrés máxima.
Dentro de una lámpara LED podemos encontrar lo siguiente, el puente rectificador, un condensador de cerámica, un condensador electrolítico y los leds.
Para hacer esta cambio vamos a cambiar el condensador de cerámica aquí dice 225 entonces ustedes deben saber que eso equivale a 2,2 MF, pero yo le voy a mostrar el esquema de una lámpara,
estas lámparas son muy simples y tienen fuente capacitiva el voltaje que le llega al LED es mucho menor a 120 voltios obviamente y el voltaje también llega reducido y rectificado por el puente de diodos.
Este capacitor entonces lo que hará es que actúa como una especie de resistencia, pero en verdad eso se llama reactancia capacitiva, entonces este capacitor es de ese valor significa que es 22 y 5 significa 5 ceros (0) adelante 2200000 pF.
Si nosotros metemos en una ecuación ese valor de Faradio entonces me da una resistencia de 1.2 kilos entonces con el valor de resistencia es que estamos trabajando esta placa.
¿Qué nosotros vamos a hacer? pues cambiar este capacitor y vamos a ponerle un capacitor que sea más pequeño entonces si el capacitador es más pequeño en la segunda ecuación de la reactancia capacitiva la resistencia va a ser más alta y por tanto la corriente que le llegue a estos diodos pues va a ser un poco menos, ahora por cual valor de capacitor vamos a cambiar pues por uno mas pequeño en MF como les dije de tal forma que bajemos el voltaje en un 90% más o menos entonces.
Por ejemplo, un capacitor 474 = 4,7 MF si lo metemos en la ecuación nos va a dar un valor de resistencia de 5.6 kilos, entonces como ven es más alto que un kilo que es la idea de este proyecto porque este capacitor me va a ayudar a que llegue menos corriente a la lámpara y lo vamos a sacar de algo que se llama la zona límite de trabajo porque estas lámparas están trabajando justo en su valor máximo quizás alguna persona pueda decir no es el valor nominal pues créanme que no es el valor nominal porque están trabajando al maximo estrés
así que si nosotros bajamos la corriente y la temperatura de la lámpara realmente lo estamos sacando de su zona de estrés, bueno entonces voy a proceder a cambiar este capacitor y voy a mostrarle para que ustedes se dan cuenta que es casi imperceptible la diferencia desde el punto de vista iluminación pero el cambio lo vamos a notar es en el sentido de que esta lámpara ya no se va a quemar no tan rápido como lo hacía antes.
Bueno como pueden ver ya le cambie el capacitor y le puse este más pequeño obviamente este capacitor que le coloquen tiene que ser de más de 250 voltios para el caso de 110 voltios entonces bueno ya le cambié capacitor y le voy hacer la prueba para que ustedes vean la iluminación es casi la misma y realmente no hay diferencia ósea no es una diferencia perceptible, porque lo que cambiamos fueron unos cuantos kilos o menos pero ya de esa forma sacamos a los leds de su zona de trabajo máxima.
Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (Cerrados). La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos)y filtrados (Inductores y condensadores)para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.
Las fuentes conmutadas pueden ser clasificadas en cuatro tipos: alimentación CA, salida CC: rectificador, conmutador, transformador, rectificador de salida, filtro. (Ej.: fuente de alimentación de ordenador de mesa)
alimentación CA, salida CA: Variador de frecuencia, conversor de Frecuencia. (Ej., variador de motor)
alimentación CC, salida CA: Inversor (Ej.: generar 220v/50ciclos a partir de una batería de 12v)
alimentación CC, salida CC: conversor de voltaje o de corriente. (Ej.: cargador de baterías de celulares para auto)
Las fuentes conmutadas son de circuitos relativamente complejos, pero podemos siempre diferenciar cuatro bloques constructivos básicos:
En el primer bloque rectificamos y filtramos la tensión alterna de entrada convirtiéndola en una continua pulsante. El segundo bloque se encarga de convertir esa continua en una onda cuadrada de alta frecuencia (10 a 200 kHz.), La cual es aplicada a una bobina o al primario de un transformador. Luego el segundo bloque rectifica y filtra la salida de alta frecuencia del bloque anterior, entregando así una continua pura.
El cuarto bloque se encarga de comandar la oscilación del segundo bloque. Este bloque consiste de un oscilador de frecuencia fija, una tensión de referencia, un comparador de tensión y un modulador de ancho de pulso (PWM). El modulador recibe el pulso del oscilador y modifica su ciclo de trabajo según la señal del comparador, el cual coteja la tensión continua de salida del tercer bloque con la tensión de referencia. Aclaración: ciclo de trabajo es la relación entre el estado de encendido y el estado de apagado de una onda cuadrada.
En la mayoría de los circuitos de fuentes conmutadas encontraremos el primer y el cuarto bloque como elementos invariables, en cambio el cuarto y en segundo tendrán diferentes tipos de configuraciones. A veces el cuarto bloque será hecho con integrados y otras veces nos encontraremos con circuitos totalmente transistorizados.
El segundo bloque es realmente el alma de la fuente y tendrá configuraciones básicas: BUCK, BOOST, BUCK-BOOST.
Buck: el circuito interrumpe la alimentación y provee una onda cuadrada de ancho de pulso variable a un simple filtro LC. La tensión aproximada es Vout = Vin * ciclo de trabajo y la regulación se ejecuta mediante la simple variación del ciclo de trabajo. En la mayoría de los casos esta regulación es suficiente y sólo se deberá ajustar levemente la relación de vueltas en el transformador para compensar las pérdidas por acción resistiva, la caída en los diodos y la tensión de saturación de los transistores de conmutación.
