KR20110097652A - 폴리실리콘 제조용 리액터의 파워 서플라이 장치 - Google Patents

폴리실리콘 제조용 리액터의 파워 서플라이 장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 실리콘 로드용 파워 서플라이 장치로서,
- 3상 메인 파워 서플라이에 접속하기 위한 입력부들(L1, L2, L3),
- 출력부들에 접속될 수 있는 부하, 특히 실리콘 로드에 전력을 공급하기 위한 3개의 출력부 그룹들(A11-A13, A21-A24, A31-A33)로 그룹화된 출력부들,
- 출력부들에 인가되는 전압을 조절하기 위한 3개의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3),
- 출력부 그룹들(A11-A13, A21-A24, A31-A33) 중 하나의 그룹의 출력부들의 병렬 접속과 직렬 접속 사이의 전환을 위한 3개의 전환 수단 그룹들(U1, U2, U3)을 포함하고,
각각의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)은 적어도 파워 서플라이 장치의 하나의 상태에서 하나의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)을 통해 하나의 출력부 그룹(A11-A13, A21-A24, A31-A33)에 접속되는, 파워 서플라이 장치에 관한 것이다.

Description

폴리실리콘 제조용 리액터의 파워 서플라이 장치{POWER SUPPLY ARRANGEMENT OF A REACTOR FOR PRODUCING POLYSILICON}
이 발명은 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 실리콘 로드용 파워 서플라이 장치로서,
- 3상 메인 파워 서플라이에 접속하기 위한 입력부들
- 출력부들에 접속될 수 있는 부하, 특히 실리콘 로드에 전력을 공급하기 위한 3개의 출력부 그룹,
- 출력부들에 인가되는 전압을 조절하기 위한 3개의 조절 수단 그룹,
- 출력부 그룹들 중 하나의 그룹의 출력부들의 병렬 접속과 직렬 접속 사이의 전환을 위한 3개의 전환 수단 그룹을 포함하고,
각각의 조절 수단 그룹은 적어도 파워 서플라이 장치의 하나의 상태에서 하나의 전환 수단 그룹을 통해 하나의 출력부 그룹에 접속되는
파워 서플라이 장치에 관한 것이다.
이러한 파워 서플라이 장치에서 출력부는 하나의 부하 또는 다수의 직렬 접속된 부하를 접속하기 위한 한 쌍의 전기 접속부이다. 출력부에 부하가 접속되면, 파워 서플라이 장치의 적어도 하나의 상태에서 하나의 접속부로부터 부하를 통해 다른 접속부로 전류가 흐를 수 있다. 그러나, 출력부의 하나의 접속부로부터 다른 접속부로 전류가 흐르지 않는, 파워 서플라이 장치의 상태도 주어질 수 있다. 출력부의 접속부는 동시에 적어도 하나의 다른 출력부의 접속부일 수 있다.
다수의 출력부들이 파워 서플라이 장치의 하나의 상태에서 병렬 접속되면, 이는 출력부들이 파워 서플라이 장치의 이 상태에서 파워 서플라이 장치 내부에서 동일한 전류원에 접속된다는 것을 의미한다. 병렬 접속된 출력부들에 부하가 접속되면, 이들도 병렬 접속된다.
이와 달리 다수의 출력부들이 파워 서플라이 장치의 하나의 상태에서 직렬 접속되면, 이 상태에서는 직렬 접속된 모든 출력부들을 통해 전압이 강하한다. 직렬 접속된 출력부들에 부하가 접속되면, 전류는 직렬 접속의 제 1 출력부의 제 1 접속부로부터 부하를 통해 직렬 접속의 마지막 출력부의 제 2 접속부로 흐른다. 직렬로 접속된 출력부들의 나머지 접속부들을 통해서는 전류가 흐르지 않는다.
유럽 특허 출원 EP 1 947 545 A2의 도 2는 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 실리콘 로드에 전력을 공급하기 위한 파워 서플라이 장치를 개시한다. 실리콘 로드들은 통합되어 로드 쌍을 형성하고, 파워 서플라이 장치에 접속된 부하를 형성한다.
