[发明专利]一种多晶硅还原电源硅棒并串联的控制回路

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅还原电源，尤其是涉及一种多晶硅还原电源硅棒并串联的控制回路。

背景技术

多晶硅是信息和太阳能产业最基础的原材料。多晶硅还原炉是多晶硅生产过程中非常重要的技术设备，它完成从三氯氢硅到多晶硅的生产工艺环节。多晶还原在生产方式上有9对棒、12对棒、18对棒、24对棒和36对棒。

多晶硅还原电源的作用就是在整个生产过程中，提供合适的电压、电流，使硅棒表面温度保持在硅棒生长需要的值。

在多晶硅还原初期，硅棒(硅棒)直径较小，电阻值较大，要求提供较高的电压以满足硅棒生长的电流要求。随着硅棒的生长，其直径逐渐增大，电阻值逐渐减小，电压减小电流增大。

在还原生产过程中，由于硅棒电阻变化非常大，电压、电流变化范围特别宽，为降低使用电压等级、提高设备利用率，采用了硅棒串并联技术。在运行初期，电压要求高，硅棒并联接入，当硅棒生长到一定程度自动切换到串联运行模式。但目前硅棒生长采用的控制回路较为复杂。

另外，在还原生长的过程中，硅棒电阻发生非常大的变化，需求功率大，电压、电流变化范围宽。针对这些问题，目前采用了变压器多抽头、多级电压工作，晶闸管叠层控制技术和硅棒的串并联技术。

采用A、B两组触发控制系统来实现硅棒的串并联，以变压器4抽头，12对棒还原炉为例，其一相控制回路如图2所示，三相控制回路如图1所示。

1、并联

当切换到还原电源运行时，对于12对棒还原炉，如4对棒直接串联，要求有较高的电压才能保持硅棒继续维持工作，要求变压器有更多抽头及晶闸管有更高耐压，这样是不经济和不科学的，所以在运行初期采用并联的方式，满足硅棒生长的电压要求，此时，B组触发控制系统运行，V15、V16、V17、V18工作，RM与RN并联，如图3所示。

2、串联

当硅棒生长到一定程度，U4的电压能够满足4对棒串联工作时，自动切换到串联工作模式。此时，A组触发控制系统运行，V11、V12、V13、V14工作，RM、RN串联，如图4所示。

上述图3、图4所示的控制回路实现了串并联技术，解决了电压、电流变化范围宽的问题；使用叠层控制解决了谐波污染的问题，但是上述控制回路必须使用多组叠层控制，至少有两组控制系统，控制相对复杂；电路繁杂，维护不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制简单，使用器件少的一种多晶硅还原电源硅棒并串联的控制回路。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多晶硅还原电源硅棒并串联的控制回路，变压器的副边有多组抽头，每个抽头与晶闸管的一头串联，所有晶闸管的另一头并联后分别与第一开关、第二开关连接，第一开关和第二开关之间连接有第一组负载，第一开关经第三开关与第四开关连接，第四开关与第二开关之间连接有第二组负载。

所述变压器副边抽头为4组或3组或2组。

所述第二开关与晶闸管以及第三开关与第四开关之间连接有第二变压器。

所述第一组负载和第二组负载均由单对硅棒或多对硅棒串联组成。

所述变压器副边多组抽头串接的晶闸管分别与1组触发控制系统连接，均由1组触发控制系统控制。

本发明控制回路采用变压器任意抽头，多级电压工作，硅棒串并联方式，硅棒串并联的自动切换由开关控制。

所述硅棒串并联的自动切换完全由第一、第二、第三、第四开关控制，当切换到还原电源运行时，第二、第三、第四开关闭合，第一组负载中的硅棒与第二组负载中的硅棒并联运行，自动平衡支路电流；当硅棒生长到一定程度，电压能够满足硅棒串联工作时，第一、第四开关闭合，此时，第一组和第二组中的硅棒自动切换到串联运行模式。

本发明的有益效果是：采用变压器任意抽头，串并联自动切换由开关控制，在解决了功率因素及谐波等问题的基础上，还具有以下效果：1、电路更清晰明了，易于维护；2、由于器件减少，控制系统为一组，因此易于控制，出现故障几率减小，控制简单；3、节约功率器件(晶闸管)，以前为8组，本发明只需要4组。

附图说明

图1是现有多晶硅还原电源电路图；

图2是构成现有多晶硅还原电源的一相控制回路电路图；

图3是构成现有多晶硅还原电源的一相控制回路电路图，其中第一组负载和第二组负载并联运行电路图；

图4是构成现有多晶硅还原电源的一相控制回路电路图，其中第一组负载和第二组负载串联运行电路图；

图5为本发明控制回路电路图，它是一相控制回路，多晶硅还原电源由三组完全相同的本发明控制回路构成，图1以变压器4抽头为例；