至誠至愛共創(chuàng)未來 SISEMI 主講葉文浩 燈用三極管的損壞機(jī)理 研究及

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1、至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI 燈用三極管的損壞機(jī)理燈用三極管的損壞機(jī)理 研究及半橋電路原理細(xì)探研究及半橋電路原理細(xì)探至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI 目錄1、燈用三極管損壞機(jī)理研究損壞機(jī)理研究及及深愛燈用三極管的發(fā)展過程2、Hfe、“瞬態(tài)冷爆”及深愛抗過飽和電路3、ts、e及其他 4、熒光燈電子鎮(zhèn)流基本工作原理的初步細(xì)探至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI一、損壞機(jī)理研究及損壞機(jī)理研究及深愛燈用三極管產(chǎn)品發(fā)展過程nBUL6800燈用系列 及改進(jìn)型的燈用MJE13000系列 n110V出口燈用L系列 n抗過驅(qū)動(dòng)帶D系列(110VDL)至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI一、燈用三極管損壞機(jī)理研究及損壞機(jī)理研

2、究及產(chǎn)品發(fā)展產(chǎn)品發(fā)展過程回顧回顧深愛產(chǎn)品的發(fā)展過程：產(chǎn)品的發(fā)展過程：深愛燈用三極管的產(chǎn)品發(fā)展緊跟用戶緊跟用戶的需要的需要不斷為用戶推出不斷為用戶推出低成本高低成本高可靠可靠的新產(chǎn)品的新產(chǎn)品至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI當(dāng)時(shí)遇到的主要矛盾n深愛十多年來一直與燈打交道n當(dāng)時(shí)行業(yè)內(nèi)有一種潮流，認(rèn)為燈用三極管的耐壓Bvceo要高：450V甚至500V（BUT11）；成本要低（可以理解）。按這個(gè)思路設(shè)計(jì)三極管，使用中發(fā)熱嚴(yán)重。n后來一直很受歡迎的13003BR，當(dāng)時(shí)無法推廣，反而要我們打算淘汰的老產(chǎn)品，說電壓不夠。n什么樣的產(chǎn)品真正又好用，價(jià)格又便宜？至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI什么樣的產(chǎn)品真正又好用

3、，價(jià)格又便宜？n電壓指標(biāo)夠用就行，電流特性是用戶最有使用價(jià)值的指標(biāo)。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI目前節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器普遍采用的線路n上、下管輪流導(dǎo)通工作n電感負(fù)載產(chǎn)生的自感電勢反峰電壓是加在導(dǎo)通管上泄放的。（在原理中進(jìn)一步分析）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI目前節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器普遍采用的線路n用世界上最好的示波器去測量三極管CE二端的波形，也找不到400V以上的電壓。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI實(shí)際使用的是BvcerBvcer一般要大于Bvceo（用觸發(fā)管DB3）nBVceo=400V已被廣泛接受，380-400V的很好用nBVcbo=500V的13001也被廣泛接受至誠至愛，共創(chuàng)未來

4、SISEMI最終損壞是功率擊穿n最終損壞是功率擊穿，即加在三極管上的電壓、電流超過了三極管的功率容限，即安全工作區(qū)(SOA)（25）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI最終損壞是功率擊穿n三極管的功率容限是隨著溫度上升而下降的，必須控制三極管的發(fā)熱(即自身功耗)12至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI在開關(guān)工作狀態(tài)下，晶體三極管上消耗的功率由以下三部分組成：nWOFF=VCEI漏nWON=VCESICnW過渡=VtItt/t(0t Vt It dt/t）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI三極管的開關(guān)損耗波形圖 n右圖為三極管的開關(guān)損耗波形圖n直觀地顯示了以上三部分功率損耗數(shù)量的關(guān)系n很小、基本固定、變化范圍比

5、較大 至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器專用三極管BUL6800系列n深愛半導(dǎo)體有限公司推出節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器專用三極管BUL6800系列，具有優(yōu)良的開關(guān)特性，在保證電壓指標(biāo)夠用的同時(shí)，對用戶最有使用價(jià)值的電流特性，給于了充分的保證（tf、大電流hfe）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIBUL6800燈用三極管系列產(chǎn)品燈用三極管系列產(chǎn)品nBUL中的“L”是“LAMP”-燈的第一個(gè)字母。具有優(yōu)良的開關(guān)特性，大幅度提高了產(chǎn)品性能。（結(jié)束燒管歷史消滅tf大的00-01杭州1.42-1.63）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIBUL6800燈用三極管系列產(chǎn)品燈用三極管系列產(chǎn)品n大芯片小封裝，降低

