一种可方便地装配大功率推挽电路的方法及其装置 本发明涉及由IGBT(绝缘栅双极晶体管，下同)模块所构成的功率电路的接线方式，尤其涉及使用桥式接法的IGBT模块组成推挽式功率电路的方法及其装置。
目前，市售50A以上的IGBT模块往往是专门为桥式电路而设计的，它由两个IGBT器件分别与各自的快恢复二极管并联之后再正向串联而封装在一起，这种设计确实为桥式功率电路的使用提供了方便。但是，这样的IGBT模块难以方便地组成推挽式功率电路，从而限制了在大功率、高电压的领域推挽式功率电路优势的发挥。另外，在实际使用中存在着不少被损坏的IGBT模块，而其中有些只损坏了一个IGBT器件，另一个却是好的。由于两个IGBT器件封装在一起、不可分开，因此，要在原设备上利用那个完好的IGBT器件具有极大地困难，不得不同时舍弃。
本发明的目的是克服两个封装在一起的、按桥式接法设计的IGBT模块在构成推挽式功率电路时的不便，提出一种可方便地利用两个不在同一个模块中的IGBT器件装配成一个推挽式功率电路的装置。
本发明的又一目的是充分利用IGBT模块中两个IGBT器件，使两个封装在一个模块中的IGBT器件不因为彼此某一个器件的损坏而同时报废，从而提高IGBT模块的利用率。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
这种可方便地装配大功率推挽电路的方法，克服一般使用桥式接法的IGBT模块不便于构成推挽式功率电路的缺点，针对所选择的IGBT器件在桥臂中的不同位置，使用螺钉、导电垫圈和绝缘垫圈改变IGBT模块与各层印刷电路间的导电途径，把任意两个不在同一模块上的IGBT器件连接到推挽功率电路中去，将传统的以空气为主的绝缘方式改变为利用铜箔之间的印刷电路基板的固体绝缘方式。
这种可方便地装配大功率推挽电路的装置，包括两块重叠的双面印刷电路板、绝缘垫圈、导电垫圈，将两个IGBT模块通过螺钉、绝缘垫圈和导电垫圈与两块印刷电路板连接在一起，直流电源和输出变压器等分别接在印刷电路板的相应位置，从而使这两个IGBT器件成为推挽式功率电路的一部分，其特征是：针对所选择的IGBT器件在桥臂中所处位置的不同，使用绝缘垫圈和导电垫圈将任意两个不在同一个模块上的IGBT器件的集电极C、发射极E分别接至印刷电路板的相应铜箔上，与直流电源和输出变压器一道构成完整的推挽式功率电路。当使用任意两个不在同一IGBT模块中的IGBT器件来装配推挽式功率电路时，使用导电垫圈将两个IGBT器件的集电极C分别经不同的铜箔接至输出变压器原边绕组的两个端点，而将发射极E经同一铜箔接至直流电源的负极，将直流电源的正极接至输出变压器原边绕组的中心抽头，这样即构成了一个完整的推挽式功率电路。
本发明装置可以采用双层印刷电路板加工而成，也可以利用薄铜板和绝缘薄板压制而成。
本发明方法构思新颖、设计合理。发明装置利用两块铆合在一起的印刷电路板之间的分布电容效应，减少了杂散电感，降低了电磁干扰。且具有结构简单、成本低，方便吸收电路的安装等优点，还可充分利用已损坏了一个IGBT器件的模块中的另一个IGBT器件来方便地组成推挽功率电路。可降低生产成本。本发明可广泛应用在机床、轧钢、造纸、纺织、电镀和学校等行业。尤其在中频加热熔炼、特殊电源和教学实验等技术领域，就有广泛的使用价值。
本发明有以下附图：
图1是本发明装置的示意图：
图2是桥式接法的IGBT模块的外形及内部接线示意图：
图3是印刷电路板的装配图：
图4是推挽式功率电路的装配示意图：
图5是本发明装置与外电路的连接示意图：
下面结合实施例并对照附图对本发明的方法及装置做出说明。
