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Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs (LG YSUS/ZSUS Reparatur)



MSaal offline
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Betreff: Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs (LG YSUS/ZSUS Reparatur)  -  Gepostet: 06.01.2008 - 18:53 Uhr  -  
Hersteller: LG
Typenbezeichnung: verschiedene (Medion, LG, NEC)
Chassi: 42SD3

Vorhandene Messgeräte: Oszilloskope
Schaltplan vorhanden: Nein
Dein Wissensstand: Hobbyelektroniker / Student

Fehlerbeschreibung und Nachricht:
[size=150]Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs[/size]

################################################
#
#Betrifft: 42SD3 YSUS-Board evtl. auch ZSUS
#
#Part-No.:
# 6870QYE003D (original, mein Board)
# 6871QYH018A
# 6871QYH018B
# 6871QYH018C
#
#vielleicht auch verwendbar für:
# 6871QYH015A (42SD2)
# 6871QYH022B (42SD4)

#
#mir bekannte Plasmafernseher, in denen diese Boards vorkommen:
# Diese Liste entstand durch Recherchen im Internet – kann evtl. auch fehlerhaft sein.
# Medion MD6060 (meiner)
# Medion MD5916
# NEC PX42VP1G
# LG MZ-42PZ24
# GTW-P42M102
# GTW-P42M105
# Digital Device DPD-4210
#
# folgende Plasmas verwenden ähnliche Y(Z)SUS-Boards
# Verschiedene Varianten von LG M*-42PZ1*
# LG PDP42V6
#
########

Nur für Leute, die mit einem Lötkolben umgehen können (auch SMD-Teile) und wissen, was sie tun.
Es handelt sich hier um Teile, die an lebensgefährlichen Spannungen angeschlossen sind. Auch nachdem der Netzgerätestecker gezogen wurde, können wegen der Kondensatoren noch hohe Spannungen anliegen. Also bitte ich sehr um Vorsicht.


########
#Bezieht sich u.a. auf folgende Forenbeiträge:
# http://stsboard.de/ftopic25951.html
# http://stsboard.de/ftopic14132.html
# http://stsboard.de/ftopic17073.html
# http://stsboard.de/ftopic26397.html
# http://stsboard.de/ftopic23665.html
#
################################################

Hallo Leute,

ich habe erfolgreich ein Hybrid-IC für ein YSUS-Board nachgebaut. Das sind diese Dinger mit den großen schwarzen Kühlkörpern drauf, von denen jeweils 2 auf dem YSUS-Board und dem ZSUS-Board sind. Ich kann aber nicht garantieren, dass es auch beim ZSUS-Board funktioniert. Wäre aber ein Versuch wert.


Fehlerbeschreibung:
Plasma (bei mir ein Medion MD6060) geht kurz nach dem Einschalten wieder in den StandBy-Modus zurück. Schraubt man das Gerät auf, steckt Technik von LG drin, die auch in vielen anderen Plasmas verbaut wurde – Stichwort 42SD3. Zieht man von dem Board mit der Bezeichnung 42SD3_YSUS den breiten Stromversorgungsstecker ab, so bleibt der Fernseher an.
>Achtung: !!Bitte nur an dem Fernseher rum basteln, wenn der Netzstecker gezogen wurde!!<
Natürlich kommt aber kein Bild.
Baut man das Board aus und misst mit einem Durchgangsprüfer die Pins an den Hybrid-ICs durch, wird man sehr wahrscheinlich ein Kurzschluss feststellen (Muss aber nicht sein, Bei mir war es so). Entweder zwischen GND und SUS_Out oder VS und SUS_Out. Die Pinbezeichnungen stehen auf dem Board drauf.
Dieser Kurzschluss (betrifft die 180V Versorgungsspannung Vs) führt dazu, dass das Netzteil wieder abgeschaltet wird und die rote LED auf dem Netzteilboard 5 mal blinkt.


