第一章绪论
节能灯用二极管长期处于高温、高频次启动关断下工作,对二极管的寿命和可靠性提出了很高的要求。对于目前节能灯、电子镇流器普遍采用的上、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是加在导通管上泄放的。对于二极管的失效损坏,比较认同的说法是功率击穿,是因为二极管发热造成二极管功率耐量降低后的功率击穿是灯用二极管损坏的主要原因。降低二极管本身的发热损耗是提高二极管使用可靠性的重要措施。
在节能灯整流器电路设计时,一般关注的参数有耐压BVCEO, BVCBO,直流放大倍数hFE,二极管存储时间TS。因为BVCEO决定了工作二极管时可承受的的击穿电压(包括电感反峰电压等),b. BVCEO与饱和压降VCESAT、安全工作区SOA相关联,一般耐压BVCEO大,饱和压降VCESAT大,安全工作区SOA
也大。直流放大倍数hFE决定了驱动设计的大小,同时hFE,上升时间tr、下降时间也大。存储时间TS作为工作周期的一部分,存储时间的大小影响工作频率和功率输出。因此,设计人员往往比较关注二极管这二个方面,这二个方面直接决定了设计的节能灯能不能“亮”起来。
在开关工作状态下,在晶体二极管上消耗的发热损耗功率由以下二部分组成:
WOFF-VCE X I
WON-VCES X IC
Vt X It X Ot/t( f of Vt It dt/t)
目前市场上除了仙童、ST等几个进口品牌外,国内的节能灯功率管质量都不够稳定。从失效损坏的二极管分析中我们得出,主要影响的有二次击穿特性、热阻、开关参数和高温漏电流。硕博论文网sblunwen.com是国内专业的硕士论文网站,提供小学德育论文题目,小学德育教育论文,小学德育案例,教师评职称论文题目,教师论文发表服务。联系方式:QQ 1847080343,电话13795489978。二极管工作在截止状态时的功耗主要由反向漏电流Icex决定。常温下,Icex一般很小,因此,二极管的截止功率并不大,但当工作后温度升高后,Icex变大,则其消耗功率也变大,加速温度上升造成恶性循环,直至影响到正常的工作。另一方面,反向漏电流的增大使得PN结击穿特性变软,也使二极管变得易于烧毁。二极管的高温漏电流特性,一定程度上决定了节能灯能不能长期稳定的“亮起来”。因此,很多厂家在出厂前都先进性抽测试验期高温漏电流试验,即高温反偏试验。
高温反偏试验是指在设定的温度环境下(一般为1500C,对半导体器件施加80%--90%的反向工作电压,测试其漏电流特性,验证时间一般为168小时或1000小时。我们公司主要生产节能灯、射灯、开关电源用大功率、高反压开关型二极管和场效应管,其反压范围在400V---800V之间。经实验表明,在公司车间生产每批次验证22只,就可有效地验证该批次产品的高温漏电流品质。
目前,国外半导体器件高温反偏老化试验标准有美国军方的JESD22-A113 0国内尚无此类标准,很多厂家也是参照美国的JESD22-A 113标准进行可靠性老化试验。
早期制造试验台的厂家有口本艾斯佩克公司和美国的几家公司。早期的实验台主要采用外置试验电源,用标准加热烘箱给实验期间加温作为环境设备,用耐高温PCB作为实验基板方式搭建。实验电路采用在C极或E极串联采样电阻用于漏电流检测,在C极或E极串联保险丝作为过流断路保护的方式,反偏电压加在C-E间,由时间继电器进行实验时间控制。早期的试验台功能简单,不同的实验需要更换不同的采样电阻和保险丝,实验误差相对较大,无法实时自动记录数据。
3.6 可编程器件设计........ 25-27
3.7 PCB 设计........ 27-29
3.8 电路调试........ 29-31
第四章 程控高压电源........ 31-46
4.1 设计方案对比........ 31-37
4.1.1 开关电源方式........ 31-36
4.1.2 线性电源方式........ 36-37
4.2 升压、扩流设计........ 37-40
4.3 耗散功率控制........ 40-41
4.4 电路设计........ 41-43
4.5 电路调试........ 43-46
第五章 数/模、模/数转换........ 46-58
5.1 数/模转换器设计........ 46-52
5.1.1 D/A 转换器的分类........ 46
5.1.2 D/A 转换器的组成........ 46-47
5.1.3 D/A 转换器的技术........ 47-48
5.1.4 电路设计........ 48-51
5.1.5 电路调试........ 51-52
5.2 模/数转换设计 ........ 52-58
5.2.1 A/D 转换器的........ 52
5.2.2 A/D 转换器的主要技术........ 52-53
5.2.3 A/D 转换电路设计........ 53-56
5.2.4 A/D 转换电路调试........ 56-58
总结
此次设计从从选题到设计完成,历时1年,其中经过论文选题、设计方案可行性论证、设计电路、电路调试测试和论文书写几个阶段,其中,查阅了大量数据采集、自动控制和晶体管参数测试等方面的书籍。设计主要参照和借鉴了晶体管常规参数测试仪和公司现有高温反偏实验台的设计,并根据公司的要求进行大量优化设计,各功能电路板设计制作达到性能要求,完成了设备制作,正常投入使用,与公司现有的实验台相互补充,缓解了公司产品例行试验的压力。
设计过程中,有几点总结和体会:
1、二极管的几个主要参数BVcEO" IcEO" hFE" Ts等,都随温度的变化而变化,在产品应用时应充分考虑温升带来的各种性能指标的变化,需要在设计时增加裕量;
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