CN116915023A - 一种多晶硅电源及其控制方法 - Google Patents

一种多晶硅电源及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116915023A
CN116915023A CN202310895701.5A CN202310895701A CN116915023A CN 116915023 A CN116915023 A CN 116915023A CN 202310895701 A CN202310895701 A CN 202310895701A CN 116915023 A CN116915023 A CN 116915023A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
silicon core
core group
breakdown
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310895701.5A
Other languages
English (en)
Inventor
谭兵
于楗辉
唐文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Injet Electric Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Injet Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Injet Electric Co Ltd filed Critical Sichuan Injet Electric Co Ltd
Priority to CN202310895701.5A priority Critical patent/CN116915023A/zh
Publication of CN116915023A publication Critical patent/CN116915023A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054Transistor switching losses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种多晶硅电源及其控制方法,主要包括主变压器、功率控制组件、调节组件、升压变压器、维持开关、击穿开关、保护开关、打压开关、切换开关;采用调节组件和升压变压器对硅芯组实施高压击穿,结合维持开关对击穿后的硅芯组予以维持,再运用功率控制组件使击穿后的硅芯组处于运行状态;通过保护开关对功率控制组件实现零电压保护,有效防止了击穿硅芯过程中高压串入功率控制组件,实现了功率控制组件输出端与硅芯组之间无开关器件,节省了开关器件,降低了成本和开关器件的损耗,同时还节省了多晶硅电源柜体的体积和占地空间。

Description

一种多晶硅电源及其控制方法
技术领域
本发明涉及多晶硅还原炉技术领域,特别涉及一种多晶硅电源及其控制方法。
背景技术
多晶硅电源通常包括主变压器、功率电源、高压启动电源,先采用高压启动电源依次对各硅芯进行高压击穿,再通过功率电源对硅芯进行持续加热,在功率电源的输出端与硅芯之间设有开关器件(如申请号为202110701697.5中的QF1,申请号为202222894085.5中的QF1、QF2)。该类开关器件通常为高压真空断路器,因其工作电压高、电流大,存在体积大、成本高、损耗高,整个多晶硅电源柜体体积大的不足之处。为此,需提供一种功率电源与硅芯首尾两端之间无开关器件的多晶硅电源,以降低成本、开关损耗、减小体积和占用空间。
发明内容
本发明的目的在于取消功率电源(功率控制组件)与硅芯组之间的开关器件(如真空断路器),以节约成本、降低损耗,减小体积,节约占地面积,达到节约资源的目的,提供一种多晶硅电源及其控制方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对硅芯组进行正向击穿和反向击穿的方案,提出一种多晶硅电源:
一种多晶硅电源,主要包括主变压器、功率控制组件、调节组件、维持开关、击穿开关、保护开关、升压变压器、打压开关、切换开关;
所述主变压器包括多个不同电压的输出端、一个公共输出端,多个不同电压的输出端分别与功率控制组件的输入端、调节组件的输入端连接;
所述功率控制组件的输出端和主变压器的公共输出端分别与N组串联的硅芯组的首尾两端连接;所述保护开关与N组串联的硅芯组并联;N≥3,每组硅芯组中包括至少一个硅芯;
所述调节组件的输出端通过维持开关、打压开关与硅芯组连接;所述调节组件的输出端还与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的原边另一端与主变压器的公共输出端连接;
所述升压变压器的副边一端经击穿开关、打压开关与各硅芯组一端连接,各硅芯组的另一端经至少一个切换开关连接至升压变压器的副边另一端;或者是,升压变压器的副边一端经击穿开关、打压开关连接至相邻两组硅芯组之间,除第N组硅芯组以外,其他相邻两组硅芯组之间经切换开关连接至升压变压器的副边另一端;升压变压器的副边另一端经切换开关连接至主变压器的公共输出端。
在上述方案中,采用调节组件和升压变压器对硅芯组实施高压击穿,结合维持开关对击穿后的硅芯组予以维持,再运用功率控制组件使击穿后的硅芯组处于运行状态,实现了功率控制组件输出端与硅芯组之间无开关器件,节省了开关器件,降低了成本和开关器件的损耗,同时还节省了多晶硅电源柜体的体积和占地空间。
所述保护开关包括第一保护开关;第一保护开关的第一端分别与功率控制组件的输出端、N组串联的硅芯组的首端连接,第一保护开关的第二端分别与主变压器的公共输出端、N组串联的硅芯组的尾端连接。
所述保护开关还包括第二保护开关;第二保护开关的第一端与所述第一保护开关的第一端连接,第二保护开关的第二端接地。
在上述方案中,为了对功率控制组件实现零电压保护,有效防止击穿硅芯过程中高压串入功率控制组件,提出了保护开关及其在电路中的连接关系。
所述主变压器包括M组不同电压的输出端,所述功率控制组件包括M组输入端,功率控制组件的M组输入端与主变压器M组不同电压的输出端一一对应连接;
所述调节组件包括至少一个调节单元;
所述调节单元为一个,该调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,该调节单元的输出端连接至维持开关的第一端,同时还直接连接至升压变压器的原边一端;
或者是,所述调节单元为两个,包括第一调节单元、第二调节单元,其中,第一调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,第一调节单元的输出端连接至维持开关的第一端,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器任意一组不同电压的输出端,第二调节单元的输出端直接连接至升压变压器的原边一端。
所述第二调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,或连接至主变压器电压次高的输出端。
在上述方案中,通过对功率控制组件的M组输入端的开闭控制,可以选择主变压器对应的电压输出端为电路输出电压,一般来说,主变压器的第1组电压输出端所输出的电压值最高。所述调节单元可以为一个或两个,提高电路的使用效率。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对3组硅芯组进行正向击穿的方案:
N=3,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关;所述调节组件的输出端与维持开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接;
所述升压变压器的副边一端与击穿开关的第一端连接,击穿开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端与主变压器的公共输出端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对4组硅芯组进行正向击穿的方案:
N=4,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关;所述调节组件的输出端与维持开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接;
所述升压变压器的副边一端与击穿开关的第一端连接,击穿开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对5组硅芯组进行正向击穿的方案:
N=5,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关、第四打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关;所述调节组件的输出端与维持开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第四打压开关的第二端分别与第四硅芯组的第二端、第五硅芯组的第一端连接;
所述升压变压器的副边一端与击穿开关的第一端连接,击穿开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第四切换开关的第一端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组、第二硅芯组中仅包含一个硅芯,剩下的硅芯组包含二个或三个硅芯。
在上述方案中,当除第一硅芯组、第二硅芯组外的其他硅芯组包含二个或三个硅芯时,击穿、维持、运行方式与只包含一个硅芯时相同,相当于将每组硅芯组中的二个或三个硅芯当作一个串联的整体。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对3组硅芯组进行反向击穿的方案:
将第一打压开关的第二端与第一硅芯组第一端的连接替换为:第一打压开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对4组硅芯组进行反向击穿的方案:
将第一打压开关的第二端与第一硅芯组第一端的连接替换为:第一打压开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接;将第三切换开关的第二端与主变压器的公共输出端连接替换为:第三切换开关的第二端与升压变压器的副边另一端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对5组硅芯组进行反向击穿的方案:
将第一打压开关的第二端与第一硅芯组第一端的连接替换为:第一打压开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接;将第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接替换为:第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与升压变压器的副边另一端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对硅芯组进行反向击穿的方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
一种多晶硅电源的控制方法,主要包括以下步骤:
S1:在打压击穿硅芯组前闭合保护开关;
S2:通过闭合击穿开关、与第N硅芯组首端连接的打压开关、与第N硅芯组尾端连接的切换开关,使升压变压器副边与第N硅芯组形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压先击穿第N硅芯组;
S3:在击穿第N硅芯组后至开始击穿下一硅芯组前,断开保护开关、击穿开关、与第N硅芯组尾端连接的切换开关;随后,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第N硅芯组供电,使其处于维持状态;
S4:闭合击穿开关、与升压变压器副边另一端和下一组待击穿硅芯组首端之间的切换开关,形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿该硅芯组;随后,断开击穿开关、与该待击穿硅芯组尾端连接的打压开关、与该待击穿硅芯组首端连接的切换开关,闭合与该待击穿硅芯组首端连接的打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给已击穿的硅芯组供电,使其处于维持状态;
S5:通过步骤4,或多次循环步骤4,直到剩下最后一组硅芯组未击穿时,断开前述所有已接通的切换开关、打压开关、维持开关,由功率控制组件经已击穿硅芯组对最后一组硅芯组实施击穿;
S6:待所有硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对3组硅芯组进行反向击穿的方案:
N=3;
击穿第三硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二打压开关、第二切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二切换开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第一打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组、第三硅芯组供电,使第二硅芯组、第三硅芯组处于维持状态;
击穿第一硅芯组:断开维持开关、第一打压开关,由功率控制组件经第二硅芯组、第三硅芯组对第一硅芯组实施击穿;运行硅芯组:继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对4组硅芯组进行反向击穿的方案:
N=4;