Der Fehler:
Dieser Kurzschluss wird durch ein durchgebranntes MOSFET innerhalb eines oder beider Hybrid-ICs verursacht. Je nachdem ob nur einer oder beide Hybrid-ICs defekt sind, sollte nach dem Ausbau des/der entsprechenden defekten IC(s) der Kurzschuss auf der Platine verschwinden. Wenn nicht, dann ist der 2. Hybrid-IC defekt (wenn man ihn bis dahin noch nicht ausgebaut haben sollte) oder irgendein anderes Bauteil verursacht einen Kurzschluss. Im 2. Fall wird die nachfolgende Reparaturbeschreibung sehr wahrscheinlich nicht zu einem Erfolg führen.

Die Reparatur (Eine kleine Geschichte):
Ich habe lange Zeit versucht, ein Ersatz für das defekte Bauteil bzw. Board zu bekommen. Leider ohne Erfolg. Also habe ich mich rangesetzt und versucht zu verstehen, wie das Board funktioniert und die Aufgabe des Hybrid-ICs zu ermitteln. Dazu habe ich einerseits das Hybrid-IC gewaltsam geöffnet, wobei fast nur Schrott raus kam, da die Bauteile darin komplett vergossen wurden. Andererseits durch Studieren verschiedener Plasmaschaltpläne, bei denen alle Komponenten diskret aufgebaut wurden. Ich kann nicht behaupten, dass ich die Funktionsweise des YSUS-Boards komplett verstanden habe, aber es reichte aus, um einen eigenen Schaltplan als Ersatz für das Hybrid-IC zu entwickeln.

Schematic:
JPEG (290KByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~m...US.sch.JPG
Eagle (46KByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~m...3_YSUS.sch

Board Layout:
Eagle (29KByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~m...3_YSUS.brd

Diese Beschreibung als PDF:
PDF (ca. 1,8MByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~m...3_YSUS.pdf

Bei den Parametern der Bauteile (vor allem der MOSFETs) konnte ich mich nur auf Schaltpläne anderer Plasma beziehen und nur eine ungefähre Schätzung vornehmen. Der erste Versuch mit einem nachgebauten Modul ging leider schief, da ich nicht daran gedacht hatte, an bestimmten stellen Dioden mit einer Spannungsfestigkeit von mehr als 200V zu verwenden. So habe ich mir gleich noch das 2. Hybrid-IC geschossen :(.
Also noch ein 2. Modul gebaut und die entsprechenden Dioden ersetzt. Auch der 2. Versuch ging leider schief und es waren ein paar der MOSFETs durchgebrannt. Aus irgendeinem Grund waren wohl der High- und der Low-MOSFET (SUS) gleichzeitig durchgeschaltet und verursachten einen zu hohen Strom, wodurch diese durchbrannten.
Also habe ich die mir mit einem Oszilloskop die Signalzeiten angesehen, die an das MOSFET-Treiber-IC (IR2110S) anliegen. Diese schienen aber in Ordnung zu sein. Auch die Timings und Schaltzeiten der MOSFETs sollten eigentlich ausreichen. Letztendlich vermute ich, dass der 2. Fehlversuch durch einen Kriechstrom von den 180V (Vs) verursacht wurde.
Jedenfalls habe ich die defekten MOSFETs der Nachbaumodule ersetzt. Da aber die IRFP250 gerade nicht erhältlich waren, verwendete ich stattdessen die IRFP260N. Vielleicht liegt es auch an dieser Kombination der MOSFETS, dass es beim 3. Versuch dann doch funktionierte. Oder daran, das ich alles sehr genau mit Plastik-Spray eingesprüht habe um Kriechströme zu vermeiden.

