Atualização (09/06/2012): A posição do diodo D4 estava invertida no diagrama esquemático e no layout da placa de circuito impresso.
Corrigido na revisão A (06/2012). Agradecimentos a M. I. Joomun por ter encontrado esse problema.

 

Este é um "equipamento" testador de fly-backs, que montei para testar um FBT de um velho monitor CRT de 17 polegadas...

Ele é baseado no projeto "Flyback Transformer Driver" de Jonathan Filippi (jonathan.filippi at virgilio.it), encontrado no site http://www.electronics-lab.com/projects/misc/001/ (visto em 06/2012).

ATENÇÃO: O teste realizado por este equipamento não é definitivo, ou seja, um fly-back que passe no teste poderá estar com defeito. Isso ocorre porque o "testador" não trabalha com as tensões, correntes e formas-de-onda que são aplicadas ao fly-back em seu circuito original. Exemplo: fugas de alta tensão que ocorrem no circuito original não aparecem nas condições de teste, porque a tensão aplicada ao componente é insuficiente para romper alguma isolação interna.

Outra finalidade para este circuito é ser utilizado em "feiras de ciências", para alimentar "lâmpadas de plasma" ou outros experimentos científicos do gênero.
Entretanto, só utilize o circuito desta maneira se você realmente souber o que está fazendo... Não diga que não avisei ;-)

 

Diagrama Esquemático:

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Descrição do Funcionamento:

No site do projeto "Flyback Transformer Driver" (http://www.electronics-lab.com/projects/misc/001/) pode ser encontrada uma descrição de funcionamento mais detalhada (em inglês).

Este circuito é baseado em um oscilador astável formado pelo CI U1 (555) e componentes associados. A saída desse oscilador chaveia o MOSFET Q3 (através dos transistores "driver" Q1 e Q2). O MOSFET, então, gera pulsos de alta corrente no enrolamento primário do fly-back.

O trimpot R3 deve ser ajustado para que o oscilador atinja a frequência de ressonância do fly-back, onde ele apresenta o melhor rendimento. Nesse ponto, a saída de HV (ou MAT) na "chupeta" do fly-back produz uma tensão DC muito alta (retificada por um diodo interno ao fly-back), suficiente para provocar arcos elétricos e produzir gás ozônio.

CUIDADO:

• A tensão produzida na saída do fly-back pode ser fatal!
• O arco elétrico provocado pode incendiar materiais inflamáveis!
• O gás ozônio produzido pode intoxicar pessoas ou animais!

O diodo D3 e o resistor R4 protegem o MOSFET dos picos de tensão reversos gerados pelo enrolamento primário do fly-back. O fusível F1 protege o circuito de uma sobrecarga de corrente (se o primário do fly-back estiver em curto, por exemplo).

O circuito deve ser alimentado com uma boa fonte de 12V, que seja capaz de fornecer uns 3 ampères, no mínimo. Eu utilizei a saída de 12V de uma velha fonte de alimentação AT retirada de um PC.

O diodo D1 protege o circuito contra inversões acidentais na polaridade da fonte de alimentação, o LED D2 indica quando o circuito está em funcionamento e o capacitor C1 filtra a tensão de alimentação, pois o chaveamento do fly-back provoca uma profunda flutuação na corrente consumida pelo circuito.

O push-button PB1 é necessário porque a corrente que circula pelo MOSFET é muito alta. Claro que ele deve ser montado em um bom dissipador de calor, mas mesmo assim ele esquenta bastante durante a operação. Outro fator importante é a segurança do "operador", pois ele pode simplesmente "soltar o botão" em algum caso de emergência. Portanto, evite apertar o botão por muito tempo (alguns segundos são suficientes para o teste do fly-back).

A saída do fly-back (popular "chupeta") pode ser conectada a um voltímetro especial de alta tensão com ponta de prova bem isolada. Note que são gerados alguns KV (milhares de volts), portanto, nem pense em ligar seu multímetro aí...

Como eu não possuo um equipamento apropriado, resolvi montar um "centelhador caseiro" formado por dois eletrodos muito próximos, dentro da caixa do testador. Quando é gerada a alta tensão, simplesmente um arco elétrico salta de um eletrodo para outro, e assim, posso confirmar o funcionamento do fly-back. Esse "centelhador" está marcado no diagrama esquemático e na caixa do testador como "HV Viewer".

Um outro circuito útil foi incluído na montagem: o retificador de alta frequência formado por D5, C4 e R5. Ele é totalmente independente do circuito principal, e tem por finalidade permitir a medida de tensão nos enrolamentos secundários do fly-back durante seu funcionamento. Sua entrada deve ser ligada a um enrolamento secundário de baixa tensão do fly-back (NÃO LIGUE NA "CHUPETA"!). A saída deve ser conectada a um voltímetro DC com escala máxima de 200V (cada enrolamento gera uma tensão diferente, algumas bem mais baixas).

 

Lay-out da Placa de Circuito Impresso:

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Note que no arquivo correspondente ao Layout PCB, está um desenho da placa final (layout + silk, vista do lado dos componentes), um desenho do layout (vista do lado das trilhas) e um desenho do silk screen com a máscara de componentes (vista do lado dos componentes).

