專利名稱：一種可方便地裝配大功率推挽電路的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由IGBT(絕緣柵雙極晶體管，下同)模塊所構(gòu)成的功率電路的接線方式，尤其涉及使用橋式接法的IGBT模塊組成推挽式功率電路的方法及其裝置。
目前，市售50A以上的IGBT模塊往往是專門為橋式電路而設(shè)計的，它由兩個IGBT器件分別與各自的快恢復(fù)二極管并聯(lián)之后再正向串聯(lián)而封裝在一起，這種設(shè)計確實為橋式功率電路的使用提供了方便。但是，這樣的IGBT模塊難以方便地組成推挽式功率電路，從而限制了在大功率、高電壓的領(lǐng)域推挽式功率電路優(yōu)勢的發(fā)揮。另外，在實際使用中存在著不少被損壞的IGBT模塊，而其中有些只損壞了一個IGBT器件，另一個卻是好的。由于兩個IGBT器件封裝在一起、不可分開，因此，要在原設(shè)備上利用那個完好的IGBT器件具有極大的困難，不得不同時舍棄。
本發(fā)明的目的是克服兩個封裝在一起的、按橋式接法設(shè)計的IGBT模塊在構(gòu)成推挽式功率電路時的不便，提出一種可方便地利用兩個不在同一個模塊中的IGBT器件裝配成一個推挽式功率電路的裝置。
本發(fā)明的又一目的是充分利用IGBT模塊中兩個IGBT器件，使兩個封裝在一個模塊中的IGBT器件不因為彼此某一個器件的損壞而同時報廢，從而提高IGBT模塊的利用率。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
這種可方便地裝配大功率推挽電路的方法，克服一般使用橋式接法的IGBT模塊不便于構(gòu)成推挽式功率電路的缺點，針對所選擇的IGBT器件在橋臂中的不同位置，使用螺釘、導(dǎo)電墊圈和絕緣墊圈改變IGBT模塊與各層印刷電路間的導(dǎo)電途徑，把任意兩個不在同一模塊上的IGBT器件連接到推挽功率電路中去，將傳統(tǒng)的以空氣為主的絕緣方式改變?yōu)槔勉~箔之間的印刷電路基板的固體絕緣方式。
這種可方便地裝配大功率推挽電路的裝置，包括兩塊重疊的雙面印刷電路板、絕緣墊圈、導(dǎo)電墊圈，將兩個IGBT模塊通過螺釘、絕緣墊圈和導(dǎo)電墊圈與兩塊印刷電路板連接在一起，直流電源和輸出變壓器等分別接在印刷電路板的相應(yīng)位置，從而使這兩個IGBT器件成為推挽式功率電路的一部分，其特征是針對所選擇的IGBT器件在橋臂中所處位置的不同，使用絕緣墊圈和導(dǎo)電墊圈將任意兩個不在同一個模塊上的IGBT器件的集電極C、發(fā)射極E分別接至印刷電路板的相應(yīng)銅箔上，與直流電源和輸出變壓器一道構(gòu)成完整的推挽式功率電路。當(dāng)使用任意兩個不在同一IGBT模塊中的IGBT器件來裝配推挽式功率電路時，使用導(dǎo)電墊圈將兩個IGBT器件的集電極C分別經(jīng)不同的銅箔接至輸出變壓器原邊繞組的兩個端點，而將發(fā)射極E經(jīng)同一銅箔接至直流電源的負(fù)極，將直流電源的正極接至輸出變壓器原邊繞組的中心抽頭，這樣即構(gòu)成了一個完整的推挽式功率電路。
本發(fā)明裝置可以采用雙層印刷電路板加工而成，也可以利用薄銅板和絕緣薄板壓制而成。
本發(fā)明方法構(gòu)思新穎、設(shè)計合理。發(fā)明裝置利用兩塊鉚合在一起的印刷電路板之間的分布電容效應(yīng)，減少了雜散電感，降低了電磁干擾。且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低，方便吸收電路的安裝等優(yōu)點，還可充分利用已損壞了一個IGBT器件的模塊中的另一個IGBT器件來方便地組成推挽功率電路?？山档蜕a(chǎn)成本。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在機(jī)床、軋鋼、造紙、紡織、電鍍和學(xué)校等行業(yè)。尤其在中頻加熱熔煉、特殊電源和教學(xué)實驗等技術(shù)領(lǐng)域，就有廣泛的使用價值。