击穿第四硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第三打压开关、第二切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二切换开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第四硅芯组供电,使第四硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:闭合击穿开关、第三切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关、第三打压开关,第三切换开关,闭合第二打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组、第四硅芯组供电,使第三硅芯组、第四硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关、第一切换开关、第二打压开关,闭合第一打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组供电,使第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组处于维持状态;
击穿第一硅芯组:断开维持开关、第一打压开关,由功率控制组件经第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组对第一硅芯组实施击穿;运行硅芯组:继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端,且可对5组硅芯组进行反向击穿的方案:
N=5;
击穿第五硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第四打压开关、第二切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第五硅芯组;维持第五硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二切换开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第五硅芯组供电,使第五硅芯组处于维持状态;
击穿第四硅芯组:闭合击穿开关、第四切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开击穿开关、第四打压开关、第四切换开关,闭合第三打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第四硅芯组、第五硅芯组供电,使第四硅芯组、第五硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:闭合击穿开关、第三切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关、第三打压开关、第三切换开关,闭合第二打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组供电,使第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第一打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组供电,使第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组处于维持状态;
击穿第一硅芯组:断开维持开关、第一打压开关,由功率控制组件经第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组对第一硅芯组实施击穿;运行硅芯组:继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的原边一端,且可对硅芯组进行正向击穿的方案,提出一种多晶硅电源:
一种多晶硅电源,主要包括主变压器、功率控制组件、调节组件、维持开关、击穿开关、保护开关、升压变压器、打压开关、切换开关;
所述主变压器包括多个不同电压的输出端、一个公共输出端,多个不同电压的输出端分别与功率控制组件的输入端、调节组件的输入端连接;
所述功率控制组件的输出端和主变压器的公共输出端分别与N组串联的硅芯组的首尾两端连接;所述保护开关与N组串联的硅芯组并联;N≥3,每组硅芯组中包括至少一个硅芯;
所述调节组件的输出端通过维持开关、打压开关与硅芯组连接;所述调节组件的输出端还经击穿开关与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的原边另一端与主变压器的公共输出端连接;
所述升压变压器的副边一端经打压开关与各硅芯组一端连接,各硅芯组的另一端经至少一个切换开关连接至升压变压器的副边另一端;升压变压器的副边另一端经切换开关连接至主变压器的公共输出端。
所述保护开关包括第一保护开关;第一保护开关的第一端分别与功率控制组件的输出端、N组串联的硅芯组的首端连接,第一保护开关的第二端分别与主变压器的公共输出端、N组串联的硅芯组的尾端连接。
所述保护开关还包括第二保护开关;第二保护开关的第一端与所述第一保护开关的第一端连接,第二保护开关的第二端接地。
所述主变压器包括M组不同电压的输出端,所述功率控制组件包括M组输入端,功率控制组件的M组输入端与主变压器M组不同电压的输出端一一对应连接;
所述调节单元为一个,该调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,该调节单元的输出端连接至维持开关的第一端,同时还直接连接至击穿开关的第一端,击穿开关的第二端连接至升压变压器的原边一端;
或者是,所述调节单元为两个,包括第一调节单元、第二调节单元,其中,第一调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,第一调节单元的输出端分别连接至维持开关的第一端、击穿开关的第一端,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器任意一组不同电压的输出端,第二调节单元的输出端连接至击穿开关的第一端,击穿开关的第二端连接至升压变压器的原边一端。
所述第二调节单元的输入端连接至主变压器电压次高的输出端。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的原边一端,且可对3组硅芯组进行正向击穿的方案:
N=3,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关;所述调节组件的输出端分别与维持开关的第一端、击穿开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接;
击穿开关的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端与主变压器的公共输出端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的原边一端,且可对4组硅芯组进行正向击穿的方案:
N=4,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关;所述调节组件的输出端分别与维持开关的第一端、击穿开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接;
击穿开关的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的原边一端,且可对5组硅芯组进行正向击穿的方案:
N=5,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关、第四打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关;所述调节组件的输出端分别与维持开关的第一端、击穿开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第四打压开关的第二端分别与第四硅芯组的第二端、第五硅芯组的第一端连接;
击穿开关的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第四切换开关的第一端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组、第二硅芯组中仅包含一个硅芯,剩下的硅芯组包含二个或三个硅芯。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端或原边一端,且可对3组硅芯组进行正向击穿的方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
一种多晶硅电源的控制方法,主要包括以下步骤:
击穿第一硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组;运行第一硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关,闭合第二切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组供电,使第一硅芯组处于运行状态;
第一硅芯组处于运行状态后,先击穿第二硅芯组时:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第三硅芯组实施击穿,使第三硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第三硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端或原边一端,且可对3组硅芯组进行正向击穿的另一种方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
第一硅芯组处于运行状态后,先击穿第三硅芯组时:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第二硅芯组实施击穿,使第二硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第二硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端或原边一端,且可对4组硅芯组进行正向击穿的方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
一种多晶硅电源的控制方法,击穿第一硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压先击穿第一硅芯组;运行第一硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关,闭合第二切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组供电,使第一硅芯组处于运行状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于维持状态;运行第二硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第三切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于运行状态;
第二硅芯组处于运行状态后,先击穿第三硅芯组时:闭合击穿开关、第三打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;
击穿第四硅芯组:断开维持开关、第三打压开关、第三切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第四硅芯组实施击穿,使第四硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第四硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端或原边一端,且可对4组硅芯组进行正向击穿的另一种方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
第二硅芯组处于运行状态后,先击穿第四硅芯组时,闭合击穿开关、第三打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第四硅芯组供电,使第四硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:断开维持开关、第三打压开关、第三切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第三硅芯组实施击穿,使第三硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第三硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端或原边一端,且可对5组硅芯组进行正向击穿的方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
一种多晶硅电源的控制方法,适用于对权利要求8或24所述的多晶硅电源的控制,其特征在于:击穿第一硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组;运行第一硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关,闭合第二切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组供电,使第一硅芯组处于运行状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于维持状态;运行第二硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第三切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于运行状态;
击穿第三硅芯组:闭合击穿开关、第三打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;运行第三硅芯组:断开维持开关、第三打压开关、第三切换开关,闭合第四切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于运行状态;
