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Dienstag, 10. November 2020, 20:09

Übungsboard bei Spannungsmessung kurzgeschlossen, warum?

Hallo,
ich hab mir ein funktionierendes Übungsboard aus einem alten Laptop ausgebaut um nachzuvollziehen welche Spannungen es gibt und welche Stellen keine Kurzschlüsse haben dürfen, im Vergleich zu einem defekten Board.

Bei einer Spannungsmessung an einem Mosfet gegen Masse hat es dann allerdings gefunkt, ein Kerko hat sich verabschiedet und ein Spannungswandler-IC wird nun richtig heiß.
Vielleicht kann mir jemand erklären warum Spannungsmessung einen Kurzschluß versachen kann?? ich versteh es nicht...


Zur besseren Nachvollziehbarkeit hab ich ein Bild vom Board gemacht, wo ich gemessen habe, und was nun kaputt ist.

-> An den beiden grünen Kreisen hab ich gemessen
-> Die Bauteile mit den roten Kreisen sind nun kaputt


Ich vermute daß die 19V draufgeraten sind, ist versteh nur nicht warum....
Dankeschön

EDV-Dompteur

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2

Dienstag, 10. November 2020, 21:20

Puuh, ich musste minutenlang angestrengt auf das Bild starren, bis ich Deine vier Kreise endlich gefunden hatte.

Leider ist das Bild viel zu gering aufgelöst, um das Layout einwandfrei nachvollziehen zu können.
Es sieht für mich danach aus, dass es ein stinknormaler MOSFET ist, aber vielleicht täusche ich mich ...

Bei einem normalen Einfach-MOSFET sind die Pins 1-3 miteinander verbunden und bilden den Source-Anschluss.
Pin 4 ist das Gate.
Die Pins 5-8 sind wiederum miteinander verbunden und bilden den Drain-Anschluss.

Auf dem Bild sieht es danach aus - wenn der Eindruck nicht täuscht.
Und es sieht danach aus, dass Du an den eh miteinander verbundenen Pins 7 und 8 gemessen hast.
- Da dürfte in der Tat nichts passieren.

Zu jeder Schaltwandlerspule gehören allerdings immer zwei MOSFETs und der zweite ist hier nicht zu sehen. Der müsste sich daher entweder auf der anderen Platinenseite befinden, oder der MOSFET ist in Wahrheit ein dualer Typ, wo zwei MOSFETs zusammen in einem achtpoligen Package untergebracht sind.

Wenn der opitische Eindruck also täuscht und das Ding in Wahrheit ein dualer MOSFET ist, dann ist die Pinbelegung logischerweise anders.
Und wenn Du dann mit der Messspitze zwei Pins verwesentlich miteinander kurzschließt, ja dann können ungute Sachen passieren, z. B. dass der Upper-MOSFET perment durchschaltet, solange die Messspitze angesetzt ist. Dann würden 19V auf die Niederspannungs-Rail geraten, mit SEHR unguten Folgen ...


Kannst Du die Bezeichung des MOSFETs entziffern?
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3

Dienstag, 10. November 2020, 21:59

Hab noch ein Bild von dem Mosfet gemacht, der zweite sitzt eigentlich gleich daneben.
Das Mainboard ist schon ca 15-20 Jahre alt, weiß nicht wie lange es schon Duale Mosfets gibt....

Wenn es aber kein dualer Mosfet ist kann man dann mit den Messpitzen überhaupt etwas kurzschließen?

mb21.jpg

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4

Mittwoch, 11. November 2020, 01:07

Hab noch ein Bild von dem Mosfet gemacht, der zweite sitzt eigentlich gleich daneben.
FDS6900AS - das IST ein dualer MOSFET!
Datenblatt gibt es hier:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/FDS6900AS-D.PDF

Du hast offenbar die Pins 3 und 4 miteinander kurzgeschlossen.
Dem Layout, in Verbindung mit dem Datenblatt, entnehme ich, dass es den Low-side-MOSFET betrifft, der die Spule in den Schaltpausen des Upper-MOSFETs mit Masse verbindet.

