[实用新型]用于单晶硅炉的高频电源

说明书

技术领域

本实用新型属于一种电源模块，特别是一种用于单晶硅炉中的电源模块。

背景技术

随着光伏产业的迅猛发展，对单晶硅的需求也随之增加，加之世界经济大环境的影响，如何降低单晶硅的生产成本则成为亟待解决的问题，然而在单晶硅的生产过程中其主要耗能设备则是单晶硅炉的电源，因此如何降低电源的能耗，成为节能的关键。

目前，用于单晶硅炉中的电源主要有6脉波整流电源和12脉波双桥整流电源两种。图4所示为6脉波整流电源的电路图，主要采用三相五柱干式整流变压器进行整流，一次侧采用晶闸管调压、二次侧采用二极管整流；其工作时整流变压器二次侧二极管的损耗较大，输出波形的纹波系数大，如图5所示；由于单晶硅炉在化料与等径状态所消耗的时间和功率差别较大，因此整流变压器大部分时间只以百分之七十的容量运行，功耗较大，利用率较低。图6所示为12脉波双桥整流电源的电路图，主要采用整流变压器进行整流，并且整流变压器采用双绕组输出，其二次侧采用双全控桥整流，由于输出电流纹波较大，必须增加平衡电抗器对双绕组输出电流进行调整，调整后的输出波形如图7所示；虽然12脉波双桥整流电源的输出波形较6脉波整流电源的输出波形谐波含量有所改善，但是需要增加补偿装置。并且这两种传统的电源均采用了整流变压器，其体积较大，重量也相当重，大约在1300～2000Kg之间，加工此种整流变压器需要消耗大量铜材、钢材；而且整流变压器多为水冷式和风冷式，还需要消耗外界能源，不仅消耗较大，安装时还不方便，不利于批量生产。

经理论分析和实践经验表明，电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比，当功率从工频50Hz提高到20kHz时，用电设备的体积和重量将降至工频设计时的百分之五到百分之十。因此如何寻找一种高频的电源用于单晶硅的生产则成为人们研究的方向。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种体积较小，重量较轻，并且能耗较小、可靠性较高的高频电源。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种用于单晶硅炉的高频电源，包括主控电路、输入电抗器、三相整流桥、功率模块以及滤波回路，其中主控电路，用于实时控制各个模块的工作状态；输入电抗器，与三相输入交流电源连接，用于降低系统谐波；三相整流桥，其输入端与交流进线输入电抗器的输出端连接，用于将输入的交流电源整流为直流电源，并将整流后的直流信号输出给功率模块；功率模块，将直流信号经高频逆变器逆变为高频交流信号、然后经降压及整流后，输出给滤波回路；滤波回路，用于将功率模块输出的直流信号进行滤波，然后输出。

本实用新型的改进在于：所述功率模块包括依次连接的RC滤波电路、移相全桥ZVS-PWM变换器、高频降压变压器、以及整流单元。所述整流单元为快速二极管整流单元。其中移相全桥ZVS-PWM变换器将输入的直流信号逆变为高频交流信号，高频降压变压器用于将高频高压交流信号降压至快速二极管整流单元的耐压范围内，快速二极管用于将高频低压交流信号整流为直流信号。

所述功率模块的改进在于：所述功率模块至少为两块。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步在于：