파워 서플라이 장치는 3개의 출력부 그룹을 가지며, 상기 3개의 그룹의 출력부들은 병렬 접속 또는 직렬 접속으로 접속될 수 있다. 출력부 그룹의 출력부들이 직렬로 접속되면, 이 그룹의 출력부들에 접속된 로드 쌍들도 직렬로 접속된다. 이와 달리, 출력부들이 병렬로 접속되면, 로드 쌍들도 병렬 접속된다. 파워 서플라이 장치는 상기 3개의 출력부 그룹들 외에, 추가의 출력부를 갖는다. 전체적으로 유럽 특허 출원 EP 1 947 545의 도 2에 따른 파워 서플라이 장치에 의해, 다수의 18 로드 쌍에 전기 에너지가 공급될 수 있다.
로드 쌍들은 리액터에서 3개의 동심 링에 배치되고, 내부 링에는 3개의 로드 쌍들, 중간 링에는 6개의 로드 쌍들 그리고 외부 링에는 9개의 로드 쌍들이 제공된다. 3상 파워 서플라이 장치의 3개의 입력부들 각각을 통해 총 6개의 로드 쌍에 전기 에너지가 공급되고, 이것은 내부 링의 3개의 로드 쌍과 외부 링의 3개의 로드 쌍이 하나의 상(phase)으로부터 전기 에너지를 공급받음으로써 이루어진다. 이로 인해, 이 로드 쌍들과 접속된 조절 수단의 그룹이 매우 복잡해진다.
이 발명의 과제는 리액터 내의 2개의 동심 링 내에 배치된 로드 쌍들에 전력을 공급하는데 적합한 전술한 방식의 파워 서플라이 장치를 제공하는 것이다. 파워 서플라이 장치는 특히 18 로드 쌍에 전력을 공급하는데 적합해야 한다.
상기 과제는 이 발명에 따라 모든 출력부들이 3개의 출력부 그룹들로 그룹화됨으로써 해결된다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치에 의해, 리액터 내의 2개의 동심 링 내에 있는 18 로드 쌍들에 전기 에너지가 공급될 수 있다. 제 1 출력부 그룹이 내부 링의 로드 쌍에 전력을 공급하기 위해 제공되는 한편 다른 2개의 그룹들은 외부 링의 로드 쌍에 전력을 공급하기 위해 제공되도록 분배가 이루어질 수 있다. 물론, 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치의 사용이 이 경우에 제한되지는 않는다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 파워 서플라이 장치의 적어도 하나의 상태에서 각각의 조절 수단 그룹이 정확히 하나의 전환 수단 그룹을 통해 정확히 하나의 출력부 그룹에 접속되도록 설계될 수 있다. 바람직하게, 이는 상기 그룹의 출력부들이 병렬 접속된 상태이다. 각각의 조절 수단 그룹이 바람직하게는 정확히 하나의 트랜스포머를 통해 하나의 입력부에 접속되는 것도 가능하다. 조절 수단 그룹, 전환 수단 그룹 및 출력부 그룹 및 트랜스포머의 명확한 할당에 의해, 상기 출력부들을 통해 전달되는 전력을 조절하기 위한 조절부의 간단한 구성이 가능해진다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 출력부 그룹들 중 적어도 제 1 출력부 그룹을 포함할 수 있고, 상기 제 1 출력부 그룹의 3개의 출력부들은 병렬 접속 또는 직렬 접속으로 작동될 수 있다. 각각의 출력부에는 직렬로 접속된 2개의 부하가 접속될 수 있다. 출력부에 인가되는 전압의 절반이 각각의 부하를 통해 강하한다. 바람직하게는 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 정확히 하나의 제 1 출력부 그룹을 갖는다. 이 발명에 따라 총 3개의 출력부 그룹들은 직렬 접속 또는 병렬 접속으로 작동될 수 있는 3개의 출력부를 포함할 수 있다.
