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1、主电路工作模式分析
多晶硅的冶炼过程可以分成三个部分：
①预加热 采用三组12KV打压电源对∏型硅棒进行打压，使得硅棒由高阻态转化至低阻态。
②持续加热 采用软启动使得电流逐步上升，从而实现对硅棒持续加热，使其温度上升至设定值。
③恒温加热 调节输出电压电流使得硅棒温度恒定在设定温度，为多晶硅的化学冶炼提供适宜的环境。
多相并联Buck电路一般有两种基本拓扑，左图为每相Buck电路各用一个电感的拓扑，右图为两相Buck电路共用一个电感的拓扑。这两种拓扑采用交错控制后合路电流的等效频率为支路电流的两倍。相比于非交错控制，交错控制选择较小的电感即可达到相应的电流纹波率指标。
根据以上分析，IGBT斩波器对硅棒加热可以分为两个阶段：
阶段1：独立运行阶段(前17个工作点) 此阶段1组IGBT斩波器对应1对∏型硅芯棒单独进行加热，输出电压范围为160V至750V左右，输出电流范围60A至600A左右，当单独运行时每个Buck电路输出的电压小于160V时，独立供电无法满足硅棒电压、电流要求，通过接触器开关调整IGBT斩波器进入第二阶段。
阶段2：并联运行阶段(第17至第72个工作点)
第二阶段通过接触器开关将每3组Buck电路输出并联起来，向串联的3对∏型硅芯棒供电，输出电压范围依然为160V- 750V，并联输出电流范围为500A-2600A。
其中L：每支路的电感值0.2mH;I：流过负载的电流;
N：并联IGBT数;j：不超过N*D的整数
3、额定电流 IGBT模块的集电极电流变大时，同态阻抗上升，发生的稳态损耗就变大。开关损耗也同样增加使元件发热。由于需要将IGBT、FWD的结温控制在150℃以内使用。因此选定IGBT的额定电流非常重要。
选择IGBT模块电流时，应充分考虑主电路的工作模式，分析各个工作状态时IGBT的电流应力情况，特别注意非线性元件和线路杂散参数的影响。作为大体标准，一般在装置的电流值≤元件的额定电流情况下使用。
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发表于 2023-6-7 16:43:36