6、成本、縮小體積，原則上對使用無明顯影響n廣泛用于25W以下節(jié)能燈推薦使用產(chǎn)品名稱封裝形式BUL6821TO-92BUL6822BTO-92BUL6822TO-92BUL6822ATO-92BUL6823TO-92BUL6823ATO-92BUL6802TO-126BUL1688SOT-82至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIBUL6800大電流特性小封裝產(chǎn)品系列（同一思路）n深愛半導(dǎo)體于國內(nèi)率先推出大電流特性小封裝產(chǎn)品系列，目前，TO-92封裝的燈用三極管已經(jīng)大量用于國產(chǎn)節(jié)能燈，為國產(chǎn)節(jié)能燈進(jìn)一步提高競爭能力作出了貢獻(xiàn)。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI110V出口燈用L系列 n同功率的燈，不采用倍壓整

7、流時(shí)，三極管的電流規(guī)格須加倍；采用倍壓整流，用兩個(gè)電解電容，電解電容的可靠性低、體積大，越來越多的110V出口燈產(chǎn)品不再采用倍壓整流。深愛半導(dǎo)體于國內(nèi)率先推出的110V出口燈用L系列，用220V燈同樣的三極管成本，提供加倍的電流。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI110V出口燈用L系列技術(shù)要點(diǎn)n1、三極管芯片面積一定時(shí)，其電壓電流參數(shù)是矛盾的，降低電壓參數(shù)，就可以提高電流性能。n2、還需要燈電路及燈管參數(shù)的配合，包括燈絲電阻。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI110V出口燈用L系列：目前，深愛半導(dǎo)體有限公司已經(jīng)推出全系列的110V出口燈用L系列產(chǎn)品，所有220V產(chǎn)品都有L型產(chǎn)品部分產(chǎn)品名稱封裝形式MJ

8、E13001LTO-92BUL6821LTO-92BUL6822LTO-92BUL6823LTO-92MJE13003BR（H）LTO-126MJE13003LTO-126BUL1688LSOT-82MJE13005LTO-220MJE13007LTO-220至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI二、Hfe、“瞬態(tài)冷爆”和SI抗飽和電路n“理論上，hFE應(yīng)盡可能高，以便用最小的基極電流得到最大的工作電流，同時(shí)給出盡可能低的飽和電壓，這樣就可以同時(shí)在輸出和驅(qū)動(dòng)電路中降低損耗。但是，其它方面的折衷考慮，例如開關(guān)速度和電流容限，則限制hFE的最大值（熒光燈電子控制 AN1049 JNAPPE T SPANG

9、LEX MOTOROLA 美國）。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIHfe、“瞬態(tài)冷爆”和SI抗飽和電路n國內(nèi)廠家早期曾經(jīng)傾向于選用hFE較小的，一度hFE=10-15，甚至hFE=8-10的三極管很受歡，因?yàn)閔FE大的三極管一般其下降時(shí)間tf也長，三極管容易發(fā)熱，采用較小的hFE其目的是為了降低晶體管的發(fā)熱，降低晶體管的飽和深度。實(shí)際上，晶體管的飽和深度受Ib、hFE兩個(gè)因素的制約至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI三極管“瞬態(tài)冷爆”的問題 開始越來越突出n采用大Hfe、降低基極驅(qū)動(dòng)也可以n隨著這方面工作的進(jìn)一步深入，三極管的發(fā)熱越來越低，三極管越用越小，線路對三極管的驅(qū)動(dòng)也越來越臨界。n“好事做過了

10、頭也會(huì)出問題”，三極管“瞬態(tài)冷爆”的問題也開始越來越突出。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI三極管“瞬態(tài)冷爆”的特點(diǎn)n大批量生產(chǎn)中，有少量產(chǎn)品開機(jī)即爆三極管三極管并沒有發(fā)熱，一通電就炸了。（印板是綠的、不發(fā)黃）n出問題的比例太低，問題又在瞬間發(fā)生，穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)很難找到原因。n能量很大，有的時(shí)候TO-220封裝的三極管都炸裂了。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI燈啟輝時(shí)三極管Vce及Ic波形至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI瞬時(shí)功率=120V5A=600WnIc尖峰最大值已達(dá)5A，對應(yīng)時(shí)刻的Vce電壓波形其最大值超過100V，第三個(gè)Ic電流尖峰最大值下面的Vce電壓最大值達(dá)到120V以上，三極管因驅(qū)動(dòng)不足脫離飽

