一种多晶硅还原炉供电系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113346763A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110701697.5(22)申请日2021.06.24(71)申请人四川英杰电气股份有限公司地址618000四川省德阳市金沙江西路686号(72)发明人谭兵催连润曹进(74)专利代理机构北京市领专知识产权代理有限公司11590代理人张玲王莹莹(51)Int.Cl.H02M5/12(2006.01)G05F1/66(2006.01)C01B33/021(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种多晶硅还原炉供电系统及其控制方法(57)摘要本发明涉及一种多晶硅还原炉供电系统及其控制方法，对硅芯进行击穿，并对硅芯进行供电维持加热，包括主变压器、输出调节单元、启动击穿单元、功率调节单元，且所述启动击穿单元至少包括两组；其中，主变压器的输出端与所述功率调节单元、至少两组启动击穿单元的输入端电气连接；至少两组启动击穿单元的输出端通过输出调节单元与硅芯电气连接，经隔离升压变压器对硅芯进行击穿；功率调节单元的输出端通过输出调节单元与硅芯电气连接，用于对击穿后的硅芯进行供电维持加热。本发明主要提高了供电系统的稳定性，节省了对硅芯的高压击穿时间和降低多晶硅还原炉供电系统的整体成本，提高了多晶硅的生产效率。CN113346763ACN113346763A权利要求书1/2页1.一种多晶硅还原炉供电系统，其特征在于：包括主变压器、输出调节单元、启动击穿单元、功率调节单元，且所述启动击穿单元至少包括两组；其中，主变压器的输出端与所述功率调节单元、至少两组启动击穿单元电气连接；至少两组启动击穿单元的输出端通过输出调节单元与不同硅芯电气连接，以先后或同时击穿硅芯；功率调节单元的输出端通过输出调节单元与硅芯电气连接，用于对击穿后的硅芯进行供电维持加热；每组所述启动击穿单元包括调压单元、升压变压器、阻抗匹配单元，其中，所述升压变压器为隔离升压变压器，用于升高电压对硅芯进行击穿；所述调压单元用于根据硅芯所需电压调节隔离升压变压器的原边输入电压；所述阻抗匹配单元用于控制所述隔离升压变压器输出多种等级的电压。2.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉供电系统，其特征在于：所述隔离升压变压器包括原边绕组、检测线圈、磁芯、若干二次绕组；所述检测线圈用于检测隔离升压变压器的输出电压，若干所述二次绕组通过改变连接方式实现隔离升压变压器输出多种等级的电压。3.根据权利要求2所述的一种多晶硅还原炉供电系统，其特征在于：所述隔离升压变压器的每匝原边绕组或/和二次绕组的线圈电压取值范围为8.5V～10V；所述磁芯的磁通密度B取值范围为0.8T～1.3T。4.根据权利要求2所述的一种多晶硅还原炉供电系统，其特征在于：所述阻抗匹配单元包括检测模块、阻抗调节器、阻抗控制器；其中，所述阻抗调节器与所述隔离升压变压器的若干二次绕组电气连接，用于根据阻抗控制器的控制指令调整若干二次绕组之间的串、并联连接方式，从而使隔离升压变压器输出多种等级的电压；所述检测模块与所述隔离升压变压器的检测线圈电气连接，用于获取所述检测线圈检测到的隔离升压变压器的输出电压。5.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉供电系统，其特征在于：所述输出调节单元包括若干击穿切换开关、若干维持切换开关，所述击穿切换开关的数量为三的倍数，其中，每三个击穿切换开关用于接通两个硅芯与启动击穿单元的连接，两个硅芯被启动击穿单元同时击穿后，由维持切换开关接通被击穿的硅芯与功率调节单元的连接。6.一种多晶硅还原炉供电系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：闭合击穿切换开关，由两个启动击穿单元分别通电击穿对应的硅芯；步骤S2：当硅芯击穿后，两个启动击穿单元的输出电压达到电压设定阈值时，断开击穿切换开关，闭合维持切换开关，由功率调节单元对击穿的硅芯供电维持加热；步骤S3：重复步骤S1、步骤S2，闭合未通电击穿硅芯对应的击穿切换开关，由两个启动击穿单元分别通电击穿对应的硅芯，再断开击穿切换开关，闭合维持切换开关，由功率调节单元对击穿的硅芯供电维持加热；步骤S4：对需要高电压击穿的高阻值硅芯依次进行击穿和维持供电加热，当硅芯都击穿或硅芯阻值降到阻值设定阈值后，闭合功率开关，由功率调节单元对所有击穿的硅芯供电维持加热。2CN113346763A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的一种多晶硅还原炉供电系统的控制方法，其特征在于：所述硅芯为N组，N大于等于4，所述功率调节单元包括第一功率调节单元、第二功率调节单元，所述第一功率调节单元、第二功率调节单元依次交替循环地对击穿的硅芯供电维持加热。8.根据权利要求7所述的一种多晶硅还原炉供电系统的控制方法，其特征在