KR20130124228A - 제1 및 제2 파워 서플라이 장치를 갖는 파워 서플라이 시스템 - Google Patents
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Abstract
이 발명은 p 개의 제 1 파워 서플라이 장치(1) 및 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)를 갖는 파워 서플라이 시스템으로서,
- 상기 파워 서플라이 시스템은 n 개의 제 1 트랜스포머(T1)를 포함하고,
- 각각의 제 1 트랜스포머(T1)는 다수의 탭(2U1 내지 2U5, 2UN, 3U1 내지 3U5, 3UN, 2V1 내지 2V5, 2VN, 3V1 내지 3V5, 3VN, 2W1 내지 2W5, 2WN, 3W1 내지 3W5, 3WN)을 가진 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)을 포함하고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)에서 각각의 제 1 트랜스포머(T1)의 상기 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 적어도 2개의 제 1 탭들(2U1 내지 2U5, 3U1 내지 3U5, 2V1 내지 2V5, 3V1 내지 3V5, 2W1 내지 2W5, 3W1 내지 3W5)은 파워 컨트롤러(11)를 통해 제 1 노드(12)에 함께 접속되고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)의 상기 제 1 노드(12)는 상기 제 1 파워 서플라이 장치(1)가 접속된 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 상기 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 기준 전위용 탭(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)과 함께 제 1 출력부를 형성하고, 상기 출력부에는 부하들(L1 내지 L6), 특히 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 폴리실리콘 로드들의 직렬 접속이 접속될 수 있고,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 n 개의 접속부(201, 202, 203)를 가진 적어도 하나의 입력부(20) 및 n-상 교류로부터 m-상 교류로의 변환을 위한 q 개의 컨버터 그룹(21)을 포함하고, 입력부는 q 개의 컨버터 그룹(21)과 접속되며,
- 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 q*m+1 개의 접속부(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237)를 가진 출력부(23)를 포함하고, 상기 접속부들은 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2) 내부에서 상기 q 개의 컨버터 그룹(21)의 접속부들과 접속되고,
- 회로 장치는 p 개의 제 1 스위칭 그룹(3)을 포함하며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 최대 q*m+1 개의 접속부(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)를 가진 출력부(31)를 포함하고, 상기 출력부에는 부하들(L1 내지 L6) 또는 부하들의 일부가 접속될 수 있고, 상기 부하들은 직렬로 접속되어 상기 제 1 파워 서플라이 장치(1)와 접속될 수 있으며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 제어 가능한 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)의 하나의 그룹(32)을 포함하고, 제 1 스위칭 그룹(3)의 상기 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)은 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 출력부(23)의 접속부들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237)을 상기 출력부(31)의 접속부들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)과 접속하고,
- 상기 스위칭 그룹은 제어 입력부(33)를 가지며, 상기 제어 입력부는 상기 스위칭 수단(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)의 제어 접속부들과 접속되는, 파워 서플라이 시스템에 관한 것이다.
- 상기 파워 서플라이 시스템은 n 개의 제 1 트랜스포머(T1)를 포함하고,
- 각각의 제 1 트랜스포머(T1)는 다수의 탭(2U1 내지 2U5, 2UN, 3U1 내지 3U5, 3UN, 2V1 내지 2V5, 2VN, 3V1 내지 3V5, 3VN, 2W1 내지 2W5, 2WN, 3W1 내지 3W5, 3WN)을 가진 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)을 포함하고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)에서 각각의 제 1 트랜스포머(T1)의 상기 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 적어도 2개의 제 1 탭들(2U1 내지 2U5, 3U1 내지 3U5, 2V1 내지 2V5, 3V1 내지 3V5, 2W1 내지 2W5, 3W1 내지 3W5)은 파워 컨트롤러(11)를 통해 제 1 노드(12)에 함께 접속되고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)의 상기 제 1 노드(12)는 상기 제 1 파워 서플라이 장치(1)가 접속된 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 상기 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 기준 전위용 탭(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)과 함께 제 1 출력부를 형성하고, 상기 출력부에는 부하들(L1 내지 L6), 특히 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 폴리실리콘 로드들의 직렬 접속이 접속될 수 있고,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 n 개의 접속부(201, 202, 203)를 가진 적어도 하나의 입력부(20) 및 n-상 교류로부터 m-상 교류로의 변환을 위한 q 개의 컨버터 그룹(21)을 포함하고, 입력부는 q 개의 컨버터 그룹(21)과 접속되며,
- 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 q*m+1 개의 접속부(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237)를 가진 출력부(23)를 포함하고, 상기 접속부들은 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2) 내부에서 상기 q 개의 컨버터 그룹(21)의 접속부들과 접속되고,
- 회로 장치는 p 개의 제 1 스위칭 그룹(3)을 포함하며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 최대 q*m+1 개의 접속부(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)를 가진 출력부(31)를 포함하고, 상기 출력부에는 부하들(L1 내지 L6) 또는 부하들의 일부가 접속될 수 있고, 상기 부하들은 직렬로 접속되어 상기 제 1 파워 서플라이 장치(1)와 접속될 수 있으며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 제어 가능한 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)의 하나의 그룹(32)을 포함하고, 제 1 스위칭 그룹(3)의 상기 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)은 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 출력부(23)의 접속부들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237)을 상기 출력부(31)의 접속부들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)과 접속하고,
- 상기 스위칭 그룹은 제어 입력부(33)를 가지며, 상기 제어 입력부는 상기 스위칭 수단(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)의 제어 접속부들과 접속되는, 파워 서플라이 시스템에 관한 것이다.