또한, 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 출력부 그룹들 중 적어도 제 2 출력부 그룹을 포함할 수 있고, 상기 제 2 출력부 그룹의 2개의 출력부들이 병렬 접속 또는 직렬 접속으로 작동될 수 있다. 각각의 출력부에는 3개의 부하들이 접속될 수 있다. 제 2 그룹의 출력부들의 병렬 접속에서 출력부에 인가되는 전압의 1/3이 강하한다. 바람직하게 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 정확히 2개의 제 2 출력부 그룹들을 갖는다. 이 발명에 따라, 총 3개의 출력부 그룹들이 직렬 접속으로 작동될 수 있는 2개의 출력부들을 포함할 수 있다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치의 조절 수단 그룹들은 입력 측 접속부들을 포함할 수 있다. 이들은 조절 수단 그룹과 접속된 트랜스포머의 2차 측의 각각 하나의 탭에 접속될 수 있다. 입력 측에서 상이한 전압들이 탭을 통해 조절 수단 그룹에 인가될 수 있다.
조절 수단 그룹들은 제 1 출력 측 접속부와 제 2 출력 측 접속부를 포함할 수 있다. 각각의 출력 측 접속부는 파워 컨트롤러를 통해 적어도 2개의 입력 측 접속부들에 접속될 수 있다. 출력 측 접속부들의 이러한 방식의 접속에 의해, 조절 수단 그룹의 출력 측 접속부에서의 전압이 2가지 방식으로 조절될 수 있다. 전압의 단계적인, 제 1 조절은 파워 컨트롤러를 통해 출력 측 접속부에 접속된 입력 측 접속부의 선택에 의해 가능하다. 제 2, 바람직하게 무단 조절은 파워 컨트롤러의 점화각의 선택에 의해 가능하다. 따라서, 전압 시퀀스 제어에 의해 무단으로 조절 가능한 전압이 각각의 조절 수단 그룹의 출력 측 접속부에 인가될 수 있다.
제 1 출력 측 접속부가 출력부들의 병렬 접속의 경우 출력부들에 전압을 공급하기 위해 사용되고 제 2 출력 측 접속부가 출력부들의 직렬 접속의 경우 출력부들에 전압을 공급하기 위해 사용되기 때문에, 하나의 출력부 그룹의 출력부들에서의 전압이 추가로 변화할 수 있다. 출력부들의 병렬 접속의 경우 관련 조절 수단 그룹의 제 1 출력 측 접속부에 인가되는 최대 전압은 각각의 출력부에 전체 레벨로 제공되는 한편, 직렬 접속의 경우 하나의 출력부 그룹의 출력부들에서의 최대 전압은 관련 조절 수단 그룹의 제 2 출력 측 접속부에 인가되는 전압의 일부이다. 상기 일부는 상기 그룹의 직렬 접속된 출력부들의 수에 의해 결정된다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치의 경우, 각각의 전환 수단 그룹은 하나의 입력 측 접속부를 포함할 수 있다. 입력 측 접속부는 바람직하게 관련 조절 수단 그룹의 제 1 출력 측 접속부에 접속된다. 이로 인해, 전환 수단그룹의 입력 측 접속부에서의 전압은 무단으로 조절될 수 있다.
각각의 전환 수단 그룹은 출력 측 접속부를 가질 수 있고, 상기 접속부들은 관련 트랜스포머의 리턴 도체 접속부에 직접 접속되거나 또는 전환 수단 그룹 내부에서 경우에 따라 제어 가능한 스위칭 수단을 통해 제 1 입력 측 접속부 또는 관련 트랜스포머의 리턴 도체 접속부에 접속된다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 조절 수단 그룹의 제 2 출력 측 접속부, 전환 부재 그룹의 출력 측 접속부 및 트랜스포머의 리턴 도체 접속부가 관련 출력부 그룹의 출력부들의 접속부에 접속되도록 형성될 수 있다.
이 발명에 따른 파워 서플라이 장치의 특별한 실시예에서, 하나의 조절 수단 그룹의 매 제 2 출력 측 접속부는 관련 전환 수단 그룹들 내의 노드를 통해 관련 전환 수단 그룹의 다른 출력 측 접속부에 접속될 수 있다. 전환 수단 그룹의 출력 측 접속부 및 리턴 도체에 대한 접속부에 의해, 제 2 출력 측 접속부는 관련 출력부 그룹의 출력부들의 접속부에 직접 접속될 수 있다.
