Backfire's V4, V5 5500 und V5 6000 Reparaturen und deren Ursachen

Backfire · July 3, 2020 at 3:16 PM

Moin.

In diesem Jahr haben mich mehr defekte V5 5500 Karten zur Reparatur erreicht als jemals zuvor. Nicht alle waren zu reparieren, aber der größte Teil ist wieder in Betrieb.

Insbesondere Voodoo Graphics und Voodoo 5 5500.

Die Voodoo 1 lassen sich in den meisten Fällen nicht reparieren, weil dort zumeist die Chips selbst defekt gehen. Was sich in den meisten Fällen mit Kältespray lokalisieren lässt.

Die Voodoo 5 5500 hingegen zeigen zumeist Defekte im Power Supply oder den Memorys.

Bei den Voodoo 5 6000 war oftmals das Power Supply ausgefallen, ohne Symptome. Nur ein Ausfall der Karte selbst.

Bei allen Voodoo 5 5500 und 6000 die defekt gingen waren stets bei allen die Lade-Elkos der Power Supplys breit.

Sollwert: 470µF - Istwert: 385µF. Das ist ein Kapazitätsverlust von 25%

Als Beispiel hier bei einer meiner V5 5500 - die ich mir nun vorgenommen habe bevor das Power Supply hoch geht.

Wenn die Ladeelkos an Kapazität verlieren wird die Qualität der internen Betriebsspannung der Karte immer schlechter, Temperaturen steigen, die Karte leidet. Jedes Bauteil. Die FETs des Power Supply laufen immer mehr durch Ihre Kennlinie und werden viel wärmer als im Nominalbetrieb.

Diesen Beitrag verfasse ich um anzuregen, das wir diese Karten erhalten. Denn auch wenn sie noch OVP und eingeschweißt sind altern sie. Und sie sind niemals mehr wie neu.

Derzeit habe ich einen ganzen Schwung Ersatzteile bestellt um meine und auch jene die hier noch zur Reparatur sind zu überarbeiten.

Auch für die Voodoo 5 6000 habe ich mittlerweile alle Ersatzteile für das Power Supply, einschließlich der FET's und den original Semtech Controller SC2420.

Warum das:

Das PowerSupply der V5 6000 ist ein 20 Ampere Buck Converter (oder Step Down Converter).

Vielen Dank deleted für Deine Hilfen und Hinweise ohne die ich nicht alles so erfasst hätte.

Die FET's der V5 6000 sind nicht abgesichert. Das bedeutet, 4 der 8 FETs liegen an der 12V Rail. Wenn davon nur einer durchbrennt gehen die 12V direkt auf die 2.8V Rail und die VSA100 sind erledigt. Das ist bittere Tatsache, denn ich habe eine Karte mit so einem Fall hier auf dem Tisch. Derzeit versuchen wir diese Karte wieder zu aktivieren. Das Power Supply ist bereits wieder in Ordnung. Das Powersupply der V5 6000 ist in den meisten Fällen der Troublemaker. Hier erkennt man auch sehr deutlich den Prototypen. Es existiert keine Schutzschaltung.

Außerdem muss jedesmal auch der SC2420 mit getauscht werden, weil die 12V wegen der Kernschmelze im FET dann rückwärts in den Output Driver des SC2420 schlagen und der gleich mit abhebt. Der gibt dann DC auf die Driver und der eine Kanal des Powersupply wird komplett zerstört einschließlich der Referenzregler, aller FETs des Kanals und der daran hängenden VSA100 GPU's.

Der andere Kanal überhitzt und verreckt gleich kurz danach mit.

Auslöser sind nachweislich Kapazitätsverluste der Kondensatoren, Elkos, Tantal die man nach Außen nicht sieht! Selbst die Shottky Schaltdioden sind fällig. Die FETs laufen heiß...

Auf meiner V5 6000 sind alle Elkos breit!

Aber sie sehen ganz ok aus. Elkos sind nicht immer offensichtilich defekt.

Bitte prüft Eure Karten oder lasst sie prüfen. Es wäre zu schade deswegen welche zu verlieren. Viele hätten nicht defekt gehen müssen, hätte man vorher die Elkos getauscht. Mit zunehmendem Alter dieser Hardware wird dieses Thema wird immer mehr in den Vordergrund treten.

