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(shi)SOA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hFE增zeng大da,開kai關guan性xing能neng變bian差cha,二er次ci擊ji穿chuan特te性xing下xia降jiang。反fan過guo來lai,進jin一yi步bu促cu使shi管guan子zi發fa熱re量liang增zeng大da,這zhe樣yang的de惡e性xing循xun環huan最zui終zhong導dao致zhi三san極ji管guan擊ji穿chuan燒shao毀hui。因yin此ci,降jiang低di三san極ji管guan本ben身shen的de發fa熱re損sun耗hao是shi提ti高gao三san極ji管guan使shi用yong可ke靠kao性xing的de重zhong要yao措cuo施shi。
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Ibdebianhua,yingxiangsanjiguanshangshenghexiajiangshijian。sanjiguanguoqudongkeyizaochengsanjiguanyanzhongfareshaohui,ersanjiguanqudongbuzu,zekenengzaochengsanjiguanlengtaiqidongshishunshijichuansunhuai。
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tsguochang,dianludezhendangpinlvjiangxiajiang,zhengjidegongzuodianliuzengdayidaozhisanjiguandesunhuai。suirankeyitiaozhengeliuquandianganjiqitayuanqijiancanshulaikongzhizhengjigonglv,dantsdelisanxing,jiangshichanpindeyizhixingcha,kekaoxingxiajiang。liru,zaishiyingdengdianzibianyaqixianluzhong,zhucunshijiantaidadejingtiguankenengyinqidianluzaidiyushuchubianyaqigongzuojixiandepinlvzhendang,congerzaochengmeigezhouqidemoduancixinbaohe,zheshidejingtiguanIc在每個周期出現尖峰,最後導致器件過熱損壞(圖3)。
ruguotongyixianlushangdelianggesanjiguanzhucunshijianxiangchataida,zhengjigongzuodianliudeshangxiabanbojiangyanzhongbuduicheng,fudanzhongdenazhisanjiguanjiangrongyisunhuai,xianluyejiangchanshenggengduodexiebohedianciganrao。
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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