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| Horno de microondas Samsung modelo MW840WA. |
PRESENTACIÓN
La finalidad del Sistema de Alto Voltaje es la generación
de energía de microondas. El proceso
consiste en transformar el voltaje de C.A. de línea a alto voltaje, el resultado obtenido, se utiliza para crear
una tensión de C.d. aún mayor. Finalmente, el sistema convierte la corriente
directa en energía de microondas.
Un porcentaje importante de averías en hornos de
microondas, tiene lugar en el Sistema de Alto Voltaje. Las fallas comunes determinan la ausencia de
calentamiento, la generación de ruidos extraños al interior del horno,
importantes arqueamientos de alta tensión en el Guía de Ondas o la quemadura del fusible de línea de 15 amperes, entre
algunas otras causas.
Un sistema representativo de Alto Voltaje
encontrado en cualquier horno de microondas de fabricación reciente, está
conformado por cuatro elementos básicos: El Transformador de Alto Voltaje, el Capacitor de Alto
Voltaje, el diodo rectificador y el Magnetrón.
El presente artículo, hará una reseña breve del
funcionamiento del Sistema de Alto Voltaje, describirá el método de
comprobación de cada uno de los dispositivos que lo integran y el incidente en
particular ocurrido en el horno de microondas al momento en que falla cualquiera
de ellos.
Tal como viene ocurriendo con los artículos de
reciente publicación en el Rincón de Soluciones TV, nuevamente haremos
referencia al horno de microondas modelo MW840WA fabricado por Samsung. Para descargar el manual de servicio, visiten este enlace.
El horno de microondas está considerado como el aparato más mortífero de todos los que existen en el hogar. Por tanto, el usuario común y corriente deberá de abstenerse en intentar cualquier recomendación de servicio aquí descrita.
Advertencia:
El horno de microondas está considerado como el aparato más mortífero de todos los que existen en el hogar. Por tanto, el usuario común y corriente deberá de abstenerse en intentar cualquier recomendación de servicio aquí descrita.
UBICACIÓN DE DISPOSITIVOS
La siguiente imagen señala los cuatro dispositivos
que conforman el Sistema de Alto Voltaje:
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| Dispositivos que integran el Sistema de Alto Voltaje en hornos de microondas. |
El rincón.
DESCRIPCIÓN DE
FUNCIONAMIENTO
El principio de funcionamiento del Sistema de Alto
Voltaje en hornos de microondas consiste en un simple circuito
doblador de tensión de media onda que alimenta a un tubo electrónico tipo diodo
el cual es empleado para producir la energía de microondas a una frecuencia de
2 450 Mhz.
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| 0.707 + 0.707 = 1.414. |
Por lo común, el Transformador de Alto Voltaje de un
horno de microondas, eleva el voltaje de 120 a 2 000 volts. En vista de que el voltaje
de C.A. varía continuamente, el valor que indica el voltímetro sólo es el valor
eficaz de este voltaje.
El valor máximo que alcanza la onda sinusoidal de C.A. es 1.414 veces el valor efectivo. Por lo tanto, el voltaje máximo alcanzado en los devanados del Transformador de Alto Voltaje sería como sigue:
El valor máximo que alcanza la onda sinusoidal de C.A. es 1.414 veces el valor efectivo. Por lo tanto, el voltaje máximo alcanzado en los devanados del Transformador de Alto Voltaje sería como sigue:
Devanado Primario: Voltaje máximo = 1.414
X 120 V.c.a. = 169.6 V.c.a.
Devanado Secundario: Voltaje máximo = 1.414 X 2 000 V.c.a. = 2 828 V.c.a.
Para exponer
el funcionamiento del circuito eléctrico de un Sistema de Alto Voltaje en
hornos de microondas, tomaremos como ejemplo el que tiene el modelo MW840WA
fabricado por Samsung.
1. Durante el primer medio ciclo positivo de la onda
sinusoidal de C.A., la corriente de electrones fluye en la dirección que indica
la flecha en color rojo cargando el Capacitor de Alto Voltaje a través del diodo
rectificador. Durante el tiempo de carga
del capacitor, no hay voltaje al magnetrón porque la corriente toma el camino
de menor resistencia.