Description
이 발명은 p 개의 제 1 파워 서플라이 장치 및 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치를 포함하는 파워 서플라이 시스템으로서,
- 상기 파워 서플라이 시스템은 n 개의 트랜스포머를 포함하고,
- 각각의 트랜스포머는 다수의 탭을 가진 적어도 하나의 2차 권선을 포함하고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치에서 각각의 트랜스포머의 2차 권선의 적어도 2개의 제 1 탭들은 파워 컨트롤러를 통해 제 1 노드에 함께 접속되고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치의 제 1 노드는 제 1 파워 서플라이 장치가 접속된 트랜스포머의 2차 권선의 기준 전위용 탭과 함께 제 1 출력부를 형성하고, 상기 출력부에는 부하들, 특히 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 폴리실리콘 로드들의 직렬 접속이 접속될 수 있고,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치는 n 개의 접속부를 가진 입력부 및 n-상 교류로부터 m-상 교류로의 변환을 위한 q 개의 컨버터 그룹을 포함하고, 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부는 적어도 하나의 컨버터 그룹과 접속되며,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치는 q*m+1 개의 접속부를 가진 출력부를 포함하고, 상기 접속부는 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치 내부에서 컨버터 그룹의 출력부와 접속되고,
- 회로 장치는 p 개의 제 1 스위칭 그룹을 포함하며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 적어도 q*m+1 개의 접속부를 가진 출력부를 포함하고, 상기 출력부에는 부하들 또는 부하들의 일부가 접속될 수 있고, 상기 부하들은 직렬로 접속되어 제 1 파워 서플라이 장치와 접속될 수 있으며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 적어도 q*m+1 개의 제어 가능한 스위칭 수단들의 하나의 그룹을 포함하고, 하나의 그룹의 상기 스위칭 수단들은 폐쇄된 상태에서 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치의 출력부의 접속부들을 출력부의 접속부들과 접속하고,
- 상기 스위칭 그룹은 제어 입력부를 가지며, 상기 제어 입력부는 상기 스위칭 수단의 제어 접속부들과 접속되며,
- 상기 n, m, p 및 q는 자연수인,
파워 서플라이 시스템에 관한 것이다.
다상 교류 시스템, 본 출원의 의미에서 2상 교류 시스템은 합해서 360°인, 서로 일정한, 동일한 위상 각을 가진 동일한 주파수의 다수의 교류가 주어지는 각각의 교류 시스템을 의미한다.
이러한 파워 서플라이 시스템는 간행물 EP 2 388 236 A1에 공지되어 있고, 이 간행물에 공개된 파워 서플라이 시스템에서 n=3, m=2, p=6 및 q=2 이다.
지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터에 에너지를 공급하기 위한 이러한 파워 서플라이 시스템의 장점은, 리액터 내에 배치되며 파워 서플라이 시스템에 전기 접속되는 폴리실리콘 로드들이 제 1 파워 서플라이 장치 및 제 2 파워 서플라이 장치에 의해 전기 에너지를 공급받을 수 있다는 것이다.
제 1 파워 서플라이 장치가 낮은 전압에서 높은 전류를 실리콘 로드에 공급하도록 설계되고 제 2 파워 서플라이 장치가 높은 전압에서 낮은 전류를 실리콘 로드에 공급하도록 설계되기 때문에, 실리콘 로드들이 배치된 상태에 따라, 실리콘 로드들에 에너지를 공급하기에 적합한 파워 서플라이 장치가 선택될 수 있다.
