接受，BVCBO500V 的国产 MJE13001 也已被广泛接受。也就是说，在目前绝大部分电子镇流器线路 中，
没有必要过高选择三极管电压参数这一理念已被广泛接受。我们还建议用户使用 BVCEO380-400V 的产品，同样规格的产品电流特性特别好。三极管损坏shy因分析之一: 最终损坏是功率击穿，即加在三极管上的电压、电流超过了三极管的功率容限，即安全工作区(SOA)(图 1)。由于三极管的功率容限是随着温度上升而 下降的(图 2)，为此，为防止三极管的损坏，必须控制三极管的发热(即自身功耗)。 三极管因耐压不够而击穿损坏的说法已被业内人士抛弃， 比较认同的说法是功率击穿，而且是因为三极管发热造成三极管功率耐量降低后的功率击穿是灯用三极管损坏的主要shy因。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。 初期曾shy听到有人说“40W 的镇流器应选 40W 的功率管quot，这显然有误，晶体管在镇流器中的作用是quot阀门quot而不是quot蓄水池quot。 在开关工作状态下，在晶体三极管上消耗的发热损耗功率由以下三部分组成: WOFFVCE×I WONVCES×IC W 过渡?Vt×It×?t/t?0t Vt It dt/t晶体管截止时，显然 VCE 很大(等于直流电源电压)，但是由于晶体管的漏电流非常小，所以这部分功耗是极小的; 晶体管导通时，IC 由负载所需电流 决定，VCES 是晶体管在负载电流条件下的饱和压降，这部分耗散功率占有一定比例，但变化余地不大;晶体管由饱和转为截止的过渡时期。这部分的耗散功率所 占的比重较大，而且与线路参数的选择及三极管的下降时间 tf 有很大的关系。 图 3 三极管开关损耗波形图 图 4 两个不同 ts 的三极管用于 同一线路的 IC 波形图图 3 为三极管的开关损耗波形图，比较直观地显示了以上三部分功率损耗数量的关系。 深爱半导体有限公司充分注意到了这一点，对节能灯、电子镇流器用三极管作了针对性的改进，开发出节能灯、电子镇流器专用三极管 BUL6800 系列，同时对 13000 系列产品进行了优化，大幅度提高了产品性能。1、三极管放大倍数 hfe 的选取及 ts 对使用的
影响 有资料介绍:“理论上，hFE 应尽可能高，以便用最小的基极电流得到最大的工作电流，同时给出尽可能低的饱和电压， 这样就可以同时在输出和驱动电路中降低 损耗。 但是，其它方面的折衷考虑，例如开关速度和电流容限，则限制 hFE 的最大值(荧光灯电子控制 AN1049 JNAPPE T SPANGLEX MOTOROLA 美国)。 国内厂家早期曾经倾向于选用 hFE 较小的，一度 hFE10-15，甚至 hFE8-10 的三极管很受欢迎(后期由于基极回路采用电容触发线路的流 行，hFE 值的选用又有所上浮)，因为 hFE 大的三极管一般其下降时间 tf 也长，三极管容易发热，采用较小的 hFE 其目的是为了降低晶体管的发热，进一步 从理论上分析是为了降低晶体管的饱和深度。实际上，晶体管的饱和深度受 Ib、hFE 两个因素的制约，因此不一定要过分靠选择 hFE 参数，通过磁环及绕组参 数、基极电阻 Rb 的调整，也可以解决这一问题。 这里说的 hFE 指的是工作电流下的 hFE，小电流下的 hFE 一般会小于工作电流下的 hFE。小电流 hFE 如果太小会在某些场合影响节能灯的启辉， 但可以用调整电路参数的方法解决。 由于三极管的 hFE 参数与贮存时间 ts 有一定的相关性，一般 hFE 大的三极管 ts 也较大。当时人们对 ts 的认识以及 ts 的测试仪器 均较欠缺，人们更依赖于对 hFE 参数选择作为控制节能灯、电子镇流器参数的手段。在三极管的贮存时间得到控制以后，人们对 hFE参数的依赖将进一步淡化。 三极管的 Hfe-Ic 曲线是一个开口朝下的弓形， 大电流和小电流时的放大倍数都比正常工作电流时小。把三极管放大倍数适当用大，可以提高小电流 Hfe，有 利于灯的启辉。我们认为，在现阶段三极管放大倍数用在 20-30(必要时 25-35)，就可以保证在绝大多数情