- Backfire -

Vorläufige Ersatzteil Liste V5 6000

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SEMICONDUCTORS

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Dual Output Bi-Phase Buck Controller (U509):

• Semtech SC2420 ISW

FETs für Schaltwandler (Q1, 2, 3, 502, 504, 505, 507, 509):

• FDS 6680A

Safety Diode, optional installed (CR3, CR4)

• S3BB SMA Shottky 100V/3A, U_F=1.15V

Converter Rectifier Diode (CR1, CR2)

• SS320 SMC 200V/3A Fast Recovery

• MURS 320 403A 200/3A

Transistor [K1N] (Q501, Q506)

• NPN MMBT3904

FET [301] (Q503, Q508)

• FDV301N P-Channel 25V/0,33A

Dual Diode KL2 (CR502)

• BAT53A

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CAPACITORS

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Elko for 12Vdc Input (C6, C11):

• Panasonic Lowest ESR SMD Polymer Elko 100µF/16V; D=10, H=8mm

Elko for Switch Mode Output (C16, C17):

• Panasonic Lowest ESR SMD Polymer Elko 220µF/36V; D=8, H=7,7mm

Elko for Switch Mode Output (C14, C16):

• Panasonic Low ESR SMD Tantal 470µF/4V; L=7,3, B=4,3, H=2,8mm

Backup Elko (C18, C676, C692)

• Panasonic Low ESR SMD Tantal 68µF/10V; L=7,3, B=4,3, H=1,9mm

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MEMORYS

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Memory Chips - TSOP-86 SD-RAM, 166MHz, 64MBit, 2Mx32 Organized

• Toshiba: TC59S6432CFT-60

• Hynix: HY57V653220B TC-6

• Hyundai: HY57V653220B TC-6

• Winbond: W9864G2JH-6

Vorläufige Ersatzteilliste V5 5500

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SEMICONDUCTORS

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Dual Output Bi-Phase Buck Controller (U12):

FETs für Schaltwandler (Q1, 2, 3, 4):

• IOR 7811A

• IRF 7811A

[Reichelt: ]

Converter Rectifier Diode (CR2, CR3)

• SS320 SMC 200V/3A Fast Recovery

[Reichelt: SS 320]

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CAPACITORS

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Elko for 12Vdc Input (C106):

• Panasonic Lowest ESR SMD Polymer Elko 100µF/16V; D=10, H=8mm

[Reichelt: SVP 100/16]

Elko for Switch Mode Output (C90):

• Panasonic Lowest ESR SMD Polymer Elko 470µF/6V; D=x, H=xmm

[Reichelt: SVP 470/6 ]

Tantal Elko (C93,99,108)

• Panasonic Low ESR SMD Tantal 68µF/10V; L=7,3, B=4,3, H=1,9mm

[Reichelt: POSC 68/10D-45]

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MEMORYS

== == == == == == == ==

Memory Chips - TSOP-86 SD-RAM, 166MHz, 64MBit, 2Mx32 Organized

• Toshiba: TC59S6432CFT-60

• Hynix: HY57V653220B TC-6

• Hyundai: HY57V653220B TC-6

• Winbond: W9864G2JH-6

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hutzeputz · July 3, 2020 at 3:26 PM

Sehr schöner Artikel!

Finde ich super von dir, das hier allen mit zu Teilen.

Backfire · July 3, 2020 at 3:33 PM

Danke Hutze...

Derzeit arbeite ich daran mithilfe der Applikation des SC2420 einen Schaltplan des Power Supply der V56K abzuleiten.

Das ist der erste Entwurf und noch längst nicht alles...

- Backfire -

Avenger · July 3, 2020 at 3:49 PM

Cool wäre es wenn man den Verschleiß der Elkos temperaturabhängig machen könnte.

Beispiel:

Temperatur [X] an bestimmter Stelle / Bauteil (vllt. FETs) der Karte mit alten Elkos
Temperatur [Y] an bestimmter Stelle / Bauteil (vllt. FETs) der Karte mit neuen Elkos

Dazu gehört natürlich Erfahrung aber dann könnte man sagen ab einer gewissen Temperatur ist es zu empfehlen die Elkos zu wechseln.

Weil jetzt "wahllos" bei allen Karten (also die auch jetzt noch funtkionieren) das Löten anzufangen stößt bei mir ein wenig auf Bauchschmerzen.

Aber ist auch nur ein kurzer Einfall meinerseits.