지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 이 발명에 따른 리액터는 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치, 및 리액터 내에 배치된 실리콘 로드를 포함하고, 실리콘 로드들은 파워 서플라이 장치의 출력부들에 접속된다. 제 1 출력부 그룹의 출력부들에는 직렬로 접속되어 부하를 형성하는 각각 2개의 실리콘 로드 쌍이 접속될 수 있고, 제 2 출력부 그룹의 출력부들에는 직렬로 접속되어 부하를 형성하는 각각 3개의 실리콘 로드가 접속될 수 있다. 바람직하게 파워 서플라이 장치는 하나의 제 1 출력부 그룹 및 2개의 제 2 출력부 그룹들을 포함한다. 제 1 출력부 그룹에 접속된 로드 쌍들은 내부 링 내에 접속될 수 있고, 제 2 그룹에 접속된 로드 쌍들은 제 2 링에 접속될 수 있다.
이러한 리액터는 하기와 같이 작동될 수 있다:
- 제 1 단계에서, 제 1 출력부 그룹의 출력부들과 그것에 접속된 부하에 병렬 접속으로 전압이 공급되는 한편, 제 2 출력부 그룹의 출력부들에 접속된 부하에는 전압이 인가되지 않고,
- 후속 단계에서, 제 1 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하 및 제 2 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하에 직렬 접속으로 전압이 공급된다.
제 1 단계 동안 전류는 제 1 출력부 그룹의 출력부들에 접속된 부하를 통해 흐른다. 로드 쌍들이 가열되고 공지된 온도에 도달시 전기 저항의 상당 부분을 잃는다. 이를 로드 쌍의 점화라고 한다. 다른 인가 전압에 의해, 전류가 로드 쌍을 통해서도 흐른다. 각각의 로드 쌍에서 관련 출력부에 인가된 전압의 절반이 강하한다.
제 1 그룹의 출력부들에 접속된 부하의 가열은 제 2 출력부 그룹의 출력부들에 접속된 부하로 방출된다. 이 로드 쌍들은 복사 열에 의해 예열된다. 상기 후속 단계에 선행하는 단계에서, 제 2 출력부 그룹의 출력부들 및 이것에 접속된, 예열된 부하에 병렬 접속으로 전압이 공급될 수 있다. 제 2 그룹의 각각의 출력부에 3개의 로드 쌍들이 접속되기 때문에, 출력부에 인가된 전압의 1/3이 각각의 로드 쌍을 통해 강하한다. 그러나, 이 1/3은 예열된 부하를 더욱 가열하고 점화하기에 충분하다. 제 1 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하에 그동안 병렬 접속으로 전압이 공급될 수 있다. 마찬가지로, 그동안 제 1 출력부 그룹의 출력부들과 그것에 접속된 부하들에 직렬 접속으로 전압이 공급되는 것도 가능하다.
또한, 제 2 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하에 직렬 접속으로 전압이 공급되는 한편, 제 1 그룹의 출력부들에 접속된 부하들에 병렬 접속으로 전압이 공급될 수 있다.
이 발명에 의해, 리액터 내의 2개의 동심 원 내에 배치된 로드 쌍들에 전력을 공급하는데 적합한 파워 서플라이 장치가 제공된다. 또한, 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치는 18 로드 쌍에 전력을 공급하는데 적합하다.
이 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부한 도면에 도시된 실시예의 하기 설명에 제시된다.
도 1은 이 발명에 따른 파워 서플라이 장치의 개략적인 회로도.
도 1에 도시된 파워 서플라이 장치는 3개의 입력부(L1, L2, L3)를 포함하고, 상기 입력부들에는 3개의 트랜스포머들(T1, T2, T3)이 델타 결선으로 접속된다. 3개의 트랜스포머(T1, T2, T3)의 2차 측들은 각각 하나의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)과 접속된다. 각각의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)에는 하나의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)이 접속된다. 또한, 각각의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3) 및 각각의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)에는 하나의 출력부 그룹이 접속된다. 각각의 출력부 그룹에는 하나의 부하 그룹(H1, H2, H3)이 접속된다.
파워 서플라이 장치의 작동 중에, 부하 그룹의 부하들에 공급하기 위한 전류가 트랜스포머(T1, T2, T3), 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3), 전환 수단 그룹들(U1, U2, U3) 및 출력부 그룹들을 통해 흐른다.
