用于在PCB板上形成全桥电路的布局方法及结构与流程

本发明涉及电路领域，具体地，涉及一种用于在pcb(printedcircuitboard，印刷电路板)板上形成全桥电路的布局方法及结构。

背景技术：

全桥电路中，振荡回路中如果四个桥臂不等长或者左右半桥不对称，则会使得各桥臂上承担的电压或功率不均等，运行过程中可能导致负荷较重的桥臂烧毁。

以由igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)组成的电磁炉全桥电路为例，其中，4个igbt通过桥接方式，共同承担电路功率。所述4个igbt分别可以表示为igbt-s1、igbt-s2、igbt-s3、igbt-s4，其中，igbt-s1和igbt-s4组成上桥臂，igbt-s2和igbt-s3组成下桥臂，igbt-s1和igbt-s2组成左半桥，igbt-s3和igbt-s4组成右半桥，4个igbt共同分担电路功率。

在理想状态下，上下两桥臂回路等长，左右半桥对称并且等长，则可以使得4个igbt平均分担电路功率，从而发热量一致。但是，在电路的pcb设计中，很难实现上述理想状态，因为在igbt全桥电路的pcb设计过程中，igbt-s1、igbt-s2、igbt-s3、igbt-s4加上桥堆顺序布局可随意组合，再结合整流桥堆的布局，则可产生至少120种的布局方式。如果pcb板上全桥电路的桥臂不等长或者左右半桥不对称，会使得igbt之间承担的功率不均等，并可能导致负荷较重的igbt烧毁。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种用于在pcb板上形成全桥电路的布局方法及结构，用于解决或至少部分解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于在pcb板上形成全桥电路的布局方法，所述全桥电路包括四个桥臂，所述四个桥臂分别为第一上桥臂、第二上桥臂、第一下桥臂及第二下桥臂，其中所述方法包括：将所述第一上桥臂和所述第二上桥臂居中布置，以及将所述第一下桥臂和所述第二下桥臂对称地布置在所述第一上桥臂和所述第二上桥臂的外侧；或者将所述第一下桥臂和所述第二下桥臂居中布置，以及将所述第一上桥臂和所述第二上桥臂对称地布置在所述第一下桥臂和所述第二下桥臂的外侧。

可选地，所述将所述第一上桥臂和所述第二上桥臂居中布置包括：将所述第一上桥臂和所述第二上桥臂对称地居中布置在整流桥堆的两侧；或者所述将所述第一下桥臂和所述第二下桥臂居中布置包括：将所述第一下桥臂和所述第二下桥臂对称地居中布置在整流桥堆的两侧。

可选地，所述四个桥臂均为绝缘栅双极型晶体管igbt。

可选地，所述方法还包括：将所述第一上桥臂的集电极电连接至第一滤波电路的正极，将所述第一下桥臂的发射极电连接至所述第一滤波电路的负极，将所述第二上桥臂的集电极电连接至第二滤波电路的正极，将所述第二下桥臂的发射极电连接至所述第二滤波电路的负极，其中，所述第一滤波电路的正极和所述第二滤波电路的正极均与所述整流桥堆的正极电连接，所述第一滤波电路的负极和所述第二滤波电路的负极均与所述整流桥堆的负极电连接。

可选地，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路位于所述整流桥堆的两侧。

可选地，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路分别为滤波电容。

相应地，本发明实施例还提供一种用于在pcb板上形成全桥电路的布局结构，所述全桥电路包括四个桥臂，所述四个桥臂分别为第一上桥臂、第二上桥臂、第一下桥臂及第二下桥臂，在所述结构中：所述第一上桥臂和所述第二上桥臂居中布置，以及所述第一下桥臂和所述第二下桥臂对称地布置在所述第一上桥臂和所述第二上桥臂的外侧；或者所述第一下桥臂和所述第二下桥臂居中布置，以及所述第一上桥臂和所述第二上桥臂对称地布置在所述第一下桥臂和所述第二下桥臂的外侧。

可选地，所述结构中设置有整流桥堆，所述第一上桥臂和所述第二上桥臂对称地居中布置在整流桥堆的两侧；或者，所述第一下桥臂和所述第二下桥臂对称地居中布置在整流桥堆的两侧。

可选地，所述四个桥臂均为绝缘栅双极型晶体管igbt。

可选地，所述结构中还设置有第一滤波电路和第二滤波电路，所述第一上桥臂的集电极电连接至所述第一滤波电路的正极，所述第一下桥臂的发射极电连接至所述第一滤波电路的负极，所述第二上桥臂的集电极电连接至所述第二滤波电路的正极，将所述第二下桥臂的发射极电连接至所述第二滤波电路的负极，其中，所述第一滤波电路的正极和所述第二滤波电路的正极均与所述整流桥堆的正极电连接，所述第一滤波电路的负极和所述第二滤波电路的负极均与所述整流桥堆的负极电连接。

