[发明专利]一种制备多晶硅的直流还原电源

说明书

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，尤其涉及一种制备多晶硅的直流还原电源。

背景技术

传统的多晶硅制备过程中一般采用交流还原电源，该类交流电源采用交流调压的方式，如图1所示，通过调节晶闸管的触发角来改变输出电压的大小。近年来也有一些直流还原电源投入运行，如图2所示，该类电源后级直流-直流功率变换部分采用单个斩波模块输出，前级交流-直流功率变换部分采用晶闸管整流调压的方式。无论是交流还原电源还是直流还原电源，由于前级都是通过晶闸管接入供电电网，必然存在网侧功率因数低、谐波含量大等诸多电能质量问题，一般都需另外配置无功补偿、谐波治理等电力电子装置，大大增加了企业投入和生产成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制备多晶硅的直流还原电源，采用移相多脉波整流和高频模块化直流斩波相结合的方式解决传统多晶硅制备过程中还原电源单位能耗高、功率因数低和谐波含量大等电能质量问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种制备多晶硅的直流还原电源，其特征是所述直流还原电源包括移相整流变压器和直流斩波变换器；

其中，所述移相整流变压器的初级绕组采用三角形连接方式，移相整流变压器的次级绕组分为三组，每组移相整流变压器的次级绕组均采用三角形连接方式，且每组移相整流变压器的次级绕组之间移相20度；每组移相整流变压器的次级绕组携带一组二极管整流单元，从而构成三组独立的直流电源，分别记为第一直流电源、第二直流电源和第三直流电源；

所述二极管整流单元由三组整流二极管对、一个预缓冲电路和一个支撑电容组成；每组整流二极管对由两个整流二极管串联组成；预缓冲电路由预缓冲电阻和预缓冲开关串联组成；三组整流二极管对并联后与预缓冲电路串联，之后再与支撑电容并联；

所述直流斩波变换器由高频直流斩波器组构成，每组高频直流斩波器包括第一斩波电路、第二斩波电路、第三斩波电路、第一切换开关组、第二切换开关组、第三切换开关组、第四切换开关组、第一二极管和第二二极管；

所述直流斩波变换器中斩波电路的数量与所述直流还原电源的负载数量一致；

所述第一切换开关组、第二切换开关组和第三切换开关组均包括第一联动开关和第二联动开关；第四切换开关组包括第一联动开关、第二联动开关、第三联动开关和第四联动开关；

所述第一斩波电路、第二斩波电路和第三斩波电路的输入端的正极分别与第一直流电源、第二直流电源和第三直流电源的正极相连，第一斩波电路、第二斩波电路和第三斩波电路的输入端的负极分别与第一直流电源、第二直流电源和第三直流电源的负极相连；

所述第一二极管的正极与第一斩波电路的输出端的负极相连，第一二极管的负极与第二斩波电路的输出端的正极相连；

所述第二二极管的正极与第二斩波电路的输出端的负极相连，第二二极管的负极与第三斩波电路的输出端的正极相连；

所述第一斩波电路、第二斩波电路和第三斩波电路的输出端的正极和第一斩波电路、第二斩波电路和第三斩波电路的输出端的负极之间分别接直流还原电源的负载；

所述第一切换开关组的第一联动开关分别与第一斩波电路的输出端的正极和第二斩波电路的输出端的正极相连，第一切换开关组的第二联动开关分别与第二斩波电路的输出端的正极和第三斩波电路的输出端的正极相连；

所述第二切换开关组的第一联动开关分别与第一斩波电路的输出端的负极和第二斩波电路的输出端的负极相连，第二切换开关组的第二联动开关分别与第二斩波电路的输出端的负极和第三斩波电路的输出端的负极相连；

所述第三切换开关组的第一联动开关分别与第一斩波电路的输出端的正极和直流还原电源的负载相连；第三切换开关组的第二联动开关分别与第三斩波电路的输出端的负极和直流还原电源的负载相连；

所述第四切换开关组的第一联动开关分别与第一斩波电路输出端的负极和第一二极管的正极相连，第四切换开关组的第二联动开关分别与第二斩波电路的输出端的正极和第一二极管的负极相连，第四切换开关组的第三联动开关分别与第二斩波电路的输出端的负极和第二二极管的正极相连，第四切换开关组的第四联动开关分别与第三斩波电路的输出端的正极和第二二极管的负极相连。

所述移相整流变压器的铁芯为三相三柱式结构。

所述直流还原电源的负载为硅棒。

本发明解决了传统多晶硅制备过程中还原电源单位能耗高、功率因数低和谐波含量大等电能质量问题。

附图说明

图1是传统的交流还原电源的电路结构图；