JPH0334091B2 - - Google Patents
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- JPH0334091B2 JPH0334091B2 JP2933282A JP2933282A JPH0334091B2 JP H0334091 B2 JPH0334091 B2 JP H0334091B2 JP 2933282 A JP2933282 A JP 2933282A JP 2933282 A JP2933282 A JP 2933282A JP H0334091 B2 JPH0334091 B2 JP H0334091B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体素子の製造に使用される多結
晶半導体棒の加熱に適した加熱用電源装置に関
し、更に詳しくは、並列接続された複数本の多結
晶半導体棒を平衡化された所定比率電流で同時加
熱し、しかも加熱電圧を連続的かつ広範囲に変化
させ得る加熱用電源装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a heating power supply device suitable for heating polycrystalline semiconductor rods used in the manufacture of semiconductor devices, and more specifically, to The present invention relates to a heating power supply device which can simultaneously heat a polycrystalline semiconductor rod with a balanced predetermined ratio of current and can change the heating voltage continuously and over a wide range.
半導体素子に使用される高純度ケイ素を製造す
る場合、通常は、ベースプレートの上に石英ベル
ジヤーをかぶせた装置内で、複数本の未析出の高
純度ケイ素棒を黒鉛電極に固定し、この担体上に
水素とトリクロロシランのガス状混合物の熱分解
によつてケイ素を析出させることが行われてい
る。この棒状担体は、半導体特有の負性抵抗を有
するために、その加熱過程において次のような問
題を生じる。
When producing high-purity silicon used in semiconductor devices, normally multiple undeposited high-purity silicon rods are fixed to graphite electrodes in a device with a quartz bell jar placed over a base plate, and then the silicon is placed on this carrier. Silicon has been deposited by thermal decomposition of a gaseous mixture of hydrogen and trichlorosilane. Since this rod-shaped carrier has a negative resistance peculiar to semiconductors, the following problems occur during the heating process.
第1の問題は、初期加熱から反応終了に至る棒
状担体の加熱特性に起因する加熱制御上の問題で
ある。 The first problem is a heating control problem caused by the heating characteristics of the rod-shaped carrier from the initial heating to the end of the reaction.
初期加熱の段階では、棒状担体は高抵抗を示
し、その通電には第5図に示すように高電圧が必
要になる。ただし、この段階での棒状担体の直径
は未だ小さく、放熱面が狭いので、小電流で反応
は進行する。反応の進行に伴つて棒状担体が所定
温度以上になると、その抵抗が著しく低下し、高
高圧は不要になる。また、反応の進行に伴つて棒
状担体が太り、その抵抗が漸減するので、反応温
度に平行した後も電圧を徐々に低下させる必要が
ある。ただし、反応の進行に伴つて、放熱面が広
くなることから放熱量が増大し、電流量は逐次増
大させて行く必要がある。 At the initial heating stage, the rod-shaped carrier exhibits high resistance, and a high voltage is required to energize it, as shown in FIG. However, the diameter of the rod-shaped carrier at this stage is still small and the heat dissipation surface is narrow, so the reaction proceeds with a small current. When the temperature of the rod-shaped carrier rises above a predetermined temperature as the reaction progresses, its resistance drops significantly and high pressure is no longer necessary. Furthermore, as the reaction progresses, the rod-shaped carrier becomes thicker and its resistance gradually decreases, so it is necessary to gradually lower the voltage even after reaching the reaction temperature. However, as the reaction progresses, the heat dissipation surface becomes wider, so the amount of heat dissipation increases, and it is necessary to gradually increase the amount of current.
このように、析出反応が進行するに伴い、通電
に必要な電圧は加熱反応に伴う抵抗変化に応じて
減少させ、電流は棒状担体の成長度に応じて徐々
に増加させなければならず、その操作は極めて複
雑で難しく、また電源装置の規模を増大させる原
因になつている。 In this way, as the precipitation reaction progresses, the voltage required for energization must be decreased in accordance with the resistance change accompanying the heating reaction, and the current must be gradually increased in accordance with the degree of growth of the rod-shaped carrier. The operation is extremely complicated and difficult, and also causes an increase in the scale of the power supply device.
第2の問題は、複数本の棒状担体を同時に加熱
する場合に生じる加熱のばらつきに起因する問題
である。 The second problem is a problem caused by variations in heating that occur when a plurality of rod-shaped carriers are heated at the same time.
複数本の棒状担体を同時加熱する場合、輻射熱
等の影響もあつて全ての棒状担体を均一温度に加
熱することは困難である。複数本の棒状担体を並
列に接続して行く過程で加熱温度にばらつきが生
じると、加熱温度の高い担体の電気抵抗が低下
し、電気抵抗が低下した担体に電流が集中し、電
流が集中することによりその担体の加熱が促進さ
れてその電気抵抗が更に低下し、最終的には1本
の担体のみが加熱され、他は加熱されないことに
なるのである。 When heating a plurality of rod-shaped carriers at the same time, it is difficult to heat all the rod-shaped carriers to a uniform temperature due to the influence of radiant heat and the like. If the heating temperature varies during the process of connecting multiple rod-shaped carriers in parallel, the electrical resistance of the carrier heated at a higher temperature decreases, and the current concentrates on the carrier with lower electrical resistance. This accelerates the heating of the carrier, further lowering its electrical resistance, and ultimately only one carrier is heated and the others are not.
そのため、高純度ケイ素等の多結晶半導体棒
は、複数本を直列に接続した形で加熱されてい
る。ところが、複数体の多結晶半導体棒が直列接
続されると、加熱初期に負荷抵抗が一層大きくな
つて特に高い電圧が必要になる。また、加熱後期
の低抵抗時に大電流が必要になることは前述した
とおりである。そして、これらの要求を1個の電
源で同時に満足させようとすると、その電源規模
は膨大になる。 Therefore, polycrystalline semiconductor rods such as high-purity silicon are heated in the form of a plurality of rods connected in series. However, when a plurality of polycrystalline semiconductor rods are connected in series, the load resistance becomes even greater at the initial stage of heating, and a particularly high voltage is required. Further, as described above, a large current is required when the resistance is low in the latter stage of heating. If a single power supply were to simultaneously satisfy these requirements, the scale of the power supply would be enormous.
そこで、複数の電源の組み合せによつて電源を
小型化することが行われており、その一つとし
て、第6図に示すように、大電流容量を有する直
並列切替可能な2個の主電源Tnと、高電圧容量
を有する1個の補助電源Tsとを直列に接続して
半導体棒L1〜Loの初期加熱を行い、加熱中期に
は主電源Tnのみを直列モードで使用し、加熱終
期には主電源Tnのみを並列モードで使用するも
のがある。また、他の装置としては、例えば、
−△切替によつて電源の切替を行うものもある
(特開昭54−80284号公報)。 Therefore, efforts are being made to downsize power supplies by combining multiple power supplies.As shown in Figure 6, two main power supplies with large current capacity that can be switched in series and parallel are used. The semiconductor rods L 1 to L o are initially heated by connecting T n and one auxiliary power supply T s with high voltage capacity in series, and only the main power supply T n is used in series mode during the middle stage of heating. However, there are some that use only the main power supply T n in parallel mode at the end of heating. In addition, other devices include, for example,
There is also a device that switches the power supply by -△ switching (Japanese Patent Application Laid-open No. 80284/1984).
