這幾年來，電子鎮流螢光燈行業持續大發展，產品水平不斷提高，中國在世界上作為節能燈大國的地位已經確立;中國還要進一步成為節能燈強國，這就需要對產品技術和相應的技術基礎理論進行進一步的探索。在對燈用三極體損壞機理的深入研討中，筆者感到這以前對螢光燈電子鎮流工作原理的描述越來越滿足不了需要，甚至其中還有謬誤之處，有必要對其進行更深入仔細的研究**。為避免複雜的數學推導，本文用較多的實測波形圖加以說明。
電子鎮流器工作最基本的原理是把50hz 的工頻交流電，變成20-50khz 的較高頻率的交流電，半橋串聯諧振逆變電路中上下兩個三極體在諧振迴路電容、電感、燈管、磁環的配合下輪流導通和截止，把工頻交流電整流後的直流電變成較高頻率的交流電。但是，具體工作過程中，不少書刊上把諧振迴路電容充放電作為主要因素來描述，甚至認為「振盪電路的振盪頻率是由振盪電路充放電的時間常數決定的」。
我們感到諧振迴路電容充電和放電是變流過程中的乙個重要因素，但是，振盪電路的振盪頻率卻不能說就是由振盪電路的充放電時間常數決定的，電路工作狀態下可飽和脈衝變壓器(磁環)磁導率變化曲線的飽和點和三極體的儲存時間ts 是工作週期的重要決定因素。
三極體開關工作的具體過程中，不少書刊認為「基極電位轉變為負電位」使導通三極體轉變為截止，」t1(磁環)飽和後，各個繞組中的感應電勢為零」「vt1 基極電位公升高vt2 基極電位下降」;我們認為實際工作情況不是這樣的。
一、三極體開關工作的三個重要轉折點：
1、三極體怎樣由導通轉變為截止——第乙個轉折點：
不管是圖1 用觸發管db3 產生三極體的起始基極電流ib，還是基極迴路帶電容的半橋電路由基極偏置電阻產生三極體vt2 的起始基極電流ib，三極體的ib 產生集電極電流ic，通過磁環繞組感應，強烈的正反饋使ic 迅速增長，三極體導通,那麼三極體是怎樣由導通轉變為截止的?
圖1 原理圖
圖2 磁環磁化曲線與三極體vce、ic、ib
實踐證明，三極體導通後其集電極電流ic 增長，其導通轉變為截止的過程有兩個轉折點，首先是可飽和脈衝變壓器(磁環)磁導率μ的飽和點。
圖2 中上面為磁環磁化曲線(b-h)及磁導率μ-h 變化曲線，μ=b/h，所以μ就是b-h 曲線的斜率，開始時μ隨著外場h 的增加而增加，當h 增大到一定值時μ達到最大，其最大值為μ-h 曲線的峰值即可飽和脈衝變壓器磁導率的峰值。此後，外場h 增加μ減小。在電子鎮流螢光燈電路中，磁環工作在可飽和狀態，它在每次磁化過程中其μ值必須過其峰值。
在初期可飽和脈衝變壓器(磁環)磁導率隨著ic 的增長而增長(圖2);ic增長到一定值，可飽和脈衝變壓器的磁導率μ過圖2 中峰值點，磁環繞組感應電壓v 環=-ldi/dt，而磁環繞組電感量(此公式還說明了磁環尺寸在這方面的作用)，也就是說磁環繞組感應電壓與可飽和脈衝變壓器(磁環)磁導率μ成正比，磁環繞組感應電壓v 環過峰值(關於磁環繞組內電流的情況在本文後面說明，這裡先以實測波形圖說明)，三極體基極電流ib 同步過峰值(圖2、圖3)，圖2 下半部分為三極體vce、ic、ib 波形圖，圖2 上半部分和下半部分有一根垂直的聯線，把基極電流ib 的峰值點和可飽和脈衝變壓器的磁導率μ的峰值點聯絡到了一起，這是外部電路改變三極體工作狀態的重要訊號點，也就是三極體由導通轉變為截止的第乙個轉折點。隨著v 環的下降ib 也下降，但這時基區內部的電壓仍然是正的,當磁環繞組感應電壓v 環低於基區內部的電壓時(基區外電路所加電壓下降到低於基區內部的電壓但仍然是正的)，少數的載流子就從基區流出.基極電流反向為負值ib2(圖3 紅色曲線2);圖3 顯示了三極體基極電流ib 峰值(紅色曲線2)和磁環繞組感應電壓峰值(蘭色曲線1)是同步的，過峰值後基極電流反向為負值。
