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viernes, 19 de diciembre de 2014

Solución de Problemas con los Circuitos Integrados STK730-XXX, STK730-090

Los televisores de las marcas General Electric y RCA modernos suelen utilizar los circuitos integrados de la serie STK730-XXX en sus fuentes conmutadas de alimentación.

No resulta extraño que estos integrados presenten fallas y sea necesario reemplazarlos. El problema adicional que se presenta en estos casos es que a la hora de conseguir el componente, suelen presentarse diversas versiones del mismo, igualmente costosas que las de alta calidad, pero resultando ser imitaciones más económicas.

Al reemplazar el circuito integrado original por la imitación o por otro de procedencia o fabricante desconocidos, es común que el equipo funcione correctamente durante un corto tiempo, luego del cual vuelve a tener los problemas originales y esto trae como consecuencia previsible el reclamo y la insatisfacción por parte del cliente. Además de estos problemas, los cuales no son pocos, se agrega la necesidad de tener que volver a reemplazar el circuito integrado STK730-XXX, pero esta vez por uno de buena calidad, los cuales suelen escasear en el mercado latinoamericano y solamente se consiguen a muy altos precios, los cuales sumados al precio que ya se había pagado en la compra de la imitación, generan un conjunto de gastos que hacen ineficiente la reparación de esta clase de televisores.

En la siguiente figura podemos ver el circuito interno de los circuitos integrados de la serie STK730-XXX. Debemos tener en cuenta que en toda la serie, el esquema interno es exactamente el mismo, variando solamente el MOS-FET de salida, generando por lo tanto diferencias de tensiones y potencias de trabajo, tanto para las entradas como para las salidas.

Esquema interno de los circuitos integrados de la serie STK730-XXX.
Esquema interno de los circuitos integrados de la serie STK730-XXX.

Los últimos tres números, que indicamos como tres X son los encargados de diferenciar a cada uno de los integrantes de la serie, indicándonos la tensión de entrada, la potencia máxima de trabajo y la tensión máxima admitida por el MOS-FET de salida.

Nota: solamente se puede reemplazar un circuito integrado de esta serie por otro si tienen los mismos tres números al final. Si bien se podrían reemplazar algunos de menor tensión y potencia de trabajo por otros que permitan mayores valores, indicados por números más grandes en las últimas tres cifras del tipo, no se puede hacer lo inverso y siempre es necesario consultar las tablas completas del fabricante, por lo cual no se recomiendan este tipo de reemplazos.
Por ejemplo: el STK730-090 se podría reemplazar en determinadas condiciones de funcionamiento por el STK730-130.


En la siguiente tabla podemos ver un ejemplo de las diferencias entre dos integrantes de esta serie.

Diferencias entre dos integrantes de la serie
STK730-XXX.
Tipo
Potencia máxima de trabajo
Tensión máxima entre surtidor (source) y drenaje (drain) del MOS-FET interno
Rango de tensiones de entrada
Mínima
Máxima
STK730-020
140 W
500 V
85 V
130 V
STK730-090
280 W
900 V
170 V
260 V

Una alternativa para no tener problemas y poder realizar una reparación de la fuente de alimentación conmutada con un costo muy por debajo del precio de un nuevo circuito integrado de esta línea, podemos reemplazar el MOS-FET interno, el cual suele ser la fuente de problemas al ponerse en corto o quemarse. Además de tener un costo más bajo, se elimina la posibilidad de nuevos problemas por adquirir circuitos integrados de dudosa procedencia, siendo ésta la principal motivación para realizar este procedimiento en forma manual.


Vamos a tomar como ejemplo el circuito integrado STK730-090, uno de los más utilizados.

Para reemplazar el MOS-FET de potencia interno de este circuito integrado, siga estos pasos:

1. Desoldar todas las patas del circuito integrado y retirarlo del circuito impreso junto con su disipador original. Nota: no se debe desmontar el disipador adosado al embalaje del circuito integrado, pues éste ya viene pegado por el fabricante del televisor.

2. Con mucho cuidado, quite la tapa rectangular del embalaje utilizando algún elemento cortante como un cortaplumas, como se muestra en las figuras. Nota: en la primera figura podemos ver el interior de un circuito integrado STK730-090 de baja calidad, el cual utiliza un MOS-FET cuyo tipo y fabricante están borrados o limados, lo cual muestra la falta de seriedad de su fabricación. Por otro lado, en la otra figura vemos el interior del mismo circuito integrado, pero de un fabricante reconocido. En este caso, el MOS-FET es original.