Dass Du dessen Gate mit Source kurzgeschlossen hast, ist dürfte die Ursache für den defekten Schaltwandler-IC sein, der ja das Gate treibt.
Eigentlich hätte ich erwartet, dass dessen Treiberstufe einen Gate-Kurzschluss übersteht, aber das war dann wohl leider nicht der Fall ...

Und dass zudem auch noch der Kerko kaputt ging, dafür habe ich ebenfalls eine Hypothese, aber um es genau sagen zu können müsste ich auch hier den Bereich um dieses Bauteil herum sehen, sowie die Bezeichnung des ICs erfahren.


Das Mainboard ist schon ca 15-20 Jahre alt, weiß nicht wie lange es schon Duale Mosfets gibt....
Jedenfalls schon lange genug.


Wenn es aber kein dualer Mosfet ist kann man dann mit den Messpitzen überhaupt etwas kurzschließen?
Nein, dann wäre das natürlich nicht möglich, wie aus meinem vorherigen Posting eigentlich klar hervor gehen sollte.
- Jedenfalls dann nicht wenn es gestimmt hätte, was ich angesichts des schlechten Bildes zuerst irrtümlich annahm, nämlich dass es die Pins 7 und 8 betrifft. Die sind bei einem Single-MOSFET schließlich ohnehin miteinander verbunden.
Da Du in Wahrheit aber die Pins 3 und 4 kurzgeschlossen hast, wie ich im neuen Bild nun klar erkenne, wäre genau der hier vorliegende Schaden auch bei einem Single-MOSFET eingetreten, denn dann wäre wiederum das Gate mit Source kurzgeschlossen worden.

Jedenfalls ist es ein dualer MOSFET, Du hast dort Gate und Source des Low-side-MOSFETs kurzgeschlossen und somit den Gatetreiber des Schaltwandler-ICs, der daran krepiert ist.


Wenn weiterhin meine Hypothese zum zerstörten Kerko zutrifft, dann wird Überspannung auf die Niederspannungs-Rail geraten sein.
Denn in den Schaltpausen des Upper-MOSFETs ist die Spule die Spannungsquelle. Da ist es wichtig, dass deren Eingangsseite mit Masse verbunden wird, was der Job des Low-side-MOSFETs ist, den er mit Masseschluss am Gate aber nicht erfüllen konnte.
Um solche Sonderfälle auszuschließen, spendieren Mainboard-Designer sicherheitshalber gerne noch eine Schottky-Diode antiparallel zum Low-side-MOSFET. Doch auf diese Schutzmaßnahme hat Toshiba hier offenbar verzichtet. :-(

Da nun die Eingangsseite also nicht mit Masse verbunden werden konnte, die Spule aber eine Spannungsquelle darstellt, weil sie zuvor von Strom durchflutet wurde und nun Energie im Magnetfeld gespeichert hat, liegt die (Spannungsqulle) Spule in dem Moment, wo der Upper-MOSFET erneut wieder durchsteuert, in Reihe mit den 19V von der System-Rail.
Damit summieren sich dann die 19V von der Systemrail mit der Spannung, die die Spule (kurzzeitig) zu erzeugen in der Lage ist.
Folge: Ein kurzer, aber kräftiger Überspannungs-Puls auf der Niederspannungs-Rail, der das schwächste Bauteil killt ...
Und wenn Du sehr viel Pech hast, dann war nicht der Kerko das schwächste Glied, sondern dann ist zuvor noch ein IC (hochohmig) abgeraucht und der Kerko erst im Anschluss.

Darüber hinaus ist es möglich (muss nicht so sein, kann aber), dass auch der Upper im Dual-MOSFET Schaden davongetragen hat.
Auch für die beiden Eingangs-MOSFETs würde ich zumindest keine Wetten darauf abschließen, dass sie heil geblieben sind (sollten sie eigentlich, aber darauf kann man hier nicht bauen). Naja, immerhin ist das leicht zu überprüfen.

