电子论文-一种多晶硅还原炉自动调功器硬件系统设计与实现
一种多晶硅还原炉预加热系统的设计与实现的开题报告
一种多晶硅还原炉预加热系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和研究意义多晶硅已经广泛应用于太阳能电池、半导体材料、光学玻璃等领域。
多晶硅生产的主要原料是二氧化硅，通过还原反应制得多晶硅。
多晶硅还原炉是多晶硅生产的关键设备之一，而预加热系统是多晶硅还原炉中的一个重要组成部分。
传统的多晶硅还原炉采用燃煤加热方式，煤气中的热能通过多晶硅还原炉前端的加热系统传递到多晶硅还原炉内部，从而使得多晶硅在还原炉内得到还原。
然而传统的多晶硅还原炉的加热过程存在很多问题，比如加热效率低，能耗高等。
因此，提高多晶硅还原炉的加热效率，降低能耗，成为了多晶硅生产厂家关注的问题。
预加热系统是多晶硅还原炉中最重要的组成部分之一，对多晶硅还原炉的加热效率起着至关重要的作用。
因此，研究和设计一种高效的多晶硅还原炉预加热系统成为了多晶硅生产中的必要研究方向。
二、研究内容和研究方法本项目研究的内容是一种多晶硅还原炉预加热系统的设计与实现。
该预加热系统具有加热效率高、能耗低等优点。
研究方法主要采用了实验研究和数值模拟的方法。
通过实验室热工试验，测试不同温度、流量等参数下的多晶硅还原炉预加热系统性能表现，并结合数值模拟分析预加热系统的各项性能指标。
三、预期目标和研究成果本项目的预期目标是设计和实现一种高效的多晶硅还原炉预加热系统，优化预加热系统的性能，并通过实验和数值模拟验证该预加热系统的可行性和可靠性。
该预加热系统能够有效提高多晶硅还原炉的加热效率，降低能耗，进而降低多晶硅生产成本，提高其市场竞争力。
本项目的主要研究成果包括：1.设计和实现一种高效的多晶硅还原炉预加热系统；2.掌握多晶硅还原炉预加热系统的性能表现及其对多晶硅还原炉加热效率的影响；3.通过实验和数值模拟，确认该预加热系统的可行性和可靠性；4.为多晶硅生产企业提供一种有效提高多晶硅生产效率、降低能耗的新技术。
多晶硅还原炉电气系统的设计和应用
多晶硅还原炉电气系统的设计和应用一．综述多晶硅还原炉电气系统的主要设备是大功率调压器。
调压器所带负载是多晶硅棒串联而成的纯电阻负载。
调压器的作用实际上是对负载电阻进行电加热，并且保持硅棒表面温度恒定（一般1080℃）。
硅棒串联而成的电阻是一个变化的电阻：第一，硅棒温度从常温上升到1000℃，Φ8直径硅芯电阻从几百kΩ下降到几十Ω；第二，保持硅棒表面温度1080℃，硅棒直径从Φ8增加到Φ150，硅棒电阻从几十Ω下降到几十mΩ。
可见硅棒电阻大范围变动引起调压器输出电压和电流的调节范围大是这种调压器的设计特点。
按照实际工作的性质，调压器分为硅棒温度从常温加热到1000℃的预热调压器和硅棒直径从Φ8增加到最终直径并且始终保持硅棒表面温度1080℃的还原调压器。
预热调压器工作过程中硅棒温度从常温加热到1000℃，其主要困难是硅棒初始电阻R太大，加热功率正比于V2/R，电阻大必然要求供电电压高（甚至需十几kV），一般应尽可能降低电阻R。
常用方法有提高炉壁冷却液的温度，加粗硅芯直径，对硅芯参杂，炉内注入高温等离子体或放置卤钨灯等等。
预热调压器工作时间十几分钟，功率30－200kVA。
还原调压器输出功率用于加热硅棒，硅棒再通过辐射、传导和对流方式将功率传递给还原炉内的反应气体和炉壁的冷却液。
随硅棒直径增长，反应气体流量加大，炉内的反应气体和炉壁的冷却液带走的热量增加，调压器输出功率越来越大。
工艺对还原炉提出的技术要求如图一所示。
还原调压器设计必须满足工艺上随直径Φ变化，电压V、电流I和功率P的供电要求。
同时，重点考虑高电压的电气结构问题、大电流的电气结构问题、负载电阻变化引起的调节器参数设计问题、调压范围大引起的功率因数低和谐波问题、结构上的环流问题、硅棒碰壁、裂棒检测及断电再上电等辅助功能问题。
多晶硅还原炉电气系统除了调压器以外还有一套计算机管理、操作系统。
它的主要功能是：1．对管辖的所有还原炉电气设备（调压器、变压器、开关柜）进行数字通信。
多晶硅还原炉调功器调功方案及应用经验探讨
多 晶硅 还 原 炉 调 功器 调 功 方 案 及 应 用经 验 探 讨
多晶硅还原炉调功器调功方案及应用经验探讨
