三、100W電子管擴(kuò)音機(jī)改由晶體管整流供電

　　該機(jī)的電源整流電路如下圖a所示。

　　電路由燈絲變壓器B2、次高壓變壓器B1和大高壓變壓器B3供電。

　　開(kāi)機(jī)時(shí)，先合上低壓開(kāi)關(guān)Kl，接通燈絲變壓器B2，使整機(jī)所有電子管燈絲通電開(kāi)始對(duì)陰極進(jìn)行加熱。由于+810V大高壓由兩只汞汽整流管VI、V2(866X2)整流供電，故燈絲必須加熱5分鐘.才能加高壓。

　　加熱5分鐘后，合上高壓開(kāi)關(guān)K2.由雙二極電子管Vl(5U4G)將B2次級(jí)的470V+470V交流電壓整流，經(jīng)ZL1、C3、C4、c5、C6濾波后輸出+436V電壓(次高壓)，供給推動(dòng)級(jí)(6L6GX2)前置級(jí)工作電壓。　　高壓變壓器B3次級(jí)920V+920V交流高壓經(jīng)汞汽管V2、V3(866X2)整流.ZL2、、C8濾波后輸出+810V大高壓，向末級(jí)功放管(一對(duì)FU-7接成乙類推挽電路)供電。

　　由于整流管損壞，遂將電路改晶體二極管整流供電，改裝步驟如下：

　　(1)首先對(duì)晶體二極管D1~D14進(jìn)行耐壓檢測(cè)，耐壓大干1000V者留用，低于1000V者淘汰。

　　將14只二極管按下圖B所示分四組進(jìn)行串聯(lián)焊接，在每組串接好的二極管套上一根φ6mm熱縮管，兩端各露出7mm的線頭供焊接用。然后用電吹風(fēng)向熱縮管加熱，用這樣的方法將14只二極管改裝成四個(gè)二極管柱，并將每個(gè)二極管柱接人相應(yīng)的位置(如下圖b所示)。

　　對(duì)開(kāi)關(guān)三極管BG1和BC2耐壓進(jìn)行檢測(cè).BGl(2SC4706)耐壓大于900V合格.BG2(2SC143)耐壓大于1400V合格。

　　拔掉原機(jī)整流電子管V1、V2、V3，將原VI管的8腳管座從鐵底板上拆除，在該管座位置上安裝上一只小7腳管座，用于插新安裝的啟動(dòng)電子管V4(6X2)，如下圖b所示。

　　(2)拆除變壓器B3燈絲繞組與V3、V4的連線.拆除B3燈絲繞組中心抽頭與濾波扼流圈ZL2的連線。

　　(3)將B3繞組V與繞組按下圖b所示進(jìn)行串接，得到5V+2.5V=7,5V交流，再串接一只2W/4Ω的電阻RX，在RX上降去1.2V電壓后，在V4燈絲(3)、(4)腳兩端得到6.3V的交流電壓。

　　(4)將ZL1輸出端與C5連接點(diǎn)之間打“X”處斷開(kāi)(如下圖A所示).串接人BG1，并且使BGI的C、B極分別與V4管座(2)、(5)腳相連接。

　　(5)將212輸出端打“X”處斷開(kāi)，串接入BG2.使BG2的C、B極分別與V4的(7)、(1)腳相連接。

　　(6)將K2短接，僅保留Kl。插上電子管V4(6X2).由于電子管燈絲與陰極間耐壓有350V.若燈絲接地，則+810V的高壓必將燈絲與陰極間擊穿損壞，通過(guò)把V4燈絲懸浮(不接地)，即可保證V4燈絲和陰極不被擊穿，從而確保整個(gè)電路的安全。

　　改裝完畢，經(jīng)檢查無(wú)誤后，可通電試機(jī)，勿須作任何調(diào)試。

四、帶阻行管及帶阻晶體管檢測(cè)方法

　　1.帶阻晶體管的檢測(cè)