第三硅芯组处于运行状态后,先击穿第四硅芯组时:闭合击穿开关、第四打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经功率控制组件给第四硅芯组供电,使第四硅芯组处于维持状态;
击穿第五硅芯组:断开维持开关、第四打压开关、第四切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第五硅芯组实施击穿,使第五硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第五硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
作为一种击穿开关连接在升压变压器的副边一端或原边一端,且可对5组硅芯组进行正向击穿的另一种方案,提出一种多晶硅电源的控制方法:
在第三硅芯组处于运行状态后,先击穿第五硅芯组时:闭合击穿开关、第四打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第五硅芯组;维持第五硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经功率控制组件给第五硅芯组供电,使第五硅芯组处于维持状态;
击穿第四硅芯组:断开维持开关、第四打压开关、第四切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第四硅芯组实施击穿,使第四硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第四硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
与现有技术相比,本发明的有益效果:本发明采用调节组件和升压变压器对硅芯组实施高压击穿,结合维持开关对击穿后的硅芯组予以维持,再运用功率控制组件使击穿后的硅芯组处于运行状态;通过保护开关对功率控制组件实现零电压保护,有效防止了击穿硅芯过程中高压串入功率控制组件,实现了功率控制组件输出端与硅芯组之间无开关器件,节省了开关器件,降低了成本和开关器件损耗,同时还节省了多晶硅电源柜体的体积和占地空间。此外,本发明中采用将击穿开关设置于升压变压器原边的优选方式,使得调节组件具备击穿和维持共用的功能,器件数量更少,利用率更高,整体成本也更低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1三组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第1种正向击穿电路原理图;
图2为本发明实施例1三组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第2种正向击穿电路原理图;
图3为本发明实施例1三组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第3种正向击穿电路原理图;
图4为本发明实施例1三组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的反向击穿电路原理图;
图5为本发明实施例2三组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第1种正向击穿电路原理图;
图6为本发明实施例2三组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第2种正向击穿电路原理图;
图7为本发明实施例1四组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第1种正向击穿电路原理图;
图8为本发明实施例1四组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第2种正向击穿电路原理图;
图9为本发明实施例1四组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第3种正向击穿电路原理图;
图10为本发明实施例1四组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的反向击穿电路原理图;
图11为本发明实施例2四组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第1种正向击穿电路原理图;
图12为本发明实施例2四组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第2种正向击穿电路原理图;
图13为本发明实施例2四组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第3种正向击穿电路原理图;
图14为本发明实施例1五组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第1种正向击穿电路原理图;
图15为本发明实施例1五组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第2种正向击穿电路原理图;
图16为本发明实施例1五组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的第3种正向击穿电路原理图;
图17为本发明实施例1五组硅芯组时击穿开关在升压变压器副边的反向击穿电路原理图;
图18为本发明实施例2五组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第1种正向击穿电路原理图;
图19为本发明实施例2五组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第2种正向击穿电路原理图;
图20为本发明实施例2五组硅芯组时击穿开关在升压变压器原边的第3种正向击穿电路原理图。
图中标记:10-主变压器,20-功率控制组件,30-调节组件,40-升压变压器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
为便于理解,本发明中击穿:主要指高电压使硅芯负载从半导体变为导体;运行:主要指硅芯负载变为导体后稳定在某一电流持续加热;维持:主要指为使之前运行的硅芯负载不受击穿的负载串接影响,从击穿后电流上升到运行电流的过程。
实施例1
本发明通过下述技术方案实现,如图1-图4、图7-图10、图14-图17所示,一种多晶硅电源,主要包括主变压器10、功率控制组件20、调节组件30、维持开关KM1、击穿开关KM2、保护开关、升压变压器40、打压开关、切换开关;所述主变压器包括多个不同电压的输出端(如I、II、III、IV、V)、一个公共输出端(如X),多个不同电压的输出端分别与功率控制组件20的输入端、调节组件30的输入端连接。
所述功率控制组件20的输出端和主变压器10的公共输出端X分别与N组串联的硅芯组的首尾两端连接;所述保护开关与N组串联的硅芯组并联;所述N≥3,每组硅芯组中包括至少一个硅芯;所述调节组件30的输出端通过维持开关KM1、打压开关与硅芯组连接;所述调节组件30的输出端还与升压变压器40的原边一端连接,升压变压器40的原边另一端与主变压器10的公共输出端X连接。
所述升压变压器40的副边一端经击穿开关KM2、打压开关与各硅芯组一端连接,各硅芯组的另一端经至少一个切换开关连接至升压变压器40的副边的另一端;或者是,升压变压器40的副边一端经击穿开关KM2、打压开关连接至相邻两组硅芯组之间,除第N组硅芯组以外,其他相邻两组硅芯组之间经切换开关连接至升压变压器40的副边另一端;升压变压器40的副边另一端经切换开关连接至主变压器10的公共输出端X。
所述保护开关包括第一保护开关KM01;第一保护开关KM01的第一端分别与功率控制组件的输出端、N组串联的硅芯组的首端连接,第一保护开关KM01的第二端分别与主变压器的公共输出端、N组串联的硅芯组的尾端连接。
优选的,所述保护开关还包括第二保护开关KM02;第二保护开关KM02的第一端与所述第一保护开关KM01的第一端连接,第二保护开关KM02的第二端接地。
所述主变压器10包括M组不同电压的输出端,所述M=5,分别为第Ⅰ组、第Ⅱ组、第Ⅲ组、第Ⅳ组、第Ⅴ组,其中第Ⅰ组输出的电压值最大,第Ⅱ组输出的电压值次大;所述功率控制组件20包括M组输入端,功率控制组件20的M组输入端与主变压器10的M组不同电压的输出端一一对应连接。
上述功率控制组件20包括五组功率控制单元,分别为第一功率控制单元(V1、V2)、第二功率控制单元(V3、V4)、第三功率控制单元(V5、V6)、第四功率控制单元(V7、V8)、第五功率控制单元(V9、V10),且每组功率控制单元中包括至少两只反并联的晶闸管。所述调节单元为一个时,调节单元包括至少两只反并联的晶闸管(V11、V12);调节单元为两个时,第一调节单元包括至少两只反并联的晶闸管(V11、V12),第二调节单元包括至少两只反并联的晶闸管(V13、V14)。
请参见图2、图8、图15,所述调节单元为一个,该调节单元的输入端连接至主变压器10电压最高的输出端I,该调节单元的输出端连接至维持开关KM1的第一端,同时还直接连接至升压变压器40的原边一端。
或者是,请参见图1、图3、图4、图7、图9、图10、图14、图16、图17,所述调节单元为两个,包括第一调节单元、第二调节单元,其中,第一调节单元的输入端连接至主变压器10电压最高的输出端I,第一调节单元的输出端连接至维持开关KM1的第一端,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器10任意一组不同电压的输出端,所述第二调节单元的输出端直接连接至升压变压器40的原边一端。可以理解地,如图1、图4、图7、图10、图14、图17所示,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器10电压最高的输出端I;如图3、图9、图16所示,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器10电压次高的输出端II。
作为一种方式,如图1-图3所示,所述N=3,一种涉及正向击穿的三组硅芯组的多晶硅电源,三组硅芯组分别为第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3;所述打压开关包括第一打压开关3KM1、第二打压开关3KM2,所述切换开关包括第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3;所述调节组件的输出端与维持开关KM1的第一端连接,维持开关KM1的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端连接,第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1的第一端连接,第二打压开关3KM2的第二端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接;所述升压变压器的副边一端与击穿开关KM2的第一端连接,击穿开关KM2的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端连接;所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关2KM1的第一端、第二切换开关KM3的第一端连接,第一切换开关2KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接,第二切换开关KM3的第二端与主变压器的公共输出端连接。
每组所述硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组R1、第二硅芯组R2分别包含一个硅芯,第三硅芯组R3包括二个硅芯或三个硅芯(附图未示意)。
如图4所示,一种涉及反向击穿的三组硅芯组的多晶硅电源,与图1-图3的主要区别为,将第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1第一端的连接替换为:第一打压开关3KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接。
作为一种方式,如图7-图9所示,所述N=4,一种涉及正向击穿的四组硅芯组的多晶硅电源,四组硅芯组分别为第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4;所述打压开关包括第一打压开关3KM1、第二打压开关3KM2、第三打压开关3KM3,所述切换开关包括第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3、第三切换开关2KM2;所述调节组件的输出端与维持开关KM1的第一端连接,维持开关KM1的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端连接,第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1的第一端连接,第二打压开关3KM2的第二端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三打压开关3KM3的第二端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接;所述升压变压器的副边一端与击穿开关KM2的第一端连接,击穿开关KM2的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端连接;所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关2KM1的第一端、第二切换开关KM3的第一端连接,第一切换开关2KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接,第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第二切换开关KM3的第二端、第三切换开关2KM2的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
