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oz9902c电路维修讲解,故障点怎么快速定位?

OZ9902C 是一款非常经典的原边反馈(PSR - Primary Side Regulation)开关电源控制器,广泛应用于手机充电器、适配器等小功率AC-DC变换器中,它的特点是外围电路简单、成本低,省去了光耦和TL431等次级反馈元件,维修时需要掌握其独特的工作原理。

oz9902c电路维修讲解,故障点怎么快速定位?-图1
(图片来源网络,侵删)

OZ9902C 核心工作原理简介

要维修它,必须先懂它的工作方式,OZ9902C 属于原边反馈芯片,它不直接检测输出电压,而是通过检测辅助绕组(VCC绕组)的电压变化来间接判断输出电压的高低。

其核心控制思想是:

  1. 恒压模式:通过调整开关管的关断时间(Ton)来稳定输出电压。
  2. 恒流模式:通过检测原边电感电流(通过MOS管的源极电阻Rsense)和辅助绕组电压,来设定一个恒定的输出功率,从而实现恒流。

芯片通过一个内部高压电流源给VCC电容充电,当VCC电压达到启动电压(约16V)时,芯片开始工作,驱动MOS管开关,能量通过变压器传递到次级,同时辅助绕组也感应出电压,给芯片供电,当负载变重或变轻时,输出电压会变化,辅助绕组的电压也会随之变化,芯片通过检测这个变化来动态调整下一个周期的开关时间,从而稳定输出。


OZ9902C 关键引脚功能与维修要点

了解引脚功能是维修的基础,下面是主要引脚及其检测要点:

oz9902c电路维修讲解,故障点怎么快速定位?-图2
(图片来源网络,侵删)
引脚 名称 功能描述 维修检测要点
1 BD BD驱动输出,直接连接到高压MOS管的栅极,提供开关驱动信号。 波形检测:用示波器测量此处应有清晰、规整的方波,若无波形,可能是芯片未启动、保护或自身损坏。电压检测:正常工作时,电压会在高低电平间跳变(如0-15V)。
2 CS 电流检测输入,连接到MOS管源极的小阻值取样电阻(Rsense),此引脚电压反映了原边电感电流的大小。 波形检测:用示波器测量此处应有锯齿波或三角波,波形异常(如平顶、幅度过小或过大)是判断过流保护短路负载异常的关键点。电压检测:正常工作时电压很低,通常在0.5V以下。
3 ZCD 零电流检测输入,连接到辅助绕组(VCC绕组)的下端,用于检测变压器能量是否释放完毕。 波形检测:应有与辅助绕组电压同步的脉冲波形,若无波形或波形异常,可能导致轻载时啸叫效率低下,检查辅助绕组到此引脚的通路。
4 VCC 芯片供电输入,连接到辅助绕组,为芯片提供工作电压。 电压检测这是最重要的测试点之一! 正常工作时,电压应稳定在18V - 20V之间(具体看充电器规格),如果电压低于16V,芯片会重启;如果高于25V,芯片会进入过压保护,VCC电容不良是常见故障点。
5 GND ,芯片的参考地。 对地电阻:测量其对地阻值,若明显偏低(如几欧姆),说明后级有严重短路。
6 DEM demagnetization (去磁) 检测输入,连接到辅助绕组上端,用于检测变压器是否完成能量传递,是恒压控制的关键。 波形检测:应有代表变压器去磁过程的波形,此引脚电压与VCC引脚电压相关联,用于计算输出电压,若此引脚电压异常,会导致输出电压失控。
7 FB 反馈输入,原边反馈芯片的核心引脚,通常通过一个电阻分压网络连接到VCC和DEM,用于设定输出电压。 电压检测:正常工作时,此引脚有一个固定的参考电压(约2.5V),若电压异常,说明反馈网络电阻变值或损坏。
8 HV 高压启动电流源,直接连接到高压直流输入(如300V),内部高压电流源通过此引脚对外接VCC电容充电,当VCC电压达到启动阈值后,芯片开始工作。 电压检测:此引脚电压在启动后会迅速下降到接近0V,如果一直保持高压(如300V),说明芯片未启动。

常见故障现象与维修流程

现象1:完全无输出,保险丝熔断

这表明电路存在严重短路

  1. 断开电源,拔掉充电器。
  2. 静态电阻测量
    • 用万用表二极管档或电阻档测量AC输入端L、N两脚之间的电阻,若接近0Ω,说明前级整桥击穿。
    • 测量HV引脚(8脚)对地的电阻,若阻值很小,说明MOS管击穿(这是最常见的故障点!)。
    • 测量VCC引脚(4脚)对地的电阻,检查VCC电容是否击穿。
    • 测量输出端(+/-) 是否短路,检查负载是否有问题。
  3. 更换损坏元件:找到损坏的元件(如整流桥、MOS管、VCC电容),更换之。
  4. 恢复供电测试:在确认所有短路点都已排除后,先不装保险丝,用调压器从0V慢慢升高输入电压,同时监测关键点电压,如果电路正常,VCC电压会建立起来,输出端会有电压。

