Más allá del multímetro, parte 5: solución de problemas de una fuente de alimentación de CC con un multímetro y un osciloscopio.

1 de octubre de 2011

Fuentes de alimentación de CC
Figura 1. Fuentes de alimentación de CC

El multímetro digital es el pilar de la solución de problemas eléctricos y la herramienta a la que todos recurrimos al principio. En Más allá del multímetro, veremos cinco ejemplos de cómo utilizar un osciloscopio para solucionar problemas de una manera más rápida, sencilla y eficaz.

La parte 5 describe el uso de un multímetro digital y un osciloscopio para solucionar problemas en una fuente de alimentación (véase la Figura 1) con fallos intermitentes.

La fuente de alimentación de CC (PSU) es uno de los componentes más importantes de cualquier sistema de procesos o de automatización. Si la PSU sufre un error insalvable, simplemente cámbiela y listo. Pero, ¿y si el problema es intermitente? ¿Qué pasa si se vuelve a producir el problema poco después de cambiar la PSU?

Multímetro digital que muestra la tensión de entrada de CA que se encuentra dentro de las especificaciones
Figura 2. Multímetro digital que muestra la tensión de entrada de una línea de CA que se encuentra dentro de las especificaciones

Sin la herramienta adecuada, encontrar el origen del problema puede ser un proceso largo y complejo.

En este ejemplo, se ha encendido el LED de "Error" de una fuente de alimentación de CC. Su tarea como solucionador de problemas es determinar si el problema es la fuente de alimentación, la tensión de entrada o un cambio de carga del lado de la demanda.

Solución de problemas con un multímetro digital

Multímetro digital que muestra la tensión de entrada de CA que se encuentra dentro de las especificaciones
Figura 3. Multímetro digital que muestra la tensión de alimentación de CC de salida que se encuentra dentro de las especificaciones

Con un multímetro digital, mide la tensión de entrada y observa que es correcta (véase la Figura 2).

A continuación, comprueba la tensión de salida de CC y, una vez más, todo parece estar bien (véase la Figura 3).

Entonces, decide si cambiar la PSU por una unidad de sustitución en buen estado y confía en que todo saldrá bien. Sin embargo, cuando vuelve dos horas más tarde, ve que el indicador LED de error ha vuelto a encenderse. ¿Qué debería hacer ahora? Es aquí donde el osciloscopio demuestra su valía.

Solución de problemas con un osciloscopio

Osciloscopio que muestra la tensión de entrada de la línea de CA a la fuente de alimentación de CC
Figura 4. Osciloscopio que muestra la tensión de entrada de la línea de CA a la fuente de alimentación de CC

Compruebe la entrada y salida de la PSU

Primero, conecte el osciloscopio a los terminales de entrada de CA de la fuente de alimentación y compruebe visualmente las formas de onda de entrada en busca de cualquier fluctuación, distorsión o caída. Como puede observar, la tensión de CA es una onda senoidal perfecta (véase la Figura 4).

Una vez comprobado que la tensión de alimentación de CA es correcta, lo siguiente que debe hacer es comprobar la tensión de salida de CC y ver que también sea correcta.

Nota: algunos osciloscopios podrían requerir un transformador de separación o una sonda diferencial para medir la tensión de entrada y la tensión de salida de CC al mismo tiempo.

Compruebe la entrada y salida de la PSU con el tiempo

Osciloscopio que muestra la tensión de entrada de CA usando TrendPlot™
Figura 5. Osciloscopio que muestra la tensión de entrada de CA usando TrendPlot™

Dado que no hay ningún problema que sea obvio inmediatamente, tiene que hacer un seguimiento de la entrada y la salida de la fuente de alimentación conforme pase el tiempo usando TrendPlot™ con un instrumento de comprobación Fluke ScopeMeter®.. Si hay alguna alteración, TrendPlot™ la capturará y la plasmará en papel como si de un registrador gráfico se tratara y le dirá el tiempo y la magnitud del problema.

Mediante TrendPlot, determina que la tensión de entrada bajó a 71 voltios después de 14 horas, 23 minutos y 15 segundos, provocando que el LED de "Error" se encendiese (véase la Figura 5). Por lo tanto, el fallo está en la fuente de CA, no en la PSU.

Otra situación...

¿Qué ocurre si, en cambio, TrendPlot revela que la entrada de tensión de CA se encuentra en buen estado durante un periodo de tiempo significativo? El siguiente paso es utilizar TrendPlot para comprobar la tensión de salida de CC de la PSU.

Para medir la tensión y corriente de salida de CC de la PSU con TrendPlot:

Uso de una sonda de corriente y un osciloscopio para medir la corriente de salida de CC con TrendPlot™
Figura 6. Uso de una sonda de corriente y un osciloscopio para medir la corriente de salida de CC con TrendPlot™
  1. Coloque una sonda de corriente en uno de los conductores de alimentación de CC (véase la Figura 6) y conecte la sonda al canal A del instrumento de comprobación ScopeMeter.
  2. Conecte el canal B a la tensión de salida de CC de la fuente de alimentación.
  3. Encienda TrendPlot.

Ahora puede trazar un gráfico de la tensión de salida de la PSU y de su tensión a lo largo del tiempo.

Trendplot revela que a las 16 horas, 33 minutos y 59 segundos, la corriente de carga superó el valor máximo de la fuente de alimentación, provocando su caída (véase la Figura 7). Es hora de echarle un buen vistazo al suministro para ver qué provoca el problema o de comprar una fuente de alimentación nueva.

Conclusión

Osciloscopio con TrendPlot™ que muestra que la corriente de carga de CC se ha excedido
Figura 7. Dispositivo ScopeMeter con TrendPlot™ que muestra el exceso de la corriente de carga de CC de la fuente de alimentación (trazo superior) con una caída en la tensión de salida de CC (trazo inferior)

Un multímetro digital le ofrece mediciones precisas en tiempo real pero el dispositivo ScopeMeter de Fluke le permite ver la tensión real y las formas de onda de la corriente.

TrendPlot funciona como un registrador gráfico sin papel para capturar alteraciones, fluctuaciones y otras anomalías durante un máximo de 16 días (sin supervisión).

Cuantos más datos pueda ver, de más recursos dispondrá para realizar una reparación.