提高单晶炉加热电源控制电路精度的研究

刘强633

; m. L5 {7 X( K  @" o9 d摘要：对提高晶闹管移相触发控制电路精度的方法进行深入研究。该设计采用先进的数字化电源控制技术，即基于
16位单片机实现电源整流移相触发控制精度的提高。对3个主要功能电路的组成及其工作原理进行分析和仿真验证。结
果表明系统的控制精度得到提高，并能够实现对电源输出功率的实时自动调节。
9 x( l/ |- U, `9 a  S0 u

+ p& l6 n! _$ D2 B! e
! r- E/ |/ ~; N9 M  S) S2 n# H1 引言
' I; k2 u# e& I$ n8 o( P随着电子行业的飞速发展，更多以电子技术为依托
的领域开始加大对单晶硅的需求口]。作为单晶生长过
, Q/ T9 @5 B# h0 X/ q" T, S& I程中提供热源的主要设备——大功率单晶硅直流加热
6 }6 _: ^  z+ }) R5 j& l电源，也因此具有更加广泛的应用，但同时也对单晶硅
加热电源的实时性、智能性及可靠性的开发提出了更高
的要求。
( J0 h' [# m7 E% [# B/ O3 {, s区别于以往的纯模拟电路构成的大功率单晶炉直
流加热电源，在体积大、噪声高、无参数显示、无初值设
) r0 f& L- y2 K& U: c9 z3 I置的情况下，本文以ZLD一80直拉单晶硅炉的电源加
' V3 A8 d+ ~0 S. C, z7 e& O% N' m) ?热系统为例，介绍该系统数字化的硬件设计思想，以及
9 \( x5 K* h: Z: l2 e& s; K0 y本设计在提高整流移相触发控制精度上采用的新方法。
2系统技术指标
( j, x9 o1 F+ M) G单晶炉加热电源是一种大功率直流电源，要求输出
  i% D' _: C& p, X功率loo kW，输出电压为o～75 V可调，输出电流为
1 `/ s- n4 r8 v4 Po～3 000 A。其输出的能量可直接为单晶炉内的石墨
加热器供热，控温精度要求达到±0．5℃，而精确的输
0 S( b5 z  Y4 q  e7 Q& `出、检测是实现高精度温度控制的有效途径，所以只有

尽可能地使电源的输出精确才能满足单晶在生长阶段
对温度的严格要求。
3系统硬件构成
$ [  ?& c3 B3 h5 z: q1 P3．1微机控制单晶炉直流加热电源硬件组成
9 _) S- O7 r  t2 q电源的模拟电路部分主要包括大功率电力变压器、
晶闸管、集成触发芯片TC787、熔断器、电压、电流互感
器和其他辅助设备与电路。微机控制单晶炉直流加热
电源是将三相工频交流电经过降压后，通过V1～V6这
7 r( K- A4 U  v, _: L6个大功率晶闸管构成的三相全控整流桥整流成电压
可调的脉动直流，再通过平波电抗器将脉动的直流滤波
/ J- O, H- P, ~# D" H. P变成光滑平稳的直流电供给单晶炉石墨加热器的。
单晶炉的电气控制部分则是以80C196KB单片机
' }6 c$ O  B( M$ f" K# M# m0 c; \作为整个控制系统的控制核心，辅助扩展了用于存储预
设工艺参数的2864E2PROM，2764ROM，6264RAM，可
; F; I* Y  G' {/ h" q编程逻辑阵列GALl6V8，8位D／A转换芯片
DAC0832，以及12位A／D转换芯片MAXl97，完成
- Q- w  f$ I7 C' R) R9 zRS 485通信的MAX 485等芯片，利用主CPU强大的
& m7 f9 F# G# l+ K, B5 T4 R逻辑运算功能和控制功能很好地协调与外设之间的工
7 N& G1 t0 ]* C  J8 g7 d7 N作、与上位机的通信，以及对检测到的各种电信号的运
算处理。键盘／液晶显示电路则可以实现参数的预置、
在线修改及数据的实时显示、故障记录等功能，系统在
4 M/ b* A' a+ Y


& P& j  B" T( t: m
. a8 W0 B) H, |" ^3 y8 R附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

6 w; [0 e' s/ e' H  ]# x

sisisisisisiwww

看看附件~~~

chencol

谢谢分享