트랜스포머들(T1, T2, T3) 및 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3)은 동일하게 구현된다. 이들은 트랜스포머(T1) 및 그것에 접속된 조절 수단 그룹(S1)을 참고로 상세히 설명된다.
트랜스포머(T1)의 2차 측은 4개의 탭들(T13, T14, T15, T16)을 갖는다. 트랜스포머(T1)의 탭들(T13, T14, T15, T16)은 조절 수단 그룹(S1)의 입력 측 접속부(S101, S102, S103, S104)에 접속된다. 조절 수단 그룹(S1) 내부에는 입력 측 접속부들(S101, S102, S103)이 각각 하나의 노드를 통해 각각 2개의 파워 컨트롤러(S11, S15, S12, S16, S13, S17)에 접속되는 한편, 입력 측 접속부(S104)는 파워 컨트롤러(S14)에 접속된다. 파워 컨트롤러들(S15, S16, S17)은 제 1 부스바(busbar)에 접속되는 한편, 파워 컨트롤러들(S11, S12, S13, S14)은 제 2 부스바에 접속된다. 제 1 부스바는 조절 수단 그룹(S1)의 제 1 출력 측 접속부(S105)에 접속되는 한편, 제 2 부스바는 제 2 출력 측 접속부(S106)에 접속된다.
동일한 방식으로, 트랜스포머들(T2, T3)의 탭들(T23, T24, T25, T26, T33, T34, T35, T36)은 조절 수단 그룹들(S2, S3)의 입력 측 접속부들(S201, S202, S203, S204, S301, S302, S303, S304)에 접속된다. 상기 그룹들(S2, S3)의 내부에는 동일한 방식으로 입력 측 접속부들(S201, S202, S203, S204, S301, S302, S303, S304)은 파워 컨트롤러(S21, S25, S22, S26, S23, S27, S24, S31, S35, S36, S33, S37, S34) 및 제 1 및 제 2 부스바를 통해 제 1 출력 측 접속부들(S205, S305) 및 제 2 출력 측 접속부들(S206, S306)에 접속된다.
제 1 출력 측 접속부(S105)는 관련 전환 수단 그룹(U1)의 입력 측 접속부(U101)에 접속되는 한편, 제 2 출력 측 접속부는 제 1 출력부 그룹(A11 내지 A13)의 출력부(A11)에 접속된다. 동일한 방식으로, 그룹들(S2, S3)의 제 1 출력 측 접속부들(S205, S305)은 관련 전환 수단 그룹들(U2, U3)의 입력 측 접속부들(S201, U301)에 접속된다. 그룹들(S2, S3)의 제 2 출력 측 접속부들(S206, S306)은 출력부 그룹들(A21 내지 A24, A31 내지 A33)의 접속부들(A21, A31)에 접속된다.
출력부 그룹들은 접속부들(A11, A21, A31) 외에 추가 접속부들(A12, A13, A22, A23, A24, A32, A33)을 갖는다. 각각의 접속부는 동일한 그룹의 다른 접속부들과 함께 적어도 출력부의 부분이다. 접속부 쌍(A11 및 A12)과 접속부 쌍(A12 및 A13)은 제 1 출력부 그룹의 출력부들을 형성한다. 접속부 쌍(A21 및 A22), 접속부 쌍(A22 및 A23) 및 접속부 쌍(A23 및 A24)은 제 2 출력부 그룹의 출력부들을 형성한다. 접속부 쌍(A31 및 A32) 및 접속부 쌍(A32 및 A33)은 제 3 출력부 그룹의 출력부들을 형성한다. 제 1 및 제 3 출력부 그룹은 2개의 출력부들을 포함한다. 제 2 그룹은 3개의 출력부들을 포함한다.
접속부들(A13, A24, A33)은 리턴 도체를 통해 관련 트랜스포머(T1, T2, T3)의 탭들(T17, T27, T37)에 접속된다.
