頻供電的分區(qū)式不間斷供電技術(shù)。
[0021]在引晶過程中，市電出現(xiàn)了 5%的頻率漂移。持續(xù)時(shí)間達(dá)30min，然后逐漸恢復(fù)。在此過程中發(fā)現(xiàn)本發(fā)明供電技術(shù)的整流電壓出現(xiàn)了 10%的波動。由于儲電池組的補(bǔ)充電壓，輸出端電壓及頻率未發(fā)生任何波動。引晶工藝平穩(wěn)。
[0022]對比例2，一臺同時(shí)進(jìn)行生長的硅單晶生長爐，未引入本發(fā)明供電技術(shù)，僅由市電供電，其它相同。晶體轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，熔體溫度場發(fā)生變化，引晶失敗，熔化籽晶，待電源頻率穩(wěn)定后重新引晶。
[0023]實(shí)施例3
采用CZ法生長8英寸〈100〉方向的單晶硅棒。在石英坩禍中加入150kg的多晶硅原料，熔化拉晶。接入本發(fā)明不間斷供電技術(shù)，單體電池組的額定電壓為48V，容量為200Ah。整體存儲電池組由48個單體電池組構(gòu)成，連接方式為3并8串。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)采用直流供電，爐體冷卻、晶體旋轉(zhuǎn)、坩禍旋轉(zhuǎn)等要求交流交頻供電的分區(qū)式不間斷供電技術(shù)。
[0024]在轉(zhuǎn)肩過程中，市電出現(xiàn)三相電其中一相電壓低15%現(xiàn)象。本發(fā)明供電技術(shù)檢測到整流部分中電壓不平衡，整流后輸出電壓小于設(shè)定值，對電池組充電能力下降，電池組浮電壓下降5%，為直流輸出部分和逆變器供電。本發(fā)明供電技術(shù)的輸出未受影響，晶體生長轉(zhuǎn)肩過程平穩(wěn)。
[0025]實(shí)施例4
采用CZ法生長8英寸〈100〉方向的單晶硅棒。在石英坩禍中加入150kg的多晶硅原料，熔化拉晶。接入本發(fā)明不間斷供電技術(shù)，單體電池組的額定電壓為48V，容量為200Ah。整體存儲電池組由48個單體電池組構(gòu)成，連接方式為3并8串。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)采用直流供電，爐體冷卻、晶體旋轉(zhuǎn)、坩禍旋轉(zhuǎn)等要求交流交頻供電的分區(qū)式不間斷供電技術(shù)。
[0026]在等徑生長過程中，主動關(guān)閉市電電源。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)、爐體冷卻未發(fā)生異常現(xiàn)象，關(guān)閉市電電源未對晶體過程產(chǎn)生影響。關(guān)閉市電電源5min后，啟動備用電源，本發(fā)明供電技術(shù)的輸出正常，晶體生長未受影響。
[0027]實(shí)施例5
采用CZ法生長8英寸〈100〉方向的單晶硅棒。在石英坩禍中加入150kg的多晶硅原料，熔化拉晶。接入本發(fā)明不間斷供電技術(shù)，單體電池組的額定電壓為48V，容量為200Ah。整體存儲電池組由48個單體電池組構(gòu)成，連接方式為3并8串。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)采用直流供電，爐體冷卻、晶體旋轉(zhuǎn)、坩禍旋轉(zhuǎn)等要求交流交頻供電的分區(qū)式不間斷供電技術(shù)。
[0028]在等徑生長過程中，主動關(guān)閉市電電源。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)、爐體冷卻未發(fā)生異?，F(xiàn)象，關(guān)閉市電電源未對晶體過程產(chǎn)生影響。此次實(shí)施由于備用電源啟動故障，關(guān)閉市電電源35min后，重新啟動市電電源。本發(fā)明供電技術(shù)檢測到30min后直流輸出和逆變器輸出電壓低，系統(tǒng)報(bào)警。晶體的直徑增大3_，雖未對內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生影響，但降低了收得率，加工過程也增加了難度。
[0029]實(shí)施例6
采用CZ法生長6英寸〈100〉方向的單晶硅棒。在石英坩禍中加入100kg的多晶硅原料，熔化拉晶。接入本發(fā)明不間斷供電技術(shù)，單體電池組的額定電壓為48V，容量為200Ah。整體存儲電池組由48個單體電池組構(gòu)成，連接方式為3并8串。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)采用直流供電，爐體冷卻、晶體旋轉(zhuǎn)、坩禍旋轉(zhuǎn)等要求交流交頻供電的分區(qū)式不間斷供電技術(shù)。