11、和區(qū)進(jìn)入放大區(qū)，瞬時(shí)功率=120V5A=600W，對于40W燈所用的MJE13005 至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI抗過驅(qū)動(dòng)帶D系列 三極管工作在開關(guān)工作狀態(tài)，必須保證在任何情況下正常充分飽和，或徹底截止。飽和的條件是HfeIbIc，Ib太大太小都不好，太大過驅(qū)動(dòng)容易發(fā)熱；太小驅(qū)動(dòng)不足 啟輝 不良三極管會(huì)瞬時(shí)爆管。環(huán)境的偏離、參數(shù)的離散，會(huì)使一部分產(chǎn)品或者產(chǎn)品在某些時(shí)候滿足不了最佳條件至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI抗過驅(qū)動(dòng)帶D系列深愛的抗過驅(qū)動(dòng)帶D系列產(chǎn)品帶有有源抗飽和網(wǎng)絡(luò)。在線路的基極驅(qū)動(dòng)加強(qiáng)的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)深飽和，不會(huì)因過驅(qū)動(dòng)燒管；電路驅(qū)動(dòng)不足時(shí)，能將分流的驅(qū)動(dòng)電流回到NPN管，使其不

12、會(huì)進(jìn)入放大區(qū)而瞬時(shí)爆管。自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的偏離、參數(shù)的離散帶來的問題。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI深愛抗過飽和電路是解決上述矛盾的理想選擇PNP型晶體管作為有源抗飽和網(wǎng)絡(luò)。NPN是主晶體管，D為續(xù)流保護(hù)二極管，當(dāng)NPN管飽和導(dǎo)通以后，當(dāng)基 極 驅(qū) 動(dòng) 電 壓 趨 向 高 于VBE(PNP)+Vces(NPN）時(shí)，PNP管導(dǎo)通，將基極驅(qū)動(dòng)電流分流，使NPN晶體管不會(huì)出現(xiàn)深飽和；當(dāng)外電路驅(qū)動(dòng)電流減弱時(shí)，僅減小分流電流，不影響NPN管飽和導(dǎo)通至誠至愛，共創(chuàng)未來30二、抗過飽和電路的作用n在驅(qū)動(dòng)弱(60ma)時(shí)發(fā)熱不大13003 與 13003D（IB、VCE）至誠至愛，共創(chuàng)未來31在驅(qū)動(dòng)弱時(shí)發(fā)熱不大（

13、IC、VCE）13003 與 13003D(360ma)n13003D的作用也不大至誠至愛，共創(chuàng)未來32驅(qū)動(dòng)強(qiáng)(120ma)13003 與 13003D（IB、VCE）n13003D的作用明顯至誠至愛，共創(chuàng)未來33驅(qū)動(dòng)強(qiáng)(120ma)（IC、VCE）13003 與 13003D(360ma)n13003D的作用明顯至誠至愛，共創(chuàng)未來34抗過飽和電路的作用n128D n13005至誠至愛，共創(chuàng)未來35抗過飽和電路的作用n128D 交叉小發(fā)熱低 n13005交叉大發(fā)熱高至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI深愛抗過飽和電路是解決上述矛盾的理想選擇n大大簡化晶體管驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)n可以放心地增大驅(qū)動(dòng)，避免驅(qū)動(dòng)

14、不足，又不會(huì)因過驅(qū)動(dòng)發(fā)熱燒管，提高大批量生產(chǎn)的工藝寬容度。n對低溫（-10）啟動(dòng)要求驅(qū)動(dòng)強(qiáng)，但高溫不過驅(qū)動(dòng)燒管很有效至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI深愛抗過飽和電路是解決上述矛盾的理想選擇n我們一直希望把三極管的放大倍數(shù)做得大一些（有好處），但受到過驅(qū)動(dòng)發(fā)熱的限制，現(xiàn)在有了抗過飽和電路，愿望得以實(shí)現(xiàn)。目前25-30至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI深愛抗過飽和電路是解決上述矛盾的理想選擇n使用時(shí)不要再外接續(xù)流保護(hù)二極管n線路基極驅(qū)動(dòng)應(yīng)該比較強(qiáng)，保證不出現(xiàn)基極驅(qū)動(dòng)不足，但是也不能太強(qiáng)，超過PNP管可以控制的范圍至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI“雙泵”、“單泵”類高頻反饋式電路n由于線路相互牽扯，電網(wǎng)電壓