출력부들의 직렬 접속의 경우, 접속부(A11)와 접속부(A13), 접속부(A21)와 접속부(A24), 및 접속부(A31)와 접속부(A33) 사이에서, 그룹들(S1, S2, S3)의 제 2 출력 측 접속부들(S106, S206, S306)에 인가된 전체 전압이 강하한다. 이 경우, 제 1 출력 측 접속부들(S105, S205, S206)에 전압이 인가되지 않는다.
전환 수단 그룹들(U1, U3)이 동일하게 형성되는 한편, 그룹(U2)은 다른 방식으로 구현된다. 그 이유는 전환 수단 그룹들(U1, U3)이 제 1 및 제 3 그룹의 2개의 출력부들의 병렬 접속을 위해 제공되는 한편, 그룹(U2)은 제 2 그룹의 3개의 출력부들의 병렬 접속을 위해 제공되기 때문이다.
전환 수단 그룹들(U1, U2)은 입력 측 접속부들(U101, U301) 외에, 접속부들(U102, U103, U104, U202, U203, U204)을 포함한다. 이들은 접속부들(A11, A12, A13, A31, A32, A33)에 접속된다. 접속부 쌍들(A11, A12; A12, A13 또는 A31, A32; A32, A33)로 형성된, 제 1 및 제 3 출력부 그룹의 출력부들에는 접속부들(U102, U103, U104, U202, U203, U204)을 통해 전압이 병렬로 공급될 수 있다.
접속부들(U103, U303)은 출력부들의 접속부들(A12, A32)과 접속되고, 결합 수단(U12, U32)의 제 1 코일의 중간 접속 하에 입력 측 출력부들(U101, U301)에 접속된다. 따라서, 입력 측 접속부들(U101, U301)에 인가되는 전압은 접속부들(U103, U303)에 그리고 접속부들(A12, A32)에 인가된다.
접속부들(U102, U302)은 접속부들(A11, A31)에 접속되고, 제어된 스위치(U11, U31) 및 결합 수단들(U12, U32)의 제 2 코일의 중간 접속 하에 접속부들(U104, U304)에 접속된다.
접속부들(U104, U304)은 또한 접속부들(A13, A33)에 접속되고, 트랜스포머(T1, T3)의 리턴 도체 접속부들(T17, T37)에 접속된다.
제어된 스위치들(U11, U31)이 폐쇄되면, 접속부들(U102, U302) 및 접속부들(A11, A31)은 트랜스포머들(T1, T3)의 리턴 도체 접속부들(T17, T37)에 접속된다. 접속부 쌍(A11, A12; A12, A13 또는 A31, A32; A32, A33)으로 형성된, 제 1 및 제 3 출력부 그룹의 출력부들은 병렬 접속된다. 제 2 출력 측 접속부들(S106, S306)에는 전압이 인가되지 않는다.
결합 수단들(U12, U32)은 병렬 접속된 출력부들로 흐르는 전류가 관류하는 제 1 코일, 및 출력부들 중 하나의 출력부로부터의 전류가 관류하는 제 2 코일을 포함하는 트랜스포머이다. 당업자에게 알려진, 트랜스포머의 적합한 설계에 의해, 병렬 접속된 출력부들로 흐르는 전류들의 합이 하나의 출력부로부터 나온 전류의 2배가 되게 할 수 있다.
전환 수단 그룹(U2)은 제 2 출력부 그룹의 3개의 출력부들이 병렬 접속될 수 있는 가능성 때문에 구별된다. 다른 그룹들(U1, U3)에 의해 2개의 출력부들이 병렬 접속될 수 있다. 그룹(U2)은 입력 측 접속부(U201) 외에, 접속부들(U202, U203, U204, U205)을 가지며, 상기 접속부들(U202, U203, U204, U205)은 제 2 그룹의 출력부들의 접속부들(A21, A22, A23, A24)에 접속된다. 접속부들(U202, U204) 및 접속부들(A21, A23)은 제어된 스위칭 수단(U21)를 통해 입력 측 접속부(U201)에 접속됨으로써, 스위칭 수단(U21)의 폐쇄시 조절 수단 그룹(S2)의 제 1 출력 측 접속부(S205)에서와 동일한 전압이 접속부들(A21, A23)에 인가된다.
