[实用新型]一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路

说明书

技术领域

    本实用新型涉及到一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路。 

技术背景

    光伏发电所需的多晶硅材料目前大部分采用“改进型西门子还原法”生产，即采用氢气作为还原剂，在1100℃~1200℃的温度下，还原三氯化硅或四氯化硅，沉积形成多晶硅棒。随着炉内温度的升高，硅棒截面积的增大，硅棒的电阻不断下降。而要维持还原反应的温度，必须保持加热功率不变。因此，必须根据硅棒的电阻值来调节加在硅棒两端电压。在外部电源输入端，一般通过切换变压器输出的多个绕组实现电压的调节。多晶硅棒为纯阻性负载，但由于目前采用较多的交流调压加热系统的频率一般多为50Hz或60Hz，使得多晶硅棒在加热的过程中，硅棒内部的温度比硅棒表面的温度要高，随着多晶硅棒的直径越来越大，表面温度和芯温的差越来越大，当内部温度达到1414度后，将导致出现棒芯熔毁的现象，从而限制了多晶硅棒直径大小，限制了还原炉产量的进一步提高，生产能耗较大。 

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，解决多晶硅棒表面和芯温差的技术问题。

    本实用新型技术方案：一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，其特征在于包括第一、第二的逆变模块，负载、第一、第二电容组，所述的第一逆变模块是由第一、第二、第三开关管组并联而成，所述的第一电容组与第三开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第一开关管组、第三开关管组的中点相互串接；所述的第二逆变模块是由第四、第五、第六开关管组并联而成，所述的第二电容组与第六开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第四开关管组、第六开关管组的中点相互串接；所述的第二开关管组中点与第五开关管组中点相连；所述负载的一端与第二开关管组中点相连，所述负载的另一端分别与二个电容组的中点相连。 

所述的开关管组是由二个开关管串接而成，所述的开关管是由IGBT与二极管并接而成。

本实用新型的优点：采用IGBT高频逆变电路，利用趋肤效应，根据多晶硅棒的直径大小，控制通过多晶硅棒的电流大小和频率，达到只在多晶硅棒表面进行加热，降低生产能耗，同时降低在多晶硅棒生产后期大直径时的还原炉的温度，降低多晶硅还原生产的电能单耗。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图中，1是第一开关管组。 

具体实施方式

如图1所示一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，包括第一、第二的逆变模块，负载R、第一、第二电容组。 

所述的第一逆变模块是第一、第二、第三开关管组并联而成，所述的第一电容组与第三开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第一开关管组、第三开关管组的中点a、c点相互串接。 

所述的第二逆变模块是由第四、第五、第六开关管组并联而成，所述的第二电容组与第六开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第四开关管组、第六开关管组的中点d、f相互串接；所述的第二开关管组中点b与第五开关管组中点e相连；所述负载R一端与第二开关管组中点b相连，所述负载R的另一端分别与二个电容组的中点相连。 

所述的开关管组是由二个开关管串接而成，所述的开关管是由IGBT与二极管并接而成。 

工作原理 

当处于半桥工作模式时，当第一逆变模块的一个桥臂的上管IGBT导通时，同时另外一个桥臂的上管IGBT也导通，此时电流从直流母线电容的正端流出，通过两个桥臂的上管IGBT，流入电阻负载R，然后进入直流母线电容组的中点h。在另外时刻，当第二逆变模块的一个桥臂的下管IGBT导通时，同时另外一个桥臂的下管IGBT导通，此时电流从直流母线电容的负端流出，通过连个桥臂的下管IGBT，流入电阻负载，然后进入直流母线电容组的的中点h。

从以上分析中可以看出，在半桥模式下，导通电流的IGBT数量增加了一倍，因此，在大电流输出工况下，由全桥切换到半桥工作模式，会使得相同拓扑下的输出电流能力大增。减少散热的压力。 

本实用新型的优点：采用IGBT高频逆变电路，利用趋肤效应，根据多晶硅棒的直径大小，控制通过多晶硅棒的电流大小和频率，达到只在多晶硅棒表面进行加热，降低生产能耗，同时降低在多晶硅棒生产后期大直径时的还原炉的温度，降低多晶硅还原生产的电能单耗。