15、、使用環(huán)境溫度、燈管老化等高頻回路的變化都會(huì)引起線路整體參數(shù)的變化，偏離正常工作狀態(tài)，影響電路各部分之間的能量傳遞與轉(zhuǎn)換，易在三極管等關(guān)鍵元件或部位出現(xiàn)能量集中與沖擊，使之損壞。抗飽和至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI特別推薦n對于采用高頻反饋的高功率因數(shù)雙泵電路，由于三極管工作條件變化比較大，采用深愛半導(dǎo)體有限公司推出的帶抗過驅(qū)動(dòng)電路的抗飽和三極管，具有很好的效果。（25W）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI正常情況下正常情況下“共態(tài)導(dǎo)通共態(tài)導(dǎo)通”很難成很難成立立n上下二個(gè)三極管的電流峰值是明顯錯(cuò)開的，而且當(dāng)一個(gè)三極管集電極電流從最大值下降的時(shí)候，另一個(gè)三極管的集電極電流有一個(gè)從零到負(fù)值再變正再逐步

16、增大的過程，不存在“共態(tài)導(dǎo)通”的機(jī)會(huì)。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI電流波形上的毛刺n線路調(diào)整不好會(huì)有毛刺n能造成三極管發(fā)熱n出現(xiàn)出現(xiàn)“共態(tài)導(dǎo)通共態(tài)導(dǎo)通”的可能性的可能性2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來43有害的毛刺n如果Ic變正的初相位角0，那么這里Ic會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有害的毛刺。2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來44電路必須是感性n如果以三極管剛導(dǎo)通（開關(guān)閉合）的時(shí)刻作為0，那么三極管導(dǎo)通電流的相位必須滯后一個(gè)角度。電路是感性還是容性的問題電路必須是感性。至誠至愛，共創(chuàng)未來45理論分析相位 落后n正確的工作狀況，應(yīng)該是：n電流相位落后于電壓相位n濾波器(諧振回路)之操作類似電感性負(fù)載n

17、換流器之切換頻率高于濾波器之諧振頻率至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI關(guān)于三極管的功率容限，即安全工作區(qū)SOA n在熒光燈電子鎮(zhèn)流線路中，我們希望避免出現(xiàn)用三極管的SOA去硬抗，但是，這并不等于在任何情況下三極管的SOA值都不需要關(guān)注，當(dāng)用戶的線路出現(xiàn)大的電流、電壓同時(shí)沖擊的情況時(shí)，用SOA值高的三極管就不容易損壞。由于三極管制造工藝的原因，BVCEO高的三極管一般SOA也高，在用戶無法直接測試三極管的SOA值時(shí)，可以選用BVCEO高的三極管解決。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI三、ts、e及其他，配合的概念（溝通一些情況）n磁環(huán)有效導(dǎo)磁率e、磁環(huán)繞組圈數(shù)和三極管存儲(chǔ)時(shí)間Ts參數(shù)的配合，已經(jīng)成了三極

18、管能否可靠工作的重要因素。除了燈管，磁環(huán)有效導(dǎo)磁率和三極管存儲(chǔ)時(shí)間Ts參數(shù)的離散性是目前使用中的主要矛盾。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI三、ts、e及其他n早期，正常使用的13005供給原用“F”13005的用戶，一開始大都會(huì)反映有問題-ts差別太大。n用大了三極管反而更糟的案例（目前）n三極管在電路工作狀態(tài)下的貯存時(shí)間，是電路工作周期的一部分，它影響電路的振蕩頻率。三極管貯存時(shí)間過長，電路的振蕩頻率將下降，整機(jī)工作電流增大易導(dǎo)致其損壞。（說法之一）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI磁環(huán)參數(shù)問題舉例：n120只中一只三極管炸裂。正常磁環(huán)繞組的電感量為0.127mH，而損壞線路的電感量為0.108m