Auf jeden Fall sehr gut dass du deine Erfahrungen hier teilst. Also sehr nützlicher Thread.

Strauchdieb · July 3, 2020 at 4:01 PM

Eine Checkliste bzw. ein Voodoo Serviceplan wäre da super.

Wie beim Fahrzeug, alle 2 Jahre den und den Elko dort und da Spannung und Kapazität messen. Wäre so etwas für verschiedene Karten erstellbar? Oder kann man die Bauteile nicht im eingebauten Zustand prüfen?

Auf jeden Fall sehr gute Sache im Voraus zu handeln bevor erst was kaputt geht. Bei Oldtimern gibt es ja auch Wartungspläne usw. Warum also nicht für alte Hardware...

Gerade was Netzteile und anderes Elektronikgeraffel angeht hat Crypto bestimmt auch sehr viel Ahnung.

Backfire · July 3, 2020 at 4:38 PM

Timex.

Ich verstehe die Einwände mit den Bauchschmerzen. Allerdings finde ich die Bauchschmerzen schlimmer, die man hat, wenn die Karte erstmal brack ist.

Alle Elkos der mir in den letzten 2 Jahren zugeschickten Karten hatten ausnahmslos Kapazitätsverlust.

Eine Inspektion der Bauteile als vorbeugende Maßnahme um den Ausfall zu verhindern ist gewiss nicht wahllos. Wie bei allen technischen Geräten.

Instandhaltung ist generell vernünftig, mehr als abzuwarten bis etwas endlich ganz im Arsch ist. Die Teile altern nun einnmal - das betrifft alle Karten.

Sowas ist nicht schön, und kann man größtenteils vermeiden.

Um reale Werte (Kapazität, Güte, Leckstrom...) bei Kondensatoren zu erhalten muss man sie schon von der umgebenden Schaltung trennen. Ordentlich gemacht ist das kein Ding und die Karte leidet nicht.

Sodenn - entscheiden muss das jeder für sich - ich kann nur Bedenken anmelden.

- Backfire -

Backfire · July 3, 2020 at 4:51 PM

Ersatzteilliste zugefügt: Siehe Post #1

DerBiber · July 3, 2020 at 5:09 PM

Großes Danke für deine Mühe und vor allem, dass du deine Erkenntnisse teilst.

Hast du was in der Richtung bemerken können, wann die Karte als grobe Richtung 5 vor 12 steht?

Mein Können schätze ich ungefähr so ein, dass beim Versuch einen Ladeelko rauszulöten und zu prüfen, das Ergebnis ganz nah an einem Volltreffer mit einem Vorschlaghammer wäre.

Wäre die Temperatur der VSAs ein guter Hinweis, dass was nicht mehr stimmt?

The Sandman · July 3, 2020 at 5:14 PM

Finde ich auch klasse, dass Menschen sich aufraffen oder sogar wie hier mit Leidenschaft um Erhalt bemühen. Gerade wenn man ewig nach etwas gesucht hat und es droht einem trotz nicht Nutzung wegzusterben sind solche Infos/Themen einfach Gold

Backfire · July 3, 2020 at 5:17 PM

Hi,

ja gerne - das ist doch der Sinn dieses Forums

Nicht die VSAs sondern die FETs leiden hart.

Ich habe keine gesicherte Erkenntnis über die Temperatur. Das ist auch unnötig, da alle Karten dieses Alters mehr oder weniger infrage kommen.

Diese Hardware wurde nie für diese Dauer konstruiert, das darf man niemals vergessen.

Dramatisch ausgedrückt:
"Ich denke es wird kaum eine V5 geben deren Original-Elkos noch der Spezifikation entsprechen."

Will man nur sammeln - ist es wurscht.

Will man damit zocken - ist es wichtig.

- Backfire -

tyrannus · July 3, 2020 at 6:11 PM

Großes danke an Backfire für das Zusammenstellen und Teilen dieser Infos!

Ich nutze meine V5 ab und an ja nochmal, nach dem Lesen dieses Threads kommt man ja ins Denken, ich denk ich werde mir die Elkos mal besorgen um die vorsorglich zu tauschen.

Deletet · July 3, 2020 at 6:26 PM

Nach fast 20 Jahren kommt halt was... leider weiß man auch nicht die Betriebsstunden der Karten, schön wäre es wie bei Platten wo man das auslesen könnte, am besten noch 2/3D unterteilt.

