1、主電路工作模式分析
多晶硅的冶煉過程可以分成三個(gè)部分：
①預(yù)加熱
采用三組12KV打壓電源對(duì)∏型硅棒進(jìn)行打壓，使得硅棒由高阻態(tài)轉(zhuǎn)化至低阻態(tài)。
②持續(xù)加熱
采用軟啟動(dòng)使得電流逐步上升，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硅棒持續(xù)加熱，使其溫度上升至設(shè)定值。
③恒溫加熱
調(diào)節(jié)輸出電壓電流使得硅棒溫度恒定在設(shè)定溫度，為多晶硅的化學(xué)冶煉提供適宜的環(huán)境。
多相并聯(lián)Buck電路一般有兩種基本拓?fù)洌髨D為每相Buck電路各用一個(gè)電感的拓?fù)洌覉D為兩相Buck電路共用一個(gè)電感的拓?fù)�。這兩種拓?fù)洳捎媒诲e(cuò)控制后合路電流的等效頻率為支路電流的兩倍。相比于非交錯(cuò)控制，交錯(cuò)控制選擇較小的電感即可達(dá)到相應(yīng)的電流紋波率指標(biāo)。
根據(jù)以上分析，IGBT斬波器對(duì)硅棒加熱可以分為兩個(gè)階段：
階段1：獨(dú)立運(yùn)行階段(前17個(gè)工作點(diǎn))
此階段1組IGBT斬波器對(duì)應(yīng)1對(duì)∏型硅芯棒單獨(dú)進(jìn)行加熱，輸出電壓范圍為160V至750V左右，輸出電流范圍60A至600A左右，當(dāng)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)每個(gè)Buck電路輸出的電壓小于160V時(shí)，獨(dú)立供電無法滿足硅棒電壓、電流要求，通過接觸器開關(guān)調(diào)整IGBT斬波器進(jìn)入第二階段。
階段2：并聯(lián)運(yùn)行階段(第17至第72個(gè)工作點(diǎn))
第二階段通過接觸器開關(guān)將每3組Buck電路輸出并聯(lián)起來，向串聯(lián)的3對(duì)∏型硅芯棒供電，輸出電壓范圍依然為160V- 750V，并聯(lián)輸出電流范圍為500A-2600A。
其中L：每支路的電感值0.2mH;I：流過負(fù)載的電流;
N：并聯(lián)IGBT數(shù);j：不超過N*D的整數(shù)
3、額定電流
IGBT模塊的集電極電流變大時(shí)，同態(tài)阻抗上升，發(fā)生的穩(wěn)態(tài)損耗就變大。開關(guān)損耗也同樣增加使元件發(fā)熱。由于需要將IGBT、FWD的結(jié)溫控制在150℃以內(nèi)使用。因此選定IGBT的額定電流非常重要。
選擇IGBT模塊電流時(shí)，應(yīng)充分考慮主電路的工作模式，分析各個(gè)工作狀態(tài)時(shí)IGBT的電流應(yīng)力情況，特別注意非線性元件和線路雜散參數(shù)的影響。作為大體標(biāo)準(zhǔn)，一般在裝置的電流值≤元件的額定電流情況下使用。
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