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| Sistema de Alto Voltaje, primer medio ciclo positivo, carga del capacitor de H.V. |
2. Cuando el voltaje del transformador comienza a
disminuir con respecto a su valor máximo positivo, el capacitor intentará
descargarse al regresar por el diodo.
Sin embargo, el diodo no conduce en dirección opuesta, bloqueando por lo
tanto el camino de descarga.
3. El voltaje en el devanado secundario del
transformador pasa al medio ciclo negativo hasta alcanzar su punto
máximo, momento en que el citado devanado y el capacitor cargado son ahora dos
fuentes de voltaje en configuración serie.
Los 2 828 volts presentes en los extremos del devanado del transformador,
se suman a los 2 828 volts almacenados en el capacitor y esa suma, -5 656
volts, se aplica al cátodo del magnetrón como una corriente continua pulsante
(Las flechas en color anaranjado, indican la dirección del flujo de electrones):
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| Sistema de Alto voltaje, segundo medio ciclo negativo, polarización del cátodo con -5 656 volts. |
Esto último nos indica que el circuito doblador
genera salida sólo durante el medio ciclo negativo del voltaje secundario del
transformador. Esto significa también
que el magnetrón en realidad se conmuta a una velocidad de 50 o 60 veces por
segundo, según la frecuencia del voltaje de línea. Por tanto, el voltaje de alimentación hacia el
cátodo del tubo, es siempre negativo.
El filamento del magnetrón funciona como cátodo en
el tubo. Al quedar polarizado, el tubo
crea un campo magnético entre el ánodo y el cátodo. La antena es una proyección o círculo
conectado con el ánodo, se extiende dentro de una de las cavidades sintonizadas
internas y además, se acopla a la guía de onda hacia la que transmite la
energía de microondas.
MEDIDAS DE SEGURIDAD
En prevención de accidentes que pueden resultar de
gravedad, es sumamente importante descargar el Capacitor de Alto Voltaje antes de
intentar cualquier tipo de revisión en el Sistema de Alto Voltaje en hornos de
microondas.
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| Descargando el capacitor de H.V. |
Para descargar el Capacitor de Alto Voltaje, sólo es
necesario poner en corto-circuito sus dos terminales acercando la hoja metálica
de un desarmador plano con mango aislado cuidando de que las manos no toquen
las partes metálicas, ver ejemplo en la imagen del lado izquierdo. El empleo de un cable provisto con caimanes o
pinzas cocodrilo en sus extremos, facilitará una descarga segura. De
preferencia, una de las terminales del Capacitor de Alto Voltaje, deberá de aterrizarse
al chasis del horno antes de realizar su descarga.
A menos que los capacitores de alto voltaje tengan
vía de descarga, retienen una carga apreciable aun después de apagar y
desconectar la unidad. Por ese motivo,
muchos fabricantes agregan una resistencia de sangría al interior del dispositivo
cuya finalidad es proteger al personal de servicio logrando que cualquier carga
eléctrica que permanezca en la unidad después de apagada, se disipe por sangría
en un lapso de 20 a
30 segundos. Queda a criterio del
técnico si se confía o no de la resistencia de sangría la cual, es susceptible
de abrirse creando así un enorme riesgo.
¿CÓMO SABER CON CERTEZA SI EL SISTEMA DE ALTO
VOLTAJE ESTÁ FALLANDO?
En el campo de la práctica, existen ciertas averías
que parecen confundir al técnico de servicio con poca experiencia en la
reparación de hornos de microondas. Para
demostrarlo, basta citar un ejemplo de servicio frecuente y es cuando la unidad
no calienta.
En los artículos intitulados "El sistema de control" y "Circuitos de seguridad y protección en hornos de microondas" de reciente publicación
en el Rincón de Soluciones Tv, se ha hecho mención de los circuitos eléctricos
y en particular a sus propios dispositivos que, de cara a alguna avería,
interrumpen o anulan el proceso de calentamiento. Sin embargo, en el Sistema de Alto Voltaje se ubica
también un gran porcentaje de casos de servicio por falta de calentamiento.
