节能灯和电子整流器三极管参数的选择指南

过去，人们对用于节能灯、电子镇流器三极管参数的要求定位是不清晰的。除了BVceo、BVcbo、ICeo、hFE、Vces、Ic等常规参数要求之外，低频管只有特征频率的要求(一般在几兆数量级)。但是，特征频率是对正弦波线性放大的要求，与开关工作状态下三极管开关参数不是一个概念。另外，由于认识水平和国内硬件条件的限制，妨碍了人们对灯用三极管的参数进行有效的控制和鉴别。本文试图将节能灯和电子镇流器用三极管的选择做一些总结，以便充分了解应用过程中三极管的损坏机制。 完整的功率容限曲线
降低三极管的发热损耗
放大倍数hFE和贮存时间ts
完整的功率容限曲线 
    功率容限(SOA)是一个曲线包围的区域(图1)，当加在三极管上的电压、电流坐标值超过曲线范围时，三极管将发生功率击穿而损坏。在实际应用中，某些开关电源线路负载为感性，三极管关断后，电感负载产生的自感电势反峰电压加在三极管的CE极之间，三极管必须有足够的SOA、BVceo和BVcbo值才能承受这样的反压。 
  

    必须注意：目前一般三极管使用厂家不具备测试SOA的条件，即使是有条件的半导体三极管生产厂家，具备测试该指标的能力，但是仪器测试出的往往只是安全工作区边界点上的数值，而不是SOA曲线的全部。这样就有可能出现：在一点上SOA值完全一样的两对三极管，实际线路上使用过程中，一对三极管损坏了，而另外一对却没有损坏。 
     因此，在选择灯用三极管的过程中，一定要找到器件生产厂家提供的完整SOA曲线。 
降低三极管的发热损耗 
    目前，节能灯、电子镇流器普遍采用上下管轮流导通工作的线路，电感负载产生的自感电势反峰电压经由导通管泄放，所以普遍感到三极管常温下SOA值在节能灯、电子镇流器线路中不十分敏感。而降低三极管的发热损耗却引起了业界的普遍关注，这是因为三极管的二次击穿容限是随着温度的升高而降低的(图2)。


    三极管在电路中工作一段时间以后，线路元器件会发热(包括管子本身的发热)，温度不断上升导致三极管hFE增大，开关性能变差，二次击穿特性下降。反过来，进一步促使管子发热量增大，这样的恶性循环最终导致三极管击穿烧毁。因此，降低三极管本身的发热损耗是提高三极管使用可靠性的重要措施。 
    实验表明：晶体管截止状态的功耗很小；导通状态的耗散占一定比例，但变化余地不大。晶体管耗散主要发生在由饱和向截止和由截止向饱和的过渡时期，而且与线路参数的选择及三极管的上升时间tr、下降时间tf有很大关系。