Backfire · July 3, 2020 at 6:37 PM

Richtig Deletet

Nun ist es aber so, das die Betriebsstunden gar keine so besondere Rolle spielen. Sicher ein gewissen Anteil aber nicht repräsentativ.

Ich habe OVP Karten bekommen, mit nicht einer vollen Betriebsstunde wo die Elkos sogar ausgelaufen waren.

Andere die nur im Keller lagen und nur etwa ein Jahr auf dem Buckel hatten, deren Power Supply komplett aufgebrannt war.

Und wieder welche, die 15 Jahre gerockt wurden, verzilcht und dreckig und nur mäßiger Kapazitätsverlust erkennbar war.

Das alles folgt keiner wirklich festen Regel, nur meiner Erfahrung, dass das Alter selbst sich bemerkbar macht. (auch bei mir)

- Backfire -

Xion · July 3, 2020 at 7:52 PM

Richtig klasse Arbeit die du da machst Vielen Dank fürs Teilen !

Grüße !

Backfire · July 3, 2020 at 8:50 PM

Danke für Eure Wertschätzung. Ein schönes Hobby

Zur Verdeutlichung hier einige harte Fakten:

-

Alter 100µF Lade-Elko aus einer normal benutzten V5 5500. Ca 20% Verlust der Kapazität und 36 von 100% Gütefaktor.

Neuer 100µF Ersatz Elko. Etwas mehr als Nennwert und über 100% Gütefaktor.

Neuer 220µF Vergleichs Elko, über Nennwert und voller Gütefaktor.

Die Essenz aus diesen Fakten ist, das die alten Elkos ganz gewiss nicht besser werden

Nachtrag:

Elkos sind in der Regel teuer - im Vergleich zu anderen Bauelementen. Der Preis ist "ungefähr" der Kapazität proportional. Daher ist der Hersteller immer bestrebt nur die minimale Kapazität zu installieren die unbedingt für den stabilen Betrieb notwendig ist.

Wer es erfassen WILL erfasse es.

- Backfire -

GrandAdmiralThrawn · July 3, 2020 at 9:10 PM

Als vollkommener Laie frage ich: Was drückt dieser "Gütefaktor" genau aus?

Backfire · July 3, 2020 at 9:17 PM

Der Gütefaktor bei z.B. Elkos beinhaltet Leckströme, Verluste von Eigeninduktivitäten, Isolationswerte usw... also grob alles was Energieverluste in Schwingunssystemen angeht. Gemessen wird das mit einer festen Frequenz von 120Hz. (Bei Elkos)

Hoffentlich gebe ich das so aus dem Kopf korrekt wieder.

Ich vermag das zur Minute nicht detaillierter zu beschreiben, aber ich hoffe deleted hilft mir und kann das besser beschreiben?

- Backfire -

Deletet · July 3, 2020 at 10:08 PM

Mmmhh, müsste ich dir glatt irgendwann mal meine V5 zusenden, damit du das Prüfen kannst... sie geht zwar einwandfrei, aber früher konnte ich sie noch mit mehr MHz fahren wie heute, trotz dass meine Custum-CNC Kühlung eigentlich überdimensioniert und besser ist als das was ich vor über 10 Jahren da verbaut hatte.

Kann das eventuell daran liegen das die Elkos und Spannungsversorgung schlapp werden?

Sind diese womöglich simpel ersetzbar, mit deutlich besseren CAPS?

deleted · July 4, 2020 at 12:37 AM

Quote from Avenger

Cool wäre es wenn man den Verschleiß der Elkos temperaturabhängig machen könnte.

Beispiel:

Temperatur [X] an bestimmter Stelle / Bauteil (vllt. FETs) der Karte mit alten Elkos

Temperatur [Y] an bestimmter Stelle / Bauteil (vllt. FETs) der Karte mit neuen Elkos

Das ist theoretisch möglich, aber dann ist es meist schon zu spät. Die Kondensatoren werden möglicherweise heiß, wenn sie einen Kurzschluss darstellen. Dadurch killen sie jedoch die Schaltelemente und eventuell noch mehr.