しかしながら、前者の加熱用電源装置は、複数
の電源変圧器を必要とし、しかも、その容量はま
だまだ大きく、したがつて価格も必要スペースも
大きいものとなる。その上、この電源装置では、
電源の切替に手間がかかる上、切替時に電流が一
時的に停止し、電磁力の急変や温度変化を起こす
ために、製品となる半導体棒に品質欠陥を発生さ
せる危険性もある。また、後者の電源装置も、前
者の電源装置と比べて効果上の大きな違いがある
わけではない。
However, the former heating power supply device requires a plurality of power transformers, and its capacity is still large, resulting in a large price and space requirement. Moreover, with this power supply,
Not only does it take time to switch the power source, but the current temporarily stops when switching, causing sudden changes in electromagnetic force and temperature, which can lead to quality defects in the semiconductor rods that become the product. Furthermore, the latter power supply device does not have a large difference in effectiveness compared to the former power supply device.
本発明は、上記従来装置の問題点を全て解決す
るもので、その目的とするところは、複数個のサ
イリスタユニツトと複数個の変圧器の巧妙な組み
合せにより、連続的な負荷電圧調整を可能ならし
めるとともに、従来不可能とされていた半導体の
如き負性抵抗を有する被加熱体の並列同時安定加
熱を可能ならしめる加熱用電源装置を提供するこ
とにある。 The present invention solves all the problems of the conventional devices described above, and its purpose is to make it possible to continuously adjust the load voltage by cleverly combining multiple thyristor units and multiple transformers. It is an object of the present invention to provide a heating power supply device that can simultaneously and stably heat objects having negative resistance such as semiconductors in parallel, which has been considered impossible in the past.
請求項1記載の本発明加熱用電源装置は、電源
変圧器と、該電源変圧器2次側の電圧が異なる箇
所に入力側がそれぞれ接続された複数の逆並列サ
イリスタよりなる逆並列サイリスタユニツト群
と、該逆並列サイリスタユニツト群の出力側に入
力側が並列に接続されており、個々の2次コイル
に流れる電流が所定比率で平衡するように相互結
線されると共に、出力側である個々の2次コイル
端に複数の被加熱体をそれぞれ直列接続するよう
になした複数の変圧器よりなる平衡変圧器群とを
具備することを特徴とする。
The heating power supply device of the present invention according to claim 1 includes a power transformer and a group of anti-parallel thyristor units each including a plurality of anti-parallel thyristors whose input sides are respectively connected to locations where the voltages on the secondary side of the power transformer are different. , the input side is connected in parallel to the output side of the group of anti-parallel thyristor units, and the input sides are connected in parallel so that the currents flowing through the individual secondary coils are balanced at a predetermined ratio, and the individual secondary coils on the output side It is characterized by comprising a balanced transformer group consisting of a plurality of transformers each having a plurality of heated objects connected in series to each end of the coil.
請求項2記載の本発明加熱用電源装置は、前記
平衡変圧器群が、起動時専用の小電流・高電圧平
衡変圧器群と、該小電流・高電圧平衡変圧器群よ
り運転を引き続いてその後の運転を続行する平衡
変圧器群とに分かれており、前記小電流・高電圧
平衡変圧器群が、電源変圧器2次側の高電圧箇所
に接続された専用の逆並列サイリスタユニツトと
組み合されていることを特徴とする。 In the heating power supply device of the present invention according to claim 2, the balanced transformer group includes a small current/high voltage balanced transformer group exclusively used for startup, and a group of small current/high voltage balanced transformers that are operated continuously from the small current/high voltage balanced transformer group. The small current/high voltage balanced transformer group is assembled with a dedicated anti-parallel thyristor unit connected to the high voltage point on the secondary side of the power transformer. It is characterized by being combined.
請求項1記載の本発明加熱用電源装置では、逆
並列サイリスタ群における複数の逆並列サイリス
タを高電圧側から低電圧側へ順に電源変圧器に投
入し、電源変圧器に投入された逆並列サイリスタ
を点弧角制御することにより、出力電圧を連続的
に変化させることができる。また、個々の逆並列
サイリスタの負担する電圧範囲が小さくなり、逆
並列サイリスタ群が小型化されると共に、出力電
圧範囲が拡大される。
In the heating power supply device of the present invention according to claim 1, a plurality of anti-parallel thyristors in the anti-parallel thyristor group are sequentially connected to a power transformer from a high voltage side to a low voltage side, and the anti-parallel thyristors connected to the power transformer are By controlling the firing angle, the output voltage can be changed continuously. Furthermore, the voltage range that each anti-parallel thyristor bears becomes smaller, the anti-parallel thyristor group becomes smaller, and the output voltage range is expanded.
しかも、逆並列サイリスタ群の出力電圧は、複
数の被加熱体に均等に印加され、その被加熱体
は、2次電流が平衡化されるようになつた複数の
変圧器とそれぞれ直列に接続されている。従つ
て、複数の被加熱体が並列に席属されているにも
かかわらず、各被加熱体には、逆並列サイリスタ
ユニツト群にて任意に調節された特定の電圧と、
複数の変圧器にて平衡化された所定比率の電流と
が、各被加熱体の抵抗に無関係に与えられる。そ
の結果、被加熱体が負性抵抗を有する高純度ケイ
素等の多結晶半導体棒であつても、その被加熱体
が並列接続された状態で同時均等加熱される。 Furthermore, the output voltage of the anti-parallel thyristor group is applied equally to multiple heated objects, each of which is connected in series with a plurality of transformers whose secondary currents are balanced. ing. Therefore, even though a plurality of objects to be heated are connected in parallel, each object to be heated is supplied with a specific voltage arbitrarily adjusted by a group of anti-parallel thyristor units.
A predetermined ratio of current balanced by the plurality of transformers is applied regardless of the resistance of each heated object. As a result, even if the objects to be heated are polycrystalline semiconductor rods made of high-purity silicon or the like having negative resistance, the objects to be heated are simultaneously and uniformly heated in a state where the objects are connected in parallel.
請求項2記載の本発明加熱用電源装置では、起
動時専用の小電流・高電圧平衡変圧器群が逆並列
サイリスタユニツトと共に独立して設けられてい
る。これにより、被加熱体が多結晶半導体棒の場
合は、特異な電流・電圧特性を示す初期加熱が小
容量の上記専用器で担当され、後を引き継ぐ平衡
変圧器群および逆並列サイリスタユニツトの容量
を著しく低減させることができる。また、初期加
熱では被加熱体の温度差が殆んどないので、上記
専用器は後を引き継ぐ機器ほどの制御精度を必要
としない。 In the heating power supply device of the present invention as set forth in claim 2, a small current/high voltage balanced transformer group dedicated to startup is provided independently together with an anti-parallel thyristor unit. As a result, when the object to be heated is a polycrystalline semiconductor rod, the initial heating that exhibits unique current/voltage characteristics is handled by the small-capacity dedicated device mentioned above, and the capacity of the balance transformer group and anti-parallel thyristor unit that takes over is can be significantly reduced. Furthermore, since there is almost no temperature difference between the objects to be heated during initial heating, the dedicated device does not require the same level of control precision as the equipment that will succeed it.