Lo anterior, puede crear un enigma no tan fácil de despejar. Sin embargo, existe un procedimiento de
comprobación simple cuyo resultado indicará sin titubeos, cuál sistema o
circuito será sujeto de revisión si es que el horno de microondas no
calienta. Veamos:
1. Tal como se describe en la sección “Medidas de
seguridad”, se efectúa la descarga del capacitor.
3. Si el instrumento de medición registra la
presencia del suministro de C.A. de 120 volts en el devanado primario del Transformador de
Alto Voltaje, existirá evidencia de que tanto el Sistema de Control como
los Circuitos Seguridad y Protección, trabajan apropiadamente. De este modo, no hay la menor duda de que el
problema por falta de calentamiento, se sitúa en el Sistema de Alto Voltaje.
4. Si el instrumento de medición no registra la
presencia del suministro de C.A. de 120 volts descrito, habrá plena certeza de
que la avería por falta de calentamiento se ubicará entre el Sistema de Control
y los Circuitos
de Seguridad y Protección. Las dos fotografías que aparecen en el lado superior izquierdo, demuestran físicamente y también en el diagrama eléctrico, los puntos exactos en que se colocarán las puntas de prueba.
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| Método seguro de medición de C.A. hacia el devanado primario. |
PRUEBA DE DISPOSITIVOS
1. EL TRANSFORMADOR DE ALTO VOLTAJE
En realidad, son muy pocos los casos de servicio en
donde se localiza un Transformador de Alto Voltaje dañado por corto
circuito en cualquiera de sus devanados.
Sin embargo, a simple vista, resulta común encontrar rastros de
deterioros por el aspecto físico que demuestran los propios arrollamientos del
dispositivo, esto en cuanto a la textura del barniz aplicado en las espiras que
pasaría de un color rojizo a una tonalidad amarillenta. Los cartones aislantes, también revelarán
algún menoscabo debido a un sobrecalentamiento.
En todo horno de microondas, son cuatro los dispositivos
que al fallar, queman al instante el fusible de línea de 15 amperes. Se trata del Interruptor de seguridad
“MONITOR S/W”, el Capacitor de Alto Voltaje, el diodo rectificador y el
Transformador de Alto Voltaje.
Las sospechas en cuanto al deterioro en el Transformador de
Alto Voltaje por corto-circuito, aumentarán en la medida en que se
compruebe que los otros tres dispositivos, funcionan adecuadamente y que en
realidad, son mucho más fáciles de verificar.
Aunque no se trate de una razón concluyente, en la
sección “Alignment & Adjustment” del manual de servicio del horno de
microondas Samsung modelo MW840WA, el fabricante cita los valores de impedancia en la
comprobación del Transformador
de Alto Voltaje tipo SHV-U820A:
Devanado Primario: 0.453 Ohms +/- 10%
Devanado Secundario: 108.0 Ohms
+/- 10%
Filamento: 0.00 Ohms (Continuidad)
Durante el servicio, si bien es raro encontrar un
Transformador de Alto Voltaje dañado por corto circuito, resulta improbable
hallar un dispositivo con algún devanado abierto; por lo menos en los talleres de
servicio del Rincón de Soluciones Tv, no se ha tenido noticia sobre esto último
en 20 años de ejercicio continuo en hornos de microondas.
Ahora bien, ¿Es factible medir la tensión de salida
en el devanado secundario del Transformador de Alto Voltaje? Por supuesto que sí: existen herramientas
apropiadas para hacerlo. Sin embargo, en
opinión del autor y desde la perspectiva del campo de la práctica, la medición
del alto voltaje resulta
una labor prescindible si se toma en consideración que los problemas
de los hornos de microondas se diagnostican tan bien, si no es que mejor y
ciertamente con mayor seguridad, sin medir el alto voltaje.
En cuanto a la misma temática, es cierto que un
auténtico profesional del servicio en hornos de microondas, posee en todo
momento, un Transformador
de Alto Voltaje de repuesto, listo para sustituir cualquier elemento
sospechoso, opción muy apropiada y por tanto, carente de todo riesgo.
2. EL DIODO RECTIFICADOR DE ALTO VOLTAJE
El horno de microondas modelo MW840WA fabricado por
Samsung, emplea en su Sistema de Alto Voltaje, un diodo rectificador tipo HVR-1X 3.