实施例装置包括两块印刷电路板、导电垫圈(内径为6mm，外径为23mm)、绝缘垫圈(内径为6mm，外径为23mm)和螺钉(直径为6mm)，这两块印刷电路板均由双面覆铜板制成，如图1，A图、A′图、B图、B′图分别为这两块印刷电路板的正反两面线路示意图，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为螺钉与IGBT模块的连接时所经过的钻孔。两块印刷电路板的A′面、B′面相对，由镙钉、绝缘垫圈和导电垫圈经C、D、E、F、G、H点铆合在一起，构成一个两块四层印刷电路板。其装配图如图2所示。这样，铜箔M面、N面相对连接起来，而L面铜箔将D、E、H三点联通，且经导电垫圈引出，O面铜箔在F点经导电垫圈引出，P面铜箔在C点经导电垫圈引出，N面铜箔在G点经导电垫圈引出，所以，印刷电路板各铜箔均被引至与导电垫圈相连的螺钉上。
假设，要组成推挽电路的两个IGBT器件，一个位于模块(SKM 75GB 123D)中的1、2两点间，一个位于另一个模块(SKM 75GB 123D)中的1、3两点间，IGBT模块的内部接线示意图如图3所示，则使用这两个IGBT器件组成推挽式功率电路的装配方法如图4所示。其中，假设J模块使用的是1、3两点之间的IGBT器件，K模块中使用的是1、2两点之间的IGBT器件。按图示方法使用绝缘垫圈和导电垫圈后，J模块的1、3两点之间的IGBT器件的集电极C，即3点，被导电垫圈引至铜箔P上，并最终经由铜箔引至C点的螺钉上，而发射极E，即1点，则被引至铜箔N上，并最终被接至G点的螺钉上，IGBT模块的2点则用绝缘垫圈进行绝缘，从而使1、2两点间的IGBT器件被搁置起来。因此，印刷电路板上的C点和G点的螺钉分别代表J模块中1、3之间的IGBT器件的集电极C和发射极E；K模块的1、2两点之间的IGBT器件的集电极C，即1点，被导电垫圈引至铜箔O上，并最终由铜箔引至F点的螺钉上，而发射极E，即2点，则被引至铜箔N上，并最终被接至G点的螺钉上，而IGBT模块的3点则用绝缘垫圈进行绝缘，使K模块中的1、3两点间的IGBT器件被搁置起来。因此，印刷电路板上的F点和G点上的螺钉分别代表K模块中1、2两点之间的IGBT器件的集电极C和发射极E。由此可见，所用的两个IGBT器件的集电极C被分别接至印刷电路板的C点和F点的螺钉上，而两个IGBT器件的发射极E均接至G点的螺钉上。若J模块使用的是1、2两点之间的IGBT器件，K模块使用的是1、3两点间的IGBT器件时，则只需将两个模块的位置互换，或将图4中J、K模块上各相应位置的垫圈互换即可。
如果用来组成推挽式电路的IGBT器件同时位于两个IGBT模块的1、2两点间时，则需将图4中J模块上各点所使用的垫圈改变为K模块上各相应点所使用的垫圈相同；如果用来组成推挽式电路的IGBT器件同时位于两个IGBT模块的1、3两点间时，则需将图4中K模块上各点所使用的垫圈改变为J模块上各相应点所使用的垫圈相同。在这种情况下，印刷电路板的F点和C点的螺钉仍分别与所用的两个IGBT器件的集电极C相连，而两个IGBT器件的发射极E则均接至印刷电路板的G点的螺钉上，所以，整个装置与两个IGBT模块一起构成一个类似桥式接法IGBT模块的推挽式接法的IGBT模块，这样，只需在本装置的相应位置接上外电路即可构成一个实用的推挽式功率电路，从而使得接线变得十分简单。
本装置与吸收回路及外电路的接法如图5所示，铜箔R和S是为方便吸收回路的连接而设置的两块提供焊点的铜箔，两个二极管分别联接在两个IGBT器件的集电极C，即C点和F点的螺钉，与铜箔R或S之间，电容和电阻并联后联接在铜箔R或S与两个IGBT器件的发射极E，即印刷电路板的G点螺钉之间，这样安装比较方便，输出变压器的中心抽头接在印刷电路板的D点螺钉上，而D点与H点经铜箔L相连，因此H点的螺钉也代表输出变压器的中心抽头，直流电源接在输出变压器原边绕组的中心抽头与IGBT器件的发射极E之间，也即印刷电路板的H点与G点螺钉之间，输出变压器原边绕组的两个端线分别接在两个IGBT器件的集电极C，即印刷电路板的C点和F点螺钉上。由此，一个完整的推挽式功率电路就组成了。