19、H，相差20。n磁環(huán)有效導(dǎo)磁率的參數(shù)偏差，決定了對三極管基極驅(qū)動(dòng)的激勵(lì)偏差，如果偏差過大，就會(huì)出現(xiàn)不是一部分產(chǎn)品激勵(lì)不足，就是另一部分產(chǎn)品過飽和，都會(huì)造成三極管損壞。（說法之一）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIts、e及其他n同一線路上的兩個(gè)三極管的貯存時(shí)間ts相差太大，整機(jī)工作電流的上下半波將嚴(yán)重不對稱，負(fù)擔(dān)重的那個(gè)三極管將容易損壞，線路也將產(chǎn)生更多的諧波，產(chǎn)生更多的電磁干擾。（但不會(huì)有直流分量）（夸大了的）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI在低成本下做到高可靠-重要方法n世界各國磁環(huán)有效導(dǎo)磁率的出廠標(biāo)準(zhǔn)都是25（兩頭相差50），TDK（廈門）的技術(shù)人員說要做到有效導(dǎo)磁率5（兩頭相差10），生產(chǎn)合

20、格率就會(huì)下降；n可以將國產(chǎn)三極管Ts參數(shù)的離散性和磁環(huán)有效導(dǎo)磁率的離散性相互配合，用Ts大的配磁環(huán)導(dǎo)磁率小的，Ts小的配磁環(huán)導(dǎo)磁率大的，照樣可以使燈可靠工作。經(jīng)驗(yàn) 大量實(shí)例至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI中國式的低成本高可靠道路。n全面地考慮，在制定工藝控制方案時(shí)，還必須考慮燈管的離散性，管壓、管流的極限偏差；燈管壽命范圍內(nèi)起輝性能的偏差；三極管、燈管、磁性材料隨著溫度變化產(chǎn)生的性能偏差；電源電壓波動(dòng)所引起的偏差。（原則）n使有一定離散性的兩種或幾種元件相互配合各得其所-中國式的低成本高可靠道路。53至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI從工藝角度分析三極管損壞原因，通帶原理：n同樣的一批三極管，送給A

21、、B二個(gè)用戶使用，用于生產(chǎn)同樣規(guī)格的節(jié)能燈，使用同樣檔次的原材料。A單位說不能用、燒管；B單位卻說用得很好。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI從工藝角度分析三極管損壞原因，通帶原理：n就單個(gè)的三極管來說，它不會(huì)損壞，為什么在批量使用的情況下，有一定比例的損壞。0.2、0.5、1、2、20 （試制）.。（同樣的使用對象，不同的情況下不一樣）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI從工藝角度分析三極管損壞原因，通帶原理：n1、三極管本身是不是本來就是壞的；極少n2、三極管本身是不是不夠可靠；軟擊穿、雙線、漏電流大.也很少，而且一般不影響使用（合格產(chǎn)品），但參數(shù)的變化影響使用n3、三極管本身沒有問題，但還是損壞了

22、沒有滿足它應(yīng)有的條件你對不起它，它也就對不起你。目前存在的主要問題。國產(chǎn)三極管的離散性至誠至愛，共創(chuàng)未來56一個(gè)重要的理論支持n行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)階段，燈及鎮(zhèn)流器的損壞主要不是因?yàn)槟硞€(gè)元件本來就是有問題，而主要是因?yàn)樗鼈冎g的參數(shù)配合有問題至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI合理的、安全的通帶n合理的、安全的通帶；各種配合元器件在某一確定的電路中都有各自允許能可靠工作的參數(shù)誤差范圍即“通帶”，參數(shù)誤差范圍的中心值是最佳值中心線對準(zhǔn)n例如磁性材料的有效磁導(dǎo)率的大小以及它的變化速率和三極管Ts之間的配合，兩者都有10的離散性。通過合理的分檔、分組配合，解決離散性帶來的問題10-5至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI

23、其他n燈管啟輝時(shí)，工作電流很大，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離三極管正常工作狀態(tài) n燈管質(zhì)量差、燈管老化，電路參數(shù)偏離，造成燈較長時(shí)間不能啟輝，均會(huì)造成三極管損壞。在燈管、磁環(huán)、三極管、電解四要素中，燈管是第一位的。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI復(fù)旦大學(xué)電光源研究所 劉躍群教授n2003年浙江省照明電器協(xié)會(huì)的擇優(yōu)配套會(huì)議上劉教授就提出了鎮(zhèn)流器必須和燈管的正常工作范圍配合的問題：燈管電壓的偏差（國標(biāo)規(guī)定10）燈管功率的偏差必須考慮n燈管管壓、管流的標(biāo)準(zhǔn)誤差10，不少工廠在裝燈時(shí)未經(jīng)檢測驗(yàn)收就投入使用，燈管的偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)定的范圍至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI熒光燈電子鎮(zhèn)流基本工作原理 的初步細(xì)探n以上問題的討論還