En distintas unidades fabricadas o no por la firma
Coreana, se verá que todas ellas utilizan en su Sistema de Alto Voltaje, un
diodo rectificador de características físicas y técnicas muy similares a las
que ostenta el rectificador HVR-1X 3.
En antaño, esta clase de diodo se probaba mediante
el uso de un óhmetro analógico seleccionado en la escala de R X 10 000 (por
ejemplo con el multímetro Simpson modelo 260).
En polarización directa y dependiendo de la marca y modelo del dispositivo,
la lectura que indicaba el instrumento iba de 50 000 a 200 000 ohms. En polarización inversa, dicha lectura era
infinita.
A diferencia del multímetro analógico, ¿Cuál es la
razón de que uno del tipo digital moderno sea incapaz de medir diodos
rectificadores de alto voltaje como los utilizados en hornos de microondas?
Entre uno y otro instrumento, existen diferencias
importantes. Por ejemplo, el instrumento analógico emplea para su análisis
de resistencias, voltajes
mayores a los que utiliza un equipo digital. Para el cálculo de resistencias, el principio
de funcionamiento del multímetro analógico está basado en el famoso PUENTE DE WHEATSTONE. De su parte, el multímetro digital, calcula los mismos valores mediante procesos
mucho más complejos y lejos de toda lógica que hoy resulta rudimentaria.
De acuerdo con la información asentada en la hoja de datos
del fabricante, el punto de ruptura (Max Forward Voltaje Drop) del diodo rectificador de alto voltaje tipo
HVR-1X 3 es de 11.00 volts. Lo anterior significa que para conducir, el
dispositivo debería recibir en principio, una polarización directa de 11.00 volts. Recuérdese que en semi-conductores, la juntura entre un material P y uno del tipo N, se comporta como un aislante
cuando está en reposo.
En el modo de diodo, a través de sus puntas de prueba, el multímetro
digital FLUKE 79, suministra un voltaje
máximo de 2.946
volts. Como se comprenderá, se trata de un nivel insuficiente para
producir la ruptura en un diodo rectificador de alta tensión como el tipo HVR-1X 3.
En el modo de auto-rango y colocado en
la posición de Ohms, el mismo instrumento entrega 0.656 volts, un nivel mucho más
pequeño y limitado. Es por ello que en
ambos casos, el instrumento es incapaz de determinar el estado de un diodo
rectificador de alto voltaje porque en todo intento de medición, lo registra
como un dispositivo abierto. El
inconveniente no es exclusivo de los instrumentos de Medición fabricados por Jhon Fluke:
prácticamente ocurre lo mismo al utilizar cualquier otro del tipo digital, no
importa la marca, el modelo, la calidad o su precio.
No obstante, el método de comprobación de un diodo
rectificador de alto voltaje como el utilizado en hornos de microondas, es
simple. Veamos:
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| Lámpara y diodo de H.V., circuito serie. |
Con la ayuda de un cable de línea se une el diodo
en configuración
serie a una lámpara incandescente de 120 V.c.a. (Ver imagen izquierda). Enseguida, se conecta el circuito a la red eléctrica. En la fase de la red que llega directo a la lámpara, se coloca la punta de
prueba negativa de un voltímetro de C.D. y la positiva, entre la unión del
diodo y la lámpara. En condiciones normales de funcionamiento, la lámpara
incandescente encenderá con aproximadamente 50 volts de C.D. (Ver imagen inferior). Es momento de apagarla e intercambiar la
posición del diodo rectificador. Se repite el procedimiento y se comprueba si el resultado es
el mismo, con la salvedad de que ahora el instrumento registrará -50 V.C.D. si es que el ánodo del diodo está conectado al extremo de la lámpara.
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| Prueba del diodo de Alto Voltaje integrándolo en configuración serie con una lámpara incandescente. |
Si las pruebas son positivas, nos encontraremos con
que el diodo rectificador de alto voltaje, está en perfectas condiciones.
El diodo rectificador mostrará un corto-circuito
si el voltaje de la lámpara es de 120 V.c.a. La falta de encendido en la
lámpara, denota un diodo rectificador abierto.