Ｐ ｗｅ ｄｕ ｔ ｎ ｃ ｅ ｎ ｐ ｌａｉｎ Ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｏ ｅ ｕ ｔ ｎ Ｆ ｒａ ｅ ｏ ｒＡ ｊｓｍｅ ｔＳ ｈ ｍｅ ａ ｄ Ａ ｐｉ ｔ ｘ ｅｉ ｃ ｆＲ ｄ ｃｉ ｕｎ ｃ ｃ ｏ ｅ ｏ 韩健伟 （ 焦作煤业（ 集团） 有限责任公司， 河南 焦作 ４４ ０ ） ５ ０２ 陈 真 生 黄 开 均 陈 杰 （ 浙江中控技术股份有限公司， 浙江 杭州 ３ ０ ５ ） １０ ３
理前 ， 要 理 解 多 晶硅 的生 长 原 理及 电气 特 性 。 需 １１ 多 晶硅 还 原 生 长 原理 ．
在 工 业 电加 热 应用 领 域 ，广 泛 使 用 可 控 硅 作 为 功 率 控 制 元
件 ， 控 制 、 节精 度高 ， 行无 噪音 。 其 调 运 目前 可 控 硅 功 率控 制方 式 有 ： 相触 发 调 压 和 过 零 触 发调 功 两 种 方 式 －。移相 触发 调 压 就 移 ４ ］ 是通 过 调 节 门极 触 发脉 冲 间 的 电角 度 来 调 节 电压 。过 零 触 发 调
１ 多 晶硅 生 长 原 理 和 电气 特 性
高 ， 粒 间界 势 垒 降 低 ， 晶 即硅 棒 所 需 要 击穿 电压 会 降 低 ［。 ３ ］
２ 还 原 炉 调 功 器调 功 实 现 方 案
还原 炉 调 功 器 的 主 要 功 能是 控制 经 还 原 反 应 产 生 的硅 在 硅 芯 上 的生 长过 程 ，因 此 在介 绍 还 原 炉 调 功 器 控 制 工 艺 和 控 制 原
ｃｏ ｕ ｐ ｉ ｏ ｔ ｅ ｏｌｃｒｓａｌｎ ｓｌ ｏｎ ｒ ｄｕ ｔ ａｅ ｎｓ ｍ ｔ ｏｎ ｆ ｈ ｐ ｙ ｙ ｔ ｌ ｅ ｉｃ ｐ ｏ ｃ ｉ ｉ ｉ ｏｎ ｒ ｄｅｐ ｄｅ ｏｎ ｈ ｒ ｄｕ ｔ ｆ ｎ ｅ． ｉ ｐａｐ ｄｅ ｃ ｉｅｓ ｈ ｐｒ— ｅｎ ｄ ｔｅ ｅ ｃ ｉ ｏｎ ｕｒａｃ Ｔｈｓ ｅｒ ｓ ｒｂ ｔ ｅ ｏ
多晶硅还原炉调功器调功方案及应用经验探讨
多晶硅还原炉调功器调功方案及应用经验探讨韩健伟1，陈真生2，黄开均2 , 陈杰2（1：焦作煤业（集团）有限责任公司，焦作，454002；2：浙江中控技术股份有限公司，杭州，310053）摘要：多晶硅是太阳能光伏产业和电子工业的基础原料，其发展前景光明。
还原炉调功器是多晶硅生产的核心装置，对还原炉生产多晶硅的产品质量和单位能耗影响较大。
本文阐述了多晶硅的生长原理和电气特性、调功器调功方案以及调功器在大型多晶硅生产装置中的应用经验。
关键字：还原炉调功器，调功方案，硅芯击穿，恒温加热Study On The Power Adjustment Scheme And The Application Experience Of The Reduction FurnaceHan Jianwei1, Chen Zhensheng2, Huang Kaijun2, Chen Jie2(1. Jiaozuo Coal(Group)Co., Ltd., Ji aozuo, China, 454002.2. Zhejiang SUPCON Technology Co., Ltd, Hangzhou, China, 310053. )Abstract: Polycrystalline silicon is the raw materials for the solar photovoltaic and electronic industries, the development of Polycrystalline silicon has bright future. Reduction furnace power regulator is the heart of the polysilicon production plant. The product quality and the energy consumption of the polycrystalline silicon production were depended on the reduction furnace. This paper describes the production technology and electrical properties of polycrystalline silicon, The power adjustment scheme, and the application experience of the using of the reduction furnace in large-scale polycrystalline silicon production plant.Key words: Reduction furnace power regulator, Power Adjustment Scheme, Silicon Core Breakdown, Constant Temperate Heating.1、概述多晶硅是单质硅的一种形态。