Also dieses Mainboard komplett zu überprüfen und zu reparieren wird insgesamt doch eine Menge Arbeit machen.
Und wenn da tatsächlich ein (womöglich komplexer) IC auf der betroffenen Niederspannungs-Rail abgekratzt sein sollte, dann sind wir an der Schwelle zum "lohnt nicht mehr".


Was Du hier veranstaltet hast, ist genau der Grund, warum Notebook-Reparaturfritzen, wie meine bescheidene Wenigkeit, es so richtig gar nicht mögen, wenn der Kunde zuvor schon selbst sein Glück versucht hat.
Den Satz "ich habe ja gar nichts gemacht, nur mal gemessen ..." habe ich schon oft genug gehört, um mich dann im Anschluss mit den aberwitzigsten Fehlerarten herumzuplagen, die unter normalen Umständen nie und nimmer hätten auftreten können.

Ich wünsche Dir sehr, dass Du Glück hast und mit dem simplen Austausch des Schaltwandler-ICs und des Kerkos alles wieder läuft!
Aber wenn es zudem noch einen weiteren und komplexeren IC geschrottet hat, dann wird es übel.
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5

Freitag, 13. November 2020, 16:15

dann vielen Dank für die ausführliche Antwort!
Wie gesagt, es war ja nur ein altes MB zum üben, ich denk Lehrgeld wird jeder bezahlen der sich mit solchen Sachen anfängt zu beschäftigt.
Eine Frage noch:
Ich einem Video zur MB-Reparatur wurde gesagt daß man Kerkos nicht im eingelöteten Zustand testen kann.
Stimmt das so, oder ist damit möglicherweise nur die Kapazitätsbestimmung gemeint, oder trifft das auch auf einen Kurzschluss zu?

6

Sonntag, 15. November 2020, 11:05

kondensatoren testen

ja im eingebauten zustand kannst du nur bedingt kondensatoren testen.
Du kannst nur testen ob sie einen kurzschluss haben mit dem diodenmodus des multimeters.
um die kapazität zu messen müssteste schon den kondensator auslöten.
Es gibt so ein gerät von elv um den low esr innenwiederstand von elkos zu messen damit kannste auch im eingebauten zustand messen. damit kann man defekte elkos oft ermitteln.
zu diesem Gerät hat stefan hier im forum auf auf meine Frage sehr ausführlich geantwortet

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7

Sonntag, 15. November 2020, 17:51

Ich einem Video zur MB-Reparatur wurde gesagt daß man Kerkos nicht im eingelöteten Zustand testen kann.
Stimmt das so, oder ist damit möglicherweise nur die Kapazitätsbestimmung gemeint, oder trifft das auch auf einen Kurzschluss zu?
Das Problem besteht darin, dass einem Kerko in aller Regel noch mehrere bis etliche andere Kerkos (sowie auch andere Bauteile) parallel geschaltet sind. Und die verfälschen das Messergebnis so stark, das es praktisch unbrauchbar wird.

Ein Kurzschluss ist in der Praxis ein Widerstandswert in der Größenordnung von Milliohm bis allenfalls ganz wenigen Ohm.
In diesem Bereich ist jedes normale Multimeter ohnehin schon sehr sehr ungenau - ganz egal, welche Schein-Genauigkeit einem das digitale Display vorkaukelt. Es lügt!
Setzt man die Messleitungen dreimal an der selben Stelle an, dann ist es oft so, dass man drei leicht abweichende Messergebnisse erhält, bedingt durch den schwankenden Kontaktwiderstand.
Wenn da nun mehrere Kerkos parallel geschaltet sind (eventuell mit einem gewissen räumlichen Abstand), und einer davon einen Kurzschluss hat, dann gehen die Abweichungen der Messwerte an den einzelnen Kerkos einfach in der Ungenaugkeit unter. Da ist keine Unterscheidbarkeit mehr gegeben.

Das von Christian erwähnte Wunder-Messinstrument mag bei bedrahteten Elkos in bestimmten Schaltungen (Röhrenfernseher und so) hinreichend tauglich sein, aber an eine Tauglichkeit bei SMD-Kerkos, auf einem eng bestückten Mainboard, glaube ich nicht (obwohl das Messprinzip durchaus pfiffig ist!).