Un diodo rectificador de alto voltaje defectuoso,
podrá alterar el funcionamiento del horno de microondas de distintas maneras. Algunos dispositivos muestran deterioros
físicos visibles tales como resquebrajaduras, ampollas o quemaduras,
condiciones que inducen un arqueamiento de alta tensión hacia el chasis,
acompañado de un olor intenso a quemado.
Otros dispositivos, entran en corto total provocando la quemadura del fusible de línea de
15 amperes y unos más, los que se quedan abiertos, ocasionan un
ruido ajeno al que comúnmente emite cualquier horno de microondas. En este
último caso, la intensidad del calentamiento es inapropiado o inexistente.
3. EL CAPACITOR DE ALTO VOLTAJE
Recordemos siempre descargar el dispositivo antes
de realizar cualquier comprobación en él.
Las pruebas a ejecutar en el capacitor de alto voltaje son sólo
dos. La primera de ellas, consiste en verificar que entre
sus terminales, no exista algún corto-circuito y para lo cual, se colocará en ellas las puntas de
prueba de un óhmetro. Al cambiar las
puntas en una y otra dirección, se notará que el capacitor se carga y se
descarga a través del instrumento el cual, registra el aumento o disminución el
valor resistivo, según sea el caso. Si el capacitor está abierto, el instrumento sólo registrará el valor de su resistencia interna de sangría cuyo valor típico es de 10 Megaohms.
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| Prueba uno: buscando un corto-circuito entre las terminales del capacitor. Elemento en buen estado. |
Enseguida, se verifica que ninguna de las placas
dieléctricas se encuentre aterrizada con la parte exterior metálica del
capacitor:
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| Prueba dos: Buscando un corto-circuito entre las terminales del capacitor y el blindaje metálico. Elemento en buen estado. |
Si en el taller de servicio se cuenta con algún
instrumento para calcular capacitancia, entonces se aprovecha para medir la
propia del dispositivo cuyo valor típico es de alrededor de 1 microfarad a 2 000 volts.
La falla más recurrente en capacitores de alto
voltaje en hornos de microondas, es al momento en que éstos se ponen en corto-circuito. Una avería de tal naturaleza, quemará de
inmediato el fusible de línea de 15 amperes y por tanto, la unidad se apagará
por completo.
4. EL MAGNETRÓN
Las pruebas a realizar en un magnetrón son tres.
1. Comprobar continuidad de 0 ohms en el filamento
de la unidad:
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| Prueba del filamento en un magnetrón. |
2. Comprobar que exista resistencia infinita entre
las terminales del filamento y la caja metálica del magnetrón:
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| Prueba del filamento con respecto a la caja metálica en un magnetrón. |
3. Comprobar que exista resistencia infinita entre
las terminales del filamento y la antena del magnetrón:
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| Prueba del filamento con respecto al domo de la antena en un magnetrón. |
En la mayoría de las ocasiones, las pruebas
descritas podrán resultar satisfactorias y denotarán un magnetrón en perfecto
estado. Sin embargo, el procedimiento
descrito no es del todo concluyente porque hay casos de servicio en donde, a
pesar del resultado positivo de las pruebas, el magnetrón no funciona en lo
absoluto.
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| Comprobaciones visuales en el Magnetrón. |
El complemento ideal a las tres pruebas anteriores,
será siempre contar con un magnetrón nuevo o bien, con un horno de microondas
útil para realizar en él la prueba de un magnetrón bajo sospecha. Muchos talleres de servicio cuentan con ambas
posibilidades.
En ciertos casos, la recuperación de un Magnetrón en hornos de microondas es posible. En éste enlace, se encuentra toda la información al respecto.
En ciertos casos, la recuperación de un Magnetrón en hornos de microondas es posible. En éste enlace, se encuentra toda la información al respecto.
Para conocer más sobre el tema, acude al portal "Sólo hornos de microondas" en Facebook creado por el maestro Luis Galindo y colaboradores a quienes enviamos un saludo desde el Rincón de Soluciones TV, agradeciendo la gentileza de su parte al dar espacio a nuestros artículos en tan honorable sitio.
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