Atalhos para análise de circuitos

Estou lentamente aprendendo a analisar circuitos, mas estou imaginando se meus objetivos não são realistas. Meu principal motivo é me ajudar a reparar as placas de circuitos que encontro na minha linha de trabalho. (Eu conserto equipamentos com opcionais de moedas) Às vezes, a maioria das informações que posso encontrar são esquemas se tiver sorte e eles geralmente não têm detalhes quando se trata de voltagens e leituras de escopo. Gostaria de descobrir as tensões em qualquer nó e entender quais componentes poderiam ser ruins se eu obtiver uma tensão mais baixa, tensão zero, tensão mais alta ou tensão de alimentação em qualquer nó em particular. Principalmente tensões CC, mas os sinais CA também seriam úteis. A maioria dos livros de análise de circuitos ensina do ponto de vista da engenharia, mas meu objetivo não é tão grande, eu só quero fazer isso para trabalhos de reparo.

As pessoas podem olhar para esquemas, como os que eu anexei, e descobrir essas tensões sem um computador, ou muito tempo com papel, lápis e calculadora? Você pode trabalhar mentalmente as tensões rapidamente? Eu não preciso exato, apenas perto o suficiente para ver que há um problema. Se isso puder ser feito, existem maneiras de aprender esse método? Parece também que a maioria dos livros divide partes desses esquemas, mas não vejo muitos que percorram um esquema completo, mostrando o processo de pensamento envolvido. Existe um livro ou site que faz esse tipo de coisa!

Não existe um método geral para analisar um circuito a partir de um esquema. Cada peça é algo que você descobre à medida que avança. Não há substituto para, eventualmente, entender o que o circuito está tentando fazer e, portanto, o objetivo de cada parte. Felizmente, a maioria dos circuitos grandes é realmente uma coleção de blocos menores, de modo que os blocos podem ser analisados ​​um pouco separadamente. Uma vez que suas funções são entendidas, elas se tornam como componentes dos blocos no próximo nível superior. Dividir algo em uma hierarquia de subsistemas é uma boa maneira de analisar quase tudo que é grande e é provável como um circuito complexo foi projetado em primeiro lugar. Em última análise, você precisa entrar na cabeça do designer.

Com a experiência, você reconhecerá alguns bloqueios rapidamente, porque analisou algo semelhante antes. Você conhece seu objetivo e não precisa se aprofundar em todos os detalhes. Lembre-se também de que os engenheiros variam em qualidade. Só porque um esquema é desenhado e um produto realmente construído não significa que ele foi bem projetado. Eu já vi algumas coisas horrendas serem produzidas. Estes seriam propensos a falhas facilmente fora das condições nominais, geralmente são escamosos, ou o que seja. Tudo o que você realmente sabe é que o produto funciona na maioria das vezes próximo das condições nominais pretendidas. Além disso, seja um pouco cético.

Obviamente, esse é um problema comum, portanto, as coisas que devem ser reparadas em campo devem ter um "manual de serviço". Isso dará ao esquemático, às vezes um pouco de teoria da operação e, o mais importante, um gráfico de solução de problemas. Como você parece estar fazendo isso profissionalmente, deve poder se apossar dos manuais de serviço.

Como exemplo, aqui está uma análise rápida do bloco superior esquerdo do seu esquema:

Você poderá ver imediatamente que este é o bloco de entrada de energia. Se nada mais, ele diz "Entrada CA" à esquerda. Existem basicamente dois blocos de energia de entrada CA comuns. Os antigos executam a entrada CA em um grande transformador de ferro que funciona na frequência da linha de energia. Isso terá um secundário, geralmente com vários toques, para produzir as tensões mais baixas que serão retificadas e filtradas para produzir suprimentos de corrente contínua não regulados. A onda completa do tipo mais moderno retifica a linha CA. Esse CC é então cortado em alta frequência e executado através de um transformador muito menor para fazer a CA das fontes de CC aproximadamente reguladas.

Deveria ser óbvio imediatamente que esta entrada CA é do segundo tipo. Os quatro diodos no meio estão dispostos em uma ponte de onda completa clássicaconfiguração. Veja a forma de diamante feita por 4 diodos um pouco à direita do centro. Esse é um padrão que seus olhos captam rapidamente com um pouco de experiência. Se você nunca viu um antes, pense um pouco e veja como funciona. Depois de fazer isso, você poderá reconhecer rapidamente uma ponte de onda completa na próxima vez que a vir. A ponte de onda completa também divide bem o circuito na parte CA à esquerda e a parte CC na direita. Novamente, o T5 deve aparecer para você como um filtro balun clássico, que é algo que você deve esperar ver nesse tipo de bloco de entrada CA. O resto da porcaria esquerda do balun que você pode assumir é para filtragem e supressão de picos com poucas razões para analisá-lo em detalhes.

Há um truque bonito que vale a pena anotar e arquivar para referência futura. Observe o interruptor 230V / 115V na parte superior. Analise o circuito com o interruptor na posição 230V primeiro. Nesse modo, é uma ponte básica de onda completa que carregará a combinação de C5 e C6 até a magnitude da diferença de pico de tensão entre as entradas L e N. Por enquanto, tudo bem. Agora, coloque mentalmente o interruptor na posição 115V e pense no que está acontecendo com muito cuidado. Você deve estudar isso em detalhes por conta própria, mas com muita criatividade agora existe uma bomba de carga, de modo que mais e menos a magnitude do pico aparecerão em C5 e C6. Isso resultará em aproximadamente a mesma tensão CC com entrada de 115V que com entrada de 230V e o interruptor na outra posição.

Esse método é uma espécie de híbrido entre o antigo e o novo. Os circuitos de entrada de energia CA mais modernos, apenas a onda completa, retificam o que entra e lida com a faixa mais ampla resultante de DC, ajustando como isso é cortado para acionar o transformador de potência interno de alta frequência. As fontes de alimentação projetadas mais recentemente agora apresentam "entrada de energia universal", geralmente de 90-260 Volts a 50-60 Hz, que cobre a energia da parede em todo o mundo.

Portanto, você deve ter aproximadamente 325 V no total, com cerca da metade desse valor (cerca de 160 V) em cada um dos C5 e C6.

Não vou passar por todo o circuito, mas é assim que você prossegue. Vá bloco por bloco, tendo em mente o problema geral que o designer estava tentando resolver, e que o designer era apenas humano e o circuito que você vê provavelmente é "bom o suficiente", mas não necessariamente um exemplo de excelente design.