증착 프로세스의 개시시 제 1 단계에서, 실리콘 로드들이 소위 박막 로드로서 주어지고 매우 높은 옴 저항을 가지면, 높은 전압에 의해 드라이브된 전류가 실리콘 로드를, 옴 저항이 급강하할 정도로 가열할 때까지(이를 실리콘 로드의 점화라고도 함) 실리콘 로드들이 제 2 파워 서플라이 장치에 접속되는 것이 바람직하다. 상기 상태가 달성되면, 즉 실리콘 로드들이 낮은 저항을 가지면, 제 1 단계에 이어지는 제 2 단계에서 제 1 파워 서플라이 장치가 낮은 전압에서 높은 전류를 실리콘 로드에 공급하기 위해 사용될 수 있다. 전압은 바람직하게 제공된 전압 시퀀스 제어에 의해, 실리콘 로드들에서 변환된 출력이 증착 프로세스 동안 대략 일정하도록, 조절될 수 있다.
제 2 파워 서플라이 장치가 점화까지 제 1 단계 동안에만 이용되고, 제 2 상은 제 1 상에 비해 수 배만큼 더 길기 때문에, EP 2 388 236 A1에 개시된 바와 같이, 제 2 파워 서플라이 장치에 여러 부하들 또는 부하 그룹들이 차례로 접속될 수 있도록 제 2 파워 서플라이 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 실리콘 로드들이 동시에 점화되지 않고 차례로 점화된다.
부하들과 제 2 파워 서플라이 장치의 접속은 전술한 스위칭 수단 어셈블리를 통해 이루어지고, 상기 스위칭 수단 어셈블리는 제 2 파워 서플라이 장치의 출력부를 차례로 부하, 즉 실리콘 로드가 접속된 스위칭 수단 어셈블리의 출력부들과 접속하는 것을 가능하게 한다.
이로 인해, 제 2 파워 서플라이 장치가 다수 그룹의 부하들을 위해 사용될 수 있고, 각각의 그룹은 제 1 파워 서플라이 장치에 접속된다. 즉, 각각의 그룹의 부하들에 대해 제 2 파워 서플라이 장치가 제공되지 않는다.
이로 인해, 특히 비용이 다수의 중간 전압 트랜스포머로부터, 제 2 파워 서플라이 장치에 충분히 높은 전압을 제공하는 하나의 중간 전압 트랜스포머로 줄어들 수 있다.
이 발명의 과제는 제 2 파워 서플라이 장치에 대한 비용을 더 줄이는 것이다.
상기 과제는 이 발명에 따라 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부의 각각의 접속부가 트랜스포머들 중 하나의 트랜스포머의 2차 권선의 제 1 탭과 접속되고, 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부의 접속부들이 접속된 트랜스포머의 2차 권선의 기준 전위에 대한 탭들이 제어 가능한 스위치를 통해 접속될 수 있음으로써 달성된다.
이 발명에 의해 달성된 개선은 제 1 파워 서플라이 장치를 위해 존재하는 파워 서플라이 시스템의 컴포넌트들이 제 2 파워 서플라이 장치를 위해서도 사용된다는 것이다. 이로 인해, 파워 네트워크에 제 2 파워 서플라이 장치를 접속하기 위해 지금까지 필요했던 컴포넌트들이 절감될 수 있거나 또는 적어도 더 작은 치수로 설계될 수 있다. 특히 제 1 트랜스포머들 또는 제 1 트랜스포머들의 부분들이 전기 에너지를 제 2 파워 서플라이 장치에 공급하기 위해서도 사용될 수 있다. 지금까지는 중간 전압 트랜스포머가 제 2 파워 서플라이 장치를 위해 필요했고, 이제는 상기 중간 전압 트랜스포머가 절감될 수 있거나 또는 더 작은 트랜스포머로 대체될 수 있다.
제 1 트랜스포머들은 1차 측에서 다각형으로 접속될 수 있고, n 상을 가진 다상 교류 네트워크에 접속될 수 있다.
적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부의 접속부들이 접속된 2차 권선을 가진 제 1 트랜스포머의 1차 권선은 바람직하게 다각형의 상이한 경로에 놓인다. 이로 인해, 메인 파워 서플라이의 균일한 부하가 달성될 수 있다.