另一种实施方式,前述第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三切换开关2KM2的第二端连接至第二切换开关KM3的第一端,第二切换开关KM3的第二端与主变压器的公共输出端连接。
所述每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组R1、第二硅芯组R2分别包含一个硅芯,第三硅芯组R3包括二个硅芯(可参考图13,R31、R32)或三个硅芯(附图未示意),第四硅芯组R4包括二个硅芯(可参考图13,R41、R42)或三个硅芯(附图未示意)。
如图10所示,一种涉及反向击穿的四组硅芯组的多晶硅电源,与图7-图9的主要区别为,将第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1第一端的连接替换为:第一打压开关3KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接;将第三切换开关2KM2的第二端与主变压器的公共输出端连接替换为:第三切换开关2KM2的第二端分别与第一切换开关2KM1与升压变压器的副边另一端连接。
作为一种实施方式,如图14-图16,所述N=5,一种涉及正向击穿的五组硅芯组的多晶硅电源,五组硅芯组分别为第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5;所述打压开关包括第一打压开关3KM1、第二打压开关3KM2、第三打压开关3KM3、第四打压开关3KM4,所述切换开关包括第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3、第三切换开关2KM2、第四切换开关2KM3;所述调节组件的输出端与维持开关KM1的第一端连接,维持开关KM1的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端、第四打压开关3KM4的第一端连接,第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1的第一端连接,第二打压开关3KM2的第二端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三打压开关3KM3的第二端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接,第四打压开关3KM4的第二端分别与第四硅芯组R4的第二端、第五硅芯组R5的第一端连接;所述升压变压器的副边一端与击穿开关KM2的第一端连接,击穿开关KM2的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端、第四打压开关3KM4的第一端连接;所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关2KM1的第一端、第二切换开关KM3的第一端连接,第一切换开关2KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接,第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第四切换开关2KM3的第一端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接,第二切换开关KM3的第二端、第三切换开关2KM2的第二端、第四切换开关2KM3的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
另一种实施方式,前述第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三切换开关2KM2的第二端连接至第二切换开关KM3的第一端,第二切换开关KM3的第二端与主变压器的公共输出端连接。
又一种实施方式,前述第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三切换开关2KM2的第二端连接至第二切换开关KM3的第一端,前述第四切换开关2KM3的第一端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接,第四切换开关2KM3的第二端连接至第二切换开关KM3的第一端,第二切换开关KM3的第二端与主变压器的公共输出端连接。
所述每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组R1、第二硅芯组R2分别包含一个硅芯,第三硅芯组R3包括二个硅芯(可参考图20,R31、R32)或三个硅芯(附图未示意),第四硅芯组R4包括二个硅芯(可参考图20,R41、R42)或三个硅芯(附图未示意),第五硅芯组R5包括二个硅芯(可参考图20,R51、R52)或三个硅芯(附图未示意)。
如图17所示,一种涉及反向击穿的五组硅芯组的多晶硅电源,与图14-图16的主要区别为,将第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1第一端的连接替换为:第一打压开关3KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接;将第三切换开关2KM2的第二端、第四切换开关2KM3的第二端分别与主变压器的公共输出端连接替换为:第三切换开关2KM2的第二端、第四切换开关2KM3的第二端分别与升压变压器的副边另一端连接。
实施例1涉及击穿开关在升压变压器副边的多晶硅电源,更进一步涉及升压变压器副边的正向击穿、反向击穿多晶硅电源。
请参见图1-图3,一种涉及三组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=3),采用正向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
击穿第一硅芯组R1:闭合第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第一打压开关3KM1、第一切换开关2KM1,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM1-R1-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组R1;
运行第一硅芯组R1:断开第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第一打压开关3KM1,闭合第二切换开关KM3,形成运行回路(V1.V2 -R1-2KM1-KM3-X),由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组R1供电,使第一硅芯组R1处于运行状态;
第一硅芯组R1处于运行状态后,根据回路阻值情况判断是先击穿第二硅芯组R2还是第三硅芯组R3,当先击穿第二硅芯组R2时:闭合击穿开关KM2、第二打压开关3KM2,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R2-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组R2;
维持第二硅芯组R2:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM2-R2-2KM1-KM3-X),由主变压器经调节组件给第二硅芯组R2供电,使第二硅芯组R2处于维持状态;
击穿第三硅芯组R3:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第二打压开关3KM2、第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-X),由功率控制组件对第三硅芯组R3实施击穿,使第三硅芯组R3被击穿;
运行硅芯组:待第三硅芯组R3被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
如上,在第一硅芯组R1处于运行状态后,若选择先击穿第三硅芯组R3时:闭合击穿开关KM2、第二打压开关3KM2,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R3-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组R3;
维持第三硅芯组R3:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM2-R3-X),由主变压器经调节组件给第三硅芯组R3供电,使第三硅芯组R3处于维持状态;
击穿第二硅芯组R2:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第二打压开关3KM2、第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-X),由功率控制组件对第二硅芯组R2实施击穿,使第二硅芯组R2被击穿;
运行硅芯组:待第二硅芯组R2被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
请参见图7-图9,一种涉及四组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=4),采用正向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
击穿第一硅芯组R1:闭合第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第一打压开关3KM1、第一切换开关2KM1,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM1-R1-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组R1;
运行第一硅芯组R1:断开第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第一打压开关3KM1;闭合第二切换开关KM3,形成运行回路(V1.V2 -R1-2KM1-KM3-X),由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组R1供电,使第一硅芯组R1处于运行状态;
击穿第二硅芯组R2:闭合击穿开关KM2、第二打压开关3KM2,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R2-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组R2;
维持第二硅芯组R2:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM2-R2-2KM1-KM3-X),由主变压器经调节组件给第二硅芯组R2供电,使第二硅芯组R2处于维持状态;
运行第二硅芯组R2:断开维持开关KM1、第二打压开关3KM2、第一切换开关2KM1,闭合第三切换开关2KM2,形成运行回路(V1.V2 -R1-R2-2KM2-X)由主变压器经功率控制组件给第二硅芯组R2供电,使第二硅芯组R2处于运行状态;
第二硅芯组R2处于运行状态后,根据回路阻值情况判断是先击穿第三硅芯组R3还是第四硅芯组R4,当先击穿第三硅芯组R3时:闭合击穿开关KM2、第三打压开关3KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM3- R3-2KM2-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组R3;
维持第三硅芯组R3:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM3-R3-2KM2-X),由主变压器经调节组件给第三硅芯组R3供电,使第三硅芯组R3处于维持状态;
击穿第四硅芯组R4:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第三打压开关3KM3、第三切换开关2KM2、第二切换开关KM3),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-R4-X),由功率控制组件对第四硅芯组R4实施击穿,使第四硅芯组R4被击穿;
运行硅芯组:待第四硅芯组R4被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
如上,在第二硅芯组R2处于运行状态后,若选择先击穿第四硅芯组R4时:闭合击穿开关KM2、第三打压开关3KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM3-R4-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组R4;
维持第四硅芯组R4:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM3-R4-X),由主变压器经调节组件给第四硅芯组R4供电,使第四硅芯组R4处于维持状态;
击穿第三硅芯组R3:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第三打压开关3KM3、第三切换开关2KM2、第二切换开关KM3),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-R4-X),由功率控制组件对第三硅芯组R3实施击穿,使第三硅芯组R3被击穿;
运行硅芯组:待第三硅芯组R3被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
请参见图14-图16,一种涉及五组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=5),采用正向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
击穿第一硅芯组R1:闭合第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第一打压开关3KM1、第一切换开关2KM1,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM1-R1-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组R1;