　　因帶阻晶體管內(nèi)部含有1 只或2 只電阻器，故檢測(cè)的方法與普通晶體管略有不同。檢測(cè)之前應(yīng)先了解電阻器的阻值。

　　測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表置于R×1 kΩ 檔，測(cè)量帶阻晶體管集電極c 與發(fā)射極e 之間的電阻值(測(cè)NPN管時(shí)，應(yīng)將黑表筆接c 極，紅表筆接e 極;測(cè)PNP 管時(shí)，應(yīng)將紅表筆接c 極，黑表筆接e 極，正常時(shí)，阻值應(yīng)為無(wú)窮大，且在測(cè)量的同時(shí)，若將帶阻晶體管的基極b 與集電極c 之間短路后，則應(yīng)有小于50 kΩ的電阻值。否則，可確定為晶體管不良。

　　也可以用測(cè)量帶阻晶體管b、e 極，c、b 極及c、e 極之間正、反向電阻值的方法(應(yīng)考慮到內(nèi)含電阻器對(duì)各極間正、反向電阻值的影響)來(lái)估測(cè)晶體管是否損壞。

??????? 2.帶阻尼行輸出管的檢測(cè)

　　用萬(wàn)用表R×1 Ω 檔，測(cè)量發(fā)射結(jié)(基極b 與發(fā)射極e 之間)的正、反向電阻值。正常的行輸出管，其發(fā)射結(jié)的正、反向電阻值均較小，只有20～50 Ω。

　　用萬(wàn)用表R×1 kΩ 檔，測(cè)量行輸出管集電結(jié)(基極b 與集電極c 之間)的正、反向電阻值。正常時(shí)，正向電阻值(黑表筆接基極b，紅表筆接集電極c)為3～10 kΩ，反向電阻值為無(wú)窮大。若測(cè)得正、反向電阻值均為0 或均為無(wú)窮大，則說(shuō)明該管的集電結(jié)已擊穿損壞或開(kāi)路損壞。

　　用萬(wàn)用表R×1 kΩ 檔，測(cè)量行輸出管c、e 極內(nèi)部阻尼二極管的正、反向電阻值，正常時(shí)正向電阻值較小(6～7 kΩ)，反向電阻值為無(wú)窮大。若測(cè)得c、e 極之間的正、反向電阻值均很小，則是行輸出管c、e 極之間短路或阻尼二極管擊穿損壞;若測(cè)得c、e 極之間的正、反向電阻值均為無(wú)窮大，則是阻尼二極管開(kāi)路損壞。

　　帶阻尼行輸出管的反向擊穿電壓可以用晶體管直流參數(shù)測(cè)試表測(cè)量，其方法與普通晶體管相同。

　　帶阻尼行輸出管的放大能力(交流電流放大系數(shù)β 值)不能用萬(wàn)用表的hFE 檔直接測(cè)量，因?yàn)槠鋬?nèi)部有阻尼二極管和保護(hù)電阻器。測(cè)量時(shí)可在行輸出管的集電極c 與基極b 之間并接1 只30 kΩ的電位器，然后再將行輸出管各電極hFE 插孔連接。適當(dāng)調(diào)節(jié)電位器的電阻值，并從萬(wàn)用表上讀出β值。

　　五、電子輻照對(duì)功率雙極晶體管損耗分析

　　功率雙極晶體管由于其低廉的成本， 在開(kāi)關(guān)電源中作為功率開(kāi)關(guān)管得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用電子輻照技術(shù)可以減小少子壽命， 降低功率雙極晶體管的儲(chǔ)存時(shí)間、下降時(shí)間， 提高開(kāi)關(guān)速度， 且一致性、重復(fù)性好， 成品率高， 這是高反壓功率開(kāi)關(guān)晶體管傳統(tǒng)制造工藝無(wú)法比擬的。為了降低功率雙極晶體管的損耗， 本文采用了10 MeV 電子輻照來(lái)減小其關(guān)斷延遲時(shí)間， 提高開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率。

　　通過(guò)在功率雙極晶體管中加入鉗位電路使得晶體管不能達(dá)到深飽和也能降低關(guān)斷延時(shí)和關(guān)斷損耗，本文也對(duì)電子輻照雙極晶體管和鉗位型雙極晶體管進(jìn)行了比較。

