一种制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统,涉及用多路斩波器模块进行串并联工作制备多晶还原设备的电源。目的是实现直流还原系统中的多路斩波器模块的并联运行;模块化的斩波器直流电源系统在要求较大电流供电时无需另外增加一台大功率斩波器,大大减小电源系统的体积,成本降低,工作的可靠性。该系统由多路斩波器调压模块组成,需要独立调压时斩波器模块U
1.制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统,其特征在于:采用第一至第N个斩波器模块(U₁、U₂、...、U_n)的并联和单路斩波器模块两种供电方式,2≤N≤5;第一硅棒负载(R₁)的一端接第一斩波器模块的正输出端(U₁₊)、另一端接第一二极管(D₁)的阳极;第二硅棒负载(R₂)的两端分别与第一二极管(D₁)的阴极和第二二极管(D₂)的阳极连接;第三硅棒负载(R₃)的两端分别与第二二极管(D₂)的阴极和第三二极管(D₃)的阳极连接;...;第N-1硅棒负载(R_n-1)的两端分别与第N-2二极管(D_n-2)的阴极和第N-1二极管(D_n-1)的阳极连接;第N硅棒负载(R_n)的一端接第N-1二极管(D_n-1)的阴极,另一端接第N斩波器模块的负极输出端(U_n-);第一个斩波器模块的正极和负极输出端(U₁₊和U_1-)分别通过第一一接触器(K₁₁)的两个联动接点与第二个斩波器模块的的正极和负极输出端(U₂₊和U_2-)短接;第二个斩波器模块的正极和负极输出端(U₂₊和U_2-)分别通过第一二接触器(K₁₂)的两个联动接点与第三个斩波器模块的的正极和负极输出端(U₃₊和U_3-)短接;...;第N-1个斩波器模块的正极和负极输出端(U_n-1+和U_n-1-)分别通过第一N-1接触器(K_1n-1)的两个联动接点与第N个斩波器模块的正极和负极输出端(U_n+和U_n-)短接;第一斩波器模块的负极输出端(U_1-)通过第二一接触器(K₂₁)与第一二极管(D₁)的阳极连接;第二斩波器模块的正极和负极输出端(U₂₊和U_2-)分别通过第二二接触器(K₂₂)的两个联动接点与第一二极管(D₁)的阴极和第二二极管(D₂)的阳极连接;第N-1斩波器模块的正极和负极输出端(U_n-1+和U_n-1-)分别通过第二N-1接触器(K_2n-1)的两个联动接点与第N-2二极管(D_n-2)的阴极和N-1二极管(D_n-1)的阳极连接;第N斩波器模块的正输出端(U_n+)通过第二N接触器(K_2n)与第N-1二极管(D_n-1)的阴极连接;当第一一至第一N-1接触器(K₁₁、K₁₂、...、K_1n-1)处于断开状态,而第二一至第二N接触器(K₂₁、K₂₂、...、K_2n)处于闭合状态时,第一至第N-1二极管(D₁、D₂、...D_n-1)的阳极和阴极之间没有电位差,第一至第N-1二极管(D₁、D₂、...D_n-1)处于截止状态,此时第一斩波器模块(U₁)为第一硅棒负载(R₁)供电,第二斩波器模块(U₂)为第二硅棒负载(R₂)供电,...,第N斩波器模块(U_n)为第N硅棒负载(R_n)供电,N路斩波器模块处于独立供电工作模式;当第一一至第一N-1接触器(K₁₁、K₁₂、...、K_1n-1)处于闭合状态,而第二一至第二N接触器(K₂₁、K₂₂、...、K_2n-1)处于断开状态时,第一至第N-1二极管(D₁、D₂、...D_n-1)的阳极和阴极之间有电位差,第一至第N-1二极管(D₁、D₂、...D_n-1)处于导通状态,此时第一斩波器模块(U₁)和第二斩波器模块(U₂)至第N斩波器模块(U_n)并联后为第一硅棒负载(R₁)和第二硅棒负载(R₂)至第N硅棒负载(R_n)串联后的负载R供电,N路斩波器模块处于并联供电工作模式。技术领域
本发明涉及一种多路斩波器电源系统,特别涉及一种采用多路斩波器模块进行串并联工作的制备多晶还原设备的电源系统。
背景技术