运行第一硅芯组R1:断开第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第一打压开关3KM1;闭合第二切换开关KM3,形成运行回路(V1.V2 -R1-2KM1-KM3-X),由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组R1供电,使第一硅芯组R1处于运行状态;
击穿第二硅芯组R2:闭合击穿开关KM2、第二打压开关3KM2,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R2-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组R2;
维持第二硅芯组R2:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM2-R2-2KM1-KM3-X),由主变压器经调节组件给第二硅芯组R2供电,使第二硅芯组R2处于维持状态;
运行第二硅芯组R2:断开维持开关KM1、第二打压开关3KM2、第一切换开关2KM1,闭合第三切换开关2KM2,形成运行回路(V1.V2 -R1-R2-2KM2-X)由主变压器经功率控制组件给第二硅芯组R2供电,使第二硅芯组R2处于运行状态;
击穿第三硅芯组R3:闭合击穿开关KM2、第三打压开关3KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM3- R3-2KM2-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组R3;
维持第三硅芯组R3:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM3-R3-2KM2-X),由主变压器经调节组件给第三硅芯组R3供电,使第三硅芯组R3处于维持状态;
运行第三硅芯组R3:断开维持开关KM1、第三打压开关3KM3、第三切换开关2KM2,闭合第四切换开关2KM3,形成运行回路(V1.V2-R1-R2-R3-2KM3-X),由主变压器经功率控制组件给第三硅芯组R3供电,使第三硅芯组R3处于运行状态;
第三硅芯组R3处于运行状态后,根据回路阻值情况判断是先击穿第四硅芯组R4还是第五硅芯组R5,当先击穿第四硅芯组R4时:闭合击穿开关KM2、第四打压开关3KM4,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM4-R4-2KM3-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组R4;
维持第四硅芯组R4:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM4-R4-2KM3-X),由主变压器经功率控制组件给第四硅芯组R4供电,使第四硅芯组R4处于维持状态;
击穿第五硅芯组R5:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第四打压开关3KM4、第四切换开关2KM3、第二切换开关KM3),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-R4-R5-X),由功率控制组件对第五硅芯组R5实施击穿,使第五硅芯组R5被击穿;
运行硅芯组:待第五硅芯组R5被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
如上,在第三硅芯组R3处于运行状态后,若选择先击穿第五硅芯组R5时:闭合击穿开关KM2、第四打压开关3KM4,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM4-R5-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第五硅芯组R5;
维持第五硅芯组R5:断开击穿开关KM2,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM4-R5-X),由主变压器经功率控制组件给第五硅芯组R5供电,使第五硅芯组R5处于维持状态;
击穿第四硅芯组R4:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第四打压开关3KM4、第四切换开关2KM3、第二切换开关KM3),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-R4-R5-X),由功率控制组件对第四硅芯组R4实施击穿,使第四硅芯组R4被击穿;
运行硅芯组:待第四硅芯组R4被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
请参见图4、图10、图17,一种多晶硅电源的控制方法,采用反向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
S1:在打压击穿硅芯组前闭合保护开关;
S2:通过闭合击穿开关、与第N硅芯组首端连接的打压开关、与第N硅芯组尾端连接的切换开关,使升压变压器副边与第N硅芯组形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压先击穿第N硅芯组;
S3:在击穿第N硅芯组后至开始击穿下一硅芯组前,断开保护开关、击穿开关、与第N硅芯组尾端连接的切换开关;随后,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第N硅芯组供电,使其处于维持状态;
S4:闭合击穿开关、与升压变压器副边另一端和下一组待击穿硅芯组首端之间的切换开关,形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿该硅芯组;随后,断开击穿开关、与该待击穿硅芯组尾端连接的打压开关、与该待击穿硅芯组首端连接的切换开关,闭合与该待击穿硅芯组首端连接的打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给已击穿的硅芯组供电,使其处于维持状态;
S5:通过步骤4,或多次循环步骤4,直到剩下最后一组硅芯组未击穿时,断开前述所有已接通的切换开关、打压开关、维持开关,由功率控制组件经已击穿硅芯组对最后一组硅芯组实施击穿;
S6:待所有硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
请参见图4,一种涉及三组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=3),采用反向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
击穿第三硅芯组R3:闭合第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第二打压开关3KM2、第二切换开关KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R3-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组R3;
维持第三硅芯组R3:断开第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第二切换开关KM3;闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM2-R3-X),由主变压器经调节组件给第三硅芯组R3供电,使第三硅芯组R3处于维持状态;
击穿第二硅芯组R2:闭合击穿开关KM2、第一切换开关2KM1,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R2-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组R2;
维持第二硅芯组R2:断开击穿开关KM2、第二打压开关3KM2、第一切换开关2KM1,闭合第一打压开关3KM1,形成维持回路(KM1-3KM1-R2-R3-X),由主变压器经调节组件给第二硅芯组R2、第三硅芯组R3供电,使第二硅芯组R2、第三硅芯组R3处于维持状态;
击穿第一硅芯组R1:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第一打压开关3KM1),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-X),由功率控制组件经第二硅芯组R2、第三硅芯组R3对对第一硅芯组R1实施击穿;
运行硅芯组:待第一硅芯组R1被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
请参见图10,一种涉及四组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=4),采用反向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
击穿第四硅芯组R4:闭合第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第三打压开关3KM3、第二切换开关KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM3-R4-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组R4;
维持第四硅芯组R4:断开第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第二切换开关KM3,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM3-R4-X),由主变压器经调节组件给第四硅芯组R4供电,使第四硅芯组R4处于维持状态;
击穿第三硅芯组R3:闭合击穿开关KM2、第三切换开关2KM2,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM3-R3-2KM2),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组R3;
维持第三硅芯组R3:断开击穿开关KM2、第三切换开关2KM2、第三打压开关3KM3,闭合第二打压开关3KM2,形成维持回路(KM1-3KM2-R3-R4-X),由主变压器经调节组件给第三硅芯组R3供电,使第三硅芯组R3处于维持状态;
击穿第二硅芯组R2:闭合击穿开关KM2、第一切换开关2KM1,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R2-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组R2;
维持第二硅芯组R2:断开击穿开关KM2、第一切换开关2KM1、第二打压开关3KM2,闭合第一打压开关3KM1,形成维持回路(KM1-3KM1-R2-R3-R4-X),由主变压器经调节组件给第二硅芯组R2供电,使第二硅芯组R2处于维持状态;
击穿第一硅芯组R1:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第一打压开关3KM1),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4串联形成回路(V1.V2-R1-R2-R3-R4-X),由功率控制组件经第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4对对第一硅芯组R1实施击穿;
运行硅芯组:待第一硅芯组R1被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
请参见图17,一种涉及五组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=5),采用反向击穿硅芯组的控制方式,主要包括以下步骤:
击穿第五硅芯组R5:闭合第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第四打压开关3KM4、第二切换开关KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM4-R5-KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第五硅芯组R5;
维持第五硅芯组R5:断开第一保护开关KM01、第二保护开关KM02、击穿开关KM2、第二切换开关KM3,闭合维持开关KM1,形成维持回路(KM1-3KM4-R5-X),由主变压器经调节组件给第五硅芯组R5供电,使第五硅芯组R5处于维持状态;
击穿第四硅芯组R4:闭合击穿开关KM2、第四切换开关2KM3,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM4-R4-2KM3),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组R4;
维持第四硅芯组R4:断开击穿开关KM2、第四打压开关3KM4、第四切换开关2KM3,闭合第三打压开关3KM3,形成维持回路(KM1-3KM3-R4-R5-X),由主变压器经调节组件给第四硅芯组R4、第五硅芯组R5供电,使第四硅芯组R4、第五硅芯组R5处于维持状态;
击穿第三硅芯组R3:闭合击穿开关KM2、第三切换开关2KM2,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM3-R3-2KM2),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组R3;
维持第三硅芯组R3:断开击穿开关KM2、第三打压开关3KM3、第三切换开关2KM2,闭合第二打压开关3KM2,形成维持回路(KM1-3KM2-R3-R4-R5-X),由主变压器经调节组件给第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5供电,使第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5处于维持状态;