　　本文實(shí)驗(yàn)中采用的開(kāi)關(guān)電源為BCD 半導(dǎo)體公司研發(fā)的3765序列充電器， 采用的功率雙極晶體管是BCD半導(dǎo)體公司提供的APT13003E, 它被廣泛應(yīng)用于電子鎮(zhèn)流器、電池充電器及電源適配器等功率開(kāi)關(guān)電路中。

　　1 開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)晶體管的損耗

　　圖1所示為一個(gè)典型的反激式開(kāi)關(guān)電源示意圖。在示意圖中， 開(kāi)關(guān)晶體管Q1 的集電極連接變壓器T1.當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)為高電平時(shí)， Q1 導(dǎo)通， 能量存儲(chǔ)到變壓器T1 中。當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)為低電平時(shí)， Q1關(guān)斷， 能量通過(guò)變壓器T1 釋放到后端。圖2所示為開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)關(guān)過(guò)程中集電極電壓和電流的波形示意圖。

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　　關(guān)晶體管在工作過(guò)程中的損耗分為開(kāi)關(guān)損耗和穩(wěn)態(tài)損耗， 其中開(kāi)關(guān)損耗包括導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗， 穩(wěn)態(tài)損耗包括通態(tài)損耗和截止損耗， 其中截止損耗占總的損耗的比率很小， 可以忽略不計(jì)。我們把Vce由90% Vindc降到110% Vcesat所用的時(shí)間定義為導(dǎo)通延時(shí)， 即圖2中的t1 - t0, 把IC 由90% Icmax下降到0所用的時(shí)間定義為關(guān)斷延時(shí)， 即t3 - t2。

　　在開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通時(shí)， 集電極電壓在控制器驅(qū)動(dòng)電壓為高時(shí)， 基極電流變大， 集電極電壓由Vindc下降為0, 此時(shí)由于變壓器與原邊并聯(lián)的寄生電容兩端的電壓差也從0變?yōu)閂indc, 寄生電容充電， 因此在開(kāi)關(guān)晶體管集電極產(chǎn)生一個(gè)尖峰電流， 另一方面， 如果副邊整流二極管的反向恢復(fù)電流沒(méi)有降到0, 也會(huì)進(jìn)一步加大這個(gè)尖峰電流。開(kāi)關(guān)晶體管出現(xiàn)集電極電壓和電流交替現(xiàn)象， 產(chǎn)生導(dǎo)通損耗， 直到集電極電壓降到Vcesat.導(dǎo)通損耗可以表示為：

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　　在晶體管導(dǎo)通后， 集電極電流從0逐漸變大， 而Vcesat不為0, 因此產(chǎn)生通態(tài)損耗。通態(tài)損耗可以表示為：

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　　在開(kāi)關(guān)晶體管關(guān)斷時(shí)， 集電極電流不能馬上降為0, 而集電極電壓已經(jīng)從Vcesat開(kāi)始上升， 在開(kāi)關(guān)晶體管上產(chǎn)生電壓電流交替現(xiàn)象， 從而產(chǎn)生關(guān)斷損耗。

　　由于變壓器是電感元件， 當(dāng)開(kāi)關(guān)突然關(guān)斷時(shí)， 變壓器電感元件電流不能突變， 會(huì)產(chǎn)生較大的反激電壓， 阻礙電流變化， 通過(guò)電路加在開(kāi)關(guān)管上， 產(chǎn)生比較大的損耗。關(guān)斷損耗可以表示為：

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　　開(kāi)關(guān)管總的損耗可以表示為：

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　　一般情況下， 關(guān)斷損耗在開(kāi)關(guān)損耗中占的比率最大， 而關(guān)斷損耗跟開(kāi)關(guān)晶體管的關(guān)斷延遲時(shí)間有關(guān)， 減小關(guān)斷延遲時(shí)間( t3 - t2 )， 加快集電極電流下降速度， 可以降低開(kāi)關(guān)晶體管的總損耗。