传统的制备多晶的直流电源系统中的多路斩波器只能单路独立工作:在多晶还原前期,负载要求高电压小电流供电,此时每一台斩波器对应一路负载单路独立工作;在多晶还原后期,在负载要求低电压大电流供电时,则将所有的斩波器从负载处断开,另外投入一台大功率的斩波器为串联后的负载供电。采用这种方式的直流电源系统,电源系统的体积大,成本高,可靠性相对较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现直流还原系统中的多路斩波器模块的并联运行。本发明的技术方案:制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统,该系统采用第一至第N个斩波器模块的并联和单路斩波器模块两种供电方式,2≤N≤5。第一硅棒负载的一端接第一斩波器模块的正输出端、另一端接第一二极管的阳极;第二硅棒负载的两端分别与第一二极管的阴极和第二二极管的阳极连接;第三硅棒负载的两端分别与第二二极管的阴极和第三二极管的阳极连接;...;第N-1硅棒负载的两端分别与第N-2二极管的阴极和第N-1二极管的阳极连接;第N硅棒负载的一端接第N-1二极管的阴极,另一端接第N斩波器模块的负极输出端U_n-。第一个斩波器模块的正极和负极输出端分别通过第一一接触器的两个联动接点与第二个斩波器模块的的正极和负极输出端短接;第二个斩波器模块的正极和负极输出端分别通过第一二接触器的两个联动接点与第三个斩波器模块的的正极和负极输出端短接;...;第N-1个斩波器模块的正极和负极输出端分别通过第一N-1接触器的两个联动接点与第二个斩波器模块的的正极和负极输出端短接。第一斩波器模块的负极输出端通过第二一接触器与第一二极管的阳极连接。第二斩波器模块的正极和负极输出端分别通过第二二接触器的两个联动接点与第一二极管的阴极和第二二极管D₂的阳极连接。第N-1斩波器模块的正极和负极输出端分别通过第二N-1接触器的两个联动接点与第N-2二极管的阴极和N-1二极管的阳极连接。第N斩波器模块的正输出端通过第二N接触器与第N-1二极管的阴极连接。当第一一至第一N-1接触器处于断开状态,而第二一至第二N接触器处于闭合状态时,第一至第N-1二极管的阳极和阴极之间没有电位差,第一至第N-1二极管处于截止状态,此时第一斩波器模块为第一硅棒负载供电,第二斩波器模块为第二硅棒负载供电,...,第N斩波器模块为第N硅棒负载供电,N路斩波器模块处于单路斩波器模块独立供电工作模式。当第一一至第一N-1接触器处于闭合状态,而第二一至第二N接触器处于断开状态时,第一至第N-1二极管的阳极和阴极之间有电位差,第一至第N-1二极管处于导通状态,此时第一斩波器模块U₁和第二斩波器模块至第N斩波器模块并联后为第一硅棒负载和第二硅棒负载至第N硅棒负载串联后的负载供电,N路斩波器模块处于并联供电工作模式。本发明的有益效果:由于实现了直流还原系统中的多路斩波器模块的并联运行,模块化的斩波器直流电源系统在要求较大电流供电时无需另外增加一台大功率斩波器,大大减小电源系统的体积,降低成本,同时有效提高直流电源系统工作的可靠性。
附图说明
图1为制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统单路斩波器模块供电方式工作示意图。图2为制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统N路斩波器模块并联供电方式工作示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明:实施例一(N=2)采用第一和第二两个斩波器模块U₁、U₂组成制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统,该系统分为并联和单路斩波器模块两种供电方式。第一硅棒负载R₁的一端接第一斩波器模块的正输出端U₁₊,另一端接第一二极管D₁的阳极;第二硅棒负载R₂的一端接第一二极管D₁的阴极,另一端接第二斩波器模块的负输出端U_2-;第一个斩波器模块的正极和负极输出端U₁₊和U_1-分别通过第一一接触器K₁₁的两个联动接点与第二个斩波器模块的的正极和负极输出端U₂₊和U_2-短接;第一斩波器模块的负极输出端U_1-通过第二一接触器K₂₁与第一二极管D₁的阳极连接。第二斩波器模块的正极输出端U₂₊通过第二二接触器K₂₂与第一二极管D₁的阴极连接。