击穿第二硅芯组R2:闭合击穿开关KM2、第一切换开关2KM1,升压变压器的副边接通形成击穿回路(KM2-3KM2-R2-2KM1),由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组R2;
维持第二硅芯组R2:断开击穿开关KM2、第二打压开关3KM2、第一切换开关2KM1,闭合第一打压开关3KM1,形成维持回路(KM1-3KM1-R2-R3-R4-R5-X),由主变压器经调节组件给第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4供电,使第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5处于维持状态;
击穿第一硅芯组R1:断开前述所有已接通的开关(维持开关KM1、第一打压开关3KM1),第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5形成击穿回路(KM2-V1.V2-R1-R2-R3-R4-R5-X),由功率控制组件经第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5对第一硅芯组R1实施击穿;
运行硅芯组:待第一硅芯组R1被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
需说明的是,也可以理解为击穿由升压变压器副边供电,维持由调节组件供电,运行由功率控制组件供电。
实施例2
本发明通过下述技术方案实现,如图5-图6、图11-图13、图18-图20所示,一种多晶硅电源,主要包括主变压器10、功率控制组件20、调节组件30、维持开关KM1、击穿开关KM2、保护开关、升压变压器40、打压开关、切换开关;所述主变压器包括多个不同电压的输出端(如I、II、III、IV、V)、一个公共输出端(如X),多个不同电压的输出端分别与功率控制组件20的输入端、调节组件30的输入端连接。
所述功率控制组件20的输出端和主变压器10的公共输出端X分别与N组串联的硅芯组的首尾两端连接;所述保护开关与N组串联的硅芯组并联;所述N≥3,每组硅芯组中包括至少一个硅芯;所述调节组件30的输出端通过维持开关KM1、打压开关与硅芯组连接;所述调节组件30的输出端还经击穿开关KM2与升压变压器40的原边一端连接,升压变压器40的原边另一端与主变压器10的公共输出端X连接;
所述升压变压器40的副边一端经打压开关与各硅芯组一端连接,各硅芯组的另一端经至少一个切换开关连接至升压变压器40的副边另一端;升压变压器40的副边另一端经切换开关连接至主变压器10的公共输出端X。
所述保护开关包括第一保护开关KM01;第一保护开关KM01的第一端分别与功率控制组件的输出端、N组串联的硅芯组的首端连接,第一保护开关KM01的第二端分别与主变压器的公共输出端、N组串联的硅芯组的尾端连接。
优选的,所述保护开关还包括第二保护开关KM02;第二保护开关KM02的第一端与所述第一保护开关KM01的第一端连接,第二保护开关KM02的第二端接地。
所述主变压器10包括M组不同电压的输出端,所述M=5,分别为第Ⅰ组、第Ⅱ组、第Ⅲ组、第Ⅳ组、第Ⅴ组,其中第Ⅰ组输出的电压值最大,第Ⅱ组输出的电压值次大;所述功率控制组件20包括M组输入端,功率控制组件20的M组输入端与主变压器10的M组不同电压的输出端一一对应连接。
上述功率控制组件20包括五组功率控制单元,分别为第一功率控制单元(V1、V2)、第二功率控制单元(V3、V4)、第三功率控制单元(V5、V6)、第四功率控制单元(V7、V8)、第五功率控制单元(V9、V10),且每组功率控制单元中包括至少两只反并联的晶闸管。所述调节单元为一个时,调节单元包括至少两只反并联的晶闸管(V11、V12);调节单元为两个时,第一调节单元包括至少两只反并联的晶闸管(V11、V12),第二调节单元包括至少两只反并联的晶闸管(V13、V14)。
请参见图5、图11、图18,所述调节单元为一个,该调节单元的输入端连接至主变压器10的电压最高的输出端I,该调节单元的输出端连接至维持开关KM1的第一端,同时还连接至击穿开关KM2的第一端,击穿开关KM2的第二端连接至升压变压器40的原边一端。
或者是,请参见图6、图12、图13、图19、图20,所述调节单元为两个,包括第一调节单元、第二调节单元,其中,第一调节单元的输入端连接至主变压器10电压最高的输出端I,第一调节单元的输出端分别连接至维持开关KM1的第一端、击穿开关KM2的第一端,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器10任意一组不同电压的输出端,第二调节单元的输出端连接至击穿开关KM2的第一端,击穿开关KM2的第二端连接至升压变压器40的原边一端。所述第二调节单元的输入端连接至主变压器10电压次高的输出端II。
作为一种方式,如图5、图6所示,所述N=3,一种涉及正向击穿的三组硅芯组的多晶硅电源,三组硅芯组分别为第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3;所述打压开关包括第一打压开关3KM1、第二打压开关3KM2,所述切换开关包括第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3;所述调节组件的输出端分别与维持开关KM1的第一端、击穿开关KM2的第一端连接,维持开关KM1的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端连接,第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1的第一端连接,第二打压开关3KM2的第二端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接;击穿开关KM2的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端连接;所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关2KM1的第一端、第二切换开关KM3的第一端连接,第一切换开关2KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接,第二切换开关KM3的第二端与主变压器的公共输出端连接。
每组所述硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组R1、第二硅芯组R2分别包含一个硅芯,第三硅芯组R3包括二个硅芯或三个硅芯(附图未示意)。
作为一种方式,如图11、图12、图13所示,所述N=4,一种涉及正向击穿的四组硅芯组的多晶硅电源,四组硅芯组分别为第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4;所述打压开关包括第一打压开关3KM1、第二打压开关3KM2、第三打压开关3KM3,所述切换开关包括第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3、第三切换开关2KM2;所述调节组件的输出端分别与维持开关KM1的第一端、击穿开关KM2的第一端连接,维持开关KM1的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端连接,第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1的第一端连接,第二打压开关3KM2的第二端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三打压开关3KM3的第二端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接;击穿开关KM2的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端连接;所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关2KM1的第一端、第二切换开关KM3的第一端连接,第一切换开关2KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接,第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第二切换开关KM3的第二端、第三切换开关2KM2的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
所述每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组R1、第二硅芯组R2分别包含一个硅芯,第三硅芯组R3包括二个硅芯(图13,R31、R32)或三个硅芯(附图未示意),第四硅芯组R4包括二个硅芯(图13,R41、R42)或三个硅芯(附图未示意)。
作为一种实施方式,如图18、图19、图20,所述N=5,一种涉及正向击穿的五组硅芯组的多晶硅电源,五组硅芯组分别为第一硅芯组R1、第二硅芯组R2、第三硅芯组R3、第四硅芯组R4、第五硅芯组R5;所述打压开关包括第一打压开关3KM1、第二打压开关3KM2、第三打压开关3KM3、第四打压开关3KM4,所述切换开关包括第一切换开关2KM1、第二切换开关KM3、第三切换开关2KM2、第四切换开关2KM3;所述调节组件的输出端分别与维持开关KM1的第一端、击穿开关KM2的第一端连接,维持开关KM1的第二端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端、第四打压开关3KM4的第一端连接,第一打压开关3KM1的第二端与第一硅芯组R1的第一端连接,第二打压开关3KM2的第二端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第三打压开关3KM3的第二端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接,第四打压开关3KM4的第二端分别与第四硅芯组R4的第二端、第五硅芯组R5的第一端连接;击穿开关KM2的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关3KM1的第一端、第二打压开关3KM2的第一端、第三打压开关3KM3的第一端、第四打压开关3KM4的第一端连接;所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关2KM1的第一端、第二切换开关KM3的第一端连接,第一切换开关2KM1的第二端分别与第一硅芯组R1的第二端、第二硅芯组R2的第一端连接,第三切换开关2KM2的第一端分别与第二硅芯组R2的第二端、第三硅芯组R3的第一端连接,第四切换开关2KM3的第一端分别与第三硅芯组R3的第二端、第四硅芯组R4的第一端连接,第二切换开关KM3的第二端、第三切换开关2KM2的第二端、第四切换开关2KM3的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
所述每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组R1、第二硅芯组R2分别包含一个硅芯,第三硅芯组R3包括二个硅芯(图20,R31、R32)或三个硅芯(附图未示意),第四硅芯组R4包括二个硅芯(图20,R41、R42)或三个硅芯(附图未示意),第五硅芯组R5包括二个硅芯(图20,R51、R52)或三个硅芯(附图未示意)。
实施例2涉及击穿开关在升压变压器原边的多晶硅电源,更进一步涉及升压变压器原边的正向击穿多晶硅电源。
请参见图5-图6,一种涉及三组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=3),采用正向击穿硅芯组的控制方式,与图1-图3的控制方法相同,此处不再赘述。
请参见图11-图13,一种涉及四组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=4),采用正向击穿硅芯组的控制方式,与图7-图9的控制方法相同,此处不再赘述。
请参见图18-图20,一种涉及五组硅芯组的多晶硅电源的控制方法(N=5),采用正向击穿硅芯组的控制方式,与图14-图16的控制方法相同,此处不再赘述。
在实施例1、2中,当除第一硅芯组R1、第二硅芯组R2外的其他硅芯组包含二个或三个硅芯时,击穿、维持、运行方式与只包含一个硅芯时相同,相当于将每组硅芯组中的二个或三个硅芯当作一个串联的整体。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (31)

1.一种多晶硅电源,其特征在于:主要包括主变压器、功率控制组件、调节组件、维持开关、击穿开关、保护开关、升压变压器、打压开关、切换开关;
所述主变压器包括多个不同电压的输出端、一个公共输出端,多个不同电压的输出端分别与功率控制组件的输入端、调节组件的输入端连接;
所述功率控制组件的输出端和主变压器的公共输出端分别与N组串联的硅芯组的首尾两端连接;所述保护开关与N组串联的硅芯组并联;N≥3,每组硅芯组中包括至少一个硅芯;
所述调节组件的输出端通过维持开关、打压开关与硅芯组连接;所述调节组件的输出端还与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的原边另一端与主变压器的公共输出端连接;
所述升压变压器的副边一端经击穿开关、打压开关与各硅芯组一端连接,各硅芯组的另一端经至少一个切换开关连接至升压变压器的副边另一端;或者是,升压变压器的副边一端经击穿开关、打压开关连接至相邻两组硅芯组之间,除第N组硅芯组以外,其他相邻两组硅芯组之间经切换开关连接至升压变压器的副边另一端;升压变压器的副边另一端经切换开关连接至主变压器的公共输出端。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述保护开关包括第一保护开关;第一保护开关的第一端分别与功率控制组件的输出端、N组串联的硅芯组的首端连接,第一保护开关的第二端分别与主变压器的公共输出端、N组串联的硅芯组的尾端连接。