Und selbst wenn es mit der Technik vom Raumschiff Enterprize möglich wäre, unter parallel geschalteten Kerkos denjenigen mit dem Kurzschluss eindeutig zu überführen, so würde man mit der Methode dennoch nicht froh werden, denn wer hat schon Lust, an die vielen vielen vielen vielen vielen Kerkos auf dem MB nacheinander das Wunder-Messgerät anzusetzen, bis endlich der wahre Übeltäter überführt ist?


Ich kenne zwei praktikable Wege, wie man niederohmig defekte Kerkos aufspüren kann.
Beide Methoden machen sich zunutze, dass das defekte Bauteil permanent von Strom durchflossen wird, wenn Gleichspannung angelegt wird, was bei einem intakten Kerko ja nicht der Fall wäre..
Der weitaus bessere dieser beiden Methoden ist die thermografische Methode. Dabei macht man sich zunutze, dass der stromdurchflossene Kerko sich aufgrund seines Restwiderstands (der ja größer als Null Ohm ist) minimal erwärmt.

Man kann dann entweder eine Thermografie-Kamera verwenden, oder (wesentlich billiger) meine vielgepriesene Wunderfolie, deren Einsatz ich auf meinem YouTube-Kanal im Video #001 demonstriere.
Bevor ich diese Folie fand, verwendete ich einen speziellen Nagellack, der seine Farbe ändert, wenn er etwas erwärmt wird. Das ist für Einzelreparaturen auch die mit Abstand billigste Methode, allerdings muss man den Nagellack später mit Alkohol wieder abwaschen, was mir nur bei meiner ersten Bestellung gut gelang. Spätere Bestellungen scheinen eine geänderte Rezeptur gehabt zu haben, weswegen ich so lange nach Alternativen recherchierte, bis ich schließlich die in meinem Video gezeigte Thermo-Folie fand. Die verwende ich auch nach wie vor; sie ist praktisch unbegrenzt langlebig und kann immer und immer wieder verwendet werden. Die 20-30 EUR dafür snd gut investiert!


Fazit:
Vergiss den Einsatz von Messinstrumenten bei eingelöteten Kerkos!
Thermografie ist das Mittel der Wahl.

Wenn der Kurzschluss nicht auf der Systemrail sitzt, sondern hinter einer Schaltwandlerspule, dann muss man künstlich dafür sorgen, dass dort Strom fließen kann. Denn der Schaltwandler wird hartnäckig die Arbeit verweigern, wenn er einen Überstrom detektiert.
In solchen Fällen ist es dann sinnvoll, entweder einen vorhandenen Lötjumper zu öffnen, oder - wenn kein Lötjumper vorhanden - die Spule auszulöten und in ihr Ausgangs-Pad auf dem Mainboard eine geringe Spannung einzuspeisen, die man langsam so weit hochregelt, bis sich thermografisch Erwärmung zeigt (was bei zwei bis drei Ampere der Fall sein sollte, mehr Strom braucht man nicht).

Es gibt diese Thermofolien für unterschiedliche Temperaturbereiche. Optimal ist es, wenn eine wählt, deren Farbwechsel bei normaler Raumtemperatur schon kurz vor dem Kipppukt ist, damit selbst eine winzige Temperaturerhöhung zuverlässig zu deutlich sichtbarem Farbwechsel führt.
Bei mir liegt die Raumtemperatur ständig bei 27 Grad Celsius. Da kann ich sehr gut mit einer Folie arbeiten, deren Umschlagpunkt offiziell bei 31 Grad liegt.
Wer nur 20 Grad, oder gar noch weniger in seiner Bude hat, der braucht halt eine Folie, die schon in diesem Bereich kurz vor dem Farbwechsel ist. Denn eine Folie, die erst bei 31 Grad ihre Farbe wechselt, würde da nicht sinnvoll einsetzbar sein.
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