况下三极管在该饱和的时候充分饱和，该截止 的时候彻底截止。对解决低电压及低温启辉炸管、因灯管参数偏差启辉炸管等都很有效。实际上，这几年来行业整体选用三极管放大倍数参数在逐步往大的方向发 展， 从以 10-15 为主，逐步发展到目前以 15-25 为主，20-25更偏重一些。 这种变化是有其科学道理的，
一是基极回路电容触发电路的大量使用， 需要 三极管 Hfe 大一些;另一方面是因为对过驱动发热损坏三极管理论认识的普及，对驱动不足损坏三极管的一种本能补偿。我们认为，三极管 Hfe 的选用还可能继 续往大的方向发展。初期日立的 C2611、Hfe80 在节能灯中被大量使用;三星的灯用三极管 Hfe25-35，也是这方面的实际例证。 三极管在电路工作状态下的贮存时间，是电路工作周期的一部分，它影响电路的振荡频率。三极管贮存时间过长，电路的振荡频率将下降，整机工作电流增大易导致 其损坏。虽然，可以调整扼流圈电感及其他元器件参数控制整机功率(工作电流)，但三极管 ts 的离散性，将使该产品的整机参数严重偏离、可靠性下降。在石英 灯电子变压器线路中，存贮时间太大的晶体管 可能引起电路在低于输出变压器的工作极限的频率振荡， 引起每个周期的末端磁芯饱和，这使得晶体管 IC 在每个周期引出尖峰，最后导致器件过热损坏。如果同一 线路上的两个三极管的贮存时间相差太大，整机工作电流的上下半波将严重不对称(图 4)，负担重的那个三极管将容易损坏，线路也将产生更多的谐波，产生更多 的电磁干扰。 磁环有效导磁率、磁环绕组圈数和三极管存储时间 Ts 参数的配合，已经成了三极管能否可靠工作的重要因素。除了灯管，磁环有效导磁率和三极管存储时间 Ts 参 数的离散性是目前使用中的主要矛盾。世界各国磁环有效导磁率的出厂标准都是?25,(两头相差 50,)，TDK(厦门)的技术人员说要做到有效导磁 率?5,(两头相差 10,)，生产合格率就会下降;三极管存储时间 ts 参数的一致性，进口的三极管比国产的好一些，但也有一定的离散性(ST 认为双极型三 极管的 ts 是不可能做得很一致的)。可以将国产三极管 Ts参数的离散性和磁环有效导磁率的离散性相互配合， 用三极管 Ts 大的配磁环有效导磁率小的，用三极 管 Ts 小的配磁环有效导磁率大的，照样可以使节能灯电子镇流器可靠工作。 ts 到底是大好还是小好,在现阶段，在某一个范围内，不能说 ts 到底是大好还是小好，例如 13005 的 ts，2.5、 3.5、4.5，都有与之适应的灯电路，可以使用，不能说一定哪个好。但
是，对于已经确定了相应元件参数的某一线路，则一定有一个与其相适应的参数范围， 例如 2.5-3.5。从整个行业来说，在某一时期，三极管生产厂家与用户会形成一个通行的参数范围。 注意三极管供货渠道 Ts 参数的连续性和可预约性; 不能在不调整线路参数的情况下更换三极管供货渠道(多个实例证明会提高损坏率);注意没有芯片生产能力的供货商更换三极管芯片而不预先通知。2、过驱动、 随着“为防止三极管的损坏，必须控制三极管的发热”这一思想逐步深入人心，三极管的发热越来越低，三极管越用越小，线路对三极管的驱动也越来越临界。但随 之而来的三极管“瞬态冷爆”的问题也开始越来越突出。在大批量生产中，有少量产品开机即爆三极管——三极管并没有发热， 一通电就炸了。 由于出问题的比例太 低， 问题又在瞬间发生，这种问题采用稳态分析的方法是很难找到原因的，三极管“瞬态冷爆”的时候，能量很大，有的时候 TO-220 封装的三极管都炸裂了。 很多业内技术人员为此而感到困惑。 三极管在电子镇流器中工作在开关工作状态，必须保证在任何情况下三极管在该饱和的时候充分饱和，该截止的时候彻底截止。三极管饱和的条件是 Hfe×Ib?Ic，但是，