本發(fā)明有以下附圖

圖1是本發(fā)明裝置的示意圖圖2是橋式接法的IGBT模塊的外形及內(nèi)部接線示意圖圖3是印刷電路板的裝配圖圖4是推挽式功率電路的裝配示意圖圖5是本發(fā)明裝置與外電路的連接示意圖下面結(jié)合實施例并對照附圖對本發(fā)明的方法及裝置做出說明。
實施例裝置包括兩塊印刷電路板、導(dǎo)電墊圈(內(nèi)徑為6mm，外徑為23mm)、絕緣墊圈(內(nèi)徑為6mm，外徑為23mm)和螺釘(直徑為6mm)，這兩塊印刷電路板均由雙面覆銅板制成，如圖1，A圖、A′圖、B圖、B′圖分別為這兩塊印刷電路板的正反兩面線路示意圖，其中，L1＝190mm，L2＝L3＝L4＝38mm，L5＝35mm，L6＝25mm，L7＝L8＝23.5mm，L9＝128mm，L10＝60mm，L1 1＝35mm，W1＝20mm，W2＝6mm，I，II，III，IV，V，VI，VII，VIII，IX，X為螺釘與IGBT模塊的連接時所經(jīng)過的鉆孔。兩塊印刷電路板的A′面、B′面相對，由鏍釘、絕緣墊圈和導(dǎo)電墊圈經(jīng)C、D、E、F、G、H點鉚合在一起，構(gòu)成一個兩塊四層印刷電路板。其裝配圖如圖2所示。這樣，銅箔M面、N面相對連接起來，而L面銅箔將D、E、H三點聯(lián)通，且經(jīng)導(dǎo)電墊圈引出，O面銅箔在F點經(jīng)導(dǎo)電墊圈引出，P面銅箔在C點經(jīng)導(dǎo)電墊圈引出，N面銅箔在G點經(jīng)導(dǎo)電墊圈引出，所以，印刷電路板各銅箔均被引至與導(dǎo)電墊圈相連的螺釘上。
假設(shè)，要組成推挽電路的兩個IGBT器件，一個位于模塊(SKM 75GB 123D)中的1、2兩點間，一個位于另一個模塊(SKM 75GB 123D)中的1、3兩點間，IGBT模塊的內(nèi)部接線示意圖如圖3所示，則使用這兩個IGBT器件組成推挽式功率電路的裝配方法如圖4所示。其中，假設(shè)J模塊使用的是1、3兩點之間的IGBT器件，K模塊中使用的是1、2兩點之間的IGBT器件。按圖示方法使用絕緣墊圈和導(dǎo)電墊圈后，J模塊的1、3兩點之間的IGBT器件的集電極C，即3點，被導(dǎo)電墊圈引至銅箔P上，并最終經(jīng)由銅箔引至C點的螺釘上，而發(fā)射極E，即1點，則被引至銅箔N上，并最終被接至G點的螺釘上，IGBT模塊的2點則用絕緣墊圈進(jìn)行絕緣，從而使1、2兩點間的IGBT器件被擱置起來。因此，印刷電路板上的C點和G點的螺釘分別代表J模塊中1、3之間的IGBT器件的集電極C和發(fā)射極E；K模塊的1、2兩點之間的IGBT器件的集電極C，即1點，被導(dǎo)電墊圈引至銅箔O上，并最終由銅箔引至F點的螺釘上，而發(fā)射極E，即2點，則被引至銅箔N上，并最終被接至G點的螺釘上，而IGBT模塊的3點則用絕緣墊圈進(jìn)行絕緣，使K模塊中的1、3兩點間的IGBT器件被擱置起來。因此，印刷電路板上的F點和G點上的螺釘分別代表K模塊中1、2兩點之間的IGBT器件的集電極C和發(fā)射極E。由此可見，所用的兩個IGBT器件的集電極C被分別接至印刷電路板的C點和F點的螺釘上，而兩個IGBT器件的發(fā)射極E均接至G點的螺釘上。若J模塊使用的是1、2兩點之間的IGBT器件，K模塊使用的是1、3兩點間的IGBT器件時，則只需將兩個模塊的位置互換，或?qū)D4中J、K模塊上各相應(yīng)位置的墊圈互換即可。
