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Guten Tag,
mein Monitor NEC PA271W hat vor einigen Monaten – nach über 10 Jahren – mit einem lauten Knall meine Wohnung dunkel gemacht. Gestern habe ich mich dran getraut und das Gerät geöffnet.

Mein Komponententester hat mir mitgeteilt, dass der primärseitige Mosfet des SNT jetzt nur noch aus zwei relativ geringwertigen Widerständen besteht.

Beim Mosfet handelt es sich um einen TK20A60U. Datenblatt: https://www.mouser.de/datasheet/2/408/TK20A60U_datasheet_en_20131101-1131818.pdf

Es handelt sich um diese Platine: https://www.shopjimmy.com/nec-lc0918-4001cc-power-supply-for-pa271w-bk-l1-l279tv/

Dazu drei Fragen:

1. Kann mir jemand aus Erfahrung sagen – ohne dass ich den Schaltplan nachzeichne – welche Bauteile erfahrungsgemäß beim Tod des Mosfet noch so mitgerissen werden (außer den Sicherungen, Träge 5 A)?

Oder anders: Reicht es vermutlich, den Mosfet und die Sicherungen zu tauschen oder ist da üblicherweise noch mehr kaputt?

2. Ich habe den dicken Kondensator ausgebaut und durchgemessen. Scheint soweit ok zu sein. Leider war der extrem gut festgeklebt (insgesamt ist die gesamte Hardware sehr ordentlich aufgebaut). Obwohl ich beim Ausbau schon vorsichtig war, hat sich die Kunststoffhülle etwas abgelöst (da, wo der Kleber war). Ist das für die Funktion des Elko irgendwie relevant oder ist das nur eine Hülle zur Isolation und Beschriftung? Ich frage mich halt, ob ich den wieder einbaue, oder doch einen neuen bestelle. Wobei letzteres bei 'nem Elko sicherlich Grundsätzlich keine so blöde Idee ist ... kostet aber auch wieder Zeit und Geld.

3. Ursacheforschung (aus Interesse)

Im Datenblatt gefunden:

"Using continuously under heavy loads (e.g. the application of high temperature/current/voltage and the
significant change in temperature, etc.) may cause this product to decrease in the reliability significantly even
if the operating conditions (i.e. operating temperature/current/voltage, etc.) are within the absolute maximum
ratings."

Der Bildschirm war im Schnitt täglich ca. 3-5 Stunden in Betrieb, also insgesamt ca. 10.000 - 20.000 Betriebsstunden.

Frage: Warum stirbt so ein Mosfet im SNT "üblicherweise"? Ist es einfach "Altersschwäche" oder schlechtes Design? Und wenn letzteres, was konkret (thermisch?)?

Ich werde wohl einen zusätzlichen Kühlkörper auf die Alu-Kühlschiene kleben, damit diese in Zukunft nicht so heiß wird.

Danke und Gruß,
Christoph

Noch prüfen:

Netzgleichrichter
Trankiller (die dicke Diode mit blauem Aufdruck)
Primärwicklung des Trafos
Shunt an Source des Schalttransistors

» Frage: Warum stirbt so ein Mosfet im SNT "üblicherweise"? Ist es einfach
» "Altersschwäche" oder schlechtes Design? Und wenn letzteres, was konkret
» (thermisch?)?
Kann auch als Folgefehler wegen eines anderen defekten Bauteils gestorben sein.

»
» Ich werde wohl einen zusätzlichen Kühlkörper auf die Alu-Kühlschiene
» kleben, damit diese in Zukunft nicht so heiß wird.

Wie heiß wurde der MOSFET denn?

» Wie heiß wurde der MOSFET denn?

So heiß, dass sich die Platine darum dunkel gefärbt hat.

Ich habe nicht nachgemessen und daher keine Ahnung.


Ergänzung:

» Kann auch als Folgefehler wegen eines anderen defekten Bauteils gestorben sein.

Na ich fragte ja extra "konkret", was denn da kaputt gehen könnte.

Normalerweise gehen Bauteile ja nicht einfach so kaputt ... von alten Elkos mal abgesehen.