在大批量生产中线路对三极管的驱动越来越临界的情况下，遇 到环境温度低，个别灯管启辉特性较差、磁环参数偏小、三极管 Ts、Hfe 偏小等情况就可能出现个别三极管驱动不足，进入放大区而瞬时爆管。国外应用研究成果: “在负载很大的情况下，例如短路保护、灯冷态启动，三极管的 Ic 很大，无法满足饱和导通的条件，Vce,Vceset，三极管的导通损耗增大，一般持续数百微秒。——MOTOROLA” 图 5 短路保护瞬间三极管三极管 VCE、IC 波形图 图 5 是开关电源短路保护瞬间三极管的瞬态工作状况: 上面部分是三极管集电极-发射极之间的电压 Vce，下面部分是三极管集电极电流 Ic。工作原理和灯启辉时类似。 开始正常工作时，Ic 为工作电流，约 3-4A，Vce 为正常饱和电压，约 1V;电路进入短路工作状态以后， Ic 急剧上升，达到 3.75×622.5A，Vce 已达到超过 50×1V。三极
管驱动不足脱离饱和区进入放大区。 三极管脱离饱和功率损耗惊人，
20Ax50V1000W (13007)但是，在荧光灯电子镇流器中，我们尚未看到过这种波形，而只看到在灯启辉过程中 Ic很大的时候，三极管 Ic、Vce 严重交叉。 图 6 灯启辉过程三极管波形图 图 7 三
Vce 严重交叉波形图 图 6 左图为灯启辉时的波形，上面兰色 1 是三极极管 Ic、
管 CE 两端电压 Vce 的波形，下面红色2 是三极管集电极电流 Ic 的波形，右图 7 为展开后的波形，可以清楚地看 到三个 Ic 电流尖峰最大值已达 5A，其下对应时刻的 Vce 电压波形有一个向上跷的圆弧，其最大值超过100V，第三个 Ic 电流尖峰最大值下面的 Vce 电压 最大值达到 120V 以上，三极管瞬时功率120V×5A600W，对于 40W 电子镇流器所用的 MJE13005 来说，也已经是一个惊人的数值。为了兼顾电子镇流荧光灯在各种复杂工作状态下的可靠性，适当增强三极管的基极驱动，并采用深圳深爱半导体有限公司生产的抗过驱动三极管(图 7)就是比较好的方法。 图 8 深圳深爱半导体有限公司生产的抗过驱动三极管 图 8 中，NPN 是主晶体管，D 为续流保护二极管，PNP 型晶体管作为有源抗饱和网络。当 NPN 管饱和导通以后，当基极驱动电压满足 Vbe(npn),VBEPNPVcesNPN时，PNP管导通， 使 将基极驱动电流分流， NPN 晶体管不会出现深饱和， 当外电路驱动电流减弱 时，仅减小分流电流，不影响 NPN 管饱和导通。这样，NPN 管选用大的 hFE 值，外电路元件的不一致性 带来的过驱动，导致的过饱和现象得到自动抑止，改善了开关特性，提高了大批量生产时的工艺宽容度。采用抗过驱动带 D 系列产品，可以把线路的基极驱动加强， 避免三极管 Ic、Vce 严重交叉而瞬时爆管;但是又不会高温时因过驱动烧管。对解决低温时要求驱动很强，以利灯的顺利起辉，高温时不因过驱动烧管也很有 效。 对于采用高频反馈的高功率因数双泵电路，由于三极管工作条件变化比较大，采用深爱半导体有限公司推出的带抗过驱动
电路的抗饱和三极管，具有很好的效果。 在火箭炮(大功率节能灯)中，由于火箭炮灯的头部空间有限，放不下体积太大的电感，必须把灯的工作频率做在 40KHZ 左右或以上。而大功率节能灯用的三极 管 ts 一般比较大，限制了基极驱动磁环绕组饱和感应电压过峰值的时间，使线路的合理调整比较困难。采用深爱半导体有限公司推出的带抗过驱动电路的抗饱和三 极管，一方面在同规格情况下，ts 比较短;另一方面基极驱动的自动调节作用对线路的合理调整也有帮助。在使用中，三极管两端不应.
电子镇流器原理及三极管应用指南