접속부(U205)는 접속부(A24)와 트랜스포머(T2)의 리턴 도체 접속부(T27)에 접속된다. 접속부(A24)는 항상 리턴 도체 접속부(T27)의 전위를 갖는다. 접속부(U203)는 접속부(A22)에 접속되고, 제어된 스위칭 수단(U22)을 통해 접속부(U205) 및 리턴 도체 접속부(T27)에 접속된다. 스위칭 수단(U22)이 폐쇄되면, 접속부(A22)도 리턴 도체 접속부(T27)의 전위에 접속된다.
접속부 쌍(A21, A22), 접속부 쌍(A23, A22) 및 접속부 쌍(A23, A24)으로 형성된, 그룹(A2)의 출력부들이 병렬 접속되어야 하면, 스위칭 수단들(U21, U22)이 폐쇄된다. 그룹(A2)의 출력부들이 직렬 접속되는 경우, 스위칭 수단이 개방되므로, 제 2 출력 측 접속부(S206)에 인가되는 전압은 출력부들의 직렬 접속을 통해 강하한다.
전환 수단 그룹(U2)은 결합 수단(U25, U26)을 포함하고, 상기 결합 수단은 출력부들을 통해 흐르는 전류들이 동일한 크기가 되게 한다.
A11-A13, A21-A24, A31-A33 출력부 그룹
H11-H16, H21-H26, H31-H36 실리콘 로드, 부하
L1, L2, L3 입력부
S1, S2, S3 조절 수단 그룹
S11-S17, S21, S27, S31-S37 파워 컨트롤러
S101-S104, S201-S204, S301-S304 입력 측 접속부
S105, S205, S305 출력 측 접속부
T1, T2, T3 트랜스포머
T13, T14, T21-T24, T31-T34 탭
T17, T27, T37 리턴 도체 접속부
U1, U2, U3 전환 수단 그룹

Claims (15)

  1. 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 실리콘 로드용 파워 서플라이 장치로서,
    - 3상 메인 파워 서플라이에 접속하기 위한 입력부들(L1, L2, L3),
    - 출력부들에 접속될 수 있는 부하, 특히 실리콘 로드에 전력을 공급하기 위한 3개의 출력부 그룹들(A11-A13, A21-A24, A31-A33)로 그룹화된 출력부들,
    - 출력부들에 인가되는 전압을 조절하기 위한 3개의 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3),
    - 출력부 그룹들(A11-A13, A21-A24, A31-A33) 중 하나의 그룹의 출력부들의 병렬 접속과 직렬 접속 사이의 전환을 위한 3개의 전환 수단 그룹들(U1, U2, U3)을 포함하고,
    각각의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)은 적어도 상기 파워 서플라이 장치의 하나의 상태에서 하나의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)을 통해 하나의 출력부 그룹(A11-A13, A21-A24, A31-A33)에 접속되는, 파워 서플라이 장치.
  2. 제 1항에서, 각각의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)은 상기 파워 서플라이 장치의 하나의 상태에서 정확히 하나의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)을 통해 정확히 하나의 출력부 그룹(A11-A13, A21-A24, A31-A33)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에서, 각각의 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)은 바람직하게는 정확히 하나의 트랜스포머(T1, T2, T3)를 통해 하나의 입력부(L1, L2, L3)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에서, 상기 출력부 그룹들(A11-A13, A21-A24, A31-A33)의 출력부들의 적어도 하나의 제 1 그룹(A21-A24)은 병렬 접속으로 또는 직렬 접속으로 작동될 수 있는 3개의 출력부들(A21, A22; A23, A22; A23, A24)을 갖는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에서, 상기 출력부 그룹들(A11-A13, A21-A24, A31-A33)의 출력부들의 적어도 하나의 제 2 그룹(A11-A13, A31-A33)은 병렬 접속으로 또는 직렬 접속으로 작동될 수 있는 2개의 출력부들(A12, A11; A12, A13 또는 A32, A31, A32, A33)을 갖는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에서, 상기 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3)의 입력 측 접속부들(S101 내지 S104, S201 내지 S204, S301 내지 S304)은 상기 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3)과 접속된 상기 트랜스포머(T1, T2, T3)의 2차 측의 각각 하나의 탭(T13 내지 T14, T21 내지 T24, T31 내지 T34)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  7. 