Interior del circuito integrado STK730-090 de baja calidad (notar el código del MOS-FET borrado).
Interior del circuito integrado STK730-090 de baja calidad (notar el código del MOS-FET borrado).

Interior del circuito integrado STK730-090 de buena calidad (notar el MOS-FET original en buen estado).
Interior del circuito integrado STK730-090 de buena calidad (notar el MOS-FET original en buen estado).
3. Una vez quitada la tapa, corte con un alicate las patas de conexión del MOS-FET interno correspondientes a la fuente (source) y a la compuerta (gate), ver la siguiente figura.

Patas que se deben cortar del MOS-FET interno.
Patas que se deben cortar del MOS-FET interno.
4. Monte el MOS-FET de potencia sustituto utilizando el mismo disipador original del circuito integrado, pero usando una mica y una arandela aislantes, ver la siguiente figura.

Montando el MOS-FET sustituto.
Montando el MOS-FET sustituto.
5. Agregue grasa siliconada sobre ambas caras de la mica.

6. Suelde un resistor de 100 W - 1/2 W entre la pata 5 del circuito integrado y la compuerta (gate) del MOS-FET. Ver las siguientes figuras.

Esquema de conexión del MOS-FET sustituto en el circuito integrado STK730-090.
Esquema de conexión del MOS-FET sustituto en el circuito integrado STK730-090.

El MOS-FET sustituto montado correctamente.
El MOS-FET sustituto montado correctamente.

7. Suelde un cable entre las patas 8 y 9 del circuito integrado y la fuente (source) del MOS-FET.

8. Suelde un cable entre las patas 11 y 12 del circuito integrado y el drenaje (drain) del MOS-FET. Nota: para aislar las conexiones y que queden montadas en forma conveniente y segura, se recomienda utilizar un espagueti entre las patas del MOS-FET y las del circuito integrado.

9. Vuelva a tapar el circuito integrado con un elemento aislante para evitar que ingrese polvillo, lo cual podría afectar al correcto funcionamiento del mismo en el futuro. Por ejemplo, puede pegar un trozo de plástico.

10. Vuelva a colocar el circuito integrado y el disipador en el chasis / chassis del televisor.

Nota: en los países en los cuales se utilizan 220 Vca en la línea de alimentación, es conveniente intercalar entre el cable de entrada de tensión y el televisor, un autotransformador de 220 a 110 Vca. Debido a que esta gama de circuitos integrados suele trabajar muy sobre el límite de sus capacidades cuando la tensión de alimentación es de 220 Vca, de esta manera, se previenen futuros problemas en su funcionamiento y también posibles reclamos de los clientes.

En vez de utilizar el MOS-FET de potencia 2SK1358, se pueden utilizar cualquiera de los siguientes reemplazos:
·        2SK1342
·        2SK1502
·        2SK1614
·        2SK1796
Las conexiones correspondientes a las patas compuerta (gate), drenaje (drain) y fuente (source), para cualquiera de estos MOS-FET de potencia, se muestran en el esquema de la siguiente figura, visto de frente, en el orden en que se mencionan. Pata 1: compuerta (gate), Pata 2: drenaje (drain) y pata 3: fuente (source).

Descripción de las patas del MOS-FET sustituto visto de frente.
Descripción de las patas del MOS-FET sustituto visto de frente (Compuerta / Gate, Drenaje / Drain y Fuente / Source).
Lista de componentes para reparar al circuito integrado STK730-090.
Referencia
Descripción
M1
1 MOS-FET  tipo 2SK1358 (900 V – 9 A)
R1
1 Resistor de 100 W - 1/2 W, tipo metal-film
T1
1 Autotransformador de 220 V a 120 V -
1 A (de acuerdo a la potencia de trabajo del televisor), preferentemente utilizar uno del tipo toroidal para evitar que el campo magnético afecte al funcionamiento del TRC del televisor
Varios
1 Mica aislante rectangular de 21 ´ 26 mm
1 Arandela plástica aislante
1 Tornillo con tuerca de 1/8” ´ 3/8”
15 cm de cable de 0,25 mm para conexiones
10 cm de espagueti o material aislante tipo termocontraible de 3 mm
Grasa siliconada


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