在這期間，基區電流(稱為ib2)是負，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(圖4 紅色曲線2)，這時期對應儲存時間(tsi)。在這段時間vbe 始終是正的，但是基區電流(稱為ib2)是負的。有的書上說導通管的關閉是因為其基極電位轉變為負電位，也有的書上說「t1(磁環)飽和後，各個繞組中的感應電勢為零」，這不符合實際情況，從波形圖上我們可以清楚地看到這段時間vbe 始終是正的。
導通管的基極電位轉變為負電位是在ic 儲存結束，流過磁環繞組的電流達到峰值-ldi/dt 等於零的時刻之後，而不是在ic 儲存剛開始的時刻。
圖3磁環繞組感應電壓v環及三極體基極電流ib
圖4三極體電壓vce及基極集電極電流ibic
不少書刊說導通管的關閉是因為其基極電位轉變為負電位，這裡多加幾幅插圖加以說明。從圖5可以看到在整個三極體集電極電流ic導通半週期內，其基極電壓vbe都是正的，一直到ic退出飽和開始下降;從圖6可以看到在整個三極體集電極電流ic導通半週期內，其磁環繞組感應電壓v環也都是正的，一直到ic退出飽和開始下降才開始下降變負。
圖5三極體集電極電流ic及基極電壓vbe
圖6三極體集電極電流ic及磁環繞組感應電壓v環
比較圖5和圖6可以看到在三極體集電極電流ic接近最大值，也就是三極體進入儲存工作階段時vbe>v環，這也可以用來解釋ib2是負值的原因。
基極電流反向為負值是因為三極體進入儲存工作階段時vbe>v環，但是，由於v環是正的，而不是負的，所以基極電流反向電流是「流」出來的，而不是「抽」出來的。
磁環次級繞組電壓是由流經電感的電流-di/dt 所決定，過零點在峰值點，即電流平頂點(圖7);經過電感流向燈管的電流il，在磁環繞組和扼流電感上產生感應電壓，其過零點為il 的峰值頂點(di/dt=0)(圖8)，這裡也可以看到v 環變負的真正時間。
圖7 磁環次級繞組電流及兩端電壓
圖8 電感電流及兩端電壓vl
2、三極體從儲存結束退出飽和，到三極體被徹底關斷(tf)：第二個轉折點及第三個轉折點
(1)、三極體進入儲存時間階段，ib 變為負值並一直維持(圖4 綠色曲線a);
三極體儲存結束退出飽和：當ib 負電流絕對值開始減小的時刻(圖4 綠色曲線a)，也就是ic 儲存結束開始減小(圖4 紅色曲線2)，vce 離開飽和壓降vcesat開始上公升的時刻(圖4 蘭色曲線1)，這也就是三極體由導通轉變為截止的第二個轉折點。整個過程也由兩部分組成，開始很快降低，後面還有很長一段電流很小的拖尾。
當沒有殘餘電荷在基區裡面時,ib2衰減到零，而ic也為零，這是下降時間，三極體被徹底關斷，bc結承擔電路電源電壓，一般應為310v左右(圖4綠色曲線a上毛刺對應的時刻蘭色曲線1vce值為314v))。也就是三極體由導通轉變為截止的第三個轉折點。
在第二個轉折點到第三個轉折點之間這段時間，vce離開飽和壓降vcesat，開始上公升到電路電源電壓。(圖4蘭色曲線1)
(2)、電感電流il 與上下兩個三極體集電極電流ic1、ic2 的關係，c3r2 的作用(關斷過程之二)：
在第二個轉折點與第三個轉折點之間ic1ic2 的波形有乙個缺口，il 波形沒有缺口
圖9 上管集電極電流ic1 與下管集電極電流ic2 之間的缺口
圖10 流過r2c3 的電流和vce 電壓波形
三極體ic 儲存結束，電流開始快速下降，後面還有很長一段電流很小的拖尾;在這個時候另乙個三極體仍然是截止的，還沒有開始導通，這樣就會造成乙個電流缺口(圖9)。但是電感l 上的電流是不可能中斷的，這個缺口由上管ce之間的r2c3 的充放電電流來填補(圖10)。