现象2:完全无输出,保险丝完好

这表明电路处于未启动保护状态。

  1. 加电测量关键点电压
    • HV引脚(8脚):应有约300V的直流电压,若无,检查前级电路(保险丝、整流桥、EMI滤波电路)。
    • VCC引脚(4脚):这是首要检查点,测量是否有电压。
      • VCC为0V:说明芯片未启动,检查VCC充电回路(高压启动电阻、VCC电容)是否开路或损坏,检查VCC供电绕组是否开路。
      • VCC电压很低(如10V以下):说明VCC充电回路有漏电或负载过重,检查VCC电容是否失效、芯片是否损坏。
      • VCC电压在16V附近抖动:说明芯片在尝试启动,但无法维持,通常是负载过重或芯片自身问题。
    • BD引脚(1脚):若无VCC电压,BD脚必然无波形,若有正常的VCC电压但BD脚无波形,则芯片很可能损坏
  2. 检查启动电路:检查连接在HV和VCC之间的启动电阻(通常是一个阻值较大的电阻,如1MΩ/2W),是否开路或阻值变大。
  3. 检查VCC电容:VCC电容(通常是10uF/50V左右)失效或容量减小,会导致VCC电压建立不起来,更换试之。
  4. 检查负载:断开输出端的所有负载,看是否能启动,如果断开后能启动,说明是负载问题。

现象3:输出电压低

  1. 测量VCC电压(4脚):是否低于18V?如果偏低,说明VCC供电不足,检查VCC绕组、整流二极管和VCC电容。
  2. 测量关键引脚波形
    • CS引脚(2脚):波形是否正常?幅度是否过大?如果波形幅度过大,说明过流保护被触发,可能是负载过重或次级整流管、滤波电容有问题。
    • ZCD引脚(3脚):波形是否正常?异常的ZCD信号可能导致轻载时输出电压下降。
  3. 检查反馈网络:测量FB引脚(7脚)的电压,是否偏离正常值(约2.5V),检查FB引脚到GND之间的电阻是否变值。
  4. 检查输出电容:输出滤波电容失效(ESR增大)会导致输出电压带载能力差,空载正常,一接负载就电压下降。
  5. 检查变压器:变压器匝间短路是比较隐蔽的故障,会导致所有次级电压都偏低,且初级电流异常增大,维修中较难判断,可替换试之。

现象4:输出电压高

  1. 检查反馈电阻:原边反馈的输出电压由VCC绕组和DEM绕组的匝比以及FB引脚的分压电阻决定,检查连接在FB、VCC、DEM引脚之间的分压电阻是否变值或开路。
  2. 检查DEM引脚(6脚):此引脚开路或信号丢失,会导致芯片失去电压调节能力,输出电压飙升,检查连接到辅助绕组的线路是否开路。
  3. 芯片损坏:如果外围元件都正常,输出电压依然很高,可能是芯片内部的恒压控制电路损坏。

现象5:充电器发出“吱吱”声(啸叫)

这通常是轻载时工作在不连续模式(DCM)和连续模式(CCM)的临界点,或者进入了保护状态

  1. 检查ZCD电路:ZCD引脚(3脚)的波形和电路元件异常是导致啸叫的常见原因,检查ZCD引脚的电阻和电容是否损坏。
  2. 检查负载:啸叫有时是由于负载特性不佳引起的。
  3. 检查VCC电容:VCC电容性能下降,导致供电不稳,也可能引起啸叫。
  4. 检查变压器:变压器磁饱和或气隙不当,也会在特定负载下发出声音。

维修工具与安全注意事项

  1. 工具

    oz9902c电路维修讲解,故障点怎么快速定位?-图3
    (图片来源网络,侵删)
    • 数字万用表:必备,用于测量电压、电阻。
    • 示波器维修开关电源的“眼睛”,用于观察关键点(BD, CS, ZCD, VCC)的波形,能极大提高维修效率和准确性。
    • 隔离调压器:维修AC-DC设备的安全保障,可以从0V缓慢升压,避免一上电就造成二次损坏。
    • 烙铁、热风枪、焊锡、助焊剂:用于拆装元件。
    • 备用元件:准备一些易损件,如MOS管、输出电容、VCC电容。
  2. 安全

    • 高压危险:输入端有300V左右的直流高压,断电后必须对大滤波电容(C1)进行放电操作,可用大功率电阻短接电容两端。
    • 隔离操作:维修时,充电器的输出端(USB口)与输入端(市电)是隔离的,但操作时要避免同时接触输入和输出部分,以防触电。
    • 先静态,后动态:先在断电状态下测量电阻,排除短路故障后,再加电测试。

维修OZ9902C充电器的核心思路是:

先看保险丝,判断有无严重短路 -> 加电测VCC,判断芯片是否启动 -> 测关键波形,判断工作是否正常 -> 查外围电阻电容,排查反馈和供电问题 -> 最后考虑芯片本身。

掌握其原边反馈的工作原理,熟悉VCCCS这两个核心引脚的电压和波形变化,大部分问题都能迎刃而解,祝你维修顺利!

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