Boost: el funcionamiento es más complejo. Mientras el Buck almacena la energía en una bobina y éste entrega la energía almacenada más la tensión de alimentación a la carga.
Buck-Boost: los sistemas conocidos como Flyback son una evolución de los sistemas anteriores y la diferencia fundamental es que éste entrada a la carga sólo la energía almacenada en la inductancia. El verdadero sistema Boost sólo puede regular siendo Vout mayor que Vin, mientras que el Flyback puede regular siendo menor o mayor la tensión de salida que la de entrada.
En el análisis de los sistemas Boost comenzamos por saber que la energía que se almacena en la inductancia es entregada como una cantidad fija de potencia a la carga: Po = ( L I² fo) / 2 ; I es la corriente de pico en la bobina, fo es la frecuencia de trabajo, L es el valor de la inductancia. Este sistema entrega siempre una cantidad fija de potencia a la carga sin fijarse en la impedancia de la carga, por eso es que el Boost es muy usado en sistemas de flash fotográficos o en sistemas de ignición del automotor para recargar la carga capacitiva, también es usado como un muy buen cargador de baterías. Pero cuando necesitamos alimentar un sistema electrónico con carga resistiva debemos conocer muy bien el valor de resistencia para poder calcular el valor de la tensión de salida: Vo = ( Po.Rl )^½ = I ( ½ L fo Rl )^½, donde Rl es el valor de resistencia del circuito. En este caso la corriente de la bobina es proporcional al tiempo de conectado o al ciclo de trabajo del conmutador y la regulación para cargas fijas se realiza por variación del ciclo de trabajo.
Las fuentes conmutadas existen en diferentes topologías con características particulares en cada una. Las fuentes conmutadas tienen las siguientes ventajas:
• La eficiencia de las fuentes conmutadas está comprendida entre el 68 y el 90%. Esto hace reducir el costo de los dispositivos de potencia. Además, los dispositivos de potencia funcionan en el régimen de corte y saturación, haciendo el uso más eficiente de un dispositivo de potencia.
• Debido a que la tensión de entrada es conmutada en un forma de alterna y ubicada en un elemento magnético, se puede variar la relación de transformación pudiendo funcionar como reductor, elevador, o inversor de tensión con múltiples salidas.
• No es necesario el uso del transformador de línea, ya que el elemento magnético de transferencia de energía lo puede reemplazar, funcionando no en 50/60 Hz, sino en alta frecuencia de conmutación, reduciendo el tamaño del transformador y en consecuencia, de la fuente; reduciendo el peso, y el coste.
Un transformador de energía de 50/60 Hz tiene un volumen efectivo significativamente mayor que uno aplicado en una fuente conmutada, cuya frecuencia es típicamente mayor que 15 kHz.
La desventaja de las fuentes conmutadas es su diseño más elaborado. Un diseño de una fuente conmutada puede llevar varias semanas o meses de desarrollo y puesta a punto, dependiendo de los requerimientos.
Un protector de voltaje presenta a su salida el mismo voltaje que a su entrada cuando se satisfacen ciertos requerimientos que dependen del modelo de protector. Si el protector es del tipo pre ajustado de fábrica y no dispone de ajustes, solo presentará voltaje de salida si: el voltaje de entrada se encuentra dentro del rango prefijado, y se superó desde el último evento (conexión, reconexión, falla, etc.) el tiempo de temporización establecido. Para el caso de protectores con ajustes de rango de voltaje y tiempo de temporización, la operación es similar, pero el usuario dispone de la opción de ajustar estos parámetros a su conveniencia.
En el caso de falla con el led amarillo generalmente la falla se debe al circuito de carga y descarga del capacitor asociado al tiempo de espera del protector, en algunos casos este tiempo es fijo y en otros es ajustable a traves de un potenciometro.
Antes de comenzar, es importante señalar que los protectores de voltaje suelen estar diseñados para proteger los equipos conectados en caso de sobretensión, pero no suelen ser reparables. En algunos casos, el fabricante puede proporcionar alguna información sobre cómo reparar un protector de voltaje específico, pero en general.
Sin embargo, si desea intentar reparar un protector de voltaje, aquí hay algunos pasos que puede seguir:
Desconecte el protector de voltaje de la fuente de alimentación: Esto es importante para evitar cualquier riesgo de electrocución durante la reparación.
Inspeccione visualmente el protector de voltaje: Busque signos obvios de daño, como cables sueltos o componentes eléctricos dañados. Si encuentra algo, anote lo que necesita ser reemplazado o reparado.
Utilice un multímetro para probar los componentes eléctricos: Si tiene conocimientos de electrónica y acceso a un multímetro, puede utilizarlo para probar los componentes del protector de voltaje. Si encuentra algún componente defectuoso, es posible que deba reemplazarlo.
Reemplace los componentes dañados: Si ha identificado componentes eléctricos que deben ser reemplazados, hágalo con cuidado. Si no está seguro de cómo hacerlo, es posible que deba buscar asesoramiento de un profesional.
Vuelva a ensamblar el protector de voltaje: Una vez que haya reemplazado los componentes defectuosos, vuelva a ensamblar el protector de voltaje con cuidado.
Pruebe el protector de voltaje: Conecte el protector de voltaje de nuevo a la fuente de alimentación y pruébelo con un dispositivo eléctrico para asegurarse de que esté funcionando correctamente.