上管從ic 儲存結束，vce 開始上公升，整個過程也有二部分組成，開始很快降低，後面還有很長一段電流很小的拖尾，vce 從零上公升到310v，c3 也得充電到310v，其充電電流即為填補缺口的那部分電流(圖10)，電感l 中的電流得以平滑過渡。vce 從零上公升到310v，c3 也得以充電到310v 的那一時刻，其充電電流被關斷。vt1 從截止轉為導通時，r2c3 放電，其放電電流填補電流缺口。
對於這一點，有的書上是這樣說的：「c3r2 組成相位校正網路，使輸出端產生的基頻電壓同相」說的應該就是這個意思。
r2c3 的存在，實際上也避免了兩個三極體電流的重疊，即乙個三極體尚未關斷，另乙個三極體已經導通，所謂「共態導通」的問題，提供了乙個「死區時間」。
3、三極體是怎樣由截止轉變為導通的?有的書刊上說是三極體基極通過磁環次級繞組「得到正電位的激勵訊號電壓而迅速導通」，實際上三極體ic 儲存結束的這一時刻開始，磁環次級繞組的電壓即過零開始變為正電位，但是直到vt2被徹底關斷那一刻以前vt1 一直沒有開通(圖5、圖6)。圖5、圖6 中可以清楚地看到三極體產生集電極電流ic 的時刻落後於基極電壓vbe(磁環繞組感應電壓v 環)變正的時刻一段時間。
確切地說，三極體產生集電極電流ic(開始開通)的準確時刻應該是另乙個三極體被徹底關斷的時刻。從整個電子鎮流螢光燈電路來說，這也就是前面所說三極體由導通轉變為截止的第三個轉折點。從時間上來說三極體產生集電極電流ic(開始開通)的準確時刻也就是r2c3 上的充放電電流終了的時刻，而這個時刻正是另乙個三極體被徹底關斷的時刻。
從波形圖上看，三極體產生集電極電流ic(開始開通)的時刻，正是電感l兩端電壓的峰值點(圖11)。
另一管ic 的開通：電感l 中的電流不能突變，而此時vbe 已為正，三極體產生乙個反向電流，此時也正好是電感l 兩端電壓的峰值點(圖11)。
圖11 ic 的開通正好是電感l 兩端電壓的峰值點
圖12 be 併聯反向二極體三極體vce、ic 波形圖
為什麼在電子鎮流螢光燈電路中三極體的上公升時間tr 我們不予以關注?從上面對三極體集電極電流ic 的開通過程就可以得到答案。在這裡，三極體集電極電流ic 的上公升過程不符合三極體的上公升時間tr 的定義，因此tr 在這裡也就失去了它原來的意義。
由於三極體ic 儲存結束的這一時刻開始，磁環次級繞組的電壓即過零開始變為正電位，但是在r2c3 上的充放電電流終了的時刻那一刻以前，正常情況下vt1一直沒有開通;必須注意的是，當線路調整不好的時候，這裡ic 會產生乙個有害的毛刺。
二、三極體集電極電流ic 初始值的討論：
帶電感負載的開關三極體，在三極體關斷時因電感產生反電動勢會受到乙個高電壓。但是，在目前國內大量採用的電子鎮流螢光燈半橋電壓反饋電路中，開關三極體電壓的選擇，是不考慮這個反電動勢的;在實際生產中，用世界上最好的示波器去觀察，也看不到高於整流濾波後電源電壓的波形;對於燈用三極體設計生產廠家來說，三極體的電壓引數選取得是否合理，關係到如何真正做到「低成本、高可靠」;如果不切實際地把三極體的電壓引數選高了，使用者最需要的電流特性就會受到影響。那麼，電路中的這個反電動勢，是通過什麼渠道洩放掉的?
在r2c3 上的充放電電流終了後，實際上就是通過三極體集電極電流ic 初始值洩放的。(三極體ce 併聯反向二極體的話，這個初始值被二極體分流一部分)
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