PORQUE SE QUEMAN LOS SLED RECAMBIADOS
1.INTRODUCCIÓN
Muchos alumnos me preguntan qué significa SLED. Todos saben que significa LED, la "S" que precede al nombre significa super. En buen criollo SLED significa "super diodo emisor de luz".
Y porque un LED se transforma en un SLED porque un LED clasico posee apenas un pequeño disipador interno donde descansa el chip y un SLED tiene una construcción más robusta del disipador interno y un chip mas grande. Pero el mecanismo para disipar el calor es el mismo. Disipan por las conexiones al exterior. Patitas de alambre en un caso e islas SMD en el otro.
Un LED clásico suele tener una corriente máxima de 40 mA si sus terminales tienen un cm de largo. Si se colocan sobre la plaqueta deben tener una isla de cobre de 0,7 cm 2 sobre cada terminal. ¿Pero cuanta potencia pueden disipar? Supongamos que en promedio tienen una barrera de 1,5V (aunque eso depende del color). La potencia es el producto de la tensión por la corriente es decir
W = E.I. y por lo tanto pueden disipar W = 1,5 x 0,040 = 0,06W o 60 mW.
Un SLED de los utilizados en back ligth soporta 400 mA y la barrera suele ser de 2,5V para los blancos (que más adelante vamos explicar que realmente son azules). Si hacemos el mismo cálculo significa que disipan una potencia de:
W = 2,5x0,4 = 1W.
Claro que estos cálculos consideran que los diodos están a una temperatura de 20°C. Los SLED no tienen terminales de alambre. Las conexiones del cristal se prolongan hasta la cara inferior del SMD, que tiene unos terminales con una cara de forma rara.
2 EL SLED DE BACKLIGTH CLASICO
En la figura 1 mostramos el aspecto de un LED de back ligth visto desde el frente del TV LCD.
Fig.2.1 Tipos de SLED
Los SLEDs pueden tener diferentes tamaños y una forma general de individualizarlos es por la dimensiones. Por ejemplo si Ud. Necesita un LED cuadrado que tiene una dimensión de 5 mm de lado el fabricante le pone dos o tres letras identificatorias de la marca y luego SMD XX XX en donde las dos primeras X significan un lado de 5.0 mm y las dos segundas lo mismo. Aclaremos prácticamente que ningún fabricante imprime el nombre completo por economía.
En la parte de la base de conexión no hay una uniformidad de criterios entre diferentes fabricantes, porque hay diferentes tecnologías imperantes. Algunos fabricantes montan el chip sobre el terminal de cátodo y otros sobre el terminal de ánodo. Ver la figura 2.
Fig.2.2
Plaqueta de montaje de los SLED
Lo que vemos en la figura es la parte de la tira que da al interior del TV y que esta sujeta de algún modo al chasis o bandeja de aluminio que opera como reflector de back ligth. La cinta marrón taparía las pistas ya que los SLED son SMD y están montados sobre las pistas. Es decir que tomamos a la plaqueta como si fuera de vidrio transparente. No hay contacto eléctrico con la cara que apoya sobre el aluminio; pero si hay contacto térmico porque el material de la plaqueta (epoxi glass) es un conductor térmico bastante bueno.
El problema es que las pistas que unen los SLED de una tira son de diferente forma. En nuestro ejemplo la pista que conecta el SLED izquierdo comienza siendo finita y luego se ensancha. Y esto no es precisamente porque transporten más corriente, ya que es una conexión serie y la corriente es siempre la misma. Es por razones de disipación. Los chips se montan sobre una prolongación de las pistas gruesas que es el punto de menor resistencia térmica.
Y ahora vamos a ver las diferencias entre SLED que a mi entender producen la falla que estamos buscando. Recordemos la falla: cambiamos el SLED, arranca pero en unas horas se quema.
En el dibujo yo no marque los cátodos K y los ánodos A porque pueden estar intercambiados de acuerdo a la marca del SLED. Si el fabricante coloca el chip en la salida fina, hacia la pista gruesa, el chip se queda con menos disipación y el SLED se calienta y se quema.
El problema es que los SLED son de 400 mA aproximadamente a 20 °C y normalmente en la selección del remoto con más brillo, tiene 350 mA. Si la T Ambiente es de 40°C llega justo al límite máximo de temperatura y se funde.
¿Pero cómo se debe colocar el SLED en la tira de circuito impreso? Si el SLED que compró es exactamente igual al que se quemó, no puede tener dudas, porque siempre hay pequeños tetones de plástico que no permiten ubicarlo al revés. Una vez sacado el que está quemado, debe limpiar la tira con malla desoldante y alcohol isopropílico de modo que no queden restos de soldadura sobre la isla de conexión y entonces observará que la plaqueta tiene pequeñas perforaciones donde se ubica perfectamente el SLED nuevo. Si esto no ocurre seguramente no está usando el repuesto correcto y el SLED puede quedar invertido o con el electrodo que se debe disipar en posición equivocada. En las figuras 3 y 4 se puede observar como el mismo fabricante fabrica dos versiones de base de conexión que disipan de diferente modo.
FIG.3 Un tipo de base
Fig.4
Otro tipo de base
Todo esto es cierto pero en un mundo utópico que no es donde nosotros trabajamos. En América Latina conseguimos lo que podemos y si no conseguimos el repuesto exacto, hay que adaptar algo parecido.
Hace unos años teníamos una gran variedad de SLED para elegir. Entonces solo había que buscar la polaridad del diodo y hacer una prueba de temperatura del SLED de reemplazo en comparación con un diodo bueno sacado provisoriamente de una tira que funcionara correctamente.