Um aber nicht gleich beim Einschalten des Fernsehers alles wieder kaputt zu machen, bin ich diesmal vorsichtiger und Schritt für Schritt vorgegangen. Dafür hatte ich mir unter anderem endlich ein Netzteil gekauft (das hatte ich schon seit langem vorgehabt, für andere Projekte). Es wurde alles ganz normal eingebaut und angeschlossen, mit Ausnahme der Vs-Leitung (2 Kabel am 9-poligen Anschlussstecker vom Power Board). Stattdessen habe ich dort mein Netzteil mit Strombegrenzung angeschlossen.
So testete ich zuerst die Module einzeln bis zu einer Spannung von 30V (Vs) und prüfte, ob an den verschiedenen Anschlüssen der MOSFETs die erwarteten Signale anliegen. Bis dahin zeigte das Netzteil einen maximalen Strom von 5mA. Das kam mir zwar etwas wenig vor, aber schließlich waren es ja auch nur 30V. Zumindest gab es keinen Kurzschluss :).
Nun wurden beide Module eingebaut (ich hatte mir zum Testen extra Stecker angebaut) und die Spannung langsam auf 60V erhöht. Und man siehe und staune (jedenfalls staunte ich), man konnte schon ein Bild sehen. Zwar noch recht dunkel und mit eigenartigen Farben, aber eindeutig war da das Logo von Medion auf der Mattscheibe zu sehen.
Dummerweise geht aber mein Netzteil nur bis 60V. Und gleich auf die 180V (Vs vom Power Board) zu schalten, war mir aber doch zu gewagt. Immerhin wäre das immer noch ein Sprung von 120V. Also habe ich in meinen Kramkisten nach Netzteilen gesucht und dann Stück für Stück die Spannungen durch Reihenschaltung Dieser und dem Netzteil erhöht. Bei 155V sind mir aber die Netzteile ausgegangen. Aber es lief!!!! und das Bild war nun deutlich heller und hatte schon richtige Farben. Der Stromverbrauch lag nun bei ca. 430mA (Vs-Leitung) leicht schwankend.
Nun konnte ich es wagen, mein ganzes Netzteilsammelsurium abzuschließen und die vorher getrennten Kabel vom Power Board wieder anzuschließen.
Sicherheitshalber habe ich auf dem Power Board die Vs-Spannung auf 160V runtergedreht und dann während des Betriebs auf 180V wieder hochgeschraubt. Da ich einen maximalen Strom von 500mA erwartete baute ich noch zusätzlich eine träge 500mA Sicherung ein. Diese führte aber dazu, dass ich den Plasma später noch mal aufschrauben musste und durch einen höheren Wert austauschen musste. Die Schätzung mit 500mA war schon nicht schlecht, was aber für die Sicherung natürlich hart an der Grenze war. Das war mir eigentlich klar und auch Absicht, nur das ich vor Euphorie beim wieder Zusammensetzen, daran natürlich nicht mehr dachte.

Ich möchte hier nochmals darauf hinweisen, dass hier lebensgefährliche Spannungen vorliegen. Und das das keineswegs von Laien nachgemacht werden sollte!

Also, es funktionierte jedenfalls. Ich ließ ihn ca. 1 Minute an und überprüfte die Wärmeentwicklung. Bis dahin hatte ich noch keine Kühlkörper an die MOSFETs angeschraubt. Erst bei einer Laufzeit von 10min. wurde ein Teil der MOSFETs warm (ER). Also setzte ich die original Kühlbleche auf die MOSFETs, die ich mit extra Schraublöchern versehen habe und natürlich mit Isolationsscheiben zwischen MOSFETs und Kühlkörper. Die Schraubköpfe wurden Sicherheitshalber wieder mit einer Plastikschicht überzogen.
So ließ ich den Plasma dann 2Std. laufen und baute ihn anschließend zufrieden und überglücklich wieder komplett zusammen.
Nun steht er in meinem Wohnzimmer und lief schon ca. 30 Std. mit einem super Bild :) (Bis auf das Problem mit der Sicherung)

Natürlich kann er wieder jederzeit kaputt gehen, aber bis hier hin ist das doch schon ein ziemlicher Erfolg.


Leider habe ich keine Bilder parat. Dafür müsste ich den Plasma wieder aufschrauben. Ihr könntet also nur hoffen, dass er mir noch mal kaputt geht – ich hoffe das nicht! :wink:


Nachbauhinweise:

Die Leiterplatten hatte ich selber gemacht. Empfehlen würde ich aber einen Leiterplattenhersteller. Dort kann man sie gleich mit Stopplack überziehen lassen (Kriechstromschutz). Wenn jemand Lust hat, kann er aus der einseitigen Leiterplatte eine zweiseitige Leiterplatte machen und spart somit die zusätzlichen Brückenkabel (Top-Layer beim Eagle-Board). Trotz Lötstopplack empfehle ich eine Schutzschicht mit dem Plastik-Spray.

