[发明专利]一种负载多状态组合调压供电电路及其供电方法

说明书

本发明公开了一种负载多状态组合调压供电电路，其包括一变压器、一开关元件、至少两个负载以及至少N+1且至多2N‑1个的调压组件，其中，变压器具有N个抽头，并且N≥2；负载全部串联在一起并且每个负载的电阻大小与其工作的时间呈负相关，位于最首的负载分别通过N个调压组件与变压器的N个抽头连接，位于最末的负载分别与其余的调压组件连接，并以抽头比由小至大的顺序，通过调压组件逐一地与变压器的抽头连接；开关元件其一端与变压器的零电位端连接，其另一端连接在任意相邻的两个负载之间，用于切换负载的参考电位。本发明采用调压组件不同工作状态的组合来切换负载端的连接状态，减少器件，简化电路，节约成本，提升了供电质量。

技术领域

本发明涉及一种供电电路，特别涉及一种负载多状态组合调压供电电路，主要用于工业生产过程中，为变化的负载供电。

背景技术

在光伏、电子、微电子产业中，多晶硅是其主要原材料。多晶硅是以金属硅为原料，经一系列的物理、化学反应提纯的高纯硅。由于改良西门子工艺能够兼容电子级和太阳能级多晶硅的生产，以其技术成熟、适合产业化生产等特点，是目前多晶硅生产普遍采用的首选工艺，该生产工艺需要大功率电源加热恒温控制多晶硅棒。

多晶硅在整个生产过程中等效为阻抗变化很大的负载组，电压范围从2000V/m变化至10V/m，电流范围从0～3000A，整个过程电压、电流变化范围大，对电气系统匹配提出较高要求，目前分为两段处理，2000V/m～100V/m电压高电流较小，由高压电源装置处理；200V/m～10V/m电压相对低电流较大，由中低压电源装置处理。因此，在初期阶段，即电压高电流较小时，负载并联接入供电电路的高压电源装置，在下一阶段，即电压相对低电流较大，负载串联接入供电电路的中低压电源装置。

其中，如申请号为200910058454.3的发明专利公开的一种多晶硅还原电源硅棒并串联的控制回路，其采用开关结合电抗器实现对负载的串并联变化，并通过受触发控制系统控制的晶闸管，来完成负载的电压由高到低的变化，并联回路晶闸管和串联回路晶闸管不同工作，结构复杂，器件利用率低。再如申请号为201120238067.0的发明专利公开的一种变化负载的串并联供电电路，其仍是通过开关来实现对负载的串并联变化，并利用多个晶闸管构成2个并联功率调节回路，相当于申请号为200910058454.3的发明专利的组合电路。但由于二者并联时均是涉及由电抗进行均流调压，由于其电抗器的存在就决定了系统在第一状态(S1)工作时，第一支路负载和第二支路负载必须是相等的，如果两支路负载相差过大，则调压将会失效。

发明内容

为解决上述的技术问题，本发明提供一种负载多状态组合调压供电电路，其包括一变压器、一开关元件、至少两个负载以及至少N+1且至多2N-1个的调压组件，其中，所述变压器具有N个抽头，并且N≥2；

所述负载全部串联在一起并且每个所述负载的电阻大小与其工作的时间呈负相关，位于最首的所述负载分别通过N个所述调压组件与所述变压器的N个抽头连接，位于最末的所述负载分别与其余的所述调压组件连接，并以抽头比由小至大的顺序，通过所述调压组件逐一地与所述变压器的抽头连接；

所述开关元件其一端与所述变压器的零电位端连接，其另一端连接在任意相邻的两个所述负载之间，用于切换负载的参考电位。

根据一种具体的实施方式，所述变压器为单相变压器或三相变压器。

根据一种具体的实施方式，所述调压组件为晶闸管或IGBT。

根据一种具体的实施方式，所述开关元件为晶闸管或IGBT或可控触点开关。

本发明还提供一种负载多状态组合调压供电方法，其包括，