제 1 트랜스포머들은 하나 또는 하나 보다 많은 2차 권선을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부의 접속부들이 접속된 제 1 트랜스포머의 2차 권선은 제 1 파워 서플라이 장치에 접속된 것과는 다른 2차 권선일 수 있다. 제 2 파워 서플라이 장치에 에너지 공급을 위해, 고유의 2차 권선이 제공되고, 상기 2차 권선은 제 1 파워 서플라이 장치에 에너지를 공급하기 위해 사용되지 않는다. 제 1 파워 서플라이 장치 및 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치에 에너지를 공급하기 위해, 공통적으로 제 1 트랜스포머의 1차 권선이 사용된다.
물론, 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부의 접속부들이 접속된 제 1 트랜스포머의 2차 권선에, 제 1 파워 서플라이 장치들도 접속될 수 있다. 제 1 파워 서플라이 장치 및 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치에 에너지를 공급하기 위해, 제 1 트랜스포머의 1차 권선 및 2차 권선이 공통으로 사용된다.
제 1 트랜스포머들의 모든 2차 권선들에는 제 1 파워 서플라이 장치들이 접속될 수 있다.
적어도 하나의 컨버터 그룹은 적어도 하나의 또는 다수의 제 2 트랜스포머를 포함할 수 있다. 컨버터 그룹은 2개의 제 2 트랜스포머를 포함할 수 있고, 상기 트랜스포머는 각각 하나의 2차 권선을 포함한다. 2개의 트랜스포머의 2차 권선들에는 역위상의 단상 교류 전압이 인가될 수 있으므로, 2개의 2차 권선에는 공통으로 2상 교류 전압이 인가된다.
제 2 트랜스포머가 m-상 트랜스포머이고, 상기 트랜스포머의 2차 권선에서 m-상 교류 전압이 탭될 수 있다.
적어도 하나의 컨버터 그룹은 적어도 하나의 또는 다수의 컨버터, 특히 주파수 컨버터를 포함할 수 있다. 컨버터 그룹의 컨버터에 의해, 제 2 파워 서플라이 장치의 입력부에서 n-상 전압이 단상의 또는 m-위상의 전압으로 변환될 수 있다.
파워 서플라이 시스템은 전압 시퀀스 제어에서 파워 컨트롤러의 제어를 위한 제어 장치를 포함할 수 있다.
파워 서플라이 시스템은 제 1 스위칭 그룹의 스위칭 수단의 제어를 위한 제어 장치를 포함할 수 있다.
파워 서플라이 시스템은 또한 제 2 스위칭 그룹의 스위칭 수단의 제어를 위한 제어 장치를 포함할 수 있다.
제 1 스위칭 그룹의 스위칭 수단 및 제 2 스위칭 그룹의 스위칭 수단의 제어를 위한 제어 장치들은 서로 결합될 수 있거나 또는 하나의 제어 장치 내에 통합될 수 있어서, 제 1 스위칭 그룹의 스위칭 수단들이 폐쇄되도록 제어되는 경우에만 제 2 스위칭 그룹의 스위칭 수단들이 폐쇄된다.
이 발명에 의해, 제 2 파워 서플라이 장치에 대한 비용이 더 줄어든다.
이 발명의 다른 특징들은 첨부한 회로도를 참고로 이 발명에 따른 파워 서플라이 시스템의 실시예로 설명된다.
도 1은 제 1 트랜스포머 및 그 회로의 회로도.
도 2는 제 1 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치, 제 1 변형예의 제 1 스위칭 그룹 및 그것에 접속된 부하의 회로도.
도 3은 제 2 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치, 제 1 변형예의 제 1 스위칭 그룹 및 그것에 접속된 부하의 회로도.
도 4는 제 3 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치, 제 2 변형예의 제 1 스위칭 그룹 및 그것에 접속된 부하의 회로도.
도 5는 제 2 파워 서플라이 장치의 회로도.
도 6은 제 2 스위칭 그룹의 회로도.
도 2는 제 1 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치, 제 1 변형예의 제 1 스위칭 그룹 및 그것에 접속된 부하의 회로도.
도 3은 제 2 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치, 제 1 변형예의 제 1 스위칭 그룹 및 그것에 접속된 부하의 회로도.
도 4는 제 3 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치, 제 2 변형예의 제 1 스위칭 그룹 및 그것에 접속된 부하의 회로도.
도 5는 제 2 파워 서플라이 장치의 회로도.
도 6은 제 2 스위칭 그룹의 회로도.
도면을 참고로 설명되는 이 발명에 따른 파워 서플라이 시스템은 n=3 제 1 트랜스포머(T1), p=6 제 1 파워 서플라이 장치(1), 제 2 파워 서플라이 장치(2), p=6 제 1 스위칭 그룹(3) 및 제 2 스위칭 그룹(4)을 포함한다.