» Normalerweise gehen Bauteile ja nicht einfach so kaputt ... von alten Elkos
» mal abgesehen.

Hallo,
doch, das tun sie. Besonders wenn Bauteile sich durch
Belastung erwärmen sinkt ihre Lebensdauer.
Die Liste mit den noch zu prüfenden Teilen würde ich
um die Lötstellen am Trafo ergänzen.
Wenn die Leiterplatte an einigen Stellen "sehr braun"
oder schwarz ist, könnte sie leitfähig geworden sein.
Dann hilft nur, die entsprechenden Stellen wegzufräsen
und den MOSFET mit "freier Verdrahtung" zu kontaktieren.

Grüße
Altgeselle

» » Wie heiß wurde der MOSFET denn?
»
» So heiß, dass sich die Platine darum dunkel gefärbt hat.

Das spricht schon fast für eine schlechte Konstruktion.
Kann aber auch ein schleichendes Ableben sein.
Kondenstor kann allmählich Werte verändert haben, dadurch wird der Transistor höher belastet.

» Na ich fragte ja extra "konkret", was denn da kaputt gehen könnte.
»
» Normalerweise gehen Bauteile ja nicht einfach so kaputt ... von alten Elkos
» mal abgesehen.

Ich möchte Deinen Blick mal auf die gute alte Physik lenken: zB der Wärmeausdehnungskoeffizient,
Auch elektrische Felder erzeugen Kräfte - all dies wirkt u.a. auch auf die Strukturen der Bauteile.
ZB die Bauteileumhüllung, die Bonddrähte, den Chip selbst, Kunststoffe altern unter Wärmeeinfluss, Sauerstoff lässt Komponenten oxidieren und damit auch altern.
Die Verwendung unterschiedlicher Materialien (Kunststoffe, Metalle, Gläser) erzeugt mechanische Biegekräfte unter Temperatureinfluss - je höher die ist, umso intensiver. Offensichtlich sieht man das ja auch an der Verfärbung der Leiterplatte.

Gruß
Ralf

»
» Ich möchte Deinen Blick mal auf die gute alte Physik lenken: zB der
» Wärmeausdehnungskoeffizient,
» Auch elektrische Felder erzeugen Kräfte - all dies wirkt u.a. auch auf die
» Strukturen der Bauteile.
» ZB die Bauteileumhüllung, die Bonddrähte, den Chip selbst, Kunststoffe
» altern unter Wärmeeinfluss, Sauerstoff lässt Komponenten oxidieren und
» damit auch altern.
» Die Verwendung unterschiedlicher Materialien (Kunststoffe, Metalle, Gläser)
» erzeugt mechanische Biegekräfte unter Temperatureinfluss - je höher die
» ist, umso intensiver. Offensichtlich sieht man das ja auch an der
» Verfärbung der Leiterplatte.
»
» Gruß
» Ralf
Ich wusste bis vor 3 Tagen nicht, das es Whisker gibt
https://de.wikipedia.org/wiki/Whisker_(Kristallographie)
Kannte bisher nur Whiskey
Hab aber bei der Tüv Schulung schöne Fotos sehen dürfen z.B. an älteren Platinen, auf denen noch gewickelt wurde. Da gab es Brücken die zwischen den Wickelstiften gewachsen sind. An verzinnten Kupferschienen haben die Bilder gezeigt, da waren die Fäden 40mm lang und sind um die Isolatoren herum gewachsen. Bei unseren alten CNC-Maschinen habe ich das immer für Dreck gehalten, aber die feinen Nadeln wachsen aus einer verzinnten Kupferoberfläche. Und wenn sie dann den Kurzschluss erzeugt haben, sind sie weg geschmolzen und die Ursache bleibt im dunkeln.

Diese Whisker waren in der Anfangszeit der Transistoren auch hin und wieder mal ein Problem.
Denn die bildeten sich im Transistorgehäuse und erzeugten Feinschlüsse. Und wie es Murphy beschreibt, brannten diese oft weg, so dass sie messtechnisch nicht mehr zu erfassen waren. Der Transistor funktionierte eben wieder. Bis zum nächsten Whisker.

