一種負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路及其供電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電電路，特別涉及一種負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路，主要用于工業(yè)生產(chǎn)過程中，為變化的負載供電。
【背景技術(shù)】
[0002]在光伏、電子、微電子產(chǎn)業(yè)中，多晶硅是其主要原材料。多晶硅是以金屬硅為原料，經(jīng)一系列的物理、化學反應提純的高純硅。由于改良西門子工藝能夠兼容電子級和太陽能級多晶硅的生產(chǎn)，以其技術(shù)成熟、適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等特點，是目前多晶硅生產(chǎn)普遍采用的首選工藝，該生產(chǎn)工藝需要大功率電源加熱恒溫控制多晶硅棒。
[0003]多晶硅在整個生產(chǎn)過程中等效為阻抗變化很大的負載組，電壓范圍從2000V/m變化至10V/m，電流范圍從O?3000A，整個過程電壓、電流變化范圍大，對電氣系統(tǒng)匹配提出較高要求，目前分為兩段處理，2000V/m?100V/m電壓高電流較小，由高壓電源裝置處理；200V/m?10V/m電壓相對低電流較大，由中低壓電源裝置處理。因此，在初期階段，即電壓高電流較小時，負載并聯(lián)接入供電電路的高壓電源裝置，在下一階段，即電壓相對低電流較大，負載串聯(lián)接入供電電路的中低壓電源裝置。
[0004]其中，如申請?zhí)枮?00910058454.3的發(fā)明專利公開的一種多晶硅還原電源硅棒并串聯(lián)的控制回路，其采用開關(guān)結(jié)合電抗器實現(xiàn)對負載的串并聯(lián)變化，并通過受觸發(fā)控制系統(tǒng)控制的晶丨?管，來完成負載的電壓由尚到低的變化，并聯(lián)回路晶丨?管和串聯(lián)回路晶丨同管不同工作，結(jié)構(gòu)復雜，器件利用率低。再如申請?zhí)枮?01120238067.0的發(fā)明專利公開的一種變化負載的串并聯(lián)供電電路，其仍是通過開關(guān)來實現(xiàn)對負載的串并聯(lián)變化，并利用多個晶閘管構(gòu)成2個并聯(lián)功率調(diào)節(jié)回路，相當于申請?zhí)枮?00910058454.3的發(fā)明專利的組合電路。但由于二者并聯(lián)時均是涉及由電抗進行均流調(diào)壓，由于其電抗器的存在就決定了系統(tǒng)在第一狀態(tài)(SI)工作時，第一支路負載和第二支路負載必須是相等的，如果兩支路負載相差過大，則調(diào)壓將會失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路，其包括一變壓器、一開關(guān)元件、至少兩個負載以及至少Ν+1且至多2Ν-1個的調(diào)壓組件，其中，所述變壓器具有N個抽頭，并且N多2 ;
[0006]所述負載全部串聯(lián)在一起并且每個所述負載的電阻大小與其工作的時間呈負相關(guān)，位于最首的所述負載分別通過N個所述調(diào)壓組件與所述變壓器的N個抽頭連接，位于最末的所述負載分別與其余的所述調(diào)壓組件連接，并以抽頭比由小至大的順序，通過所述調(diào)壓組件逐一地與所述變壓器的抽頭連接；
[0007]所述開關(guān)元件其一端與所述變壓器的零電位端連接，其另一端連接在任意相鄰的兩個所述負載之間，用于切換負載的參考電位。
[0008]根據(jù)一種具體的實施方式，所述變壓器為單相變壓器或三相變壓器。
[0009]根據(jù)一種具體的實施方式，所述調(diào)壓組件為晶閘管或IGBT。
[0010]根據(jù)一種具體的實施方式，所述開關(guān)元件為晶閘管或IGBT或可控觸點開關(guān)。
[0011]本發(fā)明還提供一種負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電方法，其包括，
[0012]S1:變壓器開啟供電的同時閉合開關(guān)元件，第一支路電流經(jīng)過與位于最首的負載連接的調(diào)壓組件后流入位于最首的負載，第二支路電流經(jīng)過與位于最末的負載連接的調(diào)壓組件后流入位于最末的負載，并且第一支路電流與第二支路電流匯流后經(jīng)所述開關(guān)元件流回所述變壓器的零電位端；