제 1 트랜스포머(T1)의 1차 권선들(1U, 1V, 1W)은 삼각 결선되고, 삼각형의 꼭지점은 부하 스위치를 통해 3상 메인 파워 서플라이의 3개의 외부 도체(L1, L2, L3)에 접속된다. 부하 스위치는 클로저(closer)이다. 삼각형의 꼭지점은 또한 오프너(offner)를 통해 접지 전위에 접속된다. 클로저 및 오프너는 동시에 공통 구동 장치에 의해 작동된다.
제 1 트랜스포머(T1)는 각각 2개의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)를 포함한다. 각각의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)은 6개의 탭(2U1 내지 2U5, 2UN, 3U1 내지 3U5, 3UN, 2V1 내지 2V5, 2VN, 3V1 내지 3V5, 3VN, 2W1 내지 2W5, 2WN, 3W1 내지 3W5, 3WN)을 포함한다. 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W) 마다 상기 탭들 중 각각 하나의 탭(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)에 2차 측 기준 전위가 인가된다. 나머지 5개의 탭(2U1 내지 2U5, 3U1 내지 3U5, 2V1 내지 2V5, 3V1 내지 3V5, 2W1 내지 2W5, 3W1 내지 3W5; 이하 제 1 탭이라 함)에서는 기준 전위에 대한 탭들(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)과는 달리 전압이 탭될 수 있다.
기준 전위에 대한 탭들(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)은 접지 접속 검출기를 통해 접지 전위에 접속된다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 제 1 파워 서플라이 장치들(1)은 유사하게 구성된다. 이들은 한편으로는 직렬로 접속된 부하들에 전기 에너지를 공급하기 위해 사용된다. 이와 관련해서 제 1 파워 서플라이 장치들은 동일하게 구성된다. 도 2 및 도 3에 따른 제 1 파워 서플라이 장치들에 의해 부하들이 그룹화될 수 있고 상기 그룹화에 의해 생긴 부하 그룹들은 병렬 접속되어 전기 에너지를 공급받는다. 이와 관련해서, 도 2, 도 3 및 도 4에 따른 제 1 파워 서플라이 장치들은 상이하다:
도 2에 따른 파워 서플라이 장치들은 각각 2개의 부하들의 3개 그룹이 직렬 및 병렬로 접속되어 전기 에너지를 공급받도록 설계되는 한편, 도 3에 도시된 파워 서플라이 장치들은 각각 3개의 부하들의 2개 그룹이 직렬 및 병렬로 접속되어 전기 에너지를 공급받도록 설계된다. 도 4에 따른 제 1 파워 서플라이 장치의 제 3 변형예는 3개의 부하들이 직렬로 접속되어 전기 에너지를 공급받도록 설계된다.
각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)는 접속부들(131, 132, 133, 134, 135)을 포함하고, 상기 접속부들은 제 1 트랜스포머(T1)의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 제 1 탭들(2U1 내지 2U5, 3U1 내지 3U5, 2V1 내지 2V5, 3V1 내지 3V5, 2W1 내지 2W5, 3W1 내지 3W5)과 접속된다. 접속부들(131, 132, 133, 134, 135)은 제 1 파워 서플라이 장치 내부에서 파워 컨트롤러(11)를 통해 노드(12)와 접속된다. 상기 노드(12)는 접속부들(131, 132, 133, 134, 135)과 접속된 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 기준 전위에 대한 탭(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)과 함께 제 1 파워 서플라이 장치(1)의 출력부를 형성한다. 제 1 파워 서플라이 장치(1)의 상기 출력부에는 부하들의 직렬 접속이 접속된다.
부하들의 병렬 접속과 직렬 접속 간의 교체를 위해, 제 1 변형예(도 2) 및 제 2 변형예(도 3)의 제 1 파워 서플라이 장치가 상이한 라인 및 스위칭 수단을 포함하는데, 이들은 도 2 및 도 3에 도시되므로 여기서 더 이상 설명되지 않으며, 이는 공개된 간행물들에서 이미 상세히 설명되었다.
부하들(L1 내지 L6; 도 2 및 도 3 또는 L1 내지 L3; 도 4)의 직렬 접속은 이미 설명된 바와 같이 제 1 파워 서플라이 장치들 중 하나의 제 1 파워 서플라이 장치의 출력부에 접속된다. 각각의 개별 부하들(L1 내지 L6 또는 L1 내지 L3)은 동시에 제 1 스위칭 그룹에도 접속된다.