浅析多晶硅还原炉电气系统研制及其实际应用
浅析多晶硅还原炉电气系统研制及其实际应用摘要：现阶段，多晶硅的生产主要采用的是改良西门子法，还原炉是它的重要设备。
多晶硅还原炉电气系统的整体包括了多个部分，本文将对它的电气系统研制的几方面及其实际应用作出简要的分析，这有助于我国对目前还并不完善的多晶硅还原炉电气系统更加重视。
关键词：多晶硅还原炉；电气系统；研制前言多晶硅是半导体行业与光伏行业的基础原材料，在21世纪之后，它的需求量便日益加大，对于如何提高多晶硅的产量，降低它对能源的消耗，成为了我国多晶硅行业的难题[1]。
多晶硅还原炉（CVD reactor）的进一步改良和发展，有助于我国多晶硅生产得更加高效，有助于攻克这一难题。
一、多晶硅的生产现阶段，多晶硅的生产主要存在三种方法，它们是硅焕法、流化床法和改良西门子法。
改良西门子法又被称为三氯氢硅氢还原法，它的原理是在还原炉内通过化学变化来生产多晶硅，而它所用的原材料主要为氢气和三氯氢硅。
当温度处于1050℃到1150℃之间的时候，二者会产生化学反应，其公式为：三氯氢硅于还原炉里面的化学气相沉积反应能耗通常是75kWh/kg到100kWh/kg，几乎占了在多晶硅生产总能耗当中的60%。
在12对棒声场多晶硅的还原炉中有三个区域，一个内环和两个外环，每一个区域都存在着四对的多晶硅棒。
所采用的硅芯高度一般是2.5~2.8m，它的直径大概是10~12mm的圆截面或者是10×10mm的方截面，它最终会通过反应变140mm到165mm的成品硅棒，而所要经历的时间大概是6~8天。
二、多晶硅还原炉电器系统研制及其实际应用多晶硅还原炉的电气系统关键设备高括了高压开关柜、预加热装置、中压调功器、整流变压器等，它的供电流程可如图1所示。
通过图1可以看出，通过这些主要设备之间电流的一步步传递，进而可以完成多晶硅的生产。
在这里，我们主要谈一下在这些关键设备中的高压开关柜、还原炉预加热装置以及中压调控器。
（一）高压开关柜在高压开关柜里面主要有着真空断路器和整流变压器微机保护装置。
多晶硅还原炉电气系统的设计和应用
多晶硅还原炉电气系统的设计和应用多晶硅是一种重要的半导体材料，在太阳能电池等领域有着广泛的应用。
多晶硅的生产过程中，还原炉是至关重要的设备之一、而为了确保还原炉的正常运行，电气系统的设计和应用至关重要。
本文将重点介绍多晶硅还原炉电气系统的设计和应用。
首先是供电系统。
供电系统主要是为还原炉提供电源，保证其正常运行。
多晶硅还原炉通常以三相电形式供电，采用高压输电方式。
电源的选择要考虑到设备的功率需求，同时也要保证稳定的电压和电流输出，以确保还原炉的性能和安全。
其次是控制系统。
控制系统是多晶硅还原炉电气系统的核心部分，用于对设备的温度、压力、流量等参数进行监控和控制。
控制系统通常包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、传感器、执行机构等。
通过采集和处理传感器的信号，控制系统可以实现对多晶硅还原炉各个过程参数的实时监测和控制，提高生产的稳定性和自动化水平。
最后是安全系统。
安全系统主要用于保障多晶硅还原炉在运行过程中的安全性。
安全系统通常包括火灾报警系统、气体检测系统、过压过流保护系统等。
这些系统可以通过传感器和监控装置实时监测并报警，一旦出现异常，可以及时采取措施以防止事故的发生，保护操作人员和设备的安全。
多晶硅还原炉电气系统在多晶硅生产中起着重要的作用。
其设计和应用的目的是提高生产效率、保障产品质量、确保操作人员和设备的安全。
合理的电气系统设计和选用稳定可靠的设备可以有效地提高还原炉的稳定性和自动化水平，降低生产成本，提高经济效益。
总之，多晶硅还原炉电气系统的设计和应用是多晶硅生产过程中不可或缺的一部分。
通过科学合理的设计和稳定可靠的设备选择，可以提高多晶硅生产的效率和质量，加强生产工艺的控制和自动化程度，提高生产经济效益，实现可持续发展。
