CN106300918A - 一种改良西门子法启动电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改良西门子法启动电路，包括依次连接的电压输入端、调压组件回路、至少一个负载，还包括开关电路，每一个所述负载都对应并联设置有一个开关电路，所述开关电路用于控制所述负载的工作状态。本发明的改良西门子法启动电路与现有升压击穿负载加热相比，对反应器的电气绝缘要求较低，可以启动长度更长的负载。过程中的启动、运行不用考虑负载之间的不匹配，启动成功率可达到100%。
Description
技术领域
本发明涉及启动电路领域，特别涉及一种改良西门子法启动电路及方法。
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。现有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，对电气系统提出较高要求，为达到电气系统与负载组匹配，整个生产过程电气系统分为三个工作状态处理，2000V/m～100V/m电压高电流较小，由负载启动状态处理；200V/m～10V/m电压相对低电流较大，由负载并联状态和串联状态处理。
申请号为：201120238067.0,的专利公开了一种串并联供电电路,申请号为:CN201520772957.8的专利公开了一种启动电路，然而现有的上述启动方式对电气绝缘要求较高，可能使负载之间匹配性差，造成启动失败，同时，现有的启动方式也不能启动长度较长的负载。
发明内容
本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种对电气绝缘要求较低、负载匹配性好、启动长度较长的改良西门子法启动电路及方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种改良西门子法启动电路，包括依次连接的电压输入端、调压组件回路、至少一个负载，还包括开关电路，每一个所述负载都对应并联设置有一个开关电路，所述开关电路用于控制所述负载的工作状态。
进一步地，所述负载的工作状态包括击穿状态、保温状态。
进一步地，还包括电抗器，所述电抗器串联在所述调压回路与所述负载之间，用于控制所述调压组件每个回路流过的电流一致。
进一步地，所述电抗器变比为1：2。
进一步地，所述开关电路包括晶闸管、IGBT或可控触点开关。
本发明同时提供一种改良西门子法启动方法，应用于本发明的上述电路中，包括以下步骤：
S1、控制所述调压回路正常工作；
S2、通过所述开关电路分别控制每个负载的状态切换；
S3、当每个负载都工作在保温状态时，启动完成。
进一步地，当所述负载为4个时，所述步骤S2具体包括，
开通第二负载对应的开关，所述第二负载被短路，第一负载转为击穿状态；
关闭第二负载对应的开关，开通第一负载对应的开关，所述第一负载被短路，第二负载转为击穿状态；
关闭第一负载、第二负载对应的开关，所述第一负载、第二负载击穿发热，转为保温状态；
开通第四负载对应的开关，所述第四负载被短路，第三负载转为击穿状态；
关闭第四负载对应的开关，开通第三负载对应的开关，所述第三负载被短路，第四负载转为击穿状态；
启动完成，关闭所有四个负载对应的开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明的改良西门子法启动电路与现有升压击穿负载加热相比，对反应器的电气绝缘要求较低，通过对负载工作状态的控制，可以启动长度更长的负载，并且过程中的启动、运行不用考虑负载之间的不匹配，启动成功率可达到100%。
附图说明
图1所示为本发明的改良西门子法启动电路模块框图。
图2所示为本发明的改良西门子法启动方法流程图。
图3所述为本发明一个具体实施方式的改良西门子法启动电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：
图1所示为本发明的改良西门子法启动电路模块框图，包括依次连接的电压输入端、调压组件回路、至少一个负载，还包括开关电路，每一个所述负载都对应并联设置有一个开关电路，所述开关电路用于控制所述负载的工作状态。
在一个具体实施方式中，所述负载的工作状态包括击穿状态、保温状态。
在一个具体实施方式中，还包括电抗器，所述电抗器串联在所述调压回路与所述负载之间，用于控制所述调压组件每个回路流过的电流一致。
在一个具体实施方式中，所述电抗器变比为1：2。
在一个具体实施方式中，所述开关电路包括晶闸管、IGBT或可控触点开关。
在一个具体实施方式中，所述调压组件可以是晶闸管、IGBT或其他电气执行器件。
本发明的改良西门子法启动电路与现有升压击穿负载加热相比，对反应器的电气绝缘要求较低，可以启动长度更长的负载。过程中的启动、运行不用考虑负载1~4之间的不匹配，启动成功率可达到100%。
本发明同时提供一种改良西门子法启动方法，应用于本发明的上述电路中，参看图2，包括以下步骤：
S1、控制所述调压回路正常工作；
S2、通过所述开关电路分别控制每个负载的状态切换；
S3、当每个负载都工作在保温状态时，启动完成。
在一个具体实施方式中，当所述负载为4个时，所述步骤S2具体包括，
开通第二负载对应的开关，所述第二负载被短路，第一负载转为击穿状态；