24、是初步的，要進(jìn)一步深入，感到還有不少問題沒有搞清楚；n低成本高可靠的一個(gè)重要根據(jù)-電感上的反電勢怎樣消除的-原理？nts、e 的配合更深入的原理？等等n從局部看是有道理的；怎樣把各種要素全面統(tǒng)籌考慮？2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來61熒光燈電子鎮(zhèn)流基本工作原理 的初步細(xì)探n陳傳虞先生在看到中國照明電器2004年第11期發(fā)表的文章：熒光燈電子鎮(zhèn)流工作原理再細(xì)探（上）后從中山給我來了很多電話，一打就是幾十分鐘，后來我們又見了一面，統(tǒng)一了一些認(rèn)識(shí)n中國照明電器2005年第11、12期發(fā)表了（陳老師）的文章：電子鎮(zhèn)流器中半橋逆變電路之分析2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來62四、半橋逆變電

25、路原理分析探討n陳老師說“半橋逆變電路是 電子鎮(zhèn)流器和電子節(jié)能燈最 常用也是最基本的電路，正確地理解它的工作原理，將有助于我們合理地選擇元器件如三極管、磁環(huán)變壓器、扼流電感、啟動(dòng)電容等元件的參數(shù)，正確地設(shè)置三極管的驅(qū)動(dòng)電流，以降低它的功耗與熱量，提高整燈的可靠性”2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來63半橋逆變電路原理分析探討n文章說：“遺憾的是過去受觀察儀器（如示波器）和測試手段的局限，我們無法觀測到電路中關(guān)鍵點(diǎn)如三極管各個(gè)電極電流的正確波形，以至形成一些錯(cuò)誤的概念。因而無法作出符合實(shí)際情況的定量分析和判斷，”2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來64半橋逆變電路原理分析探討n“盡管這個(gè)電

26、路眾所周知，但人們對它的理解存在一些錯(cuò)誤觀念”n文章說：通過試驗(yàn)、討論“澄清了過去不少糊涂概念”2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來65過去不少糊涂概念n使導(dǎo)通三極管轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂故恰盎鶚O電位轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)電位”T1（磁環(huán)）飽和后，各個(gè)繞組中的感應(yīng)電勢為零”“VT1基極電位升高VT2基極電位下降”；n三極管怎樣關(guān)斷怎樣開通沒有說清楚，是一筆糊涂帳。2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來66半橋逆變電路原理分析探討n以前的不少糊涂概念其中一個(gè)原因是因?yàn)閷Υ怒h(huán)變壓器的工作情況沒有真正搞清楚n不理解可飽和脈沖變壓器和磁環(huán)磁導(dǎo)率的飽和概念2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來67實(shí)際波形糾正糊涂概念怎樣關(guān)斷n

27、綠色曲線扼流電感兩端電壓n蘭色：磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓V環(huán)；紅色：三極管IC2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來68流過同樣的電流，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓不一樣n扼流電感兩端電壓是由流經(jīng)電感的電流di/dt所決定，過零點(diǎn)在峰值點(diǎn)，即電流平頂點(diǎn)（di/dt0），綠色曲線1是電感兩端電壓VL的波形，過零點(diǎn)在三極管電流IC（圖中紅色曲線2）峰值點(diǎn)2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來69多學(xué)科交叉的問題n一方面確實(shí)是沒有高科技手段看不到有些波形；n另一方面:這個(gè)問題至少牽涉到對磁性材料、電光源領(lǐng)域高頻工作下的低壓氣體放電、半導(dǎo)體物理、電子電路等專業(yè)知識(shí)的深刻了解和它們之間的融會(huì)貫通。一個(gè)人的知識(shí)面、精力都是有限

28、的；所以，這需要有關(guān)方面聯(lián)手合作進(jìn)一步做深入細(xì)致的工作。2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來70原理分析：（磁環(huán)）磁導(dǎo)率的飽和點(diǎn) 磁 環(huán) 磁 化 曲 線（B-H）（H=NI/L）及磁導(dǎo)率-H變化曲線，=B/H：B-H曲線的斜率，隨著外場H的增加而增加，當(dāng)H增大到一定值時(shí)達(dá)到最大，其最大值為可飽和脈沖變壓器磁導(dǎo)率的峰值。此后，外場H增加減小。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟牡谝粋€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)n下半部分為三極管Vce、Ic、Ib，上半部分和下半部分有一根垂直的聯(lián)線，把基極電流Ib的峰值點(diǎn)和可飽和脈沖變壓器的磁導(dǎo)率的峰值點(diǎn)聯(lián)系到了一起，這是外部電路改變?nèi)龢O管工作狀態(tài)的重要信號(hào)點(diǎn)。至