Bei schwachen Elkos und damit schlechter Pufferung der Gleichspannung nach dem Schaltwandler entsteht ein großer Brumm ("Ripple") und die erzeugte Spannung ist von schlechter Qualität. Bei knapper Dimensionierung des Wandlers kann dann ein lückender Betrieb entstehen (die Spannung sinkt bis zum nächsten Impuls auf 0) Das hört man eventuell in der Spule ("Klingeln"), macht sich aber eher in der Instabilität der nachfolgenden Schaltung bemerkbar. So lange, wie der Regler nachregeln kann, kann man das ausgleichen, auf Kosten erhöhter Wärmeentwicklung in den Schaltelementen.

Bei schwachen Pufferelkos sollte die über die Zeit entstehende Spannung niedriger sein. Bei der Voodoo 5 sollten zumindest theoretisch dann die VSA100 kühler sein als normal und die Karte könnte dann auch weniger Takt vertragen. Ich habe auf Arbeit viel mit Schaltwandlern aller Art zu tun, ich kann davon ein Liedchen singen.

Bei auftretender Instabilität der Karten ist also das Stillegen und Ausbauen der Karte wichtig. Dann tauscht man nur gegen gleiche oder ähnliche Typen aus, nicht gegen irgendetwas, wie das z.B. bei Mainboards praktiziert wird.

Quote from DerBiber

Hast du was in der Richtung bemerken können, wann die Karte als grobe Richtung 5 vor 12 steht?

Wäre die Temperatur der VSAs ein guter Hinweis, dass was nicht mehr stimmt?

Die Temperatur ist zu träge. Theoretisch ja, aber der Unterschied wird nicht viel sein (außer bei Ausfall oder Überspannung) und teilweise unter die Messgenauigkeit fallen. Höchstens die Schalttransistoren könnte man erfassen. Die sind jedoch mit ihrer Kühlfahne an große Flächen der Leiterplatte angelötet, das dauert lange, um das messen zu können.

Bestes Anzeichen ist eine Instabilität, z.B. beim Übertakten oder wenn die Karte runtergetaktet werden muss, damit sie stabil ist.

Quote from Backfire

Der Gütefaktor bei z.B. Elkos beinhaltet Leckströme, Verluste von Eigeninduktivitäten, Isolationswerte usw... also grob alles was Energieverluste in Schwingunssystemen angeht. Gemessen wird das mit einer festen Frequenz von 120Hz. (Bei Elkos)

Richtig. An so nem Kondensator sind nämlich noch ein paar Parameter mehr dran, als die Spannung und die Kapazität. Leckströme, Ladestrom, Isolation usw.

Und für meine Hilfe brauchste dich nicht zu bedanken. Wir sind schließlich Kollegen

Wuuki · July 4, 2020 at 1:12 AM

Puh! Das klingt ja nicht so gut. Vielen Dank an Backfire und Cryptonite für das Engagement!!!

Es gibt sicher ein paar Leute, die wegen dem Original- Zustand keine solchen Wartungsarbeiten an einer Voodoo machen lassen und die lieber in die Vitrine stellen. Um so wichtiger sind solche Informationen für die noch in Betrieb befindlichen 3dfx Karten!

Als Laie tue ich mich hier etwas schwer. Natürlich kommt mir da sofort der Begriff "geplante Obsoleszenz" in den Sinn. Das wird bei neueren Elektronikartikeln auch sicherlich bis zu einem gewissen Maß betrieben. Die 3dfx- Karten scheinen aber offensichtlich recht gut ausgelegt worden zu sein? Mit anderen Worten: Gibt es noch Verbesserungsmöglichkeiten, wenn man sowieso schon die Elkos tauscht? z.B. einen 100µF gegen 110µF tauschen, oder verursacht das eher mehr Probleme?

Und dann noch eine Frage an die Lötspezialisten: Könnte man im Rahmen einer LAN evtl einen kleinen "Workshop" veranstalten, bei dem solch heikle Operationen am Objekt gezeigt werden? Ich besitze selbst eine Lötstation, hab aber viel zu wenig Übung, um mich an sowas ran zu trauen...

Und dann noch eine Frage für die Schwaben unter uns: Was kostet so ein Satz Elkos (von guter Qualität) für z.B. eine V5 5500?

Können durch sterbende Elkos eigentlich andere Bauteile vorher schon abrauchen bzw permanent Schaden nehmen oder passiert das erst, wenn der Elko platt ist? Wie könnte man sowas vorher erkennen?

Sorry für die vielen Fragen...

viele Grüße und ne gute Nacht

Wuuki