如果用來組成推挽式電路的IGBT器件同時位于兩個IGBT模塊的1、2兩點間時，則需將圖4中J模塊上各點所使用的墊圈改變?yōu)镵模塊上各相應(yīng)點所使用的墊圈相同；如果用來組成推挽式電路的IGBT器件同時位于兩個IGBT模塊的1、3兩點間時，則需將圖4中K模塊上各點所使用的墊圈改變?yōu)镴模塊上各相應(yīng)點所使用的墊圈相同。在這種情況下，印刷電路板的F點和C點的螺釘仍分別與所用的兩個IGBT器件的集電極C相連，而兩個IGBT器件的發(fā)射極E則均接至印刷電路板的G點的螺釘上，所以，整個裝置與兩個IGBT模塊一起構(gòu)成一個類似橋式接法IGBT模塊的推挽式接法的IGBT模塊，這樣，只需在本裝置的相應(yīng)位置接上外電路即可構(gòu)成一個實用的推挽式功率電路，從而使得接線變得十分簡單。
本裝置與吸收回路及外電路的接法如圖5所示，銅箔R和S是為方便吸收回路的連接而設(shè)置的兩塊提供焊點的銅箔，兩個二極管分別聯(lián)接在兩個IGBT器件的集電極C，即C點和F點的螺釘，與銅箔R或S之間，電容和電阻并聯(lián)后聯(lián)接在銅箔R或S與兩個IGBT器件的發(fā)射極E，即印刷電路板的G點螺釘之間，這樣安裝比較方便，輸出變壓器的中心抽頭接在印刷電路板的D點螺釘上，而D點與H點經(jīng)銅箔L相連，因此H點的螺釘也代表輸出變壓器的中心抽頭，直流電源接在輸出變壓器原邊繞組的中心抽頭與IGBT器件的發(fā)射極E之間，也即印刷電路板的H點與G點螺釘之間，輸出變壓器原邊繞組的兩個端線分別接在兩個IGBT器件的集電極C，即印刷電路板的C點和F點螺釘上。由此，一個完整的推挽式功率電路就組成了。
權(quán)利要求
1，一種可方便地裝配大功率推挽電路的方法，克服用橋式接法的IGBT(絕緣柵雙極晶體管，下同)模塊不便于構(gòu)成推挽式功率電路的缺點，針對所選擇的IGBT器件在橋臂中的不同位置，使用螺釘、導(dǎo)電墊圈和絕緣墊圈改變IGBT模塊與各層印刷電路間的導(dǎo)電途徑，把任意兩個不在同一模塊上的IGBT器件連接成推挽式功率電路，將傳統(tǒng)的以空氣為主的絕緣方式改變?yōu)槔勉~箔之間的印刷電路基板的固體絕緣方式。
2，一種可方便地裝配大功率推挽電路的裝置，包括兩塊重疊的雙面印刷電路板、絕緣墊圈、導(dǎo)電墊圈，將兩個IGBT模塊通過螺釘、絕緣墊圈和導(dǎo)電墊圈與兩塊印刷電路板連接在一起，直流電源和輸出變壓器等分別接在印刷電路板的相應(yīng)位置，從而使這兩個IGBT器件組成推挽式功率電路，其特征是針對所選擇的IGBT器件在橋臂中所處位置的不同，使用螺釘、絕緣墊圈和導(dǎo)電墊圈將任意兩個不在同一個模塊上的IGBT器件的集電極C、發(fā)射極E分別接至印刷電路板的相應(yīng)銅箔上，與直流電源和輸出變壓器一道構(gòu)成推挽式功率電路。
全文摘要
一種可方便地裝配大功率推挽電路的方法及其裝置。以兩塊印刷電路板、絕緣墊圈、導(dǎo)電墊圈為主要部件，克服用于橋式接法的IGBT(絕緣柵雙極晶體管，下同)模塊不便于構(gòu)成推挽式功率電路的缺點，針對所選擇的IGBT器件在橋臂中位置的不同，使用導(dǎo)電墊圈將任意兩個不在同一模塊上的IGBT器件的集電極C、發(fā)射極E分別接至印刷電路板的相應(yīng)銅箔上，與直流電源和輸出變壓器一道構(gòu)成推挽式功率電路。本發(fā)明方法構(gòu)思新穎、設(shè)計合理，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、抗干擾性強(qiáng)、線路連接方便等優(yōu)點。且可充分利用損壞了一個IGBT器件的模塊中的另一個IGBT器件來方便地裝配成推挽功率電路?？山档蜕a(chǎn)成本。
文檔編號H03F1/00GK1472883SQ02128349
公開日2004年2月4日 申請日期2002年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月1日
發(fā)明者伍家駒, 任吉林, 熊宇 申請人:伍家駒, 任吉林, 熊宇