제 1 스위칭 그룹들(3)은 제 1 변형예(도 2 및 도 3)에서 q*M+1 개의, 즉 m=2 및 q=3 이면 7개의 접속부(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)를 가진 출력부(31)를 포함한다. 상기 접속부들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)에는 부하들(L1 내지 L6)이 접속된다. 각각의 부하는 접속부들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317) 중 2개와 접속되며, 상기 접속부를 통해 부하가 제 2 파워 서플라이 장치로부터 전류를 공급받을 수 있다.
제 1 스위칭 그룹들(3)은 각각 최대 q*m+1 개의 제어 가능한 스위칭 수단들의 하나의 그룹(31)을 포함한다. 제 1 스위칭 그룹의 제 1 변형예에서, 제 1 스위칭 그룹들은 7개의 제어 가능한 스위칭 수단(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)을 포함한다. 하나의 그룹(32)의 스위칭 수단(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)은 폐쇄된 상태에서 출력부(31)의 접속부들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)을 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 출력부의 접속부들(24, 25, 26, 27, 28, 29, 2A)과 접속한다.
제 2 변형예(도 4)의 제 1 스위칭 그룹(3)은 출력부들이 7개가 아니라 단 4개의 접속부(311, 312, 313, 314)를 포함하며 스위칭 수단의 그룹이 단 4개의 스위칭 수단(321, 322, 323, 324)을 갖는 점에서 제 1 변형예의 제 1 스위칭 그룹(도 2 및 도 3)과 다르다. 상기 4개의 접속부(311, 312, 313, 314)에는 3개의 부하(L1 내지 L3)가 접속되고, 상기 부하들은 제 2 변형예의 제 1 파워 서플라이 장치(1)에도 접속된다.
제 1 스위칭 그룹의 2개의 변형예의 제어 가능한 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)은 제어 접속부들을 포함하고, 상기 제어 접속부들은 제 1 스위칭 그룹(3)의 제어 입력부(33)를 통해 제어 장치(도시되지 않음)와 접속된다.
제 1 스위칭 그룹을 제어하기 위한 제어 장치는 모든 제 1 스위칭 그룹을 제어한다. 제어 장치는, 제 2 파워 서플라이 장치로부터 전기 에너지의 공급이 이루어져야 하는 경우, 바람직하게는 단 하나의 제 1 스위칭 그룹(3)의 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)이 폐쇄되게 한다.
제 2 파워 서플라이 장치(2)는 n=3 개의 접속부(201, 202, 203)를 가진 입력부(20)를 포함하며, 상기 접속부들 중 접속부(201)는 접속부(3U4)와, 접속부(202)는 접속부(3V4)와, 그리고 제 3 접속부(203)는 접속부(3W4)와 접속된다. 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 q=3 개의 컨버터 그룹(21)을 포함한다. 상기 컨버터 그룹들(21)은 접속부(201, 202, 203)와 접속된다. 즉, 컨버터 그룹들(21)에는 2차 권선(3U, 3V, 3W)으로부터 3상 전압이 공급된다. 컨버터 그룹(21)에서 3상 전압이 m-상 전압으로 변환되며, 여기서 m=2이다. 3개의 컨버터 그룹(21)의 출력부들에 2상 전압이 인가된다. 위상은 180°이다.
각각의 컨버터 그룹(21)은 입력 측에서 병렬 접속된 2개의 컨버터(211)를 포함하고, 상기 컨버터들은 입력 측에서 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 입력부(20)의 접속부들(201, 202,203)과 접속된다. 컨버터들(211)은 3상 전압을 단상 교류 전압으로 변환시킨다. 컨버터 그룹(21)은 또한 2개의 제 2 트랜스포머(T2)를 포함한다. 상기 트랜스포머들은 컨버터(211)의 출력부에서 단상 교류 전압을 변환시킨다. 컨버터 그룹(21)의 2개의 제 2 트랜스포머(T2)의 1차 권선들은 동일한 방향으로 감기는 반면, 2개의 트랜스포머(T2)의 2차 권선들은 반대 방향으로 감긴다. 이로 인해, 2개의 제 2 트랜스포머(T2)의 출력부들에 역위상의 전압이 생긴다.
2차 권선들(2)이 노드(22)에 함께 접속된 제 2 트랜스포머(T2)를 통해 전압이 강하하지 않도록, 제 2 트랜스포머(T2)의 2차 측 접속부들이 제 2 노드(22)에 함께 접속된다.
