本帖最后由 cauhorse 于 2015-1-7 18:07 编辑
下面是我最近一次排查的故障，但还有机理不清的地方，请各位协助分析，多谢！:)
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描述：电磁阀控制电路为简单的三极管低侧开关电路，如下图所示。
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原样机采用的9013为TO92封装，通电时一切正常，电磁阀可正常动作，三极管无过热现象；在更换了SOT23封装后，电磁阀无法动作，工作电流始终处于0.16A左右，一段时间后， 三极管过热失效，电流剧增，最终烧毁；
原因：对比两种封装的器件规格书，发现主要电气性能参数均一致，不同之处是：SOT23封装的9013其功率耗散值为0.3W，低于TO92封装的0.625W；资料查询得知SOT23-3封装的热阻约为336℃/W，
但按实际最大许用结温150℃换算得到的热阻Rjc=(Tj-Tc)/P=（150℃ - 25℃）/0.3W = 416.7℃/W，因此取两者中较大的值进行计算：
已知条件：
实际工况下，电磁阀工作电压12V，线包电阻在46~52之间（个体差异），吸合后的实测工作电流约为0.22A，按通态管压降0.6V计，功耗为0.132W；
由此计算得到：
理想散热条件下的结温为：
TjA = Tc+P*Rjc = 25℃ + 0.132W * 416.7℃/W = 80℃也即按25℃室温计（实际室内温度24℃上下），其最终估算结温为80℃，但远未达到150℃结温上限，因而即使如此考虑功率温升降额，三极管也不应出现烧毁现象；
留意到9013三极管有”两个hFE参数“：
参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
直流增益 hFE(1) Vce=1V Ic= 50mA 120 - 350
直流增益 hFE(2) Vce=1V Ic= 500mA 40 - -
表中数据表示，在大电流下，管子的直流增益下降。如果仍按照万用表测得的hFE参数来计算基极电阻，则可能导致三极管无法完全饱和，使管压降显著增加，功耗及温升上升，最终造成元件损坏。
数据表中，另有曲线描述Ic与直流增益之间的关系：
![]() ![]() file:///C:/Users/Administrator/AppData/Local/YNote/data/horse3333@126.com/868014af1a7249ed83aceb1b3c89562c/clipboard.png
可见在200~300mA区间，其直流增益应在100左右，按此计算基极电阻阻值，0.22A负载电流，5V电压控制，按Vbe饱和压降1.2V计，基极电阻不应大于1728欧姆。
但实际使用1k欧电阻时，发现三极管仍无法可靠导通，一直将此电阻降至470欧姆时，电磁阀方能吸合。但此时三极管壳温仍高于60℃（估计值，因为此时的温度人手无法持续接触，小封装点温计无法准确测量）。
对策：目前换用IRLM2502作为代用元件，此元件为SOT23封装N-MOS，引脚顺序为1-Gate，2-Source，3-Drain，与SOT23封装的9013可“对应“，原基极电阻作为栅极电阻使用；由于对开关速度无苛刻要求，阻值未做调整。
启示：封装变更也属于技术状态变化，应在变更前，对元器件更换所可能带来的影响做充分分析，以确认替换后的元件是否仍能满足功能、性能及可靠性等方面的要求。一般而言，小封装器件替换大封装器件，对于其功率耗散能力的变化需要仔细评估，尤其应避免在原设计参数处于临界状态时，更换小封装器件后，电路无法满足设计要求的情形。
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这个分析可能不太严谨，我并不擅长这个。
现在问题是：9013管子，TO92工作得没问题，SOT23怎么调整都无法达到原样机的效果，要么无法工作（没有饱和），要么能工作但是温升太大；
如何通过计算手段预先发现这个问题？或者说，这些个单板上的小元器件，怎么做热设计才合适？
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以下更新内容为今天测试的结果：
1.将5V电源与三路驱动电路焊装在一个空板上，自左向右分别是“8050通道”、“9013通道”以及“ce极互换的9013通道”。
三个通道使用各自的基极引出线，通过接至5V电源端手动开通。
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图中上方就是测试用的泄气阀，小家电中相对常见。
可以看到，电源接通后，最右侧的“ce极互换的9013通道”指示LED已经亮起来了，将基极强制接地，LED变暗，但未彻底判断。
断电更换新管后，现象依旧，可知原封装引脚顺序应无问题。
2.测试“ce极互换的9013通道”的开关状态。
首先用万用表确认基极位置，再将板上的9013底朝天焊接，以使原c、e极互换。
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断电连接电磁阀引线，上电后，将基极引出线接至5V电源焊盘，电源表头显示电流为0.08A，电磁阀无动作。
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3.测试“9013通道”的开关状态。
断电连接电磁阀引线，上电后，将基极引出线接至5V电源焊盘，电源表头显示电流为0.22A，电磁阀动作正常。
通电后，三极管壳温显著上升。
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4.测试“8050通道”的开关状态。
断电连接电磁阀引线，上电后，将基极引出线接至5V电源焊盘，电源表头显示电流为0.21A，电磁阀动作正常。
通电后，三极管壳温显著上升，与“9013通道”的现象类似。
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目前可排除的故障模式只有：器件引脚搞错。
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再传两个参考资料上来，我的计算方法是参考里边的内容。
资料如下：
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楼主
标题置顶
标题高亮
严重怀疑是你引脚搞错了了！