El instrumento idóneo para hacer la prueba es la fuente inteligente cuya fabricación se muestra en el tomo 2 de la colección "La Biblia de los instrumentos especiales". Es una fuente que permite el ajuste de la tensión y la corriente. Sintéticamente: Ud. Le carga a la fuente el SLED desconocido. Hay SLED de dos tensiones: 3 y 6V. Ponga la fuente en 4V y la corriente en 50mA y conecte el SLED. Analicemos el peor caso, en donde no están indicados el cátodo y el ánodo.
Si el SLED no se enciende, es posible que sea de 6V o esté conectado al revés. Invierta los cables. Si enciende significa que es de 3V. Haga la misma prueba con el SLED desoldado de una tira para confirmar que también es de 3V. Nota: la mayoria de los SLED tanto de 3 como de 6 V son para una corriente máxima de 400 mA aproximadamente. Por eso los probamos a 50 mA para no correr el riesgo de quemarlos al probarlos.
Ahora vamos a probar si la corriente máxima del reemplazo es la adecuada. Tenemos que conectar la sonda de temperatura. Tenemos que pegar la sonda bimetálica del tester; en el medio de la parte de abajo del SLED sacado como testigo usando grasa siliconada y un broche de plástico para tender ropa. Si el broche resulta muy grande use una lima para darle forma. Nota: cuando digo grasa siliconada no me refiero a una mezcla de dentrífico y aceite de cocina recomendado por mis colegas.
Subimos la corriente de la fuente hasta 200 mA mientras observamos en que temperatura se estabiliza el tester. si vemos que sube mas alla de 100°C paramos la prueba y la hacemos a 100 mA. Luego hacemos lo mismo con el supuesto reemplazo y analizamos los resultados. Ambas temperaturas deben ser similares. Esta prueba está lejos de resultar precisa, aunque la temperatura sea la misma porque los SLED no está montados y el circuito impreso modifica el factor de disipación desde el chip al ambiente; pero la hacemos porque nos da una idea aproximada de la disipación.
Ahora hacemos la prueba definitiva. Colocamos el SLED de referencia en el lugar desde donde lo habíamos sacado y volvemos a realizar la medición de sobre elevación de temperatura. Luego colocamos el reemplazo en la tira y hacemos lo mismo. Ahora sí, la prueba es mas definitiva aunque no del todo, porque las tiras no están montadas en su lugar y la pantalla no fue aun colocada. Pero la prueba sirve si tenemos en cuenta el próximo paso de nuestro trabajo.
A mi no me gusta cambiar los parámetros de funcionamiento de los productos que reparo, pero en este caso aconsejo hacerlo porque menos me gusta que se me queme el SLED cambiado y tenga que realizar el trabajo de nuevo. Es decir sacar la pantalla desoldar el SLED quemado y cambiarlo por otro igual que también corre el riesgo de quemarse.
Es muy probable que los SLED sueltos que compramos sean un rechazo de producción. Los fabricantes Asiáticos no tiran nada y si una partida salió fallada o en el límite, la venden igual como repuesto (como categoría "A" no porque es la mejor sino porque está destinada a América). Y termina en mi proveedor que por supuesto no tiene como probarla.
Hay una carrera loca de los fabricantes Asiaticos para darle más brillo y color a la pantalla y la solución que adoptan es aumentar la corriente que circula por los SLED. En otras palabras los ponen al límite porque el usuario va a la casa de artículos para el hogar, mira los TV y se deja impresionar solo por el brillo y el color de la imagen.
Además con el TV le entregan un control remoto que le permite variar el brillo y/o el contraste promedio de una imagen, de acuerdo al tipo de información que recibe el TV ( películas, deportes, videojuegos etc.). Pero yo no conozco un cliente que se tome la molestia de de adecuar los parámetros de la pantalla según la información que mira. Y el TV siempre termina en "Videojuegos" donde se busca espectacularidad de los efectos (explosiones, rayos, pistola laser, etc.) y eso implica el TV a toda la corriente de back ligth posible. Y por supuesto el nene no se fija donde queda predispuesto el remoto. Cuando termina de jugar lo apaga. Es como comprar un coche y usarlo siempre con el acelerador a fondo.
Todo excitador de Back ligth, tiene un modo de limitar la corriente que circula por los SLED. En la mayoría de los casos se hace mediante el cambio de valor (aumento) del resistor de fuente del MOSFET, que controla como una señal PWM a la/las cadenas de SLED. Y aquí va el cambio. Modifique la corriente máxima de modo que quede entre el 75% y el 50% de la original. En mi página y en "La Biblia del TV LED" indicamos como se corrige la corriente.
Si nuestro TV usa SLED de 6V el método de trabajo es el mismo solo que en estos casos hay que tomar más precauciones con la corriente porque en realidad no hay SLED de 6V, todos son de la misma barrera de 3V solo que en este caso hay dos SLED por capsula y por supuesto el doble de sobrelevación de temperatura.
Todavía queda mucho por hablar sobre el tema por lo que vamos a dejar este artículo para completarlo dentro de una semana. Y no deje de leer la segunda parte porque es la más práctica y seguramente la única que se puede aplicar en la actualidad, en donde los proveedores dejaron de traer SLED sueltos y solo traen tiras para diferentes marcas y modelos de TV (Con la venta de un solo diodo SLED ganan muy poco. La tira les da una ganancia 20 veces mayor). Y entonces hay que desoldar, probar, adaptar y hacer toda suerte de malabarismos cuando solo deberíamos cambiar un componente. Cambiar la tira completa es imposible, porque eleva demasiado el precio de la reparación y el cliente dice: guárdalo que ahora no tengo efectivo, pero en cualquier momento vengo y me lo llevo.
Para despedirnos le informamos que ya puede comprar "La Biblia de los instrumentos especiales" directamente desde nuestra página para Argentinos por Mercado Libre y por Paypal desde otros países.
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