Die Leiterbahnen zu und von den MOSFETs (wo keine Brückenkabel verwendet wurden) habe ich mit einer dicken Zinnschicht versehen. Das ist natürlich bei Stopplack nicht möglich. Aber der Strom ist nicht so hoch wie ich ursprünglich mal dachte. Durchschnittlich 500mA. Schaltströme können natürlich deutlich höher ausfallen. Am besten man lässt sich die Leiterplatte einfach mit einer 70um Kupferschicht anfertigen. Das sollte dann eigentlich reichen.

Als Brückenkabel und für die Kontaktierung zum YSUS-Board habe ich isolierte Adern aus einem Netzkabel verwendet, die mit Sicherheit einen ausreichenden Aderquerschnitt haben. Man muss natürlich beim Anlöten der Kabel darauf achten, dass später der Kühlkörper noch plan auf den MOSFETs aufliegen können muss und dass die Lötkontakte nicht zu dicht an die Metalloberfläche des Kühlkörpers ran kommen.

Die MOSFETs werden auf der nicht beschichteten Seite der Leiterplatte aufmoniert und die Beinchen so geknickt, dass die Kühlfläche nach oben zeigt. Dort kommt dann mit einem Silicon-Isolator getrennt der Kühlkörper drauf. In den Kühlkörper habe ich an den entsprechenden Stellen Löcher gebohrt und mit einem Gewindeschneider (M3) Gewinde geschnitten. So kann man einfach mit M3-Schrauben den Kühlkörper von unten her festziehen.

Ich hatte ziemliche Schwierigkeiten, die original ICs auszulöten. Wegen der großen Masseflächen wurde die Hitze, trotz leistungsstarken Lötkolben, einfach abgeleitet. Es empfiehlt sich daher entweder mit einem Cutter oder besser einer kleinen Säge, die Pins abzusägen und dann einzeln abzulöten. Das ist wegen der Bauteile in der Umgebung aber auch nicht ganz einfach. Und bitte nicht in die Finger schneiden. Ich will hier kein Blutvergießen verursachen.

Alle Bauteile sind z.B. bei Segor erhältlich.

Preis pro Modul ca. 20,- bis 30,- Euro.


Ende:

Ich würde mich über Feedback freuen, egal ob positiv oder negativ. Na ja, eigentlich lieber nur positiv ;).
Feedbacks/Bemerkungen können anderen Lesern dabei helfen, einiges besser zu verstehen oder besser umsetzen zu können. Ihr wisst schon …

Natürlich kann ich nicht dafür garantieren, dass es auch bei euch funktioniert und schon gar nicht für Schäden haften, die evtl. durch diese Beschreibung oder durch unsachgemäße Handhabung entstehen.

Also dann, viel Erfolg beim Nachbau :-D

Marten Saal
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plasmapapst offline
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Betreff: Re: Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs (LG YSUS/ZSUS Reparatur)  -  Gepostet: 06.01.2008 - 20:07 Uhr  -  
respekt... Kann man ja noch erweitern und ausarbeiten. Leider sind dort mehr als nur high und low side driver drin... Ich kann eventuell eine tech doc von philips besorgen wenn du interesse dran hast Aber genau den langen text den du geschrieben hast habe ich immer gescheut zu verfassen. Grüsse Plasmapapst
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MSaal offline
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Betreff: Re: Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs (LG YSUS/ZSUS Reparatur)  -  Gepostet: 08.01.2008 - 12:52 Uhr  -  
Um das noch mal klar zu stellen - ich habe den Eindruck, das das falsch erstanden wurde :( - Der Nachbau funktioniert!

In meinem Plasma (Medion MD6060) habe ich die Hybrid-ICs auf dem YSUS-Board (42SD3) durch oben beschriebene Nachbauten ersetzt. Sie tun ihren Dienst bisher einwandfrei.
Es sind tatsächlich nur 2 Low/High MOSFET-Treiber drin, 6 MOSFETs und ein paar Bauteile für die Beschaltung der Treiber (siehe Eagle Schaltplan). Das scheint für das Funktionieren zu reichen.
Mehr Teile waren im Original auch nicht drin - soweit man das aus dem auseinander genommenen IC erkennen konnte ;). Die einzelnen elektronischen Bauteile konnte man halbwegs identifizieren. Also man hat meist gesehen, ob es ein Kondensator, eine Diode oder ein IC war. Nur die jeweiligen Werte waren bei besten Willen nicht zu erkennen. Diese musste ich mir dann irgendwie herleiten.