可选地，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路位于所述整流桥堆的两侧。

可选地，所述第一滤波电路和所述第二滤波电路分别为滤波电容。

相应地，本发明实施例还提供一种电磁烹饪器具，所述电磁烹饪器具包括上述的结构。

通过上述技术方案，将两个上桥臂相对地布置在两个下桥臂的内侧，或者将两个下桥臂相对地布置在两个上桥臂的内侧，可以实现全桥电路的上桥臂和下桥臂均等长，并且左右半桥完全对称，从而使得各桥的功率负担分配均等，提高了全桥电路的使用寿命。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了本发明一实施例的全桥电路布局示意图；

图2示出了本发明另一实施例的全桥电路布局示意图；

图3示出了本发明又一实施例的全桥电路布局示意图；

图4示出了本发明又一实施例的全桥电路布局示意图；

图5示出了根据本发明实施例的全桥电路的布局结构而形成的电路示意图；以及

图6示出了根据本发明实施例的全桥电路的布局结构而形成的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1示出了本发明一实施例的全桥电路布局示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种用于在pcb板上形成全桥电路的布局结构，所述全桥电路包括四个桥臂，所述四个桥臂分别为第一上桥臂s1、第二上桥臂s4、第一下桥臂s2及第二下桥臂s3，其中在pcb电路设计中，第一上桥臂s1和第二上桥臂s4可以居中布置，以及第一下桥臂s2和第二下桥臂s3可以对称地布置在所述第一上桥臂s1和所述第二上桥臂s4的外侧。

图2示出了本发明另一实施例的全桥电路布局示意图。如图2所示，在pcb电路设计中，也可以将第一下桥臂s2和第二下桥臂s3居中布置，以及可以将第一上桥臂s1和第二上桥臂s4对称地布置在第一下桥臂s2和第二下桥臂s3的外侧。

可选地，在图1和图2的全桥电路布局中，第一上桥臂s1和第二上桥臂s4在同一水平方向上，第一下桥臂s2和第二下桥臂s3在同一水平方向上。或者，可选地，第一上桥臂s1、第二上桥臂s4、第一下桥臂s2及第二下桥臂s3均在同一水平方向上。

根据图1和图2所设计的全桥电路，可以实现上桥臂等长，下桥臂也等长，并且左右半桥完全对称，从而使得各桥的功率负担分配均等，使电路性能达到最好，并且提高了全桥电路的使用寿命。

可选地，在形成电磁炉全桥电路时，所述四个桥臂可以均为igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)。图1和图2中字母b、c和e分别是指igbt的基极、集电极和发射极。

图3示出了本发明又一实施例的全桥电路布局示意图。如图3所示，在全桥电路的布局结构中还可以设计有整流桥堆br，第一上桥臂s1和第二上桥臂s4可以对称地居中布置在整流桥堆br的两侧，第一下桥臂s2和第二下桥臂s3可以对称地布置在所述第一上桥臂s1和所述第二上桥臂s4的外侧。其中，第一上桥臂s1的发射极e和第一下桥臂s2的集电极c电连接，第二上桥臂s4的发射极e和第二下桥臂s3的集电极c电连接，第一上桥臂s1和第二上桥臂s4各自的集电极c可以均与整流桥堆br的正极电连接，第一下桥臂s2和第二下桥臂s3各自的发射极e可以均与整流桥堆br的负极电连接。

进一步参考图3，在全桥电路的布局结构中还可以设计有第一滤波电路31和第二滤波电路32，第一滤波电路31和第二滤波电路32各自的正极可以与整流桥堆br的正极电连接，第一滤波电路31和第二滤波电路32各自的负极可以与整流桥堆br的负极电连接。第一上桥臂s1的集电极c可以电连接至第一滤波电路31的正极，第一下桥臂s2的发射机e可以电连接至第一滤波电路31的负极。第二上桥臂s4的集电极c可以电连接至第二滤波电路32的正极，第二下桥臂s2的发射机e可以电连接至第二滤波电路32的负极。经过上述电连接之后，可以使得第一滤波电路31和第二滤波电路32分别并联在整流桥堆br的两端。图3中的箭头方向表示了实际工作过程中电流的流向。

可选地，第一滤波电路31和第二滤波电路32可以分别位于整流桥堆br的两侧的任何位置，例如，第一滤波电路31和第二滤波电路32可以对称地布置在整流桥堆br的下方两侧。可选地，与第一上桥臂s1和第二上桥臂s4相比，第一滤波电路31和第二滤波电路32在水平方向上可以距离整流桥堆br更近。