29、誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓V環(huán)過峰值，三極管基極電流Ib同步過峰值n磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓V環(huán)=Ldi/dt，而磁環(huán)繞組電感量L=N2S/，磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓與可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率成正比 nV環(huán)下降Ib也下降 n當(dāng)磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓V環(huán)低于基區(qū)內(nèi)部的電壓時(shí)，少數(shù)的載流子就從基區(qū)流出，基極電流反向?yàn)樨?fù)值Ib2 至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI存儲(chǔ)時(shí)間(ts)過峰值后基極電流反向?yàn)樨?fù)值在這期間，基區(qū)電流(稱為IB2)是負(fù)，但是 VCE 維持在飽和壓降VCEsat（圖4蘭色曲線1），而IC電流正常流動(dòng)（圖4紅色曲線2），這時(shí)期對應(yīng)存儲(chǔ)時(shí)間(ts)。在這段時(shí)間Vbe始終是正的（不少書刊

30、上都說基極電壓變負(fù)）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI沒有說清楚的地方n三極管關(guān)斷過程中，Ib出現(xiàn)負(fù)電流以后，不再有通過磁環(huán)變壓器的“正反饋”，不是“由于這種再生反饋的結(jié)果，使集電極電流IC2很快由某一較大值跳變?yōu)榱恪倍怯捎贐C結(jié)反偏使集電極電流IC2很快由某一較大值跳變?yōu)榱阒琳\至愛，共創(chuàng)未來SISEMI沒有說清楚的地方n關(guān)斷過程中，IB出現(xiàn)負(fù)電流以后，基區(qū)存儲(chǔ)少數(shù)的載流子就從基區(qū)流出但是 VCE 維持在飽和壓降VCEsat（蘭色曲線1），而IC電流正常流動(dòng)（紅色曲線2）直到 BC結(jié)反偏使集電極電流IC2很快由某一較大值跳變?yōu)榱阒琳\至愛，共創(chuàng)未來SISEMI導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟倪^程有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：e、

31、tsn可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率的飽和點(diǎn)-磁環(huán)次級(jí)繞組電壓峰值-外部電壓低于三極管基極電壓-三極管進(jìn)入存儲(chǔ)n三極管從存儲(chǔ)結(jié)束退出飽和-三極管徹底關(guān)斷至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI要 點(diǎn)n三極管怎樣關(guān)斷：磁環(huán)磁導(dǎo)率與三極管tsn三極管怎樣開通：電感Ln諧振回路加上方波,產(chǎn)生電流（這個(gè)電流太復(fù)雜）至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIC3R2的作用（關(guān)斷過程之二）n在第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)與第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間Ic1Ic2的波形有一個(gè)缺口三極管Ic存儲(chǔ)結(jié)束，電流開始快速下降，后面還有很長一段電流很小的拖尾；在這個(gè)時(shí)候另一個(gè)三極管仍然是截止的，還沒有開始導(dǎo)通，這樣就會(huì)造成一個(gè)電流缺口 至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIC

32、3R2的作用，流過R2C3的電流和Vce電壓波形 nVce從零上升到310V，C3也得充電到310V nVT1從截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)，R2C3放電，其放電電流填補(bǔ)電流缺口 80至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI電壓夠用就行的理論依據(jù)n帶電感負(fù)載的開關(guān)三極管，在三極管關(guān)斷時(shí)因電感產(chǎn)生反電動(dòng)勢會(huì)受到一個(gè)高電壓。但是，在目前國內(nèi)大量采用的電子鎮(zhèn)流熒光燈半橋電壓反饋電路中，開關(guān)三極管電壓的選擇，是不考慮這個(gè)反電動(dòng)勢的；在實(shí)際生產(chǎn)中，用世界上最好的示波器去觀察，也看不到高于整流濾波后電源電壓的波形 81至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI電壓夠用就行的理論依據(jù)n對于燈用三極管設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家來說，三極管的電壓參數(shù)選取得是否

