Marten Saal 04.01.2008 Plasma Hybrid-IC 42SD3 Version 1.0

Nachbau eines 42SD3 Hybrid-ICs Betrifft: 42SD3 YSUS-Board evtl. auch ZSUS Hersteller: LG 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. Forum Link: http://stsboard.de/ftopic30225.html Bezieht sich u.a. auf folgende Forenbeiträge: http://stsboard.de/ftopic25951.htmlhttp://stsboard.de/ftopic14132.htmlhttp://stsboard.de/ftopic17073.htmlhttp://stsboard.de/ftopic26397.htmlhttp://stsboard.de/ftopic23665.html

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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 mist 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/~msaal/Plasma/HybridIC_for_42SD3_YSUS.sch.JPGEagle (46KByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~msaal/Plasma/HybridIC_for_42SD3_YSUS.sch

Board Layout: Eagle (29KByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~msaal/Plasma/HybridIC_for_42SD3_YSUS.brd

Diese Beschreibung als PDF: PDF (ca. 1,8MByte) http://user.cs.tu-berlin.de/~msaal/Plasma/HybridIC_for_42SD3_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

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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

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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! 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.

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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 Marten Saal

Marten Saal

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Bottom Layout – Größe (Rechteck): 89x57mm (Ansicht von unten)

Bottom Layout – Größe (Rechteck): 89x57mm (Ansicht von unten)

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Top Layout – Größe(Rechteck): 89 x 57mm (Ansicht von oben)

Partlist Exported from HybridIC_for_42SD3_YSUS.brd at 05.01.2008 02:22:30 EAGLE Version 4.16r1 Copyright (c) 1988-2006 CadSoft Part Value Package C1 100nF 0603 C2 100nF 0603 C3 100nF/200V SMD C C4 10uF SMD C C5 100nF 0603 C6 100nF 0603 C7 100nF 0603 C8 10uF SMD C C9 100nF 0603 C10 100nF 0603 C11 100nF 0603 CON1 12V CON2 5V CON3 ER_UP CON4 ER_SD CON5 ER_DN CON6 GND

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CON7 GND CON8 12V CON9 5V CON10 SUS_UP CON11 SUS_SD CON12 SUD_DN CON13 GND CON14 GND CON15 GND CON16 GND CON17 SUS_Out CON18 Vs CON19 ER_DN CON20 ERCOM CON21 ERUP D1 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D2 >200V, 1A (STTA106U) SMB D3 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D4 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D5 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D6 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D7 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D8 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D9 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D10 >200V, 1A (STTA106U) SMB D11 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D12 30V,2A (20BQ030 oder MBRS1100) SMB D13 >200V, 2A? (STTA106U) SMB D14 >200V, 2A? (STTA106U) SMB IC1 IR2110S SOIC16 IC2 IR2110S SOIC16 Q1 IRFP250 (200V/30A) TO247 (Inverse-View) Q2 IRFP250 (200V/30A) TO247 (Inverse-View) Q3 IRFP250 (200V/30A) TO247 (Inverse-View) Q4 IRFP250 (200V/30A) TO247 (Inverse-View) Q5 IRFP260N (200V/50A) TO247 (Inverse-View) Q6 IRFP260N (200V/50A) TO247 (Inverse-View) R1 5,6 0805 R2 5,6 0805 R3 5,6 0805 R4 5,6 0805 R5 100 0805 R6 10k 0805 R7 10 0805 R8 5,6 0805 R9 5,6 0805 R10 10 0805 R11 5,6 0805 R12 5,6 0805 R13 5,6 0805 R14 5,6 0805

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R15 5,6 0805 R16 5,6 0805 ZD1 15V MINIMELF