专利名称：一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路的制作方法
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。
背景技术：
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°c 1200°C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，包括二个相同的逆变模块，负载、电容组、接触器，所述的第一逆变模块是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第一电容组与开关管组并联；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也是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第二电容组与开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第四开关管组、六开关管组的中点相互串接；所述的第二开关管组中点通过负载、第一接触器相连，第一接触器的另一端与第一电容组中点、第二电容组中点相连；所述负载的一端点通过第二接触器与第五开关管组中点相连，所述负载的另一端点通过第三接触器与第五开关管组中点相连。所述的开关管是由于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。
图1是本实用新型的结构示意图。图中，I是第一开关管组。
具体实施方式
[0010]如图1所示一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，包括二个相同的逆变模块，负载R、电容组、接触器。所述的第一逆变模块是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第一电容组与开关管组并联；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也是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第二电容组与开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第四开关管组、六开关管组的中点d、f点相互串接。所述的第二开关管组中点b通过负载R、第一接触器Kl相连，第一接触器Kl的另一端与第一电容组中点g、第二电容组中点h相连；所述负载R的一端I点通过第二接触器(K2)与第五开关管组中点e相连，所述负载R的另一端J点通过第三接触器K3与第五开关管组中点e相连。工作原理第一种工作模式:全桥逆变电路，闭合第三接触器K3，断开第二接触器K2和第一接触器Kl。第一逆变模块的一个桥臂上管的IGBT导通的同时，另外一个桥臂下管的IGBT也几乎同时导通，这样电流就从直流母线正端输出，经过桥臂上管的IGBT，经过负载电阻R，再经过第二逆变模块的另一桥臂的下管IGBT，流到直流母线负端。这样电流在从直流母线电容流经电阻负载的过程中，在电阻上产生热能。第二种工作模式:半桥逆变电路，闭合第二接触器K2和第一接触器K1，断开第三接触器K3。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。本实用新型优点:通过将全桥变换器拓扑切换成半桥变换器拓扑,将直流母线电压降低50%，同时把输出的IGBT并联个数增加一倍，正好符合多晶硅加热还原反应中，电压下降，电流增大的发展趋势。减少了整流侧的电应力和谐波产生，提高了电压利用率，降低了系统的总损耗。
权利要求1.一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，其特征在于包括二个相同的逆变模块，负载、电容组、接触器，所述的第一逆变模块是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第一电容组与开关管组并联；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也是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第二电容组与开关管组并联；其中，电容组中包含2个电容；第四开关管组、六开关管组的中点d、f点相互串接；所述的第二开关管组中点b通过负载R、第一接触器Kl相连，第一接触器Kl的另一端与第一电容组中点g、第二电容组中点h相连；所述负载R的一端I点通过第二接触器K2与第五开关管组中点e相连，所述负载R的另一端J点通过第三接触器K3与第五开关管组中点e相连。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，其特征在于所述的开关管是由于IGBT与二极管并接而成。
专利摘要一种多晶硅还原炉高频加热电源逆变主电路，包括二个相同的逆变模块，负载、电容组、接触器，第一逆变模块是由三组两两串接的开关管组并联而成，第一电容组与开关管组并联；其中，电容组中包含两个电容；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也是由三组两两串接的开关管组并联而成，所述的第二电容组与开关管组并联；其中，电容组中包含两个电容。所述的开关管是由于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。
文档编号H02M7/5387GK203071834SQ20132001051
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月10日 优先权日2013年1月10日
发明者陈林 申请人:浙江海得新能源有限公司