3.根据权利要求2所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述保护开关还包括第二保护开关;第二保护开关的第一端与所述第一保护开关的第一端连接,第二保护开关的第二端接地。
4.根据权利要求3所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述主变压器包括M组不同电压的输出端,所述功率控制组件包括M组输入端,功率控制组件的M组输入端与主变压器M组不同电压的输出端一一对应连接;
所述调节组件包括至少一个调节单元;
所述调节单元为一个,该调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,该调节单元的输出端连接至维持开关的第一端,同时还直接连接至升压变压器的原边一端;
或者是,所述调节单元为两个,包括第一调节单元、第二调节单元,其中,第一调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,第一调节单元的输出端连接至维持开关的第一端,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器任意一组不同电压的输出端,第二调节单元的输出端直接连接至升压变压器的原边一端。
5.根据权利要求4所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述第二调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,或连接至主变压器电压次高的输出端。
6.根据权利要求4所述的一种多晶硅电源,其特征在于:N=3,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关;所述调节组件的输出端与维持开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接;
所述升压变压器的副边一端与击穿开关的第一端连接,击穿开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端与主变压器的公共输出端连接。
7.根据权利要求4所述的一种多晶硅电源,其特征在于:N=4,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关;所述调节组件的输出端与维持开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接;
所述升压变压器的副边一端与击穿开关的第一端连接,击穿开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
8.根据权利要求4所述的一种多晶硅电源,其特征在于:N=5,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关、第四打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关;所述调节组件的输出端与维持开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第四打压开关的第二端分别与第四硅芯组的第二端、第五硅芯组的第一端连接;
所述升压变压器的副边一端与击穿开关的第一端连接,击穿开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第四切换开关的第一端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
9.根据权利要求6或7或8所述的一种多晶硅电源,其特征在于:每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组、第二硅芯组中仅包含一个硅芯,剩下的硅芯组包含二个或三个硅芯。
10.根据权利要求6所述的一种多晶硅电源,其特征在于:将第一打压开关的第二端与第一硅芯组第一端的连接替换为:第一打压开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接。
11.根据权利要求7所述的一种多晶硅电源,其特征在于:将第一打压开关的第二端与第一硅芯组第一端的连接替换为:第一打压开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接;将第三切换开关的第二端与主变压器的公共输出端连接替换为:第三切换开关的第二端与升压变压器的副边另一端连接。
12.根据权利要求8所述的一种多晶硅电源,其特征在于:将第一打压开关的第二端与第一硅芯组第一端的连接替换为:第一打压开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接;将第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接替换为:第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与升压变压器的副边另一端连接。
13.一种多晶硅电源的控制方法,适用于对权利要求10-12任意一项所述多晶硅电源的控制,其特征在于:主要包括以下步骤:
S1:在打压击穿硅芯组前闭合保护开关;
S2:通过闭合击穿开关、与第N硅芯组首端连接的打压开关、与第N硅芯组尾端连接的切换开关,使升压变压器副边与第N硅芯组形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压先击穿第N硅芯组;
S3:在击穿第N硅芯组后至开始击穿下一硅芯组前,断开保护开关、击穿开关、与第N硅芯组尾端连接的切换开关;随后,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第N硅芯组供电,使其处于维持状态;
S4:闭合击穿开关、与升压变压器副边另一端和下一组待击穿硅芯组首端之间的切换开关,形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿该硅芯组;随后,断开击穿开关、与该待击穿硅芯组尾端连接的打压开关、与该待击穿硅芯组首端连接的切换开关,闭合与该待击穿硅芯组首端连接的打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给已击穿的硅芯组供电,使其处于维持状态;
S5:通过步骤4,或多次循环步骤4,直到剩下最后一组硅芯组未击穿时,断开前述所有已接通的切换开关、打压开关、维持开关,由功率控制组件经已击穿硅芯组对最后一组硅芯组实施击穿;
S6:待所有硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
14.根据权利要求13所述的一种多晶硅电源的控制方法,其特征在于:N=3;
击穿第三硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二打压开关、第二切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二切换开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第一打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组、第三硅芯组供电,使第二硅芯组、第三硅芯组处于维持状态;
击穿第一硅芯组:断开维持开关、第一打压开关,由功率控制组件经第二硅芯组、第三硅芯组对第一硅芯组实施击穿;运行硅芯组:继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
15.根据权利要求13所述的一种多晶硅电源的控制方法,其特征在于:N=4;
击穿第四硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第三打压开关、第二切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二切换开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第四硅芯组供电,使第四硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:闭合击穿开关、第三切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关、第三打压开关,第三切换开关,闭合第二打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组、第四硅芯组供电,使第三硅芯组、第四硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关、第一切换开关、第二打压开关,闭合第一打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组供电,使第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组处于维持状态;
击穿第一硅芯组:断开维持开关、第一打压开关,由功率控制组件经第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组对第一硅芯组实施击穿;运行硅芯组:继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
16.根据权利要求13所述的一种多晶硅电源的控制方法,其特征在于:N=5;
击穿第五硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第四打压开关、第二切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第五硅芯组;维持第五硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第二切换开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第五硅芯组供电,使第五硅芯组处于维持状态;
击穿第四硅芯组:闭合击穿开关、第四切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开击穿开关、第四打压开关、第四切换开关,闭合第三打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第四硅芯组、第五硅芯组供电,使第四硅芯组、第五硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:闭合击穿开关、第三切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关、第三打压开关、第三切换开关,闭合第二打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组供电,使第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第一打压开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组供电,使第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组处于维持状态;
击穿第一硅芯组:断开维持开关、第一打压开关,由功率控制组件经第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组对第一硅芯组实施击穿;运行硅芯组:继续由功率控制组件给串联的硅芯组供电,使其处于运行状态。
17.一种多晶硅电源,其特征在于:主要包括主变压器、功率控制组件、调节组件、维持开关、击穿开关、保护开关、升压变压器、打压开关、切换开关;
所述主变压器包括多个不同电压的输出端、一个公共输出端,多个不同电压的输出端分别与功率控制组件的输入端、调节组件的输入端连接;
所述功率控制组件的输出端和主变压器的公共输出端分别与N组串联的硅芯组的首尾两端连接;所述保护开关与N组串联的硅芯组并联;N≥3,每组硅芯组中包括至少一个硅芯;
所述调节组件的输出端通过维持开关、打压开关与硅芯组连接;所述调节组件的输出端还经击穿开关与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的原边另一端与主变压器的公共输出端连接;
所述升压变压器的副边一端经打压开关与各硅芯组一端连接,各硅芯组的另一端经至少一个切换开关连接至升压变压器的副边另一端;升压变压器的副边另一端经切换开关连接至主变压器的公共输出端。
18.根据权利要求17所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述保护开关包括第一保护开关;第一保护开关的第一端分别与功率控制组件的输出端、N组串联的硅芯组的首端连接,第一保护开关的第二端分别与主变压器的公共输出端、N组串联的硅芯组的尾端连接。
19.根据权利要求18所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述保护开关还包括第二保护开关;第二保护开关的第一端与所述第一保护开关的第一端连接,第二保护开关的第二端接地。
20.根据权利要求19所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述主变压器包括M组不同电压的输出端,所述功率控制组件包括M组输入端,功率控制组件的M组输入端与主变压器M组不同电压的输出端一一对应连接;
所述调节单元为一个,该调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,该调节单元的输出端连接至维持开关的第一端,同时还直接连接至击穿开关的第一端,击穿开关的第二端连接至升压变压器的原边一端;
或者是,所述调节单元为两个,包括第一调节单元、第二调节单元,其中,第一调节单元的输入端连接至主变压器电压最高的输出端,第一调节单元的输出端分别连接至维持开关的第一端、击穿开关的第一端,所述第二调节单元的输入端连接至主变压器任意一组不同电压的输出端,第二调节单元的输出端连接至击穿开关的第一端,击穿开关的第二端连接至升压变压器的原边一端。
