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FALLAS FRECUENTES AL REEMPLAZAR UN MOSFET parte 1
Porque se queman los MOSFET

por PICERNO




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1.INTRODUCCIÓN

Estoy recibiendo una gran cantidad de preguntas con referencia a problemas con reparaciones de  equipos, que retornan en garantía luego de repararlos cambiándoles un MOSFET de potencia. El MOSFET de potencia por lo general es el de la fuente principal o el de la fuente de back ligth.

¿En cuanto tiempo retornan los TVs reparados? Desde unos pocos días hasta un par de meses. Y la falla que se encuentra en los MOSFET colocados como reemplazo es un cortocircuito de drenaje a fuente y compuerta.

Es decir un cortocircuito entre los tres electrodos, que nos indica claramente un sobre calentamiento. El problema es averiguar porque se calentó el MOSFET de reemplazo y eso no es algo inmediato, ya que hay varias razones posibles mas allá de los valores de tensión y corriente del circuito.

¿Puede haber una razón común para una falla de un componente con exactamente el mismo código que el que se alteró en el TV y que falle en un corto tiempo de uso por el cliente? No hay una sola razón sino muchas y el lector las va a comprender porque seguramente incurrió en alguna de ellas sin saberlo.

Nuestro técnico, tomado de ejemplo, recibe un TV LCD moderno (monoplaqueta) de cualquier marca y modelo de 50" con una falla total. Ni siquiera se enciende el LED piloto según le indica el cliente. Mientras habla con el cliente y antes de pasarle un presupuesto aproximado, a confirmar cuando abra el TV está pensando en el componente que mas probablemente se dañó.
 
Piensa que lo más probable es que este dañada la fuente principal de 12 o 24V y 5V permanentes. Simplemente porque el LED piloto se alimenta de esos 5V y dentro de la falla de fuente lo más probable es que halla fallado el MOSFET.

Al día siguiente saca la tapa y verifica al sospechoso. Y precisamente esa es la falla. Mira el código del MOSFET dañado y extrañamente reconoce que su proveedor habitual lo tiene en existencia. Decimos extrañamente porque por lo general los MOSFET se compran en forma genérica ya que es imposible que un proveedor tenga disponible todos los MOSFET de todas las marcas y modelos de TVs y hay que buscar un MOSFET con las mismas características.

Mientras cambiaba el MOSFET calculaba mentalmente las ganancias a obtener. Luego Lo puso en la estantería sin la tapa, por las dudas de que fallara durante la prueba. Lo dejó funcionando 3 horas con nieve en la pantalla y como siguió funcionando bien le colocó la tapa y lo llamo al cliente para que lo retire.

2.PRIMER ERROR DE PROCEDIMIENTO
 
Todos los lectores pensaran que nuestro reparador  hizo lo correcto. Sin embargo su procedimiento tiene varias fallas y las vamos a analizar una por una. La primera y fundamental es que en ningún momento se preguntó porque se quemó el MOSFET original. Lo perdonamos porque la tecnología China no se caracteriza precisamente por hacer TVs durables con componentes bien dimensionados.

Mis lectores saben que yo diseñe todos los TVs de la vieja firma TONOMAC de Argentina. El dueño (que era ingeniero en electrónica) nos fijaba una expectativa de vida de los productos cuando comenzaba el diseño. Y esa expectativa de vida era de 25 años. Y yo les aseguro que esa expectativa se cumplía religiosamente. Eso no quiere decir que no fallaba ningún TV durante 25 años. Pero la cantidad de fallas eran mínimas y no eran repetitivas. Podían fallar diferentes componentes al azar.
 
Pero si en el servicio técnico central detectaban que un componente fallaba frecuentemente, avisaban de inmediato a Ingeniería y resolvíamos el problema modificando la producción.
 
La expectativa de vida de un producto Chino es de 3 años y no tiene sentido que sea mayor, porque para mantener su estructura industrial requieren que sus consumidores compren un nuevo producto cada 3 años y para ello van a realizar un cambio tecnológico en ese periodo de tiempo que obligue al mercado a producir una renovación. Todo parecía posible hasta que ellos mismos exportaron el coronavirus, que desmoronó la economía mundial.   