关闭第二负载对应的开关，开通第一负载对应的开关，所述第一负载被短路，第二负载转为击穿状态；
关闭第一负载、第二负载对应的开关，所述第一负载、第二负载击穿发热，转为保温状态；
开通第四负载对应的开关，所述第四负载被短路，第三负载转为击穿状态；
关闭第四负载对应的开关，开通第三负载对应的开关，所述第三负载被短路，第四负载转为击穿状态；
启动完成，关闭所有四个负载对应的开关。
为了更加清楚的说明发明的方案，图3所述示出了本发明一个具体实施方式的改良西门子法启动电路图，该实施例以4负载为例进行具体说明。
参看图3，负载1两端并联有开关组件V*61V*62，负载2两端并联有开关组件V*71V*72，负载3两端并联有开关组件V*81V*82，负载4两端并联有开关组件V*91V*92，每个开关组件都受控，且可以单独开通或关闭， V*13V*14、V*23V*24、V*33V*34为调压控制组件与电抗器T*45开关组件V*51V*52构成两个电流通路，电抗器T*45保证两个电流通路流过的电流一致。本实施方式中所述电抗器组件的变比是1：2。
负载启动状态时先令两个电流通路构成，然后进入工作时态1：开通V*71V*72，负载2因V*71V*72开通而被短路，负载1因电压过高而击穿发热，击穿发热后在负载1上会产生大的电流，此时进入工作时态2：令V*71V*72关闭，V*61V*62开通，负载1因V*61V*62开通而被短路，负载2因电压过高而击穿发热；又因负载电压过高击穿是一个缓慢的过程，因此负载2击穿时需要为负载1保温即进入工作时态3，工作时态3是重复时态1和 2的动作；负载2因电压过高而击穿发热后则V*61V*62, V*71V*72关闭，负载1和2同时被击穿发热，击穿发热后在负载1和2上会产生大的电流，此时进入工作时态4：关闭V*51V*52，开通V*91V*92，负载4因V*91V*92开通而被短路，负载3因电压过高而击穿发热，击穿发热后在负载3上会产生大的电流，此时进入工作时态5：令V*91V*92关闭，V*81V*82开通，负载3因V*81V*82开通而被短路，负载4因电压过高而击穿发热；又因负载电压过高击穿是一个缓慢的过程，因此负载4击穿时需要为负载3保温即进入工作时态6，工作时态6是重复时态4和5的动作；再因负载电压过高击穿是一个缓慢的过程，因此负载3和4击穿时需要为负载1和2保温即进入工作时态7，工作时态7时开通V*51V*52，负载1和2上产生大的电流时关闭V*51V*52， 由于负载1、2、3击穿后一直间歇工作在保温状态，因此当负载4击穿后所有负载都有启动完成。
启动完成后V*61*62,V*71*72,V*81*82, V*91*92关闭, 开通V*51V*52负载进入负载并联状态，V*13V*14、V*23V*24、V*33V*34为调压控制组件与电抗器T*45开关组件V*51V*52构成负载并联两个电流通路，电抗器T*45保证两个电流通路流过的电流一致。当电压下到并联状态输出最大电压的一半时，负载进入串联状态，V*01V*02、V*11V*12、V*21V*22、V*31V*32、V*41V*42、为调压控制组件构成负载串联电流通路，完成整个流程。通过上述工作时态的切换，使得启动成功率可达到100%，不用考虑负载1-4之间的不匹配。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
Claims (7)
1.一种改良西门子法启动电路，其特征在于，包括依次连接的电压输入端、调压组件回路、至少一个负载，其特征在于，还包括开关电路，每一个所述负载都对应并联设置有一个开关电路，所述开关电路用于控制所述负载的工作状态。
2.根据权利要求1所述的改良西门子法启动电路，其特征在于，所述负载的工作状态包括击穿状态、保温状态。
3.根据权利要求1所述的改良西门子法启动电路，其特征在于，还包括电抗器，所述电抗器串联在所述调压回路与所述负载之间，用于控制所述调压组件每个回路流过的电流一致。
4.根据权利要求3所述的改良西门子法启动电路，其特征在于，所述电抗器变比为1：2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的改良西门子法启动电路，其特征在于，所述开关电路包括晶闸管、IGBT或可控触点开关。
6.一种改良西门子法启动方法，应用于权利要求5所述的电路，其特征在于，包括以下步骤：
S1、控制所述调压回路正常工作；
S2、通过所述开关电路分别控制每个负载的状态切换；
S3、当每个负载都工作在保温状态时，启动完成。
7.根据权利要求6所述的改良西门子法启动方法，其特征在于，当所述负载为4个时，所述步骤S2具体包括，
开通第二负载对应的开关，所述第二负载被短路，第一负载转为击穿状态；
关闭第二负载对应的开关，开通第一负载对应的开关，所述第一负载被短路，第二负载转为击穿状态；
关闭第一负载、第二负载对应的开关，所述第一负载、第二负载击穿发热，转为保温状态；
开通第四负载对应的开关，所述第四负载被短路，第三负载转为击穿状态；
关闭第四负载对应的开关，开通第三负载对应的开关，所述第三负载被短路，第四负载转为击穿状态；
启动完成，关闭所有四个负载对应的开关。
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