節能燈和電子整流器三極管參數的選擇指南
發布時間:2016-05-20 責任編輯:wenwei
【導讀】功率容限(SOA)是一個曲線包圍的區域(圖1),當加在三極管上的電壓、電流坐標值超過曲線範圍時,三極管將發生功率擊穿而損壞。在實際應用中,某些開關電源線路負載為感性,三極管關斷後,電感負載產生的自感電勢反峰電壓加在三極管的CE極之間,三極管必須有足夠的SOA、BVceo和BVcbo值才能承受這樣的反壓。

必須注意:目前一般三極管使用廠家不具備測試SOA的de條tiao件jian,即ji使shi是shi有you條tiao件jian的de半ban導dao體ti三san極ji管guan生sheng產chan廠chang家jia,具ju備bei測ce試shi該gai指zhi標biao的de能neng力li,但dan是shi儀yi器qi測ce試shi出chu的de往wang往wang隻zhi是shi安an全quan工gong作zuo區qu邊bian界jie點dian上shang的de數shu值zhi,而er不bu是shiSOA曲線的全部。這樣就有可能出現:在一點上SOA值完全一樣的兩對三極管,實際線路上使用過程中,一對三極管損壞了,而另外一對卻沒有損壞。
因此,在選擇燈用三極管的過程中,一定要找到器件生產廠家提供的完整SOA曲線。
降低三極管的發熱損耗
目前,節能燈、電子鎮流器普遍采用上下管輪流導通工作的線路,電感負載產生的自感電勢反峰電壓經由導通管泄放,所以普遍感到三極管常溫下SOA值在節能燈、電(dian)子(zi)鎮(zhen)流(liu)器(qi)線(xian)路(lu)中(zhong)不(bu)十(shi)分(fen)敏(min)感(gan)。而(er)降(jiang)低(di)三(san)極(ji)管(guan)的(de)發(fa)熱(re)損(sun)耗(hao)卻(que)引(yin)起(qi)了(le)業(ye)界(jie)的(de)普(pu)遍(bian)關(guan)注(zhu),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)三(san)極(ji)管(guan)的(de)二(er)次(ci)擊(ji)穿(chuan)容(rong)限(xian)是(shi)隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)高(gao)而(er)降(jiang)低(di)的(de)(圖2)。
三極管在電路中工作一段時間以後,線路元器件會發熱(包括管子本身的發熱),溫度不斷上升導致三極管hFEzengda,kaiguanxingnengbiancha,ercijichuantexingxiajiang。fanguolai,jinyibucushiguanzifareliangzengda,zheyangdeexingxunhuanzuizhongdaozhisanjiguanjichuanshaohui。yinci,jiangdisanjiguanbenshendefaresunhaoshitigaosanjiguanshiyongkekaoxingdezhongyaocuoshi。
實驗表明:晶體管截止狀態的功耗很小;導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)的(de)耗(hao)散(san)占(zhan)一(yi)定(ding)比(bi)例(li),但(dan)變(bian)化(hua)餘(yu)地(di)不(bu)大(da)。晶(jing)體(ti)管(guan)耗(hao)散(san)主(zhu)要(yao)發(fa)生(sheng)在(zai)由(you)飽(bao)和(he)向(xiang)截(jie)止(zhi)和(he)由(you)截(jie)止(zhi)向(xiang)飽(bao)和(he)的(de)過(guo)渡(du)時(shi)期(qi),而(er)且(qie)與(yu)線(xian)路(lu)參(can)數(shu)的(de)選(xuan)擇(ze)及(ji)三(san)極(ji)管(guan)的(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)tr、下降時間tf有很大關係。
最近幾年,業界推出的節能燈和電子鎮流器專用三極管都充分注意到降低產品的開關損耗,例如,國產BUL6800係列產品在優化MJE13000係列產品的基礎上,大幅提高了產品的開關損耗性能。
此外,控製磁環參數也有利於控製損耗。因為磁環參數的變化會引起三極管Ib的(de)變(bian)化(hua),影(ying)響(xiang)三(san)極(ji)管(guan)上(shang)升(sheng)和(he)下(xia)降(jiang)時(shi)間(jian)。三(san)極(ji)管(guan)過(guo)驅(qu)動(dong)可(ke)以(yi)造(zao)成(cheng)三(san)極(ji)管(guan)嚴(yan)重(zhong)發(fa)熱(re)燒(shao)毀(hui),而(er)三(san)極(ji)管(guan)驅(qu)動(dong)不(bu)足(zu),則(ze)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)三(san)極(ji)管(guan)冷(leng)態(tai)啟(qi)動(dong)時(shi)瞬(shun)時(shi)擊(ji)穿(chuan)損(sun)壞(huai)。