Meine Beschreibung ist vielleicht etwas lang geworden - tut mir leid - aber wer das gleiche Problem hat, dem macht das hoffentlich nichts aus.

Zum Tech Doc: Klar habe ich Interesse :-D


schöne Grüße
Marten
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Betreff: Re: Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs (LG YSUS/ZSUS Reparatur)  -  Gepostet: 08.01.2008 - 19:44 Uhr  -  
Respekt für diese anleitung u. ausführung, ich finde gut das sich mal einer für altanativen kümmert, die Teile sind ja übertrieben Teuer geschweige man bekommt welche, ich habe die Möglichkeiten SMD zu löten nur man bekommt keine IC`s für die Y-Puffer.


Also weiter so Danke
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plasmapapst offline
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Betreff: Re: Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs (LG YSUS/ZSUS Reparatur)  -  Gepostet: 09.01.2008 - 09:11 Uhr  -  
Ne Ne, keine sorge.. Ich habe dich schon richtig verstanden :) Freu mich wirklich das das funktioniert... Ich wollte eigentlich darauf hinaus, dass man sich auch für andere hersteller gedanken machen sollte. Minimalistisch sind da längst nicht alle. Habe mich glaube ich selbst unverständlich ausgedrückt . Sorry. NEC z.b. braucht nichtmal driver IC's dort sitzen tatsächlich nur dicke treiber FET's aber neuere Philips und auch Panasonics werden dort leider schon Digital angesteuert wobei der ausgang reine Analoge regelspannung hat. Gott sei dank läuft auf den Treibern keine software sodaß man auch diese sicherlich rekonstruieren kann. Die frage ist immer zu welchem preis.

Um resident noch zu unterstützen, Die commontreiber y wie auch z sind nicht nur schwer erhältlich, sie lassen sich nichtmal tauschen als einzelne IC'S meist lässt sich nichtmal mehr was ablöten. Selbst mit reworkstation hast du keine chance. Infrarotlöten ist teils schon zu aggressive und heißlift zu ungenau. Man kann sie tatsächlich nur wechseln wenn sie gesteckt sind oder halt das panel raus schmeißen.

Resume:
Lasst uns eine alternative schaffen die in allen plasmas spielt und wir verdienen viel geld. (wie bei herstellern die für sämtliche sockeltypen universal cpu lüfter herstellen).

Respekt in jedem fall.

Grüsse
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Fredy10 offline
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Betreff: Von Marten Saal gerettet !!!  -  Gepostet: 13.01.2008 - 12:10 Uhr  -  
Hallo Leute,

Mein Medion MD5018 Plasma Fernseher stellte dieselben Symptome vor, kurz nach dem Einschalten wieder in den Standby-Modus zurück. Ebenfalls LG 42SD3 ausgerüstet. Als ich die Stromversorgungsstecker von den YSUS Board ausziehe, bleibt den Fernseher an. Ich stellte dann einen Kurzschluss auf einer den beiden ICs fest, zwischen Vs (bei mir 175V) und SUS_out. Ich sollte mir aber schnell klarlegen, dass es Quasi unmöglich wäre solche Module irgendwo zu kriegen (Außerdem vielleicht für einen übermäßigen Preis). Beim Suchen bin ich dann glücklicherweise auf der außerordentlichen von Marten Saal realisierten Arbeit gefallen (dass ich mich bedanke und im Vorübergehen gratuliere). Ich werde mich also sofort in die Realisierung dieses Projektes umwenden, hoffend dass meine Spannung Vs 175V (180V auf dem MD6060) keinen Wert gewisser Bauelemente beeinflusst. Ich werde nicht versäumen, Sie über die Folge der Ereignisse zu informieren.
Entschuldigen Sie mir bitte für die Fehler, ich wohne in die Westschweiz, also von französischer Muttersprach.

Bis bald u. freundlichen Grüssen
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