[0013]S2:當位于最首的所述負載至所述開關(guān)元件之間的串聯(lián)電阻達到第一閾值且當位于最末的所述負載至所述開關(guān)元件之間的串聯(lián)電阻達到第二閾值，則關(guān)閉所述開關(guān)元件，電流經(jīng)過與位于最首的負載連接的調(diào)壓組件后流入位于最首的負載，再從位于最末的負載流出后經(jīng)過與位于最末的負載連接的調(diào)壓組件流回所述變壓器。
[0014]根據(jù)一種具體的實施方式，與位于最首的負載連接的調(diào)壓組件只工作在移相導通或完全截止兩種工作狀態(tài)；在與位于最末的負載連接的調(diào)壓組件之中，至少有一個具有移相導通、完全導通和完全截止三種工作狀態(tài)，以及至少有一個調(diào)壓組件只工作在移相導通或完全截止兩種工作狀態(tài)。
[0015]根據(jù)一種具體的實施方式，所述開關(guān)元件為晶閘管或IGBT，則其只工作在完全導通或完全截止兩種工作狀態(tài)。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的電路采用晶閘管調(diào)壓組件不同工作狀態(tài)的組合，來切換負載端的不同接法，減少器件，簡化電路，節(jié)約成本，提升了供電質(zhì)量。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路的實施結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為本發(fā)明負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電方法的第一階段的電流流向示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電方法的第二階段的電流流向示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖進行詳細說明。
[0021]本發(fā)明的負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路，其包括一個變壓器、一個開關(guān)元件、至少兩個負載以及至少N+1且至多2N-1個的調(diào)壓組件，其中，變壓器具有N個抽頭，并且N彡2。
[0022]結(jié)合圖1所示的本發(fā)明負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路；其中，變壓器具有5個抽頭，即N = 5，6個負載分別為R1、R2、R3、R4、R5和R6，8個調(diào)壓組件分別為Dl?D8，并且調(diào)壓組件Dl?D8和開關(guān)元件DO均為晶閘管。
[0023]負載町、1?2、1?3、1?4、1?5和R6全部串聯(lián)在一起，并且每個負載的電阻大小與其工作的時間呈負相關(guān)。
[0024]位于最首的負載Rl分別與調(diào)壓組件Dl?D5連接，并以抽頭比由小至大的順序，通過調(diào)壓組件Dl?D5逐一地與變壓器的抽頭連接。位于最末的負載R6分別與其余的調(diào)壓組件D6?D8連接，并以抽頭比由小至大的順序，通過調(diào)壓組件D6?D8逐一地與變壓器的抽頭連接。
[0025]開關(guān)元件DO的一端與變壓器的零電位端連接，其另一端連接在任意相鄰的兩個負載間，用于切換負載的參考電位。在圖1中，開關(guān)元件DO設(shè)置在R4和R5之間。
[0026]本發(fā)明中，變壓器可以是單相變壓器或三相變壓器，調(diào)壓組件可選用晶閘管或IGBT，開關(guān)元件可選用晶閘管或IGBT或可控觸點開關(guān)。
[0027]本發(fā)明還提供一種基于上述的負載多狀態(tài)組合調(diào)壓供電電路的供電方法，其中本發(fā)明中的供電方法具有兩個階段，即第一階段SI和第二階段S2。
[0028]其中，與位于最首的負載Rl連接的調(diào)壓組件Dl?D5只工作在移相導通或完全截止兩種工作狀態(tài)。在與位于最末的負載R6連接的調(diào)壓組件之中，至少有一個調(diào)壓組件具有移相導通、完全導通和完全截止三種工作狀態(tài)，以及至