当第一一接触器K₁₁处于断开状态,而第二一和第二二接触器K₂₁和K₂₂处于闭合状态时,第一二极管D₁的阳极和阴极之间没有电位差,第一二极管D₁处于截止状态,此时第一斩波器模块U₁为第一硅棒负载R₁供电,第二斩波器模块U₂为第二硅棒负载R₂供电。二路斩波器模块处于各路斩波器模块分别对各个负载独立供电,此时为在多晶还原前期,实现了对硅棒负载的高电压、小电流供电。当第一一接触器K₁₁处于闭合状态,而第二一、第二二接触器K₂₁、K₂₂处于断开状态时,第一二极管D₁的阳极和阴极之间有电位差,第一二极管D₁处于导通状态,此时第一斩波器模块U₁和第二斩波器模块U₂并联后,二路斩波器的输出端的正负极U₊,U_-共同为第一硅棒负载R₁和第二硅棒负载R₂串联后的负载供电,二路斩波器模块处于并联供电工作模式,此时为在多晶还原后期,实现了对硅棒负载的低电压、大电流供电。实施例二(N=5)采用第一至第五共五个斩波器模块U₁、U₂、U₃、U₄、U₅组成制备多晶的直流还原系统中的多路斩波器电源系统,该系统分为并联和单路斩波器模块两种供电方式。第一硅棒负载R₁的一端接第一斩波器模块的正输出端U₁₊,另一端接第一二极管D₁的阳极;第二硅棒负载R₂的两端分别与第一二极管D₁的阴极和第二二极管D₂的阳极连接;第三硅棒负载R₃的两端分别与第二二极管D₂的阴极和第三二极管D₃的阳极连接;第四硅棒负载R₄的两端分别与第三二极管D₃的阴极和第四二极管D₄的阳极连接;第五硅棒负载R₅的一端接第四二极管D₄的阴极,另一端接第五斩波器模块的负极输出端U_5-。第一个斩波器模块的正极和负极输出端U₁₊和U_1-分别通过第一一接触器K₁₁的两个联动接点与第二个斩波器模块的的正极和负极输出端U₂₊和U_2-短接;第二个斩波器模块的正极和负极输出端U₂₊和U_2-分别通过第一二接触器K₁₂的两个联动接点与第三个斩波器模块的的正极和负极输出端U₃₊和U_3-短接;第三个斩波器模块的正极和负极输出端U₃₊和U_3-分别通过第一三接触器K₁₃的两个联动接点与第四个斩波器模块的的正极和负极输出端U₄₊和U_4-短接;第四个斩波器模块的正极和负极输出端U₄₊和U_4-分别通过第一四接触器K₁₄的两个联动接点与第五个斩波器模块的的正极和负极输出端U₅₊和U_5-短接。第一斩波器模块的负极输出端U_1-通过第二一接触器K₂₁与第一二极管D₁的阳极连接。第二斩波器模块的正极和负极输出端U₂₊和U_2-分别通过第二二接触器K₂₂的两个联动接点与第一二极管D₁的阴极和第二二极管D₂的阳极连接;第三斩波器模块的正极和负极输出端U₃₊和U_3-分别通过第二三接触器K₂₃的两个联动接点与第二二极管D₂的阴极和第三二极管D₃的阳极连接;第四斩波器模块的正极和负极输出端U₄₊和U_4-分别通过第二四接触器K₂₄的两个联动接点与第三二极管D₃的阴极和第四二极管D₄的阳极连接。第五斩波器模块的正输出端U₅₊通过第二五接触器K₂₅与第四二极管D₄的阴极连接。当第一一至第一四接触器K₁₁、K₁₂、K₁₃、K₁₄处于断开状态,而第二一至第二五接触器K₂₁~K₂₅处于闭合状态时,第一至第四二极管D₁~D₄的阳极和阴极之间没有电位差,第一至第四二极管D₁~D₄处于截止状态,此时第一斩波器模块U₁为第一硅棒负载R₁供电,第二斩波器模块U₂为第二硅棒负载R₂供电,第五斩波器模块U₅为第五硅棒负载R₅供电。五路斩波器模块处于各路斩波器模块分别对各个负载独立供电,见图2,此时为在多晶还原前期,实现了对硅棒负载的高电压、小电流供电。当第一一至第一四接触器K₁₁~K₁₄处于闭合状态,而第二一至第二五接触器K₂₁~K₂₅处于断开状态时,第一至第四二极管D₁~D₂的阳极和阴极之间有电位差,第一至第四二极管D₁~D₄处于导通状态,此时第一斩波器模块U₁至第五斩波器模块U₅并联,五路斩波器的输出端的正负极U₊,U_-共同为第一硅棒负载R₁至第五硅棒负载R₅串联后的负载供电,五路斩波器模块处于并联供电工作模式,见图1,此时为在多晶还原后期,实现了对硅棒负载的低电压、大电流供电。由此可见,采用多路斩波器模块的并联运行模式后,不需要再另外配备一台大容量的斩波器,可大大减小直流电源系统的体积,在节约成本的同时大大提高了系统的运行可靠性。