제 6항에서, 상기 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3)은 제 1 출력 측 접속부(S105, S205, S305) 및 제 2 출력 측 접속부(S106, S206, S306)를 포함하고, 각각의 출력 측 접속부(S105, S106, S205, S206, S305, S306)는 파워 컨트롤러(S11 내지 S17, S21, S27, S31 내지 S37)를 통해 적어도 2개의 입력 측 접속부들(S101 내지 S104, S201 내지 S204, S301 내지 S304)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  8. 제 7항에서, 각각의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)은 입력 측 접속부(U101, U201, U301)를 가지며, 상기 입력 측 접속부(U101, U201, U301)는 관련 조절 수단 그룹(S1, S2, S3)의 제 1 출력 측 접속부(S105, S205, S305)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  9. 제 8항에서, 각각의 전환 수단 그룹(U1, U2, U3)은 출력 측 접속부들(U102 내지 U104, U202 내지 U205, U302 내지 U304)을 가지며, 상기 접속부들은 제 1 입력 측 접속부 또는 관련 트랜스포머(T1, T2, T3)의 리턴 도체 접속부(T17, T27, T37)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  10. 제 11항에서, 상기 조절 수단 그룹들(S1, S2, S3)의 제 2 출력 측 접속부들(S106, S206, S306), 전환 수단 그룹들(U1, U2, U3)의 출력 측 접속부들(U102 내지 U104, U202 내지 U205, U302 내지 U304) 및 리턴 도체 접속부들(T17, T27, T37)는 상기 출력부 그룹들의 출력부들의 접속부들(A11-A13, A21-A24, A31-A33)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 장치.
  11. 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터에 있어서, 상기 리액터는 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 파워 서플라이 장치, 및 상기 리액터 내에 배치된 실리콘 로드(H11 내지 H16, H21 내지 H26, H31 내지 H36)를 포함하고, 상기 실리콘 로드들은 상기 파워 서플라이 장치의 출력부들에 접속되는 것을 특징으로 하는, 리액터.
  12. 제 11항에서, 제 1 출력부 그룹의 출력부들에는 직렬로 접속된, 부하(H21, H22; H23, H24; H25, H26)를 형성하는 각각 2개의 실리콘 로드 쌍들이 접속되고, 제 2 출력부 그룹의 출력부들에는 직렬로 접속된, 부하(H11 내지 H13; H14 내지 H16; H31 내지 H33; H34 내지 H36)를 형성하는 각각 3개의 실리콘 로드 쌍들이 접속되는 것을 특징으로 하는, 리액터.
  13. 제 11항 및 제 12항에 따른 리액터의 작동 방법으로서,
    - 제 1 단계에서, 제 1 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하들(H21, H22; H23, H24; H25, H26)에 병렬 접속으로 전압이 공급되는 한편, 제 2 출력부 그룹의 출력부들에 접속된 부하(H11 내지 H13; H14 내지 H16; H31 내지 H33; H34 내지 H36)에는 전압이 인가되지 않고,
    - 후속 단계에서, 상기 제 1 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하들(H21 내지 H26) 및 상기 제 2 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하들(H11 내지 H16; H31 내지 H36)에 직렬 접속으로 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는, 리액터의 작동 방법.
  14. 제 13항에서, 제 2 단계에서 상기 후속 단계 전에 상기 제 1 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하들(H21, H22; H23, H24; H25, H26) 및 상기 제 2 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하들(H11 내지 H13; H14 내지 H16; H31 내지 H33; H34 내지 H36)에 병렬 접속으로 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는, 리액터의 작동 방법.
  15. 제 13항 또는 제 14항에서, 제 3 단계에서 상기 후속 단계 전에 그리고 제 1 및/또는 제 2 단계 후에 상기 제 1 출력부 그룹의 출력부들과 그것에 접속된 부하들(H11 내지 H16; H31 내지H36) 또는 상기 제 2 출력부 그룹의 출력부들 및 그것에 접속된 부하들(H11 내지 H16; H31 내지 H36)에 직렬 접속으로 전압이 공급되는 한편, 다른 출력부들에 접속된 부하들에 병렬 접속으로 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는, 리액터의 작동 방법.
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