2개의 제 2 트랜스포머(T2)는 단 하나의 다른 제 2 트랜스포머(T2)와 접속된다. 즉, 2개의 제 2 트랜스포머(T2)는 단 하나의 제 2 노드(22)와 접속되고, 상기 2개의 트랜스포머(T2)의 2차 측 접속부들 중 각각 하나가 노드(22)와 접속되지 않는다.
제 2 노드(22)와 접속되지 않은, 제 2 트랜스포머(T2)의 2차 측의 접속부들 및 제 2 노드(22)는 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 출력부(23)의 접속부들(231, 232, 234, 235, 236, 237)과 접속되며, 상기 접속부들에는 제 1 스위칭 그룹들(3)이 접속된다.
제 2 스위칭 그룹들(4; 도 6)은 3개의 접속부들(43, 44, 45)을 포함하고, 상기 접속부들은 탭들(3UN, 3VN, 3WN)과 접속된다. 제 2 스위칭 수단 그룹(4)은 또한 2개의 제어된 스위칭 수단(41, 42)을 포함하고, 상기 스위칭 수단들과 접속부들(43, 44, 45)이 서로 접속될 수 있다. 마찬가지로, 제어 입력부(46)가 제공되고, 상기 제어 입력부를 통해 스위칭 수단들(41, 42)이 제어 장치(도시되지 않음)에 의해 제어될 수 있다. 제 2 파워 서플라이 장치(2)가 전기 에너지를 부하에 공급하기 위해 사용되어야 하면, 스위칭 수단들(41, 42)은 폐쇄되도록 제어되어야 한다. 스위칭 수단들(41, 42)을 통해 중성점이 형성되고, 상기 중성점은 제 1 트랜스포머(T1)로부터 제 2 파워 서플라이 장치(2)로의 전류 흐름을 가능하게 한다.
1 제 1 파워 서플라이 장치
2 제 2 파워 서플라이 장치
12 노드
20 입력부
21 컨버터 그룹
23 출력부
33 제어 입력부
201, 202, 203 접속부
231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 접속부
311, 312, 313, 314, 315, 316, 317 접속부
321, 322, 323, 324, 325, 326, 327 스위칭 수단
2 제 2 파워 서플라이 장치
12 노드
20 입력부
21 컨버터 그룹
23 출력부
33 제어 입력부
201, 202, 203 접속부
231, 232, 233, 234, 235, 236, 237 접속부
311, 312, 313, 314, 315, 316, 317 접속부
321, 322, 323, 324, 325, 326, 327 스위칭 수단
Claims (13)
- p 개의 제 1 파워 서플라이 장치(1) 및 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)를 갖는 파워 서플라이 시스템으로서,
- 상기 파워 서플라이 시스템은 n 개의 제 1 트랜스포머(T1)를 포함하고,
- 각각의 제 1 트랜스포머(T1)는 다수의 탭(2U1 내지 2U5, 2UN, 3U1 내지 3U5, 3UN, 2V1 내지 2V5, 2VN, 3V1 내지 3V5, 3VN, 2W1 내지 2W5, 2WN, 3W1 내지 3W5, 3WN)을 가진 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)을 포함하고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)에서 각각의 제 1 트랜스포머(T1)의 상기 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 적어도 2개의 제 1 탭들(2U1 내지 2U5, 3U1 내지 3U5, 2V1 내지 2V5, 3V1 내지 3V5, 2W1 내지 2W5, 3W1 내지 3W5)은 파워 컨트롤러(11)를 통해 제 1 노드(12)에 함께 접속되고,
- 각각의 제 1 파워 서플라이 장치(1)의 상기 제 1 노드(12)는 상기 제 1 파워 서플라이 장치(1)가 접속된 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 상기 적어도 하나의 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)의 기준 전위용 탭(2UN, 3UN, 2VN, 3VN, 2WN, 3WN)과 함께 제 1 출력부를 형성하고, 상기 출력부에는 부하들(L1 내지 L6), 특히 지멘스 방법에 따라 폴리실리콘을 제조하기 위한 리액터 내의 폴리실리콘 로드들의 직렬 접속이 접속될 수 있고,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 n 개의 접속부(201, 202, 203)를 가진 적어도 하나의 입력부(20) 및 n-상 교류로부터 m-상 교류로의 변환을 위한 q 개의 컨버터 그룹(21)을 포함하고, 상기 입력부는 상기 q 개의 컨버터 그룹(21)과 접속되며,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)는 q*m+1 개의 접속부(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237)를 가진 출력부(23)를 포함하고, 상기 접속부들은 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2) 내부에서 상기 q 개의 컨버터 그룹(21)의 접속부들과 접속되고,
- 회로 장치는 p 개의 제 1 스위칭 그룹(3)을 포함하며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 최대 q*m+1 개의 접속부(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)를 가진 출력부(31)를 포함하고, 상기 출력부에는 부하들(L1 내지 L6) 또는 부하들의 일부가 접속될 수 있고, 상기 부하들은 직렬로 접속되어 상기 제 1 파워 서플라이 장치(1)와 접속될 수 있으며,