一种多晶硅还原炉自动调功器硬件系统设计与实现的开题报告
一种多晶硅还原炉自动调功器硬件系统设计与实现的开题报告摘要：本文介绍了一种基于多晶硅还原炉的自动调功器的硬件系统设计与实现。
本系统利用单片机和传感器进行实时监测和控制，可以在多晶硅还原炉的生产过程中自动调整功率大小以达到最优生产效果，同时能够实时采集数据并及时反馈给操作人员，提高了生产效率和安全性。
本文详细介绍了系统硬件的设计和实现过程，包括传感器的选型和接口设计、单片机的程序编写和控制算法的实现等，最终经过测试验证了系统性能和可靠性良好。
关键词：多晶硅还原炉、自动调功器、单片机、传感器一、项目背景多晶硅还原炉是现代半导体产业中使用最广泛的一种设备，它主要用于将气相中的硅烷分解成高纯度的多晶硅，用于半导体芯片制造等行业。
多晶硅还原炉的生产过程需要严格控制温度、压力、流量等参数，以达到最佳的生产效果，同时也需要保证安全性和稳定性。
在多晶硅还原炉的生产过程中，功率大小的控制是至关重要的一个环节，功率过低会导致产量不足或质量下降，功率过高则容易引发事故或设备损坏。
传统的功率控制方法是人工调整，但由于生产现场的环境复杂、涉及的参数较多，人工调整难度较大，同时也存在误差和安全隐患。
因此，自动调功器的研发和应用具有重要意义，可以提高生产效率和安全性。
二、项目目标本项目的主要目标是设计并制作一种多晶硅还原炉自动调功器硬件系统，可以实时监测和控制功率大小，达到最优生产效果，并能够实时采集数据并及时反馈给操作人员，提高生产效率和安全性。
三、系统设计本系统主要由传感器、单片机和执行器组成。
传感器用于实时监测多晶硅还原炉内的温度、压力、流量等参数，单片机用于实时采集数据并控制执行器调整功率大小。
系统框图如下所示：四、系统实现1. 传感器选型和接口设计本系统中采用了多种传感器来监测多晶硅还原炉内的各项参数，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器需要与单片机建立合适的接口，以实现数据的实时采集和传输。
2. 单片机程序编写通过传感器采集到的数据，单片机需要实现相应的控制算法，以控制执行器调整功率大小。
多晶硅还原炉电源系统的一体化解决方案
多晶硅还原炉电源系统的一体化解决方案四川英杰电气有限公司摘要：多晶硅是生产环保新能源——太阳能光伏电池的最基础的材料。
本文首先概述了多晶硅生产工艺及其实现方法，然后着重描述了多晶硅还原炉电源系统的一体化解决方案以及针对用户的配套方案。
关键词：多晶硅还原炉；电源系统；多晶硅生产工艺；太阳能光伏电池；一体化解决方案中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言众所周知，硅材料是半导体工业，电子信息产业，太阳能光伏电池产业的最重要、最基础的功能性材料。
而在整个硅材料产业链中，多晶硅是最重要的一环，也是制约我国硅产业发展的主要瓶颈之一。
多晶硅作为制备单晶硅的唯一原料和生产太阳能电池的材料，随着近些年来全球单晶硅生产迅速增长和全球光伏发电的环保能源的旺盛需求，使得多晶硅市场异常火爆。
目前多晶硅生产技术主要有：改良西门子法、硅烷法和流化床法，从多晶硅生产的主要工艺技术的现状和发展趋势来看，改良西门子工艺能够兼容电子级和太阳能级多晶硅的生产，以其技术成熟、适合产业化生产等特点，仍是目前多晶硅生产普遍采用的首选工艺。
但该技术主要被美、日、德等国垄断，直到2000年左右才寻到机会，从俄罗斯引入，然后在有关研究院的努力下，形成了国内自有技术，攻克了多晶硅制造及产业化的基础性关键性问题，使得大规模生产成为可能。
随着多晶硅项目红红火火地展开，也就将配套设备的相关问题暴露了出来。
据有关专家分析，我国多晶硅在工业生产方面与国际先进水平的差距主要表现在四个方面：一是工艺、设备落后，导致物料与电力消耗过大；二是生产规模小；三是超高纯产品难以获得；四是成本没有竞争力。
这样一来大家都不得不注意到：方案及其设备的性能好坏直接影响着多晶硅生产的品质和成本，同时对于设备能否长期稳定、可靠运行以及设备后期维护的难度和效率也对生产影响深远。
所以选择一个好的方案，选择一套性价比高的设备，选择一个专业的、综合实力雄厚的、拥有自主知识产权的、能长期稳定运作的、服务响应快捷的、不受国际关系剧烈动荡影响的、可靠的公司成为了当前国内众多企业的首选。