33、合理，關(guān)系到如何真正做到“低成本、高可靠”；如果不切實(shí)際地把三極管的電壓參數(shù)選高了，用戶最需要的電流特性就會(huì)受到影響。那么，電路中的這個(gè)反電動(dòng)勢，是通過什么渠道泄放掉的？在R2C3上的充放電電流終了后，三極管集電極電流Ic初始值是泄放的重要途徑。至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMIC3R2充放電終了-IC反向電流n電感L中的電流不能突變，而此時(shí)Vbe已為正，三極管產(chǎn)生一個(gè)反向電流，此時(shí)也正好是電感L兩端電壓的峰值點(diǎn)。電流不能馬上剎車至誠至愛，共創(chuàng)未來SISEMI另一個(gè)三極管的開通n一個(gè)三極管關(guān)斷，電感L中的電流不能突變，另一個(gè)三極管會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向電流；三極管BE、CE并聯(lián)反向二極管（共有四種情況）對

34、整個(gè)電路的工作狀況有很大影響，特別是會(huì)對燈管起輝產(chǎn)生影響，對三極管電流波形產(chǎn)生影響。至誠至愛，共創(chuàng)未來841、CE二極管的作用至誠至愛，共創(chuàng)未來85不加 CE二極管電流波形（毛刺）n上管不加CE二極管4007，下管三極管VCE、IC 至誠至愛，共創(chuàng)未來86CE二極管電流波形n電壓不同2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來87上管不加CE二極管4007，下管三極管VCE、IC（毛刺）C3充放電結(jié)束，下管三極管已經(jīng)關(guān)閉，上管BE、CE無二極管，開通時(shí)電感內(nèi)的電流繼續(xù)通過上管磁環(huán)次級(jí)繞組、RB、上管bc結(jié)（成為上管的負(fù)電流）；當(dāng)ce電壓比較高的時(shí)候，電感內(nèi)的能量大，“上管磁環(huán)次級(jí)繞組、RB、上管bc

35、結(jié)”這條通道不夠通暢，只能把下管三極管再次打通；2022-9-21 至誠至愛，共創(chuàng)未來88CE二極管電流波形1N4007n流過上管CE二極管4007的電流 至誠至愛，共創(chuàng)未來89CE二極管1N4007和FR107 電流波形 上管CE二極管用4007有反向恢復(fù)時(shí)間，這時(shí)上管是通過“上管磁環(huán)次級(jí)繞組、RB、上管bc結(jié)”的負(fù)電流，這個(gè)反向恢復(fù)電流是從上到下，相當(dāng)于三極管的正向電流。這時(shí)下管三極管已經(jīng)關(guān)閉，只能說是抵消了一部分通過“上管磁環(huán)次級(jí)繞組、RB、上管bc結(jié)”的負(fù)電流。n采用FR107沒有反向恢復(fù)時(shí)間至誠至愛，共創(chuàng)未來90采用128D 電流波形與13005對比n上管128D不外加CE二極管，下

36、管三極管VCE、IC 至誠至愛，共創(chuàng)未來91下管13005有無BE二極管，下管VCE、IC波形有一定區(qū)別 nIC的右毛刺依然存在（這主要依靠上管），但是IC的負(fù)電流波形有區(qū)別，大小不同，形狀不一樣（尖與不尖）（上圖無與下圖有BE二極管）至誠至愛，共創(chuàng)未來92上管13005同時(shí)加BE（4007）、CE二極管，CE二極管FR107內(nèi)仍然有電流n搶到了C3充放電結(jié)束時(shí)電感需要續(xù)流的時(shí)刻的毛刺電流 n兩條通道都有電流，BE二極管還是磁環(huán)次級(jí)繞組變?yōu)樨?fù)電壓后的反向電流通道，CE二極管沒有這個(gè)作用至誠至愛，共創(chuàng)未來93五、啟輝過程：無PTC VCEIC（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來94無PTC V燈1I燈（雙

37、線）至誠至愛，共創(chuàng)未來95無PTC V燈1I燈（雙線）nV燈1、I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來96無PTC V燈1I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來97無PTC V燈1I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來98無PTC V燈1I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來99無PTC V燈1I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來100 PTC V燈1I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來101 PTC V燈1I燈（雙線）至誠至愛，共創(chuàng)未來102穩(wěn)態(tài)工作研究成果在啟輝時(shí)的應(yīng)用nVCE、IC VCE、IB 至誠至愛，共創(chuàng)未來103相互支持、相互促進(jìn)、共同發(fā)展n用在實(shí)踐中驗(yàn)證過的理論研究成果指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝控制（將逐步成為可能）n葉文浩13823155720n 0755-25970829