放大倍數hFE和貯存時間ts
三極管的hFE參數與貯存時間ts相關,一般hFE大的三極管ts也較大,過去人們對ts的認識以及ts的測量儀器均較為欠缺,人們更依賴hFE參數來選擇三極管。
在開關狀態下,hFE的選擇通常有以下認識:第一、hFE應ying盡jin可ke能neng高gao,以yi便bian用yong最zui少shao的de基ji極ji電dian流liu得de到dao最zui大da的de工gong作zuo電dian流liu,同tong時shi給gei出chu盡jin可ke能neng低di的de飽bao和he電dian壓ya,這zhe樣yang就jiu可ke以yi同tong時shi在zai輸shu出chu和he驅qu動dong電dian路lu中zhong降jiang低di損sun耗hao。
但是,如果考慮到開關速度和電流容限,則hFE的最大值就受到限製;第二、中國的廠家曾經傾向於選用hFE較小的器件,例如hFE為10到15,甚至8到10的三極管就一度很受歡迎(後來,由於基極回路流行采用電容觸發線路,hFE的數值有所上升),hFE的數值小則飽和深度小,從而有利於降低晶體管的發熱。

實際上,晶體管的飽和深度受到Ib、hFE兩個因素的影響,因而通過磁環及繞組參數、基極電阻Rb的調整,也可以降低飽和深度。
目前,業界推出的節能燈和電子鎮流器專用三極管都十分注重對貯存時間的控製。因為貯存時間ts過(guo)長(chang),電(dian)路(lu)的(de)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)將(jiang)下(xia)降(jiang),整(zheng)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)增(zeng)大(da)易(yi)導(dao)致(zhi)三(san)極(ji)管(guan)的(de)損(sun)壞(huai)。雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)調(tiao)整(zheng)扼(e)流(liu)圈(quan)電(dian)感(gan)及(ji)其(qi)他(ta)元(yuan)器(qi)件(jian)參(can)數(shu)來(lai)控(kong)製(zhi)整(zheng)機(ji)功(gong)率(lv),但(dan)ts的(de)離(li)散(san)性(xing),將(jiang)使(shi)產(chan)品(pin)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)差(cha),可(ke)靠(kao)性(xing)下(xia)降(jiang)。例(li)如(ru),在(zai)石(shi)英(ying)燈(deng)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)線(xian)路(lu)中(zhong),貯(zhu)存(cun)時(shi)間(jian)太(tai)大(da)的(de)晶(jing)體(ti)管(guan)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)電(dian)路(lu)在(zai)低(di)於(yu)輸(shu)出(chu)變(bian)壓(ya)器(qi)工(gong)作(zuo)極(ji)限(xian)的(de)頻(pin)率(lv)振(zhen)蕩(dang),從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)每(mei)個(ge)周(zhou)期(qi)的(de)末(mo)端(duan)磁(ci)芯(xin)飽(bao)和(he),這(zhe)使(shi)得(de)晶(jing)體(ti)管(guan)Ic在每個周期出現尖峰,最後導致器件過熱損壞(圖3)。
如ru果guo同tong一yi線xian路lu上shang的de兩liang個ge三san極ji管guan貯zhu存cun時shi間jian相xiang差cha太tai大da,整zheng機ji工gong作zuo電dian流liu的de上shang下xia半ban波bo將jiang嚴yan重zhong不bu對dui稱cheng,負fu擔dan重zhong的de那na隻zhi三san極ji管guan將jiang容rong易yi損sun壞huai,線xian路lu也ye將jiang產chan生sheng更geng多duo的de諧xie波bo和he電dian磁ci幹gan擾rao。
實際使用表明,嚴格控製貯存時間ts並恰當調整整機電路,就可以降低對hFE參數的依賴程度。還值得一提的是,在芯片麵積一定的情況下,三極管特性、電流特性與耐壓參數是矛盾的,中國市場曾經用BUT11A來做220V40W電子鎮流器,其出發點是BVceo、BVcbo數值高,但是目前絕大部分電子鎮流器線路中,已經沒有必要過高選擇三極管的電壓參數。
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