以下、図面に掲げる実施例に基づいて本発明を
詳しく説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on embodiments shown in the drawings.
第1図は本発明の加熱用電源装置の一例につい
てその主回路を示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing the main circuit of an example of the heating power supply device of the present invention.
該主回路は1個の電源変圧器MTと、逆並列サ
イリスタユニツト群Xと、平衡変圧器BTと、小
電流・高電圧平衡変圧器群BSTとを備えている。
逆並列サイリスタユニツト群Xは、m+1個の逆
並列サイリスタユニツト群X0,X1,X2…Xnより
なる。平衡変圧器群BTは、被加熱体である半導
体L1,L2…Loに対応するn個の通常構成の変圧
器BT1,BT2…XToよりなり、各変圧器における
1次コイルPの一端が該平衡変圧器群BTの入力
側とされており、2次コイルSの1次コイルPと
同極の一端が該平衡変圧器群BTの出力側とされ
ている。小電流・高電圧平衡変圧器群BSTは、
n個の通常構成の変圧器BST1,BST2…BSToよ
りなつていて、逆並列サイリスタユニツト群Xに
おける逆並列サイリスタユニツトX0に組み合さ
れている。 The main circuit comprises one power transformer MT, a group of antiparallel thyristor units X, a balancing transformer BT, and a group of low current/high voltage balancing transformers BST.
The anti-parallel thyristor unit group X consists of m+1 anti-parallel thyristor unit groups X 0 , X 1 , X 2 . . . X n . The balanced transformer group BT consists of n transformers BT 1 , BT 2 ...XT o of normal configuration corresponding to the semiconductors L 1 , L 2 ...L o that are heated objects, and the primary coil in each transformer One end of P is the input side of the balanced transformer group BT, and one end of the secondary coil S with the same polarity as the primary coil P is the output side of the balanced transformer group BT. The small current/high voltage balanced transformer group BST is
It consists of n transformers BST 1 , BST 2 .
電源変圧器MTの2次側には、電圧が相違する
複数のタツプTP1,TP2…TPnが設けられてい
る。各タツプの電圧はTP1(v)>TP2(v)>…>TPn
(v)となるよう設計されている。タツプTP1,TP2
…TPnには、逆並列に組み合わされた複数のサイ
リスタユニツトX1,X2,…Xnの入力側がそれぞ
れ接続されている。各サイリスタユニツトのX1,
X2,…Xn出力側は、P1点において1本にまとめ
られ、P1点には、複数の変圧器PT1,BT2…BTo
における1次巻線Pの一端(入力側)がそれぞれ
並列接続されている。該1次巻線Pの他端は、隣
り合う平衡変圧器BT1,BT2……BToの2次巻線
Sの一端に逆極性となるよう接続されている。該
2次巻線Sの他端は、半導体棒L1,L2…Loが挿
入される一方の端子1,2…nに接続されてい
る。半導体棒L1,L2…Loが挿入される他方の端
子1′,2′…n′は、アース線L′に接続されてい
る。 A plurality of taps TP 1 , TP 2 . . . TP n having different voltages are provided on the secondary side of the power transformer MT. The voltage of each tap is TP 1 (v)>TP 2 (v)>…>TP n
(v). Tap TP 1 , TP 2
...TP n is connected to the input sides of a plurality of thyristor units X 1 , X 2 , ...X n combined in antiparallel, respectively. X 1 of each thyristor unit,
X 2 ,...X n output side is combined into one at point P, and multiple transformers PT 1 , BT 2 ...BT o
One ends (input side) of the primary windings P are connected in parallel. The other end of the primary winding P is connected to one end of the secondary winding S of the adjacent balancing transformers BT 1 , BT 2 . . . BT o so as to have opposite polarity. The other end of the secondary winding S is connected to one terminal 1 , 2 ...n into which the semiconductor rods L1, L2... Lo are inserted. The other terminals 1 ', 2 '...n' into which the semiconductor rods L1, L2...L o are inserted are connected to the ground wire L'.
各半導体棒L1,L2…Loが挿入される端子1−
1′間、2−2′間…n−n′間には又、複数の起動
時専用の小電流・高電圧変圧器BST1,BST2…
BSToの各2次巻線Sがそれぞれ接続されてい
る。小電流・高電圧変圧器BST1,BST2…BSTo
の各1次巻線Pは、順極性で直列に接続されてい
る。各1巻線Pの一端は、前記電源変圧器MTの
高電圧側のタツプTP1にサイリスタユニツトX1
とは別に接続されたサイリスタユニツトX0の出
力側に、P3にて電磁接触器MCの接点を介して接
続されており、他端も同様の接点MCを介して前
記アース線L′にP2点にて接続されている。 Terminal 1- into which each semiconductor rod L 1 , L 2 ...L o is inserted
Between 1', 2-2'... between n-n', there are multiple small current/high voltage transformers BST 1 , BST 2 ... dedicated for startup.
Each secondary winding S of BST o is connected respectively. Small current/high voltage transformer BST 1 , BST 2 …BST o
The primary windings P are connected in series with forward polarity. One end of each winding P is connected to the tap TP 1 on the high voltage side of the power transformer MT with a thyristor unit X 1 .
It is connected to the output side of the thyristor unit X0 , which is connected separately from the thyristor unit Connected at 2 points.
なお、CTは後記の自動制御に使用する変流器
で、前記変圧器BT1の出力側に設けられている。 Note that CT is a current transformer used for automatic control described later, and is provided on the output side of the transformer BT1 .
上記構成になる加熱用電源装置主回路の操作及
び動作は次のとおりである。 The operation and operation of the heating power supply main circuit having the above configuration are as follows.
第1ステツプでは、電磁接触器等を使わずに半
導体棒L1,L2…Loに、同じ大きさでしかも連続
的に増大する電流I1,I2…Ioを流して半導体棒L1,
L2…Loを成長させる。このためにスタート時は、
電磁接触器MCを通してサイリスタユニツトX0
と、起動時専用の小電流・高電圧変圧器BST1,
BST2…BSToの1次巻線Pとの回路で、サイリ
ストユニツトX0を位相制御して半導体棒L1,L2
…Loに電圧E0を印加する。 In the first step, currents I 1 , I 2 ...I o of the same magnitude and increasing continuously are passed through the semiconductor rods L 1 , L 2 ...L o without using an electromagnetic contactor or the like. 1 ,
L 2 ...Grow L o . For this reason, at the start,
Thyristor unit X 0 through magnetic contactor MC
and BST 1 , a small current/high voltage transformer dedicated to startup.
BST 2 ... In the circuit with the primary winding P of BST o , the phase of the thyrist unit X 0 is controlled and the semiconductor rods L 1 , L 2
…Apply voltage E 0 to Lo .