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电子科技大学硕士学位论文一种多晶硅还原炉自动调功器硬件系统设计与实现姓名：张康乐申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：王厚军20090501ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｎｕｍｂｅｒｏｆｓｃａｌｉｎｇｔｅｓｔｓｆｏｒｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎｓｉｌｉｃｏｎｃｏｒｅ，ｗｈｏｓｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｍａｓｔｅｒｅｄ，ａｌｌｄｔｈｅｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ０ｔｔｈｅｇｒｏ、衲ｏｆｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ．ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃ伽ｂｉｎｉｎｇｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎａｎｄｔｈｅｉｒｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ’ｓｒｅｑｕｉｒｅｏｆｔｈｅｓｃｅｎｅｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｏｒｅｆｕｒｎａｃｅ．Ｉｔｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｈｅａｔ豇冯ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｒｅｓｔｏｒｅｆｕｒｎａｃｅｆｏｒｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ·Ｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｉｎｔｅ殍．ａｔｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｒｅｓｔｏｒｅｆｕｒｎａｃｅｆｏｒｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎｉｎｃｌｕｄｅｐｒｅ－ｈｅ撕ｎｇｃｏｎ仃ｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｈｅａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ·Ｈｅａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｓ：ｐｒｅ－ｈｅａｔｉｎｇ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｈｅａｔｉｎｇａｎｄｉｓｏｔｌｌ锄脚ｈｅａｔｉｎｇ．Ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｐｒｅ．ｈｅａｔｉｎｇｓｔａｇｅｉｓｔｏｕｓｅｈｉｇｈ’ｐｒｅｓｓｕｒｅｂｒｅａｋｄｏｗｎ０ｔｓｉｌｉｃｏｎｒｏｄｓ舳ｎｔｉｎｕｏｕｓｈｅａｔｉｎｇｓｔａｇｅｉｓｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｔａｇｅｂｏｔｈｐｒｅ—ｈｅａｔｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｉｓｏｔｈｅｎ：Ｉｌａｌｈｅａｔｉｎｇｓｔａｇｅ．ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｉｔｉｓｅｎｈａｎｃｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｒｏｄｓａｎｄ丘ｌｒｎａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｈｅａｔｉｎｇｓｔａｇｅｉｓｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｓｕｎａｃｅｔｅｒｎｐｅｒａｎ】ｒｅｏｆｓｉｌｉｃｏｎｒｏｄｓｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｂｅｓｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ·Ｔｌｌｅｈｅａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｔｔｈｅｈｅａｔｉｎｇ缸ｅ灯ａｔｅｄｃｏｎｔｒ０１ｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｒｅｓｔｏｒｅｆｕｒｎａｃｅｆｏｒｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ．ａｎｄｔｈｅＤＳＰＡ－ｕｔｏｍａ乜ｃＰｏｗｅｒＲｅｇｕｌａｔｏｒｉｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ·Ｔｌｌｅｍ池ｍｒｏ（１ｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｈｅｓｉｓｉｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＲｅ娜ｌａｔｏｒｏｆｔｈｅｒｅｓｔｏｒｅｆｕｒｎａｃｅｆｏｒｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄｍｄｅｓｌ鹳·Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｌｕｄｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：１、ｔｈｅｐａｒｔｏｆａｎａｌｏｇｃｈａｎｎｅｌ２、ｔｈｅｐａｒｔｏｆｄｉｇｉｔａｌｃｈａｎｎｅｌ３、ｔｈｅｐａｒｔｏｆＤＳＰ／ＣＰＬＤ４、ｔｈｅｐａｒｔｏｆｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙＩＩｌｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅＤＳＰＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＲｅｇｕｌａｔｏｒｄｅｓｉｇｎｅｄｉｓｔｅｓｔｅｄｓｕｅｃｅｓｓｆｕｌｌＹｉｎｍｅ１ａｂｏｒａｔｏ吼ｓｉｘｈａｖｅｂｅｅｎｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏｕｓｅｉｎｔｈｅｊｏｂ。
ｓｉｔｅ·Ｏｉｌ－ｓｉｔｅｏｆａｃｔｕａｌｕｓａｇｃｐｒｏｏｆｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＤＳＰＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＲｅｇｕｌａｔｏｒｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｍｅｅｔｔｈｅＩＩ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月Ｅ１电子科技大学硕士学位论文本的太阳能电池材料占据着统治地位，它占据了８６％的光伏市场，而且可以确信这种状况在今后２０年中不会发生根本的转变。
这是由于多晶硅太阳能电池突出的优点所决定的，即：（１）硅材料来源丰富、而且无毒无害；（２）晶体硅光伏电池的光电转换效率比较稳定；（３）随着对多晶硅电学特性的认识，多晶硅具有和单晶硅光伏电池相比拟的光电转换效率；（４）多晶硅具有降低材料成本的潜力；（５）多晶硅光伏技术的发展有利于加快未来的多晶硅薄膜太阳电池的研究进程；（６）多晶硅太阳能电池还具有低环境负荷以及性能持久优点。
１．１．３国内外多晶硅生产情况表１—１和表１—２分别是国外、国内主要多晶硅生产制造商２００４—２００８年的产量和生产能力［７】【ｌ５１。