可选地，为了方便连线，在该实施例中，可以设置第一滤波电路31的正极比负极更靠近整流桥堆br，第二滤波电路31的正极比负极更靠近整流桥堆br。

可选地，第一滤波电路31和第二滤波电路32分别可以是滤波电容。

根据图3所示的布局结构可以实现上桥臂等长，下桥臂也等长，并且左右半桥完全对称，各桥的功率负担分配均等，此外还可以使得左右半桥滤波良好，增强抗干扰。但是可以理解，整流桥堆和滤波电路的布置方式并不限于图3所示的方式，在两个上桥臂和两个下桥臂布置完成后，可以按照任意方式布置整流桥堆和滤波电路。

图4示出了本发明又一实施例的全桥电路布局示意图。如图4所示，在全桥电路的布局结构中还可以设计有整流桥堆br，第一下桥臂s2和第二下桥臂s3可以对称地居中布置在整流桥堆br的两侧，第一上桥臂s1和第二上桥臂s4对称地布置在第一下桥臂s2和第二下桥臂s3的外侧。其中，第一上桥臂s1的发射极e和第一下桥臂s2的集电极c电连接，第二上桥臂s4的发射极e和第二下桥臂s3的集电极c电连接，第一上桥臂s1和第二上桥臂s4各自的集电极c可以均与整流桥堆br的正极电连接，第一下桥臂s2和第二下桥臂s3各自的发射极e可以均与整流桥堆br的负极电连接。

进一步参考图4，在全桥电路的布局结构中还可以设计有第一滤波电路31和第二滤波电路32，第一滤波电路31和第二滤波电路32各自的正极可以与整流桥堆br的正极电连接，第一滤波电路31和第二滤波电路32各自的负极可以与整流桥堆br的负极电连接。第一上桥臂s1的集电极c可以电连接至第一滤波电路31的正极，第一下桥臂s2的发射机e可以电连接至第一滤波电路31的负极。第二上桥臂s4的集电极c可以电连接至第二滤波电路32的正极，第二下桥臂s2的发射机e可以电连接至第二滤波电路32的负极。经过上述电连接之后，可以使得第一滤波电路31和第二滤波电路32分别并联在整流桥堆br的两端。图4中的箭头方向表示了实际工作过程中电流的流向。

可选地，第一滤波电路31和第二滤波电路32可以分别位于整流桥堆br的两侧的任何位置，例如，第一滤波电路31和第二滤波电路32可以对称地布置在整流桥堆br的下方两侧。可选地，与第一上桥臂s1和第二上桥臂s4相比，第一滤波电路31和第二滤波电路32在水平方向上可以距离整流桥堆br更近。

可选地，为了方便连线，在该实施例中，可以设置第一滤波电路31的负极比正极更靠近整流桥堆br，第二滤波电路31的负极比正极更靠近整流桥堆br。

可选地，第一滤波电路31和第二滤波电路32分别可以是滤波电容。

根据图4所示的布局结构可以实现上桥臂等长，下桥臂也等长，并且左右半桥完全对称，各桥的功率负担分配均等，此外还可以使得左右半桥滤波良好，增强抗干扰。但是可以理解，整流桥堆和滤波电路的布置方式并不限于图4所示的方式，在两个上桥臂和两个下桥臂布置完成后，可以按照任意方式布置整流桥堆和滤波电路。

图5和图6示出了根据本发明实施例的全桥电路的布局结构而形成的电路示意图。根据本发明实施例的全桥电路的布局结构可以实现图5和图6所示的电路示意图，其中，图5为谐振部分串联的示意图，图6为谐振部分并联的示意图。无论谐振部分是串联还是并联，均可以使用相同布局的全桥电路和桥堆br。

相应地，本发明实施例还提供一种电磁烹饪器具，所述电磁烹饪器具可以包括本发明任意实施例提供的用于在pcb板上形成全桥电路的布局结构，所述布局结构例如可以固定于电磁炉的散热板上。其中所述电磁烹饪器具例如可以是电磁炉，通过本发明实施例提供的布局结构，可以有效提高电磁烹饪器具的使用寿命。

相应地，本法民实施例还提供一种用于在pcb板上形成全桥电路的布局方法，所述全桥电路包括四个桥臂，所述四个桥臂分别为第一上桥臂、第二上桥臂、第一下桥臂及第二下桥臂，其中所述方法包括：将所述第一上桥臂和所述第二上桥臂居中布置，以及将所述第一下桥臂和所述第二下桥臂对称地布置在所述第一上桥臂和所述第二上桥臂的外侧；或者将所述第一下桥臂和所述第二下桥臂居中布置，以及将所述第一上桥臂和所述第二上桥臂对称地布置在所述第一下桥臂和所述第二下桥臂的外侧。其可以实现上桥臂等长，下桥臂也等长，并且左右半桥完全对称，从而使得各桥的功率负担分配均等。

本发明实施例提供的用于在pcb板上形成全桥电路的布局方法的具体工作原理及益处与本发明实施例提供的用于在pcb板上形成全桥电路的布局结构的具体工作原理及益处相似，这里将不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。