Für besonders dramatisch halte ich die Passage über die Risiken bei der Bleifrei-Lot Verwendung in sicherheitskritischen System im Kfz-Bereich. Damit sind Ausfälle geradezu vorprogrammiert. Und letztlich auch unerklärliche Unfälle. Von den Kosten für uns Verbraucher wegen hierdurch hervorgerufener Schäden und Frühausfälle ganz abgesehen.
Ich bin mal gespannt, ob die Luft und Raumfahrt und andere Bereiche irgendwann auch mal betroffen sein werden.

Gruß
Ralf

» Ich wusste bis vor 3 Tagen nicht, das es Whisker gibt
» https://de.wikipedia.org/wiki/Whisker_(Kristallographie)
» Kannte bisher nur Whiskey
» Hab aber bei der Tüv Schulung schöne Fotos sehen dürfen z.B. an älteren
» Platinen, auf denen noch gewickelt wurde. Da gab es Brücken die zwischen
» den Wickelstiften gewachsen sind. An verzinnten Kupferschienen haben die
» Bilder gezeigt, da waren die Fäden 40mm lang und sind um die Isolatoren
» herum gewachsen. Bei unseren alten CNC-Maschinen habe ich das immer für
» Dreck gehalten, aber die feinen Nadeln wachsen aus einer verzinnten
» Kupferoberfläche. Und wenn sie dann den Kurzschluss erzeugt haben, sind sie
» weg geschmolzen und die Ursache bleibt im dunkeln.

» Noch prüfen:
»
» Netzgleichrichter
» Trankiller (die dicke Diode mit blauem Aufdruck)
» Primärwicklung des Trafos
» Shunt an Source des Schalttransistors

Und die Sicherungen

Hallo Christoph
meist geht der Mosfet so kaputt : Die Verlustleistung ist recht hoch, das Bauteil erwärmt sich. Wenn die Wärmeabfuhr aus irgend einem Grund (z.B. schlechter Kontakt zum Kühlkörper, Luftstrom zum Kühlkörper behindert durch Staub im Luftstromweg) schlechter wird, erwärmt sich der Mosfet übermässig. Dadurch werden die Sperrströme exponentiell grösser und damit die maximale Verlustleistung überschritten. Der Mosfet erleidet dadurch einen thermischen Tod. Nach der Verfärbung der FR2-Leiterplatte wurde der Mosfet über eine längere Zeit 100-120°C heiss.
Wenn der Mosfet so gestorben ist, besteht eine gute Chance, dass nur der Mosfet und die Sicherung defekt sind.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

» [...]
» Wenn der Mosfet so gestorben ist, besteht eine gute Chance, dass nur der
» Mosfet und die Sicherung defekt sind.

Danke, klingt plausibel.

Bis auf den Shunt am Source-Anschluss habe ich alles durchgemessen, keine mir aufgefallenen Defekte. Die eine Lötstelle am Mosfet war auch schon ziemlich bröselig.

Habe das Glück, dass die für Anfang März prophezeiten Ersatz-Mosfets aus Italien heute schon angekommen sind.

Kann mir noch jemand sagen, ob ich die Sicherungshalter wieder verwenden kann? Wie sind die Sicherungen darin befestigt?

Danke und beste Grüße,
Christoph

» Wie sind die Sicherungen darin befestigt?
»
Die sind nur gesteckt.

Kann man auch kaufen
https://www.pollin.de/p/aufsteckkappen-fuer-g-sicherungseinsaetze-5x20-mm-10-stueck-260782

» Kann man auch kaufen
» https://www.pollin.de/p/aufsteckkappen-fuer-g-sicherungseinsaetze-5x20-mm-10-stueck-260782

Ah, super, danke.

Ansonsten verbringe ich noch den Rest der Nacht damit, die letzte dieser blöden Kappen runterzufrickeln.

» » Wie sind die Sicherungen darin befestigt?
» »
» Die sind nur gesteckt.

Hui, das "nur" hat es aber in sich.

Oder ich habe nicht das passende Werkzeug, um die da raus zu holen.

Danke.