このとき、半導体棒L1,L2…Loの抵抗が等し
い場合は、小電流・高電圧変圧器BST1,BST2
…BSToの2次側に流れる電流I1,I2…Ioは、
I1=I2…=Io(Np/Ns)I0
(Np:1次巻数、Ns:2次巻数)
となり、1次側にかかる電圧はE0/nとなる。ま
た、半導体L1,L2…Loの抵抗がR1≠R2…≠Roの
ようにそれぞれ相違する場合は、小電流・高電圧
変圧器BST1,BST2…BSToの各1次側インピー
ダンスは、
(Np/Ns)2R1、(Np/Ns)2R2…(Np/Ns)Ro
となる。その結果、各1次巻線Pには、等価的に
(Np/Ns)R1I0、(Np/Ns)R2I0…(Np/Ns)RoI0
なる電圧が生じ、それぞれ各2次巻線Sには、
(Np/Ns)R1I0、(Np/Ns)R2I0…(Np/Ns)RoI0
なる電圧が誘起される。その結果、半導体棒L1,
L2…Loに流れる電流は、
I1=1/R1(Np/Ns)R1I0、I2=1/R2(Np/Ns)R2I0
…Io=1/R1(Np/Ns)RoI0
となり、この場合も半導体棒の抵抗値が等しい場
合と同じ様にI1=I2…Io=(Np/Ns)I0となる。 At this time, if the resistances of the semiconductor rods L 1 , L 2 ...L o are equal, the small current/high voltage transformers BST 1 , BST 2
…The currents I 1 , I 2 … I o flowing to the secondary side of BST o are: I 1 = I 2 … = I o (N p /N s ) I 0 (N p : number of primary turns, N s : 2 (next number of turns), and the voltage applied to the primary side is E 0 /n. In addition, if the resistances of the semiconductors L 1 , L 2 ...L o are different, such as R 1 ≠R 2 ...≠R o , each of the small current/high voltage transformers BST 1 , BST 2 ...BST o The next-side impedance is (N p /N s ) 2 R 1 , (N p /N s ) 2 R 2 ... (N p /N s ) Ro . As a result, each primary winding P has (N p /N s )R 1 I 0 , (N p /N s )R 2 I 0 ...(N p /N s )R o I 0 The following voltages are generated in each secondary winding S: (N p /N s )R 1 I 0 , (N p /N s )R 2 I 0 ... (N p /N s )R o I 0 A voltage is induced. As a result, the semiconductor rod L 1 ,
The current flowing through L 2 ...L o is I 1 = 1/R 1 (N p /N s ) R 1 I 0 , I 2 = 1/R 2 (N p /N s ) R 2 I 0 ... I o = 1/R 1 (N p /N s ) R o I 0 , and in this case, as in the case where the resistance values of the semiconductor bars are equal, I 1 = I 2 ...I o = (N p /N s ) I It becomes 0 .
従つて、サイリスタユニツトX0の点弧角を調
整してI0を制御するいことにより、各半導体棒に
流れる電流を平衡させながら、各半導体棒への印
加電圧を制御することが可能となるのである。 Therefore, by adjusting the firing angle of the thyristor unit X0 to control I0 , it is possible to control the voltage applied to each semiconductor bar while balancing the current flowing through each semiconductor bar. It is.
上記第1ステツプでは、高電圧が必要である
が、半導体棒を直列に接続する場合に比べると、
その電圧は格段に低き、しかも電流は僅かであ
る。従つて、小電流・高電圧変圧器BST1,
BST2…BSToおよびサイリスタユニツトX0の容
量は小さい。また、半導体棒間の温度差、析出反
応の違いは、この段階では殆どないので、電流
I1,I2…Ioが一定でも特に問題は生じない。 The first step above requires high voltage, but compared to the case where semiconductor bars are connected in series,
The voltage is much lower and the current is very small. Therefore, the small current/high voltage transformer BST 1 ,
BST 2 ...The capacity of BST o and thyristor unit X 0 is small. In addition, there is almost no difference in temperature or precipitation reaction between the semiconductor bars at this stage, so the current
No particular problem arises even if I 1 , I 2 ...I o are constant.
上記第1ステツプで半導体L1,L2…Loを加熱
して行き、半導体棒の抵抗値が所定値まで下がつ
た時点で前記電磁接触器MCを遮断して、第2ス
テツプに切り換わり、半導体棒L1,L2…Loに流
す電流を、サイリスタユニツトX1,X2…Xoと変
圧器BT1,BT2…BToとからなる回路へ移行させ
る。 In the first step, the semiconductors L 1 , L 2 . . . , the current flowing through the semiconductor rods L 1 , L 2 . . . Lo is transferred to a circuit consisting of thyristor units X 1 , X 2 .
第2ステツプとしては、まずサイリスタユニツ
トX2を全点弧し、X1を位相制御することにより、
P1〜P2間に第2図aで示される波形の電圧E1を
発生させて、変圧器BT1,BT2…BTnよりなる平
衡変圧器群へ電流I0′を供給する。半導体L1,L2
…Loに流れる電流をI1,I2…Ioとすると、各電流
が平衡していれば各変圧器のそれぞれの1次巻線
P及び2次巻線Sに流れる電流は等しく、従つて
起磁力は相互に打消し合つて各変圧器のそれぞれ
の1次巻線P及び2次巻線Sに起電力を発生しな
いが、I1≠I2≠…≠Ioとなれば、各変圧器のそれ
ぞれの1次巻線P及び2次巻線Sに起磁力が発生
して起電力を生じ、その結果、各半導体棒の電流
が少ないものは多くし、多いものは少なくなるよ
うに動作する。 In the second step, first, thyristor unit X 2 is fully fired and X 1 is phase controlled.
A voltage E 1 having a waveform shown in FIG. 2a is generated between P 1 and P 2 to supply a current I 0 ' to a group of balanced transformers consisting of transformers BT 1 , BT 2 . . . BT n . Semiconductor L 1 , L 2
...If the currents flowing through L o are I 1 , I 2 ...I o , then if each current is balanced, the currents flowing through each primary winding P and secondary winding S of each transformer are equal, and the currents flowing through each transformer are equal. Therefore, the magnetomotive forces cancel each other out and no electromotive force is generated in the respective primary windings P and secondary windings S of each transformer. However, if I 1 ≠I 2 ≠...≠I o , each A magnetomotive force is generated in each of the primary winding P and secondary winding S of the transformer, producing an electromotive force, and as a result, the current in each semiconductor bar increases if the current is small, and decreases if the current is large. Operate.
すなわち、各半導体棒L1,L2…Loの両端子間、
換言すれば端子1−1′間、2−2′間…n−n′間
に印加される電圧e1,e2…eoは、各半導体棒の抵
抗をそれぞれR1,R2…Roとし、また変圧器BT1,
BT2…BTnに誘起される電圧V1,V2…Voをそれ
ぞれV1=K(Io−I1)、V2=K(I1−I2)…Vo=K
(Io-1−Io)(但しKは常数で変圧器の設計で決ま
る数値)とすると、e1=〔E1+K(Io−I2)〕、e2=
〔E1+K(I1−I2)〕、e3=〔E1+K(I2−I3)〕…eo
=
〔E1+K(Io-1−Io)〕となる。 That is, between both terminals of each semiconductor rod L 1 , L 2 ...L o ,
In other words, the voltages e 1 , e 2 ...e o applied between the terminals 1-1', 2-2'... n-n' change the resistance of each semiconductor bar by R 1 , R 2 ...R, respectively. o and also transformer BT 1 ,
The voltages V 1 , V 2 ...V o induced in BT 2 ...BT n are respectively V 1 = K (I o - I 1 ), V 2 = K (I 1 - I 2 )... V o = K
Assuming (I o-1 − I o ) (where K is a constant and a value determined by the design of the transformer), e 1 = [E 1 + K (I o − I 2 )], e 2 =
[E 1 +K (I 1 - I 2 )], e 3 = [E 1 + K (I 2 - I 3 )]...e o
=
[E 1 +K(I o-1 −I o )].
なぜならば、一般に変圧器の設計にあたつて
は、変圧器誘起電圧Vは
V=4.44f・N・A・B×10-8
で表わされる。 This is because, in general, when designing a transformer, the transformer induced voltage V is expressed as V=4.44f·N·A·B×10 -8 .
ここで、f=周波数
N=巻数(1次側)
A=鉄心断面積
B=磁束密度
f、N、Aは設計で決まる定数で、Bは鉄心内
磁束密度をいい、1次側電流I1と2次側電流I2の
差がBに比例する。従つて、
V=4.44f・N・A・S(I1−I2)×10-8
=K(I1−I2)
S:比例定数
となる。一方、E1はサイリスタX1,X2…Xoにて
出力された電圧であるので、端子に印加される電
圧は、例えばeoについては、E1に変圧器より誘起
されたVoを加算したものになり、
eo=E1+Vo=〔E1+K(Io-14−Io〕
となる。 Here, f = frequency N = number of turns (primary side) A = core cross-sectional area B = magnetic flux density f, N, and A are constants determined by design, B refers to the magnetic flux density in the core, and primary side current I 1 The difference between B and secondary current I 2 is proportional to B. Therefore, V=4.44f・N・A・S(I 1 −I 2 )×10 -8
=K(I 1 −I 2 ) S: Constant of proportionality. On the other hand , since E 1 is the voltage output from the thyristors X 1 , X 2 . . . It becomes an addition, and e o =E 1 +V o = [E 1 +K(I o-1 4-I o )].
従つて、半導体棒の夫々の電流I1,I2…Ioは、
I1=1/R1〔E1+K(Io−I1)]、
I2=1/R2〔E1+K(I1−I2)]…
Io=1/Ro〔E1+K(Io-1−Io)]
となり、夫々の電流は隣り合う半導体棒の電流と
電圧とで決まり、順次、
I1=E1+KIo/1+R1、I2=E1+KI1/1+R2…Io=E1+
KIo-1/1+Ro
となる。 Therefore , the respective currents I 1 , I 2 . (I 1 - I 2 )]... I o = 1/R o [E 1 + K (I o-1 - I o )], and each current is determined by the current and voltage of the adjacent semiconductor bar, and sequentially, I 1 = E 1 + KI o /1 + R 1 , I 2 = E 1 + KI 1 /1 + R 2 ...I o = E 1 +
KI o-1 /1 + R o .
その結果、例えばIoが増加すれば同時にI1が増
加し、以下順次各半導体棒の電流はIoに追随し、
各変圧器間でKが等しい場合は、結局I1=I2=…
=Ioで落ちつくことになる。また、Kが均等でな
い無愛は、その比率でI1,I2…Ioが平衡すること
になる。つまり、サイリスタユニツトX1の位相
角を制御してE1を変化せしめ、Ioを制御すれば、
各変圧器間のKの比率に従つて順次I1,I2…Io-1
が平衡して制御されることになるのである。 As a result, for example, if I o increases, I 1 increases at the same time, and the current in each semiconductor bar follows I o in sequence,
If K is equal between each transformer, I 1 = I 2 =...
= I will settle down with o . Moreover, if K is not equal, I 1 , I 2 . . . I o will be balanced at that ratio. In other words, if we control the phase angle of the thyristor unit X 1 to change E 1 and control I o , we get
I 1 , I 2 ...I o-1 sequentially according to the ratio of K between each transformer
will be controlled in a balanced manner.
この場合、サイリスタユニツトX1及びX2で制
御される電圧巾はTp1(v)〜Tp2(v)であり、各半導
体棒が成長により径が大きくなつて抵抗が減少す
ると、電圧制御巾Tp1(v)〜Tp2(v)では高過ぎるこ
とになり、次にはタツプTp2とタツプTp2+1とで
電圧制御を行うようにする。この時の電圧はTp2
(v)〜Tp2+1(v)となつてサイリスタユニツトX2+1は
全点弧、X2は位相制御するようにする。以下順
次タツプを下げ、最終的にはタツプTpn+1,Tpn
に接続されるサイリスタユニツトXn-1,Xnで制
御して、第2図bに示される波形の電圧E1を得、
結局E1はTp1(v)まで制御される。また、電流I0′は
プログラム又は手動にて経時的に増加せしめられ
る。 In this case, the voltage width controlled by the thyristor units X 1 and X 2 is Tp 1 (v) to Tp 2 (v), and as the diameter of each semiconductor rod increases due to growth and the resistance decreases, the voltage control width changes. Tp 1 (v) to Tp 2 (v) are too high, so next, voltage control is performed using taps Tp 2 and Tp 2+1 . The voltage at this time is Tp 2
(v) to Tp 2+1 (v), so that the thyristor unit X 2+1 is fully fired and the phase of X 2 is controlled. After that, the taps are lowered one after another, and finally the taps Tp n+1 , T pn
is controlled by thyristor units X n-1 and X n connected to obtain a voltage E 1 having the waveform shown in FIG. 2b,
In the end, E 1 is controlled up to Tp 1 (v). Further, the current I 0 ' is increased over time by a program or manually.
上記第2ステツプでは、大電流が必要である
が、電圧は既に著しく低下しているので、変圧器
BT1,BT2…BToおよびサイリスタユニツトX1,
X2…Xnは小容量になる。 In the second step above, a large current is required, but the voltage has already dropped significantly, so the transformer
BT 1 , BT 2 ...BT o and thyristor unit X 1 ,
X 2 ...X n has a small capacity.
ところで、何故上記のような電流(I1,I2…Io)
の比率制御が必要となるかといえば、それは半導
体棒の設置位置により析出成長反応に差が生じる
ためである。 By the way, why does the above current (I 1 , I 2 ...I o )
The reason why it is necessary to control the ratio is because the precipitation growth reaction differs depending on the installation position of the semiconductor rod.
一般に、多数本の半導体棒を同時に析出成長さ
せる場合には、装置の冷却手段は半導体棒を覆う
石英ベルジヤー炉壁に設けられる。従つて、ベル
ジヤー炉壁に近いところと炉芯部とでは、放熱量
の相違により温度差が生じ、析出速度に差が生じ
る。即ち、炉芯部は比較的速く成長するのに対
し、炉壁部は成長が遅れる。この成長速度は、放
熱量そのものが少ない初期加熱(第1ステツプ)
では問題にならないが、第2ステツプの階段では
無視できなくなり、また同時析出本数が多くなる
ほど顕著になる。従つて、多数本の半導体棒を同
時成長させる場合には、全ての半導体棒の析出成
長を均一に保持するために、析出成長の遅いとこ
ろと析出成長の速いところで、電流に所定の相関
を持たせて制御する必要があるのである。 Generally, when a large number of semiconductor rods are deposited and grown at the same time, the cooling means of the apparatus is provided on the wall of the quartz Bergier furnace that covers the semiconductor rods. Therefore, a temperature difference occurs between the area close to the bell gear furnace wall and the furnace core due to the difference in the amount of heat released, resulting in a difference in the precipitation rate. That is, while the furnace core grows relatively quickly, the growth of the furnace wall is delayed. This growth rate is due to the initial heating (first step) where the amount of heat radiation itself is small.
This is not a problem, but it cannot be ignored in the second step, and it becomes more noticeable as the number of simultaneous deposits increases. Therefore, when growing a large number of semiconductor rods at the same time, in order to maintain uniform precipitation growth for all semiconductor rods, a predetermined correlation should be established between the currents in areas where the precipitation growth is slow and areas where the precipitation growth is fast. Therefore, it is necessary to control it.
第3図は第1図に示した主回路の制御を行うブ
ロツク図である。プログラム設定器あるいは手動
設定器12の信号と変流器CTの検出部11より
の電流を実効値変換して、その出力同志を比較
し、誤差量を直流増巾器13にて増巾する。そし
て、MCが投入されている時、即ち半導体棒加熱
スタート時は、直流増巾器13の出力は位相パル
ス調整器23に投与されて、パルストランス24
を通してサイリスタユニツトX0を駆動し、サイ
リスタユニツトX0の位相角調整により、半導体
棒に流れる電流を制御する。 FIG. 3 is a block diagram for controlling the main circuit shown in FIG. 1. The signal from the program setting device or manual setting device 12 and the current from the detection unit 11 of the current transformer CT are converted into effective values, the outputs are compared, and the error amount is amplified by the DC amplifier 13. Then, when the MC is turned on, that is, when the semiconductor bar heating starts, the output of the DC amplifier 13 is applied to the phase pulse regulator 23, and the pulse transformer 24
The current flowing through the semiconductor rod is controlled by adjusting the phase angle of the thyristor unit X0 .
次に電磁接触器MCが遮断されると、直流増巾
器13の出力はサイリスタユニツト数(X1〜
Xn)と同じ数量のシフト回路14,15,16
に印加され、プログラム設定器あるいは手動設定
器12よりの設定信号が大きくつていく量に比例
して、順次シフト回路14の出力信号が0〜α、
シフト回路15の出力信号が0〜α1、シフト回路
16の出力信号が0〜α1と移行する。従つて位相
パルス調整器17,18,19のパルス信号は順
次0〜180゜で移行し、サイリスタユニツトX1,
X2…Xnは、設定電流が小さいうちはX1、設定電
流が大きくなると順次X2→Xn-1→Xnと駆動が移
行し、その結果、サイリスタユニツトX1〜Xnの
出力電圧E1は、前述の如く、Tp1(v)→Tp2(v)…→
Tpn(v)と変化し、かつ電流が増加せしめられるこ
とになるのである。 Next, when the electromagnetic contactor MC is cut off, the output of the DC amplifier 13 becomes equal to the number of thyristor units (X 1 ~
X n ) and the same number of shift circuits 14, 15, 16
The output signal of the shift circuit 14 changes sequentially from 0 to α in proportion to the amount of the setting signal from the program setting device or manual setting device 12.
The output signal of the shift circuit 15 transitions from 0 to α 1 and the output signal of the shift circuit 16 transitions from 0 to α 1 . Therefore, the pulse signals of the phase pulse regulators 17, 18, 19 sequentially shift from 0 to 180°, and the thyristor units X 1 ,
X 2 ... _ _ _ _ _ As mentioned above, the voltage E 1 is Tp 1 (v)→Tp 2 (v)…→
This results in a change to Tp n (v) and an increase in current.
第4図は本発明の他の実施例を示す回路図で、
変圧器BT1,BT2…BToと、半導体棒が挿入され
る端子1−1′,2−2′…n−n′の部分を表わし
ている。 FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention,
The transformers BT 1 , BT 2 , . . . BT o and terminals 1-1', 2-2', .
該主回路では、前記したのと同じ逆並列サイリ
スタユニツト群に、P1点にて、変圧器BT1,BT2
…BToの各2次巻線Pの一端が接続されている。
各2次巻線Pの他端は、半導体棒L1,L2…Loの
一方の接続用端子1,2…nに接続されている。
各半導体棒の他方の接続用端子1′,2′…n′は第
1図回路と同じくアース線L′に接続されている。
更に、端子1−1′間、2−2′間…n−n′間には
起動時専用の小電流・高電圧変圧器BST1,
BST2…BSToおよび逆並列サイリスタユニツト
X0等も接続されている。そして、各変圧器BT1,
BT2…BToの各1次巻線Sは順極性でループ状に
直列接続されている。 In the main circuit, transformers BT 1 and BT 2 are connected at point P 1 to the same anti-parallel thyristor unit group as described above.
...One end of each secondary winding P of BT o is connected.
The other end of each secondary winding P is connected to one connection terminal 1 , 2 ...n of the semiconductor rods L1, L2... Lo .
The other connection terminals 1', 2'...n' of each semiconductor bar are connected to the ground line L' as in the circuit of FIG.
Furthermore, between terminals 1 and 1', between terminals 2 and 2', and between n and n', there are small current/high voltage transformers BST 1 , which are used only for startup.
BST 2 …BST o and anti-parallel thyristor unit
X 0 etc. are also connected. And each transformer BT 1 ,
Each primary winding S of BT 2 ...BT o is connected in series in a loop with forward polarity.
該主回路において、電源変圧器MTと逆並列サ
イリスタユニツトX1,X2…Xn(第1図参照)と
により電圧E1を供給すると、半導体棒L1,L2…
Loの抵抗が等しい場合は、各半導体棒に流れる
電流はI1=I2=…=Io=Np/NsIp(Np:1次巻数、
Ns:2次巻数)となる。Ipは平衡変圧器BT1,
BT2…BToの各1次巻線Pを流れる電流であつ
て、供給電圧E1、半導体棒L1,L2…Loの抵抗R1,
R2…Roおよび電圧e1,e2…eoとから次のようにし
て求められる。 In the main circuit, when voltage E 1 is supplied by power transformer MT and anti-parallel thyristor units X 1 , X 2 . . .
If the resistance of L o is equal, the current flowing through each semiconductor bar is I 1 = I 2 =... = I o = N p /N s I p (N p : number of primary turns, N s : number of secondary turns). Become. I p is the balanced transformer BT 1 ,
BT 2 ... Current flowing through each primary winding P of BT o , with supply voltage E 1 , resistance R 1 of semiconductor rods L 1 , L 2 ... Lo ,
It is obtained from R 2 ...R o and the voltages e 1 , e 2 ...e o as follows.
Ip=1/n・Ns/Np・(I1+I2…Io)
=1/n・Ns/Np・(e1/R1+e2/R2+…+eo/Ro)
=1/n・Ns/Np・[(E1−e1/R1)′
+(E1−e2/R2)…+(E1−eo′/Ro)
ただし、e1′,e2′…eo′は変圧器BT1,BT2…
BToの2次電圧である。I p =1/n・N s /N p・(I 1 +I 2 …I o ) =1/n・N s /N p・(e 1 /R 1 +e 2 /R 2 +…+e o /R o ) = 1/n・N s /N p・[(E 1 −e 1 /R 1 )′ + (E 1 −e 2 /R 2 )…+(E 1 −e o ′/R o ) However, , e 1 ′, e 2 ′…e o ′ are transformers BT 1 , BT 2 …
This is the secondary voltage of BT o .
また、各半導体棒L1,L2…Loの抵抗R1,R2…
RoがR1≠R2≠…≠Roのようにそれぞれ相違する
場合は、変圧器BT1,BT2…BToの各1次側イン
ピーダンスは順次、
((Np/Ns)2R1,(Np/Ns)2R2…(Np/Ns)2Ro
となり、各1次巻線Pに誘起される電圧も等価的
に順次
(Np/Ns)2R1、(Np/Ns)2R2…(Np/Ns)2Ro
となる。一方、変圧器BT1,BT2…BToの各2次
巻線Sには、上記1次巻線Pを誘起するのに必要
な電圧しかからず、各2次電圧は、
e1′=(Np/Ns)R1Ip、e2′=(Np/Ns)R2Ip…
e1′=(Np/Ns)RoIp
となる。そして、負荷である半導体棒L1,L2…
Loには残りの電圧(E1−e1′)、(E1−e2′)…(E1
−eo′)がそれぞれ印加されることになるから、
各半導体棒に流れる電流I1,I2…Ioは、
I1=1/R1(Np/Ns)R1Ip=(Np/Ns)Ip
I2=1/R2(Np/Ns)R2Ip=(Np/Ns)Ip…
Io=1/Ro(Np/Ns)RoIp=(Np/Ns)Ip
となり、以上よりI1=I2=…Io=(Np/Ns)Ipとなる。 In addition, the resistances R 1 , R 2 ... of each semiconductor rod L 1 , L 2 ...L o
If Ro is different such as R 1 ≠ R 2 ≠…≠ Ro , the primary impedance of each transformer BT 1 , BT 2 ...BT o is sequentially as follows: ((N p /N s ) 2 R 1 , (N p /N s ) 2 R 2 ... (N p /N s ) 2 Ro , and the voltage induced in each primary winding P is also equivalently sequential (N p /N s ) 2 R 1 , (N p /N s ) 2 R 2 ... (N p /N s ) 2 Ro.On the other hand, each secondary winding S of the transformer BT 1 , BT 2 ...BT o has the above Only the voltage necessary to induce the primary winding P is applied, and each secondary voltage is e 1 ′=(N p /N s )R 1 I p , e 2 ′=(N p /N s ) R 2 I p ... e 1 ′ = (N p / N s ) R o I p.Then , the semiconductor rods L 1 , L 2 ... which are loads are
Lo has the remaining voltages (E 1 −e 1 ′), (E 1 −e 2 ′)…(E 1
−e o ′) will be applied, so
The currents I 1 , I 2 ... I o flowing through each semiconductor bar are: I 1 = 1/R 1 (N p /N s ) R 1 I p = (N p /N s ) I p I 2 = 1/R 2 (N p / N s ) R 2 I p = (N p / N s ) I p … I o = 1/R o (N p / N s ) R o I p = (N p / N s ) I From the above , I 1 = I 2 =...I o = (N p /N s ) I p .
すなわち、該主回路においても、半導体L1,
L2…Loに流れる電流I1,I2…Ioはそれぞれの抵抗
値R1,R2…Roに関係なく一定に保たれるのであ
る。 That is, in the main circuit as well, semiconductors L 1 ,
The currents I 1 , I 2 ...I o flowing through L 2 ...L o are kept constant regardless of their respective resistance values R 1 , R 2 ...R o .
起動時に、起動時専用の小電流・高電圧変圧器
BST1,BST2…BSToの働きにより上記電流I1,
I2…Ioが平衡することは第1図回路のところで述
べたとおりである。 At startup, a small current/high voltage transformer exclusively for startup
BST 1 , BST 2 …Due to the action of BST o, the above current I 1 ,
I 2 ... I o are balanced as described in the circuit of Figure 1.
第1図回路で採用された平衡変圧器群と、第4
図回路で採用された平衡変圧器群との得失は、次
のとおりである。 The balanced transformer group adopted in the circuit shown in Figure 1 and the fourth
The advantages and disadvantages of the balanced transformer group adopted in the circuit shown in the figure are as follows.
比較的小規模の析出反応を行う場合等で、各半
導体の析出成長がほぼ均一で反応中に半導体棒の
設置部位により析出速度の調整を必要としないと
きは、平衡変圧器の設計が容易で、更にメンテナ
ンスが簡便である第4図の平衡変圧器群が有利で
ある。一方、前記の如く反応中に析出成長の調整
が必要な場合には、第1図の平衡変圧器群を使用
しなければならない。従つて、実際の操業におい
ては、操業規模等に基づいて第1図および第4図
の平衡変圧器群を適宜使い分けるのが合理的と言
える。 When performing a relatively small-scale precipitation reaction, when the precipitation growth of each semiconductor is almost uniform and there is no need to adjust the precipitation rate depending on the location of the semiconductor rod during the reaction, it is easy to design a balanced transformer. Furthermore, the balanced transformer group of FIG. 4 is advantageous because it is easy to maintain. On the other hand, if it is necessary to control precipitation growth during the reaction as described above, the balanced transformer group shown in FIG. 1 must be used. Therefore, in actual operation, it is reasonable to use the balancing transformer groups shown in FIGS. 1 and 4 as appropriate based on the scale of operation and the like.
また、大規模の析出反応であつても、初期加熱
では各半導体棒の析出換状態に殆ど差が生じな
い。従つて、起動時専用の小電流・高電圧変圧器
は、上記両実施例のように構造簡素な変圧器とす
るのが望ましい。 Further, even in the case of a large-scale precipitation reaction, there is almost no difference in the precipitation state of each semiconductor rod during initial heating. Therefore, it is desirable that the small current/high voltage transformer used exclusively for startup be a transformer with a simple structure as in both of the above embodiments.
なお、変圧器の規模増大をいとわなければ、起
動時専用の小電流・高電圧変圧器BST1,BST2
…BSToと、該変圧器より運転を引き継いで大電
流・低電圧までの運転を続行する変圧器BT1,
BT2…BToとを一組の平衡変圧器群にまとめるこ
と可能である。 In addition, if you are willing to increase the scale of the transformer, you can use small current/high voltage transformers BST 1 and BST 2 exclusively for startup.
...BST o , and the transformer BT 1 , which takes over operation from the transformer and continues operation up to high current and low voltage.
It is possible to combine BT 2 ...BT o into a set of balanced transformers.
また、起動時専用の小電流・高電圧変圧器
BST1,BST2…BSToに組合わされる逆並列サイ
リスタユニツトX0は省略して、逆並列サイリス
タユニツトX1を共用するようにしてもよい。 In addition, a small current/high voltage transformer is used exclusively for startup.
The anti-parallel thyristor unit X 0 combined with BST 1 , BST 2 . . . BST o may be omitted, and the anti-parallel thyristor unit X 1 may be shared.