表１．１世界主要多晶硅制造商产景和生产能力公司产量（吨）名称２００４年２００５年２００６正２００７钲２００８焦Ｈｅｍｌｏｃｋ７０００７４００７７００１００００１１０００Ｔｏｋｕｙａｍａ５２００５２００５４００５４００８４００腑ｃｋｅｒ５０００５０００５５００６５００９０００三菱２８００２８００２８００２８００２８００ＭＥＭＣ２５００３７００５２００６４００８０００ＲＥＣＡｓｉＭｉ２２００３０００３３００３３００３３００ＲＥＣＳＧＳ２１００２３００２７００６０００７４００表１．２国内三大多晶硅制造商的产量和生产能力公司产量（吨）名称２００４年２００５年２００６焦２００７年２００８年新光硅业ＯＯ０１２００１２００洛阳中硅００３００１０００１５００峨眉半导体３００３００４４０１０００１２００２电子科技大学硕士学位论文晶硅项目红红火火地展开，国内配套设备的相关问题也暴露了出来。
由于自主研发的配套设备跟国外相比存在较大的技术差距，而且进口的配套设备又由于技术封锁往往只能是国外的上一代产品，因此配套设备的落后已成为国内大力发展多晶硅生产的瓶颈。
在众多多晶硅生产配套设备中，尤以多晶硅还原生长控制系统的研究成为当今国内外的热点。
１．１．５多晶硅还原炉调功器国内外研究现状多晶硅还原炉调功器是生产多晶硅的多晶硅还原生长控制系统的核心部分，其具体作用是控制多晶硅还原炉内硅棒的电压电流，从而控制炉内温度，为多晶硅还原生长创造最佳环境。
１．１．５．１多晶硅还原炉调功器国外研究现状鉴于太阳能在未来可能会带来的巨大的经济效益，国外很早就开始重视太阳能电池的发展和其原料多晶硅的生产，因此国外在多晶硅还原炉调功器的研制上起步也较早，电气行业的很多大公司都纷纷参与其中。
例如德国的ＡＥＧ，瑞士的ＡＢＢ，英国的欧陆和美国的ＳＰＡＮＧ等等。
多晶硅还原炉调功器发展到现在，技术已经相当成熟。
在这些调功器中，尤以德国的ＡＥＧ公司研制的多晶硅还原炉调功器最为被广泛应用。
德国ＡＥＧ公司在电源调功器方面的生产、销售的历史已经有五十多年了，在全球的电加热领域享有盛誉，有着众多世界级的合作伙伴，同时在电加热行业有着自己独特的控制解决方案。
在全球多晶硅生产行业的调功器方面占有９０％以上的份额。
以ＡＥＧ调功器为例，国外多晶硅还原炉调功器在性能上主要有以下特点：１、功率因数高，在不加无功补偿时就可以达到０．９５以上。
２、具有总线通信功能。
３、对系统电流，炉内温度的控制精确。
可实现温度的自动调节４、耐反压击穿很高。
５、具有自诊断功能，可以实现诊断信息上传到计算机，进行维护提示。
６、在风冷状态下，电流可以高达２９００Ａ，超过３０００Ａ。
７、采用了绿色控制方案，高次谐波大大减小。
８、具有过流过压保护。
４电子科技大学硕士学位论文图２．８多晶硅还原炉加热调功系统控制原理图ＰＬＣ负责控制倒级开关、隔离开关和短对开关，负责录波和监测硅棒的温度，并由此输出修正后的电流给定值到ＤＳＰ自动调功器，ＤＳＰ自动调功器根据负载的伏安特性将负载电流调节到修正后的电流给定值，从而提高系统的效率。
多晶硅还原炉自动调功器是整个调功系统的核心。
ＤＳＰ自动调功器通过控制可控硅的导通角来进行系统调功，其可以控制加在多晶硅棒上的平均电压的大小，通过实时电流电压采样检测，ＤＳＰ自动调功器可瞬时获取多晶硅棒上流过电流的大小，反馈到控制系统获得控制量，整个电路为一个闭环控制系统。
本论文主要研究的就是多晶硅还原炉自动调功器的硬件系统设计。
２．３多晶硅还原炉自动调功器工作原理本调功器以具有较强耐压耐流能力的单向可控硅为基础，以智能控制电路为核心来实现功率的调节。
可控硅是一种电力电子功率器件，它具有开关特性，即导通和关断两种工作状态。
要使可控硅导通必须同时满足以下两个条件：一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。
然而，可控硅～旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。
根据可控硅的这一特性，控制系统可以以电压过零点为基准点，通过选择适当的导通角来触发可控硅导通，从而实现负载上电压电流的调节【ｌ７】，达到调功的目的。
而可控硅调压方式一般有三种方式：抽波调压、移向斩波调压和移向拼波调压。
电子科技大学硕士学位论文图２．１０斩波方式图２－１ｌ拼波方式这两种调压方式都能有效的进行调压，后期也不会象抽波调压那样容易造成硅棒断裂，符合本文的设计要求。
接下来通过两种调压方式的谐波分析来选择出本文设计的最佳调功方式。
２．３。
３谐波分析及ＭＡＴＬＡＢ仿真国际上通用的检验谐波大小的标准是看电路中电压总谐波畸变率ＴＨＤｕ的大小，ＴＨＤｕ越大，谐波干扰就越大。