CN106300918B - 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 (6)
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;
当所述负载为4个时,所述开关电路用于通过以下步骤控制所述负载的工作状态:
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。
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;
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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