21.根据权利要求20所述的一种多晶硅电源,其特征在于:所述第二调节单元的输入端连接至主变压器电压次高的输出端。
22.根据权利要求20所述的一种多晶硅电源,其特征在于:N=3,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关;所述调节组件的输出端分别与维持开关的第一端、击穿开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接;
击穿开关的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端与主变压器的公共输出端连接。
23.根据权利要求20所述的一种多晶硅电源,其特征在于:N=4,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关;所述调节组件的输出端分别与维持开关的第一端、击穿开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接;
击穿开关的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
24.根据权利要求20所述的一种多晶硅电源,其特征在于:N=5,分别为第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组;所述打压开关包括第一打压开关、第二打压开关、第三打压开关、第四打压开关,所述切换开关包括第一切换开关、第二切换开关、第三切换开关、第四切换开关;所述调节组件的输出端分别与维持开关的第一端、击穿开关的第一端连接,维持开关的第二端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接,第一打压开关的第二端与第一硅芯组的第一端连接,第二打压开关的第二端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第三打压开关的第二端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第四打压开关的第二端分别与第四硅芯组的第二端、第五硅芯组的第一端连接;
击穿开关的第二端与升压变压器的原边一端连接,升压变压器的副边一端分别与第一打压开关的第一端、第二打压开关的第一端、第三打压开关的第一端、第四打压开关的第一端连接;
所述升压变压器的副边另一端分别与第一切换开关的第一端、第二切换开关的第一端连接,第一切换开关的第二端分别与第一硅芯组的第二端、第二硅芯组的第一端连接,第三切换开关的第一端分别与第二硅芯组的第二端、第三硅芯组的第一端连接,第四切换开关的第一端分别与第三硅芯组的第二端、第四硅芯组的第一端连接,第二切换开关的第二端、第三切换开关的第二端、第四切换开关的第二端分别与主变压器的公共输出端连接。
25.根据权利要求22或23或24所述的一种多晶硅电源,其特征在于:每组硅芯组中仅包含一个硅芯;或者是第一硅芯组、第二硅芯组中仅包含一个硅芯,剩下的硅芯组包含二个或三个硅芯。
26.一种多晶硅电源的控制方法,适用于对权利要求6或22所述的多晶硅电源的控制,其特征在于:主要包括以下步骤:
击穿第一硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组;运行第一硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关,闭合第二切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组供电,使第一硅芯组处于运行状态;
第一硅芯组处于运行状态后,先击穿第二硅芯组时:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第三硅芯组实施击穿,使第三硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第三硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
27.根据权利要求26所述的一种多晶硅电源的控制方法,其特征在于:第一硅芯组处于运行状态后,先击穿第三硅芯组时:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;
击穿第二硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第二硅芯组实施击穿,使第二硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第二硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给3组硅芯组供电,使3组硅芯组处于运行状态。
28.一种多晶硅电源的控制方法,适用于对权利要求7或23所述的多晶硅电源的控制,其特征在于:击穿第一硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压先击穿第一硅芯组;运行第一硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关,闭合第二切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组供电,使第一硅芯组处于运行状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于维持状态;运行第二硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第三切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于运行状态;
第二硅芯组处于运行状态后,先击穿第三硅芯组时:闭合击穿开关、第三打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;
击穿第四硅芯组:断开维持开关、第三打压开关、第三切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第四硅芯组实施击穿,使第四硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第四硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
29.根据权利要求28所述的一种多晶硅电源的控制方法,其特征在于:第二硅芯组处于运行状态后,先击穿第四硅芯组时,闭合击穿开关、第三打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第四硅芯组供电,使第四硅芯组处于维持状态;
击穿第三硅芯组:断开维持开关、第三打压开关、第三切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第三硅芯组实施击穿,使第三硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第三硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给4组硅芯组供电,使4组硅芯组处于运行状态。
30.一种多晶硅电源的控制方法,适用于对权利要求8或24所述的多晶硅电源的控制,其特征在于:击穿第一硅芯组:闭合第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关、第一切换开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第一硅芯组;运行第一硅芯组:断开第一保护开关、第二保护开关、击穿开关、第一打压开关,闭合第二切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件继续给第一硅芯组供电,使第一硅芯组处于运行状态;
击穿第二硅芯组:闭合击穿开关、第二打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第二硅芯组;维持第二硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于维持状态;运行第二硅芯组:断开维持开关、第二打压开关、第一切换开关,闭合第三切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件给第二硅芯组供电,使第二硅芯组处于运行状态;
击穿第三硅芯组:闭合击穿开关、第三打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第三硅芯组;维持第三硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经调节组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于维持状态;运行第三硅芯组:断开维持开关、第三打压开关、第三切换开关,闭合第四切换开关,形成运行回路,由主变压器经功率控制组件给第三硅芯组供电,使第三硅芯组处于运行状态;
第三硅芯组处于运行状态后,先击穿第四硅芯组时:闭合击穿开关、第四打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第四硅芯组;维持第四硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经功率控制组件给第四硅芯组供电,使第四硅芯组处于维持状态;
击穿第五硅芯组:断开维持开关、第四打压开关、第四切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第五硅芯组实施击穿,使第五硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第五硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
31.根据权利要求30所述的一种多晶硅电源的控制方法,其特征在于:在第三硅芯组处于运行状态后,先击穿第五硅芯组时:闭合击穿开关、第四打压开关,升压变压器的副边接通形成击穿回路,由主变压器通过调节组件和升压变压器输出高电压击穿第五硅芯组;维持第五硅芯组:断开击穿开关,闭合维持开关,形成维持回路,由主变压器经功率控制组件给第五硅芯组供电,使第五硅芯组处于维持状态;
击穿第四硅芯组:断开维持开关、第四打压开关、第四切换开关、第二切换开关,第一硅芯组、第二硅芯组、第三硅芯组、第四硅芯组、第五硅芯组串联形成回路,由功率控制组件对第四硅芯组实施击穿,使第四硅芯组被击穿;
运行硅芯组:待第四硅芯组被击穿后,继续由功率控制组件给5组硅芯组供电,使5组硅芯组处于运行状态。
CN202310895701.5A 2023-07-20 2023-07-20 一种多晶硅电源及其控制方法 Pending CN116915023A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310895701.5A CN116915023A (zh) 2023-07-20 2023-07-20 一种多晶硅电源及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310895701.5A CN116915023A (zh) 2023-07-20 2023-07-20 一种多晶硅电源及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116915023A true CN116915023A (zh) 2023-10-20

Family

ID=88352636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310895701.5A Pending CN116915023A (zh) 2023-07-20 2023-07-20 一种多晶硅电源及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116915023A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105322787A (zh) 三端口dc-dc变换器
CN109245220B (zh) 一种最少开关的充放电限流电池组并联控制装置及控制方法
CN108711907B (zh) 一种高压大功率充放电电路
CN104600758A (zh) 一种高压直流断路器的自取能装置及其实现方法
CN107404228A (zh) 一种新颖的宽范围输入功率变换电路
CN116915023A (zh) 一种多晶硅电源及其控制方法
CN213069091U (zh) 用小功率电源供电的继电开关器件全负载试验装置
CN210839058U (zh) 双电源切换装置
CN101248705A (zh) 加热电源装置
CN116707321B (zh) 一种多晶硅还原电源及其控制方法
CN111464008A (zh) 组合式变频器
CN113823498A (zh) 一种多晶硅还原炉供电电路及其控制方法
CN113346763B (zh) 一种多晶硅还原炉供电系统及其控制方法
CN116073647A (zh) 一种直流变换器及其控制方法
CN117118237A (zh) 一种电源及其控制方法
CN205527777U (zh) 一种36对棒多晶硅还原炉控制系统
CN208127893U (zh) 一种电源系统
CN110504670B (zh) 直流配电网的供电系统及供电方法
CN215988407U (zh) 一种多晶硅还原炉供电电路
CN201199634Y (zh) 一种电网正负无功补偿装置
CN118157508B (zh) 一种模块化的多功能串并联拓扑可切换多路输出逆变器
CN209948676U (zh) 电压调节电路及其三相电供电电路
CN114640333B (zh) 一种基于双向mosfet开关的补偿变压器投切电路及控制方法
CN108462208A (zh) 一种电源系统及其电源模块的老化方法
CN214799002U (zh) 用于变压器切换绕组的组合开关

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination