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2 _: W' t6 @1 t; i0 L" E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" h, i) l8 g' \: G! `& Y+ n
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
5 d3 p* \8 z8 ^) e' _ N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。
! R, b: r z" c. B3 u0 X' r
+ E3 \! ` S) a+ U5 J2 h2 v' D8 Y! O1 h: |0 x/ N4 f7 }
4 X7 V" Z) g$ h0 M4 {
1 引言
, D `& Q9 p, j随着电子行业的飞速发展，更多以电子技术为依托
4 V5 _, [! Q. ]" ~ o, X的领域开始加大对单晶硅的需求口]。作为单晶生长过
- N( C! F& |/ \程中提供热源的主要设备——大功率单晶硅直流加热( O% [' o7 A) z! a
电源，也因此具有更加广泛的应用，但同时也对单晶硅
/ y3 f) n5 }) a8 Z: G& v, D加热电源的实时性、智能性及可靠性的开发提出了更高- F5 E& H2 I# V* a. q
的要求。
7 j6 R, F' h5 u& G& J/ r. Z! j区别于以往的纯模拟电路构成的大功率单晶炉直
- n1 P* j* g- a2 b1 k! U流加热电源，在体积大、噪声高、无参数显示、无初值设
5 L1 { ^& {' ^3 R# w置的情况下，本文以ZLD一80直拉单晶硅炉的电源加
$ W2 t; c$ ^- [# |9 F) P8 Z热系统为例，介绍该系统数字化的硬件设计思想，以及
4 }! c/ {# {3 a7 Z2 s* K本设计在提高整流移相触发控制精度上采用的新方法。$ _' s8 S: G0 o# K6 R% \
2系统技术指标% S1 D$ v. O1 q& i
单晶炉加热电源是一种大功率直流电源，要求输出
/ x6 s: R3 _ h% y4 r功率loo kW，输出电压为o～75 V可调，输出电流为6 r' f7 [3 i8 O
o～3 000 A。其输出的能量可直接为单晶炉内的石墨
2 l% @2 n5 b9 M. N2 @加热器供热，控温精度要求达到±0．5℃，而精确的输
. Z- E, S! `: w! q! F' p3 w出、检测是实现高精度温度控制的有效途径，所以只有4 L: _7 Y0 ~4 r% K# x
2 p" G8 o5 h8 P$ r, u, ?, J
尽可能地使电源的输出精确才能满足单晶在生长阶段( x; c; P) ^, x
对温度的严格要求。
. c Q1 \0 m2 n" Q" x4 V6 O2 m2 {; ~3系统硬件构成, L8 c/ F5 W( b3 D
3．1微机控制单晶炉直流加热电源硬件组成
?7 t; J5 ~: K) m+ B( G电源的模拟电路部分主要包括大功率电力变压器、- e9 }* A3 ^' M
晶闸管、集成触发芯片TC787、熔断器、电压、电流互感
+ w3 } a( O3 X9 ?5 y) t1 I器和其他辅助设备与电路。微机控制单晶炉直流加热: C# \% k4 F) {, ?) `# n
电源是将三相工频交流电经过降压后，通过V1～V6这" u L1 B+ ]7 _" @& L0 r1 d
6个大功率晶闸管构成的三相全控整流桥整流成电压- n( I# k2 {0 A% ~. Z* Q( l
可调的脉动直流，再通过平波电抗器将脉动的直流滤波
' H8 u5 F5 O, v1 h变成光滑平稳的直流电供给单晶炉石墨加热器的。$ |$ f0 G! B4 A2 J
单晶炉的电气控制部分则是以80C196KB单片机: n: O* c2 d# g# Z9 ?, N' P
作为整个控制系统的控制核心，辅助扩展了用于存储预
" w0 i' V* U8 ]& K( f+ y5 F设工艺参数的2864E2PROM，2764ROM，6264RAM，可( L* \4 [2 F$ q
编程逻辑阵列GALl6V8，8位D／A转换芯片+ l t) @5 @; o
DAC0832，以及12位A／D转换芯片MAXl97，完成1 ]3 g5 N6 y# w {, m5 b
RS 485通信的MAX 485等芯片，利用主CPU强大的
s* s1 e, d3 \, w$ Z逻辑运算功能和控制功能很好地协调与外设之间的工1 M/ N3 U7 Q7 c/ E
作、与上位机的通信，以及对检测到的各种电信号的运. ]$ u6 f; ^! H- L
算处理。键盘／液晶显示电路则可以实现参数的预置、
' P; G5 ^! k* C& C3 `: V在线修改及数据的实时显示、故障记录等功能，系统在2 r& ^5 F$ [! Q- g
7 z( B! x) @/ L6 j- w, q
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附件下载：
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发表于 2019-12-27 10:35
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