浅谈大功率多晶硅还原炉电源系统

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1、·50·有色冶金节能口电力节能浅谈大功率多晶硅还原炉电源系统毛涛涛李超林毋克力(中国恩菲工程技术有限公司，北京100038)[摘要]多晶硅还原炉电源系统是多晶硅生产环节中极其重要的设备，对于保证生产的顺利进行和产品的工艺要求，起到了至关重要的作用。本文结合实际应用，重点介绍了多晶硅电气系统中的打压预热系统及大功率调压器系统。[关键词]多晶硅；电源；调压器；预热；控制[中图分类号]TM423；TN3[文献标识码]A[文章编号]1008—5122(2010)06—0050—04DiscussiononPowerSupplySy

2、stemofHigh-powerPolycrystallineSiliconReductionFurnaceMA0Tao—tao，LIChao—lin，WUKe—liAbstract：Thepowersupplysystemofpolycrystallinesiliconreductionfurnaceisveryimportantequip—mentinproductionofpolycrystallinesilicon，itplaysanimportantroleinensuringproductiongoessmoo

3、thlyandmeetingtherequirementforproductprocess．Combiningwiththepracticalapplication，thispaperintroducesthepreheatingbyincreasingvoltageandhigh—powervoltageregulatorsysteminelectricalsystemofpolyerystallinesiliconindetail．Keywords：polycrystallinesilicon；powersupply；

4、voltageregulator；preheating；control器内将三氯氢硅自炉底带入炉内，利用串联多晶0引言硅芯作为纯电阻负载的加热器，在l050oC左右目前多晶硅生产技术主要有改良西门子法、硅进行还原反应，使硅沉积在硅芯上，慢慢沉积变烷法和流化床法。从多晶硅生产的主要工艺技术的粗形成多晶硅棒。现状和发展趋势来看，改良西门子工艺能够兼容电1电气系统主要构成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还原电气系统主要由高压开关柜、多档变压器、的首选工艺。大功率调压器、无

5、功补偿装置、打压调压器、信号柜、改良西门子法采用氢还原三氯氢硅的方式打压变压器、控制系统等组成。如图1所示，其中打生产多晶硅。三氯氢硅还原在特种材质制成的压系统和大功率调压器是最关键设备，本文将重点还原炉内，用氢将三氯氢硅还原成硅。细硅芯由介绍这两种装置。超纯硅在特制的硅芯炉内制成。在进行化学气相沉积之前，由于硅在常温时电阻率很高，因此2预热打压电源系统硅芯必须被加热至300℃以上或用几千伏至十2．1预热方式介绍几千伏的高压电启动。经过提纯的氢气在挥发基于工艺过程可知，多晶硅生产首先需要启动，[收稿日期]2010—10—2

6、8然后再进行还原生长。目前从全世界行业实际应用【作者简介]毛涛涛(1984一)，男，湖北十堰人，硕士情况来看，还原炉加热系统启动方法的差异较大，主工程师，主要从事工厂电气设计及应用工作。要有以下几种：2010年l2月第6期浅谈大功率多晶硅还原炉电源系统——毛涛涛李超林毋克力·51·摹窑些蹲多晶硅还原炉Ir～一一一一一一一一一一一一．图1还原电气系统主要构成2．1．1外加热方式器原边2档，变压器副边额定输出电压，(例如6由于多晶硅在常温时电阻率很高，不易导通，业kV)，调压输出范围～。380V交流电压经过交内多晶硅生产厂家常

7、采用石墨加热、等离子加热和流调压器Q3调压后连接到升压变压器原边3档，卤素灯加热等外加热方式，将还原炉炉温加热至变压器副边额定输出电压(例如3kV)，调压输出300℃左右，还原电源输出中压，使硅芯导通，完成范围～1000V。此打压过程采用可控硅换档，因启动过程，然后继续加热进行化学气相沉积，完成还此存在不同档的两个可控硅开通形成变压器原边两原生长。但以上启动方案或多或少存在操作麻烦、个抽头短路的环流可能性。因此，此方案必须确保起动时间长、效率低、启动成功率低、影响硅纯度、还任何一档可控硅工作时，其他档可控硅处于脉冲封原设备

8、复杂等弊端。锁状态，不能产生两档间环流，避免产生严重的短路2．1．2高压启动方式情况发生。实际上短路环流是两个原因造成的：一部分多晶硅生产厂家采用几千伏甚至十几千伏是应该关断的可控硅在干扰情况下误触发导通；二的高压电启动方式，高电压的负载是多晶硅芯串联是应该关断的可控硅承受很大的dv／dt而导通。因而成