3. SEGUNDO ERROR DE PROCEDIMIENTO 

Nuestro reparador no observó uno de los componentes que suelen presentar alteraciones y que seguro dañarán al circuito que alimenta y es el/los capacitores electrolíticos de la salida del puente de rectificadores. Es elemental mirar que sus sellos de goma por donde sale los terminales radiales no estén deformados o envejecidos y sobre todo, tocarlos luego de una media hora de funcionamiento para observar si no están calientes.

Pero, los capacitores no se calientan. Si es cierto, pero cuando no están dañados. Si sus remaches o soldaduras de punto entre el terminal de alambre y la chapa se dañan, suelen calentarse 30 o 40°C y pueden terminar explotando o abriéndose. Si se abren el puente de rectificadores genera una señal senoidal rectificada, que altera todo el funcionamiento del circuito integrado de control, que en los TV monoplaca (dado su bajo consumo) se pueden autoalimentar desde el mismo transformador de entrada. En la figura 3.1 se puede observar la forma de señal del circuito con los capacitores en buenas condiciones y en la figura 3.2 en malas condiciones.


Fig.3.1 Oscilograma con el capacitor en buen estado

 
Fig.3.2 Oscilograma con el capacitor en mal estado

El circuito del TV solo contiene al puente y el capacitor C1. R1 representa la carga de un TV de 32 o 42". El resto de los componentes es para analizar nuestro problema. Por ejemplo la llave S1 se agregó para simular el circuito con el capacitor abierto por completo, caso que por lo general nunca ocurre; siempre reducen algo del ripple.

Y debajo de S1 dibujamos un circuito que reemplaza al uso del osciloscopio en este caso particular. Es un medidor del ripple que se agrega al tester. Los que utilizan mi sonda de RF seguramente lo abran reconocido y ya saben cómo funciona y los que no; pueden encontrarlo en la solapa Taller -->Sonda de RF de www.picerno.com.ar.

Es tan simple medir el ripple con el tester después de cambiar el MOSFET que en nuestro laboratorio no dejamos de medirlo en todos los TV que quemaron MOSFET. En los buenos TV esta en el orden del 5% de la tensión rectificada 15V para 220 y 7,5V para 110. Y en los económicos puede llegar hasta el 15%. Con valores mayores hay que cambiar los capacitores.

4. TERCER ERROR DE PROCEDIMIENTO

Nuestro reparador probó el TV sin tapa y esa no es una prueba válida. La tapa es un mal necesario y en el diseño se tiene en cuenta el llamado efecto chimenea para que aire pueda entrar por abajo y salir por arriba.

El rendimiento de una chimenea depende de la forma de su sección. Las secciones cuadradas son las de mayor rendimiento; pero un TV moderno debe ser lo menos profundo que se pueda y así la chimenea es de muy bajo rendimiento y los componentes trabajan muy calientes en países de clima cálido.

Como no lo queremos hacer trabajar demás le indicamos que lo mejor es colocar solo dos tornillos de la tapa, probar el TV y luego colocar el resto.

Y ya que estamos en el tema de la circulación de aire y el cambio de los electrolíticos, le pedimos que tenga en cuenta que esos capacitores son especiales, finos y largos para no taponar la circulación. Como no los va a conseguir tiene que reemplazarlos por capacitores comunes. El mejor criterio es usar una cantidad mayor que la original aunque tenga que ponerlos alejados. Use cables de buen diámetro.

5. CUARTO ERROR DE PROCEDIMIENTO

Creer en lo que está impreso en el MOSFET. Ya sé que Ud. tiene confianza en su proveedor y seguro que él no remarca. Pero en plena pandemia no es fácil importar componentes y seguramente su proveedor tuvo que recurrir a fuentes de componentes nunca antes utilizadas.

Y su proveedor no tiene como probar lo que compra. Para evitarse problemas hay varios criterios a seguir:

a)Observe la grabación del código con una lupa. Los componentes de fabricantes serios son un bajo relieve al que luego se lo pinta y se lo lija en una máquina automática. Las imitaciones son sellos de tinta blanca.

b)Compre dos si necesita uno. No tire el que saca del TV. llévelo a la amoladora o límelo sobre el encapsulado plástico, hasta llegar al chip y observe su tamaño. Mis alumnos dicen: si tenés dudas desnúdalo y compara la ropa interior. El tamaño del chip es proporcional a la potencia que puede disipar un MOSFET. Ahora efectúe el mismo procedimiento con el MOSFET que compró. La comparación visual ya nos indica el resultado de usar el MOSFET que le queda. Un chip más pequeño tiene mayor resistencia térmica y se calienta mas, aunque el disipador esté a la misma temperatura (resistencia térmica: es la facilidad que tiene un objeto en disipar su calor hacia otro cuerpo o al aire).
 
c) No compre MOSFETs con códigos que no existen en nuestro buscador, porque vamos a tener que analizar los parámetros más importantes del MOSFET que compramos. Recuerde que puede buscar el componente en el buscador de nuestra página, ingresando con el teléfono celular en el mismo negocio de su proveedor. Nuestra página está diseñada para PC, tablets y celulares. 