- 상기 스위칭 그룹은 각각 제어 가능한 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)의 하나의 그룹(32)을 포함하고, 하나의 그룹(32)의 상기 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)은 폐쇄된 상태에서 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 출력부(23)의 접속부들(231, 232, 233, 234, 235, 236, 237)을 동일한 제 1 스위칭 그룹(3)의 출력부(31)의 접속부들(311, 312, 313, 314, 315, 316, 317)과 접속하고,
- 상기 스위칭 그룹은 제어 입력부(33)를 가지며, 상기 제어 입력부는 상기 스위칭 수단(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)의 제어 접속부들과 접속되며,
- 상기 n, m, p 및 q는 자연수인,
파워 서플라이 시스템에 있어서,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 입력부(20)의 각각의 접속부(201, 202, 203)가 상기 제 1 트랜스포머들(T1) 중 하나의 트랜스포머의 2차 권선(3U, 3V, 3W)의 제 1 탭(3U4, 3V4, 3W4)과 접속되고,
- 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 입력부(20)의 접속부들(201, 202, 203)이 접속된 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 2차 권선(3U, 3V, 3W)의 기준 전위에 대한 탭들(3UN, 3VN, 3WN)이 제 2 스위칭 그룹(4)의 제어 가능한 스위칭 수단(41, 42)을 통해 서로 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템. - 제 1 항에서, 상기 제 1 트랜스포머(T1)는 1차 측에서 다각형으로 접속되고, m 상을 가진 다상 교류 네트워크에 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 2 항에서, 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 입력부의 접속부들(21, 22, 23)이 접속된 2차 권선(3U, 3V, 3W)을 가진 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 1차 권선들(1U, 1V, 1W)이 상기 다각형의 상이한 경로에 놓이는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에서, 상기 제 1 트랜스포머(T1)가 하나 보다 많은 2차 권선(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 3 항 및 제 4 항에서, 상기 적어도 하나의 파워 서플라이 장치의 입력부의 접속부들이 접속된 상기 제 1 트랜스포머의 2차 권선들이 상기 제 1 파워 서플라이 장치에 접속된 2차 권선과는 다른 2차 권선인 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 3 항 및 제 4 항에서, 상기 적어도 하나의 제 2 파워 서플라이 장치(2)의 입력부의 접속부들(21, 22, 23)이 접속된 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 2차 권선(3U, 3V, 3W)에 제 1 파워 서플라이 장치(1)가 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 6 항에서, 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 모든 2차 권선들(2U, 3U, 2V, 3V, 2W, 3W)에 제 1 파워 서플라이 장치들(1)이 접속되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에서, 상기 적어도 하나의 컨버터 그룹(20)은 적어도 하나의 또는 다수의 제 2 트랜스포머(T2)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에서, 상기 적어도 하나의 컨버터 그룹(20)은 적어도 하나의 또는 다수의 컨버터(201)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에서, 상기 파워 서플라이 시스템은 전압 시퀀스 제어에서 상기 제 1 파워 서플라이 장치의 파워 컨트롤러(11)를 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에서, 상기 파워 서플라이 시스템은 상기 제 1 스위칭 그룹(3)의 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에서, 상기 파워 서플라이 시스템은 상기 제 2 스위칭 그룹(4)의 상기 스위칭 수단(41, 42)을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
- 제 11 항 또는 제 12 항에서, 상기 제 1 스위칭 그룹(3)의 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327) 및 상기 제 2 스위칭 그룹(4)의 스위칭 수단들(41, 42)을 제어하기 위한 제어 장치는, 제 1 스위칭 그룹(3)의 스위칭 수단들(321, 322, 323, 324, 325, 326, 327)이 폐쇄되도록 제어될 때만 상기 제 2 스위칭 그룹(4)의 스위칭 수단들(41, 42)이 폐쇄되도록, 서로 결합되거나 또는 하나의 제어 장치 내에 통합되는 것을 특징으로 하는, 파워 서플라이 시스템.
Applications Claiming Priority (2)
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