Kurz an und wieder aus: was Stromschienen, VRM und Mosfet damit zu tun haben

Eine Konsole braucht nicht eine Spannung, sondern acht

Aus der Steckdose kommen 230 Volt Wechselspannung. Das Netzteil macht daraus eine Gleichspannung, meist 12 Volt. Mit 12 Volt kann auf der Platine aber fast kein Bauteil etwas anfangen. Die Chips brauchen deutlich weniger, und jeder braucht etwas anderes.

Deshalb sitzen auf der Hauptplatine mehrere kleine Netzteile, die aus den 12 Volt die jeweils passende Spannung erzeugen. Jede davon nennt man eine Stromschiene. Grob sieht das so aus:

Die Zahlen unterscheiden sich je nach Modell, das Prinzip ist bei PS4, PS5 und Xbox dasselbe. Wichtig ist: Diese Schienen bauen sich nacheinander auf, nicht gleichzeitig. Und jede meldet der Steuerung zurück, ob sie steht.

Was ein VRM ist und was der Mosfet darin tut

VRM steht für Voltage Regulator Module, auf Deutsch schlicht Spannungswandler. So ein Wandler besteht immer aus denselben vier Teilen:

• Ein Steuerchip, der vorgibt, welche Spannung herauskommen soll, und nachregelt.
• Zwei Schalttransistoren, die Mosfets. Einer schaltet die Eingangsspannung durch, der andere nach Masse.
• Eine Spule, die den schnell geschalteten Strom glättet.
• Mehrere Kondensatoren am Ausgang, die die Reste glättet und kurze Lastspitzen abfangen.

Die beiden Mosfets schalten abwechselnd, sehr schnell, hunderttausende Male pro Sekunde. Dadurch entsteht aus 12 Volt im Mittel eben 1 Volt. Das ist effizient, hat aber eine unangenehme Eigenschaft: Wenn der obere Mosfet durchlegiert, also innen dauerhaft leitend wird, liegen die vollen 12 Volt direkt auf einer Schiene, die für 1 Volt gebaut ist.

Was dann passiert, hängt davon ab, wie schnell die Schutzschaltung ist. Im guten Fall erkennt der Steuerchip den Überstrom und schaltet ab, bevor etwas anderes stirbt. Im schlechten Fall nimmt die Überspannung den Chip mit, der an dieser Schiene hängt, und aus einem Bauteil für wenige Cent wird ein wirtschaftlicher Totalschaden.

Warum die Konsole deshalb kurz anspringt und wieder ausgeht

Jetzt passt das Verhalten zusammen, das du siehst. Die Steuerung fährt beim Einschalten eine Schiene nach der anderen hoch und wartet auf die Rückmeldung. Fällt eine Rückmeldung aus, bricht sie den Start sofort ab und nimmt alles wieder herunter. Das dauert Sekundenbruchteile.

• Lüfter dreht kurz an, dann ist Ruhe: eine der späteren Schienen fehlt.
• Nur ein Klicken aus dem Netzteil, immer wieder: das Netzteil selbst geht in den Überstromschutz, die Last liegt auf der Platine.
• Ein Piep, dann aus: häufig der Arbeitsspeicher oder dessen Versorgung.
• Licht wechselt kurz die Farbe und geht aus: die Kette ist weit gekommen, hängt aber am Ende.

Das ist der Grund, warum wir bei diesem Fehlerbild nie pauschal das Netzteil tauschen. In den meisten Fällen ist das Netzteil in Ordnung und tut genau das, was es soll: Es weigert sich, in einen Kurzschluss zu liefern.

Wie wir die kaputte Schiene finden

Wir messen nicht Spannung, sondern Widerstand, und zwar im stromlosen Zustand. Jede Schiene hat gegen Masse einen typischen Wert. Weicht einer stark nach unten ab, haben wir die Schiene.

• Schiene für Schiene gegen Masse messen und mit dem Erwartungswert vergleichen.
• Die auffällige Schiene mit einer kleinen, strombegrenzten Spannung speisen, höchstens ein bis zwei Volt.
• Mit der Wärmebildkamera zusehen, welches Bauteil als Erstes warm wird. Das ist der Schuldige.
• Das Bauteil auslöten und nachmessen, ob der Kurzschluss damit weg ist.

Dieser Schritt entscheidet über den Preis. Ist es ein Kondensator oder ein Mosfet, ist die Reparatur überschaubar. Sitzt die Wärme unter dem Hauptprozessor, ist es meist vorbei. Warum so oft ein winziger Kondensator schuld ist, steht im Ratgeber Kurzschluss auf der Platine.

Was wir dabei mitmachen und was wir nicht tun

Wenn wir eine Schiene reparieren, ersetzen wir nicht nur das defekte Teil. Ein durchlegierter Mosfet hat fast immer einen Grund, und der liegt oft in der Kühlung oder in verbrauchten Kondensatoren daneben. Wir prüfen deshalb die ganze Baugruppe, bevor wir sie wieder in Betrieb nehmen.

Was wir nicht tun: einen Mosfet durch irgendeinen anderen ersetzen, der zufällig passt. Die Teile unterscheiden sich in Schaltgeschwindigkeit und Innenwiderstand. Ein falscher Typ läuft ein paar Wochen und kommt dann als Reklamation zurück. Wir verwenden Typen mit denselben Kennwerten oder gar nicht.

Und wir sagen es dir, wenn die Reparatur sich nicht lohnt. Lieber eine ehrliche Absage als eine Konsole, die nach zwei Monaten wieder auf dem Tisch liegt.