En la figura 4.1 podemos observar un MOSFET desnudo con una amoladora. Tome el MOSFET desde el disipador con una pinza de electricista y utilice anteojos de protección si no usa lentes habitualmente.

 
Fig4.1 MOSFET sin encapsulado tipo BUZ71A

Las patas de gate y drenaje desaparecen con la amoladora y solo queda un vestigio de la pata de fuente que se corto al lijar.
 
El tamaño del chip se puede comparar a simple vista aunque su forma puede diferir de acuerdo al fabricante. La mayoría son cuadrados o rectangulares y cuanto menor es el espesor menor es su resistencia térmica y transmiten mejor la energía calórica.
 
5. CUARTO ERROR DE PROCEDIMIENTO
   
Nuestro técnico no verificó los parámetros del transistor comprado como reemplazo. ¿No es que los MOSFET se compran como componentes genéricos de acuerdo a su tensión y a su corriente? Esos son los parámetros que inician una búsqueda pero de ningún modo son todos los parámetros que hay que verificar.

Lo que sigue a continuación y que veremos en la próxima entrega es el caso más común, cuando no se consigue el código exacto del MOSFET y hay que reemplazarlo por otro código.

6.CONCLUSIONES  

En este artículo terminamos de analizar los posibles errores que comete un reparador cuando simplemente cambia un MOSFET llave de potencia, por otro que aparentemente tiene exactamente el mismo código, pero que es una mala imitación marcada con el mismo código.

Los componentes que en la República Argentina llamamos truchos pueden aparecer en cualquier momento, en cualquier parte del mundo, o en muchas partes del mundo al mismo tiempo, donde operan nuestros proveedores de absoluta confianza.
 
Siempre hay gente del otro lado de la ley, en todas las profesiones, pero en la nuestra se multiplican cuando aparece alguna de las crisis económicas que nunca faltan.

Y en estos días de pandemia todo esta trastocado. escribo este artículo justo cuando la pandemia de la República Argentina cruza por el pico de la segunda ola.

Durante la primer ola a aquel usuario que le fallaba el TV lo guardaba cuidadosamente para cuando terminara la pandemia y sacaba el TV TRC que había guardado para usar provisoriamente mientras le reparaban el LCD. Pero como no tenía dinero para repararlo lo guardó y cuando aparentemente se estaba terminando la pandemia lo llevó a reparar. Y en ese momento cuando los vendedores de componentes habían terminado con sus existencias y los importadores no podían concretar nuevas importaciones, los talleres de reparación están repletos de TVs para reparar.

Nuestros proveedores no son importadores; simplemente le compran a los importadores que se niegan a vender al mercado minorista. Si los importadores no importan, nuestros proveedores tienen una gran cantidad de pedidos que no pueden satisfacer. Y en ese momento aparece un corredor nuevo que le ofrece una serie de productos, que aparentemente son originales y los compra.

Le pido disculpas al lector porque sé que le estoy pidiendo que dedique más tiempo para realizar pruebas y controlar cosas que antes pasaba por alto. Pero estamos en una guerra cruel contra un enemigo invisible y los hombres no son inmunes a su entorno. Controle lo que compra porque su imagen ante un cliente solo depende del resultado de su dedicación. 




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El Ing. Alberto Picerno, conocido en toda latinoamerica por sus cursos de Tv y LCD, es el autor mas prolífico sobre Electrónica, con mas de 40 libros tecnicos y cientos de articulos publicados. 

Se inicio en el mundo de la electronica de niño ayudando a su padre que era hobbysta y aficionado a la radio.

Su experiencia temprana le permitio recibirse con medalla de oro al mejor promedio de "Tecnico Nacional el Telecomunicaciones" y posteriormente volvio a obtener la medalla de oro al mejor promedio como "Ingeniero en electronica en UTN"

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