开机即爆三极管什么原因

日期：2019-12-26

 
瞬态冷爆——三极管的放大倍数Hfe是一个资源：笔者近年来已多次处理用户求助，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。笔者都用建议用户采用放大倍数大一档的三极管的办法解决了，这主要是靠从对行业发展技术动态的分析得出。近几年来，业内人士已对因过驱动发热引起三极管烧管达成共识，由于一方面要提高可靠性，另一方面还要降低成本，随着线路调整技术的进步，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。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。上述120个线路中损坏的一个就是磁环参数偏小造成的。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，就可以避免出现以上情况。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;另一方面是本文提到的因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。笔者认为，三极管Hfe的选用还会继续往大的方向发展。一是随着市场对灯的质量要求的进一步提高，用户对千分之几的损坏率也开始计较;二是高档灯的价格比较好，有可能用增加基础驱动又增加三极管功率余量的方法，进一步提高其可靠性，笔者认为增加驱动与其在磁环上多增加圈数，不如利用三极管Hfe这个资源更好;三是灯用三极管产品技术的进步，为充分利用三极管Hfe这个资源提供了可能。三极管放大倍数用大后，由于大放大倍数的三极管的下降时间Tf一般比较大，因此三极管容易发热。这里有两点认识，一是在现在对三极管的驱动越来越临界的情况下，让三极管适当发热并不是坏事，三极管适当发热是不会烧掉的。二是采用带抗过驱动电路的三极管，例如深圳深爱半导体有限公司生产的BUL128D三极管(图1)。图1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，当基极驱动电压高于VBE(PNP)+Vces(NPN)时，PNP管导通，将基极驱动电流分流，使NPN晶体管不会出现深饱和。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。对解决低温时要求驱动很强，以利灯的顺利起辉，高温时因过驱动烧管也很有效。在使用中，三极管两端不应再外接续流保护二极管。在大芯片产品中，如能巧妙设计版图 ，芯片面积可以不增加。其实，当初日立的C2611三极管用来做节能灯，Hfe=80大家也照用不误，其中的道理以后有机会再专题论述。