Para confeccionar as placas, utilizei o método de transferência térmica citado por Ewaldo L.M. Mehl no site http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/pci/poliester.html, mas qualquer outro método poderá ser usado, de acordo com sua preferência.

 

Detalhes da montagem:

Para montar este projeto, utilizei um velho "tuppleware" com tampa, que estava encostado na cozinha da patroa...

Você poderá acondicionar o circuito em uma caixa plástica "mais nobre". Não use de forma nenhuma caixa metálica!

Detalhe da placa de circuito impresso montada (veja a montagem "improvisada" do trim-pot, que aproveitei de uma velho monitor):

Para os "pés" da placa usei aqueles parafusos com porca que fixam a "motherboard" no gabinete de um PC.

Detalhe da montagem na "caixa" (plástico muito ruim por sinal; rachou em volta de todos os furos que fiz...):

Na parte superior está o "setor de alta tensão", composto por um borne banana para o terra do MAT (à esquerda), o "centelhador" fabricado dentro de uma pequena tampa plástica (logo abaixo) e um "conector" para a "chupeta" do fly-back, fabricado com um pedaço de latão que estava na sucata (no centro da parte superior da figura).

No centro da caixa está o circuito do "retificador de alta frequência" (montado com a velha técnica "aranha").

Na parte de baixo estão os bornes para conexão da fonte de alimentação e do primário do fly-back, o LED indicador de "ligado" e o push-button "START".

Detalhe da caixa do "FBT Tester" já montado:

O painel da caixa foi feito com pedaços de etiqueta impressos com impressora jato de tinta, cobertos com uma película adesiva transparente (conhecida como "contact", encontrada na papelaria da esquina).

Clique aqui para visualizar o desenho do painel em formato PDF

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Operação do FBT Tester:

Para operar o testador de fly-back:

1. Conecte a fonte de alimentação de 12V aos bornes "+12V" e "GND";
2. Conecte o primário do fly-back em teste aos bornes "FBT B+" e "FBT COL" (dica: para localizar os pinos do fly-back que correspondem ao primário, olhe o circuito do equipamento de onde ele foi retirado. Normalmente o B+ está marcado no silk da placa - é aquele pino conectado ao transistor chaveador do horizontal. O COL é um pino normalmente ligado ao terra ou VCC);
3. Conecte a "chupeta" do fly-back ao "FBT HV" (ou ao voltímetro de alta tensão, se você tiver um);
4. Conecte o retorno (GND) do MAT do fly-back ao borne "FBT HV GROUND" (ou ao voltímetro de alta tensão, se você tiver um). Note que esse é um pino que normalmente está conectado à malha exterior do tubo CRT no equipamento de onde o fly-back foi retirado, e é o único capaz de gerar arcos voltaicos se estiver próximo da saída da "chupeta" (num fly-back em boas condições, é claro);
5. Ligue a fonte de alimentação e acione o botão "START" por poucos segundos. Enquanto segura o botão, gire o trim-pot até atingir a frequência de ressonância do fly-back;
6. Observe se o fly-back "apita" e gera alta tensão;
7. Conecte cada um dos enrolamentos secundários de baixa tensão do fly-back aos bornes "FBT COIL" e um voltímetro DC com escala de 200V aos bornes "+/- VOLTIMETER". Aperte novamente o botão START para verificar se os enrolamentos secundários estão gerando tensões.

NOTAS:

• Para conectar o testador ao fly-back, utilizei cabos "banana-jacaré".
• Se você achar o trim-pot incômodo de ser girado, pode substituí-lo por um potenciômetro fixado no painel.
• Para "testar o testador" recém-montado, convém usar um fly-back conhecido em boas condições, antes de conectar fly-backs suspeitos.
• Se o fly-back estiver com o enrolamento primário em curto, o fusível F1 queimará, para proteger o circuito. Substitua-o por outro com a mesma corrente e não conecte mais o fly-back defeituoso.
• Se o fly-back apresentar fugas de MAT, poderão ser gerados arcos voltaicos a partir de seu corpo ou em outros pinos. Muito cuidado com isso!
• Não segure o botão "START" por muito tempo (mais do que alguns segundos) e espere alguns minutos antes de apertá-lo novamente (para que o transistor MOSFET esfrie e não seja danificado).
• Não opere o testador próximo a materiais inflamáveis, nem em salas sem ventilação.
• Não se aproxime do fly-back e da sua "chupeta" durante o teste, sob risco de choque elétrico, queimaduras ou mesmo a morte!

Lembre-se sempre: ALTA TENSÃO É PERIGOSA E NÃO DEVE SER ENCARADA COMO UM BRINQUEDO.

 

Repositório:

O repositório do projeto está no GitHub:

Repositório do projeto FBT Tester.

 

Referências e Bibliografia:

Filippi, Jonathan. Flyback Transformer Driver.
http://www.electronics-lab.com/projects/misc/001/

Mehl, Ewaldo L.M. Método Simplificado para fazer Circuitos Impressos.
http://www.eletrica.ufpr.br/mehl/pci/poliester.html

Todos os sites foram visitados em 11/04/2020.

 

Robson Martins - 09/2008
http://www.robsonmartins.com

 

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