[0030]在收尾過程中，主動關(guān)閉市電電源。主加熱器、輔助加熱器、控制系統(tǒng)、爐體冷卻未發(fā)生異?，F(xiàn)象，關(guān)閉市電電源未對晶體過程產(chǎn)生影響。關(guān)閉市電電源25min后，啟動市電電源，本發(fā)明供電技術(shù)的輸出正常，晶體生長未受影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提拉法單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)；市電與單晶生長爐完全斷開，只通過本發(fā)明供電技術(shù)供電；硅單晶生長爐用電分成直流和交流兩個區(qū)域，直流區(qū)域?yàn)榧訜崞骱涂刂葡到y(tǒng)，交流區(qū)域?yàn)闋t體冷卻、晶體旋轉(zhuǎn)、坩禍旋轉(zhuǎn)等輔助系統(tǒng)；本發(fā)明單晶硅生長不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)主體分成四個部分，第一部分為市電及備用電源輸入、整流穩(wěn)定及充電部分，且通過升壓將電壓提高12% ;第二部分為電池組部分，采用鋰離子電池做為長效型電池存儲單元，可持續(xù)單獨(dú)供電30min ;第三部分為直流輸出部分，是主功率輸出部分，具備電壓和電流的雙重供電調(diào)節(jié)能力，分為多級體系，為加熱器和控制系統(tǒng)供電；第四部分為交流輸出部分，采用逆變器輸出，為冷卻水等輔助系統(tǒng)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提拉法單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)，其特征在于電源的輸入具備兩組電源，分別為380V交流市電和備用380V交流電源，備用電源可以為備用發(fā)電機(jī)組；電源的功率要求300kW以上；整流穩(wěn)定及充電部分的特征在于，電源引入在本發(fā)明供電技術(shù)是以變壓器的方式接入，采用電容、電感濾除輸入電源的波動噪聲。3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)，其特征在于接入變壓器為升壓變壓器，將市電的電壓提高12% ;功率器件為功率雙極晶體管，可以在功率雙極晶體管中引入RCD電路，使功率雙級晶體管處于安全工作區(qū)間；采用6脈沖或12脈沖晶閘管全橋整流，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電壓；為逆變器供電和電池組充電。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)，其特征還在于電池組的特征在于，采用長效型鋰離子電池做為存儲電池組，采用磷酸鐵鋰做為正極，采用鈦酸鋰做為負(fù)極材料，電池充放電循環(huán)在1000次以上；單體電池組的額定電壓為48V，容量為200Ah ;整體存儲電池組由48個單體電池組構(gòu)成，連接方式為3并8串；在儲能電池組在市電和備用電源斷電的情況下，可單獨(dú)持續(xù)供電30min。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)，其特征在于直流輸出部分為主輸出部分，其特征在于具備電壓和電流的雙重調(diào)節(jié)能力；將直流電壓通過電路分壓成多個低壓直流電源，滿足碳板電極和控制系統(tǒng)用電要求。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)，其特征在于供電技術(shù)交流電壓的輸出部分，市電整流后的直流電壓或儲電池組的直流電壓，通過電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)定保持在380V后，直流電壓引逆變器；逆變器采用全橋逆變電路，根據(jù)硅單晶爐提供交流電源，可提供三相或單相交流電源。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提拉法單晶硅生長分區(qū)式不間斷穩(wěn)定供電技術(shù)。市電與單晶生長爐完全斷開，只通過本發(fā)明供電技術(shù)供電。硅單晶生長爐用電分成直流和交流兩個區(qū)域，直流區(qū)域?yàn)榧訜崞骱涂刂葡到y(tǒng)，交流區(qū)域?yàn)闋t體冷卻、晶體旋轉(zhuǎn)、坩堝旋轉(zhuǎn)等輔助系統(tǒng)。本發(fā)明主體分成四個部分，第一部分為市電及備用電源輸入、整流穩(wěn)定及充電部分，且通過升壓將電壓提高12%；第二部分為電池組部分，采用鋰離子電池做為長效型電池存儲單元；第三部分為直流輸出部分，是主功率輸出部分，具備電壓和電流的雙重供電調(diào)節(jié)能力，分為多級體系，為加熱器和控制系統(tǒng)供電；第四部分為交流輸出部分，采用逆變器輸出，為冷卻水等輔助系統(tǒng)供電，穩(wěn)定性高，電壓及頻率波動小。
【IPC分類】C30B15/00, C30B29/06, H02J9/06
【公開號】CN105262204
【申請?zhí)枴緾N201510573050
【發(fā)明人】張俊寶, 山田憲治, 劉浦鋒, 宋洪偉, 陳猛
【申請人】上海超硅半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月10日