更にまた、平衡変圧器群は第1図回路および第
4図回路に限定されるものではなく、要は複数の
変圧器が2次側電流を一定比率に平衡させるよう
に組み合わされていればよい。 Furthermore, the balanced transformer group is not limited to the circuit shown in FIG. 1 and the circuit shown in FIG. .
請求項1記載の本発明加熱用電源装置は、被加
熱体が負性抵抗を有する高純度ケイ素等の多結晶
半導体棒であつても、これを並列接続して均等に
加熱できる。そのため、被加熱体に対する印加電
圧が大巾に低下され、電源電圧の低下が図られ
る。また、電源変圧器が1個ですみ、しかも、そ
の容量が比較的小さくてすむ。従つて、被加熱体
の数量増加も可能になり、加熱経済性が著しく向
上する。
In the heating power supply device of the present invention as set forth in claim 1, even if the object to be heated is a polycrystalline semiconductor bar made of high-purity silicon or the like having negative resistance, the object can be connected in parallel and heated evenly. Therefore, the voltage applied to the object to be heated is significantly reduced, and the power supply voltage is reduced. Further, only one power transformer is required, and its capacity is relatively small. Therefore, it is possible to increase the number of objects to be heated, and heating economy is significantly improved.
また、被加熱体に印加する電圧を広範囲に連続
変化させることができるので、被加熱体に対する
加熱精度が向上し、しかも、サイリスタユニツト
を使用したその制御機構は簡素である。従つて、
電源変圧器の小型化と合せて電源装置全体の規
模、コストが著しく低減される。 Furthermore, since the voltage applied to the heated object can be continuously varied over a wide range, the heating accuracy for the heated object is improved, and the control mechanism using the thyristor unit is simple. Therefore,
Together with the miniaturization of the power transformer, the scale and cost of the entire power supply device are significantly reduced.
請求項2記載の本発明加熱用電源装置では、起
動時の平衡変圧器群および逆並列サイリスタユニ
ツトを膨利したことにより、電源装置全体の規模
が一層縮減される。 In the heating power supply device of the present invention as set forth in claim 2, the scale of the entire power supply device is further reduced by expanding the balance transformer group and the anti-parallel thyristor unit at the time of startup.
第1図は本発明を実施した加熱電源装置におけ
る主回路の一例を示す回路図、第2図a,bは同
回路における電源タツプの連続切換および点弧角
制御概要を示す電圧波形図、第3図は同主回路の
制御ブロツク図、第4図は本発明の多の実施例を
示す回路図で平衡変圧器群の部分を表わし、第5
図は半導体棒を加熱成長させる場合の電圧・電流
特性図、第6図は従来の加熱用電源装置の主回路
を示す回路図である。
図中、Tn:主電源、Ts:補助電源、MT:電
源変圧器、X:逆並列サイリスタユニツト群、
X0〜Xn:逆並列サイリスタユニツト、BT:平
衡変圧器群、BT1〜BTo:変圧器、BST:小電
流・高電圧平衡変圧器群、BST1〜BSTo:起動
時専用の小電流・高電圧変圧器、CT:変流器、
MC:電磁接触器、L1〜Lo:半導体棒、11:検
出部、12:設定器、13:直流増巾器、14〜
16:シフト回路、17〜19:位相パルス調整
器、20〜22,24:パルストランス、23:
位相パルス調整器。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an example of the main circuit in a heating power supply device embodying the present invention, Figs. FIG. 3 is a control block diagram of the main circuit, FIG.
The figure is a voltage/current characteristic diagram when heating and growing a semiconductor rod, and FIG. 6 is a circuit diagram showing the main circuit of a conventional heating power supply device. In the figure, Tn : main power supply, Ts : auxiliary power supply, MT: power transformer, X: anti-parallel thyristor unit group,
X 0 to X n : Anti-parallel thyristor unit, BT: Balanced transformer group, BT 1 to BT o : Transformer, BST: Small current/high voltage balanced transformer group, BST 1 to BST o : Small transformer dedicated for startup Current/high voltage transformer, CT: current transformer,
MC: Electromagnetic contactor, L 1 ~ L o : Semiconductor bar, 11: Detector, 12: Setting device, 13: DC amplifier, 14 ~
16: Shift circuit, 17-19: Phase pulse adjuster, 20-22, 24: Pulse transformer, 23:
Phase pulse regulator.
Claims (1)
異なる個所に入力側がそれぞれ接続された複数の
逆並列サイリスタよりなる逆並列サイリスタユニ
ツト群と、該逆並列サイリスタユニツト群の出力
側に入力側が並列に接続されており、個々の2次
コイルに流れる電流が所定比率で平衡するように
相互結線されると共に、出力側である個々の2次
コイル端に複数の被加熱体をそれぞれ直列接続す
るようになした複数の変圧器よりなる平衡変圧器
群とを具備することを特徴とする加熱用電源装
置。 2 前記平衡変圧器群が、起動時専用の小電流・
高電圧平衡変圧器群と、該小電流・高電圧平衡変
圧器群より運転を引き続いてその後の運転を続行
する平衡変圧器群とに分かれており、前記小電
流・高電圧平衡変圧器群が、電源変圧器2次側の
高電圧箇所に接続された専用の逆並列サイリスタ
ユニツトと組み合されていることを特徴とする請
求項1記載の加熱用電源装置。[Claims] 1. A power transformer, a group of anti-parallel thyristor units each including a plurality of anti-parallel thyristors whose input sides are respectively connected to locations where the voltages on the secondary side of the power transformer differ, and the anti-parallel thyristor units. The input side is connected in parallel to the output side of the group, and the currents flowing through the individual secondary coils are interconnected so that they are balanced at a predetermined ratio. 1. A heating power supply device comprising a balance transformer group consisting of a plurality of transformers each having a heating body connected in series. 2 The balanced transformer group generates a small current exclusively for startup.
It is divided into a high-voltage balanced transformer group and a balanced transformer group that continues operation following the low-current/high-voltage balanced transformer group, and the low-current/high-voltage balanced transformer group is 2. The heating power supply device according to claim 1, wherein the heating power supply device is combined with a dedicated anti-parallel thyristor unit connected to a high voltage point on the secondary side of a power transformer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2933282A JPS58146435A (en) | 1982-02-24 | 1982-02-24 | Electric power source for heating of pollycrystalline semiconductor rod |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2933282A JPS58146435A (en) | 1982-02-24 | 1982-02-24 | Electric power source for heating of pollycrystalline semiconductor rod |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58146435A JPS58146435A (en) | 1983-09-01 |
JPH0334091B2 true JPH0334091B2 (en) | 1991-05-21 |
Family
ID=12273272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2933282A Granted JPS58146435A (en) | 1982-02-24 | 1982-02-24 | Electric power source for heating of pollycrystalline semiconductor rod |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58146435A (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0795246B2 (en) * | 1984-05-22 | 1995-10-11 | 三菱電機株式会社 | Heating power supply |
JP2544907B2 (en) * | 1985-06-27 | 1996-10-16 | 三菱電機株式会社 | Heating power supply |
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-
1982
- 1982-02-24 JP JP2933282A patent/JPS58146435A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58146435A (en) | 1983-09-01 |
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