[实用新型]一种单晶炉用直流电源与单晶炉的安装结构

说明书

本实用新型公开了一种单晶炉用直流电源与单晶炉的安装结构，其包括单晶炉和直流电源；其中，所示单晶炉包括：设置在第二层安装平面上方的晶体提升旋转机构、上炉室、隔离阀室、炉盖、以及下炉室，和设置在第二层安装平面下方的电极、坩埚提升旋转机构、基座、以及混凝土底座；其中，所述电极与坩埚提升旋转机构设置在基座内部；所述直流电源包括分体式设置的系统控制单元，以及依次连接的输入整流单元、逆变单元、变压与输出整流单元；所述变压与输出整流单元上的电源输出极直接或间接连接至单晶炉的电极上。该安装结构能够降低连接导体上的电损耗，减少连接导体的用量，降低总体成本。

技术领域

本实用新型涉及熔炼技术领域，尤其涉及一种单晶炉用直流电源与单晶炉的安装结构。

背景技术

单晶炉是生产单晶硅的主要设备，其主要用于在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中，通过石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法等技术生长无错位单晶的设备。单晶炉在正常工作时的电流为2kA～3kA左右，工作电压在35～60V左右。单晶炉的供电电源通常为低压大电流的直流电源，其供电特征为电压低、电流大、功率大、供电可靠性要求高。

现有技术中，用于单晶炉供电的直流电源基本为一体式结构，通常安装在单晶炉混凝土底座旁边的地面上，或设置在单晶炉旁边所搭建的安装控制柜的钢平台或混凝土平台上，通过水冷电缆、铜排或铝排将直流电源的输出端连接至单晶炉的电极，以低压大电流的方式进行供电。例如图1所示的现有技术中单晶炉用直流电源与单晶炉的安装结构中，安装在混凝土底座1.9旁边的整体式直流电源2的输出端经若干根水冷电缆、铜排或铝排6连接至单晶炉1的电极1.6。

现行这种方式存在如下不足之处：第一，由于单晶炉运行电流很大(通常在几千安培)，单晶炉与为其供电的直流电源之间的连接导体(如水冷电缆、铜排或铝排)的截面积必须选择很大，方可满足载流需求。加之单晶炉与为其供电的直流电源之间存在一定距离，故连接导体成本较高。第二，连接导体上的电损耗(P＝I²R)与电流成正比，大电流长距离的传输导致连接导体本体消耗大量电能，传输损耗过高。

实用新型内容

本实用新型的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种单晶炉用直流电源与单晶炉的安装结构，能够降低连接导体上的电损耗，减少连接导体的用量，降低总体成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案包括以下各方面。

一种单晶炉用直流电源与单晶炉的安装结构，其包括单晶炉和直流电源；

其中，所示单晶炉包括：设置在第二层安装平面上方的晶体提升旋转机构、上炉室、隔离阀室、炉盖、以及下炉室，和设置在第二层安装平面下方的电极、坩埚提升旋转机构、基座、以及混凝土底座；其中，所述电极与坩埚提升旋转机构设置在基座内部；

所述直流电源为分体式结构，包括分体式设置的系统控制单元，以及依次连接的输入整流单元、逆变单元、变压与输出整流单元；所述变压与输出整流单元上的电源输出极直接或间接连接至单晶炉的电极上。

优选的，所述系统控制单元设置在控制柜内并安装于单晶炉混凝土底座的旁边，所述输入整流单元、逆变单元、变压与输出整流单元三者均设置在箱体中形成一体结构并将箱体固定在基座四周的外侧壁上，或者将箱体固定在单晶炉基座内部且位于单晶炉的电极周边；

变压与输出整流单元中的电源输出极分别直接或间接连接至单晶炉的电极；所述系统控制单元与输入整流单元之间通过电缆连接。

优选的，所述系统控制单元和输入整流单元设置在控制柜内并安装于单晶炉混凝土底座的旁边，所述逆变单元、变压与输出整流单元二者均设置在箱体中形成一体结构并将箱体固定在基座四周的外侧壁上，或者将箱体固定在单晶炉基座内部且位于单晶炉的电极周边；

变压与输出整流单元中的电源输出极分别直接或间接连接至单晶炉的电极；所述输入整流单元与逆变单元之间通过电缆连接。