一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源包括三相不控整流电路、软起动电路、三相TNPC三电平逆变电路、LC滤波电路、隔离变压器T1和晶体生长加热负载，其采用三相TNPC三电平逆变电路结构和正弦波脉宽调制技术对三相交流电网输入的电压进行调制，以此获得波形为三电平的输出电压，并且还利用LC滤波对调制后的电压进行滤波，以使电压波形更接近正弦波，从而降低输出电压的谐波含量、提高电源开关频率、使加热负载产生的热场温度分布均匀，以及改善蓝宝石晶体的生长均匀一致性和生产质量。产质量。产质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源


[0001]本技术涉及蓝宝石晶体生长设备领域，具体涉及一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源。

技术介绍

[0002]蓝宝石晶体广泛用于军用红外装置、卫星空间技术、探测和高功率强激光等领域。当前蓝宝石晶体的生长工艺主要包括提拉法、泡生法、热交换法和导模法等。其中，利用泡生法工艺生长的蓝宝石晶体占据市场总量的70％左右，其生长过程需要利用三相交流电源。现有技术的三相交流电源的谐波含量较多，开关频率较低，并且连接加热负载后产生的热场温度分布不均匀，这都不利于蓝宝石晶体的均匀一致生长，从而降低蓝宝石晶体的生产质量。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种能利于蓝宝石晶体的均匀一致生长的用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源。
[0004]为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：
[0005]一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源，其包括三相不控整流电路、软起动电路、三相TNPC三电平逆变电路、LC滤波电路、隔离变压器T1和晶体生长加热负载，其特征在于：
[0006]所述三相不控整流电路的三个输入端分别与三相交流电网的AB相、AC相和BC相一一对应连接；
[0007]所述三相不控整流电路的输出端与所述三相TNPC三电平逆变电路的输入端之间通过所述软起动电路连接；
[0008]所述三相TNPC三电平逆变电路的输出端与所述LC滤波电路连接；
[0009]所述LC滤波电路的输出端通过所述隔离变压器T1与所述晶体生长加热负载连接。
[0010]本技术中的用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源进一步设置为：
[0011]所述三相不控整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；相互串联连接的二极管D1与二极管D4，相互串联连接的二极管D3与二极管D6，相互串联的二极管D2与二极管D5之间相互并联连接；
[0012]所述三相交流电网的AB相、AC相和BC相分别连接在二极管D1与二极管D4之间，二极管D3与二极管D6之间，二极管D2与二极管D5之间；
[0013]所述软起动电路包括并联连接的开关K1和电阻R1。
[0014]所述三相TNPC三电平逆变电路包括并联连接的电阻R1、电阻R2和TNPC三电平逆变拓扑电路；
[0015]所述TNPC三电平逆变拓扑电路包括相互并联连接的A相TNPC拓扑电路、B相TNPC拓扑电路和C相TNPC拓扑电路；
[0016]所述A相TNPC拓扑电路包括电容C1、电容C2、场效应管TA1、场效应管TA2、场效应管TA3、场效应管TA4和电感L1；电容C1与电容C2串联连接形成第一支路，场效应管TA1与场效应管TA2串联连接形成第二支路，场效应管TA3、场效应管TA4和电感L1串联连接形成第三支路，并且第一支路、第二支路和第三支路并联连接；
[0017]所述B相TNPC拓扑电路包括电容C5、电容C6、场效应管TB1、场效应管TB2、场效应管TB3、场效应管TB4和电感L2；电容C5与电容C6串联连接形成第四支路，场效应管TB1与场效应管TB2串联连接形成第五支路，场效应管TB3、场效应管TB4和电感L2串联连接形成第六支路，并且第四支路、第五支路和第六支路并联连接；
[0018]所述C相TNPC拓扑电路包括电容C3、电容C4、场效应管TC1、场效应管TC2、场效应管TC3、场效应管TC4和电感L3；电容C3与电容C4串联连接形成第七支路，场效应管TC1与场效应管TC2串联连接形成第八支路，场效应管TC3、场效应管TC4和电感L3串联连接形成第九支路，并且第七支路、第八支路和第九支路并联连接。
[0019]所述LC滤波电路包括相互并联连接的电容C7、电容C8和电容C9；
[0020]电容C7与所述A相TNPC拓扑电路串联连接，电容C8与所述B相TNPC拓扑电路串联连接，电容C9与所述C相TNPC拓扑电路串联连接。
[0021]所述隔离变压器包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端；
[0022]所述第一输入端与所述A相TNPC拓扑电路连接，所述第二输入端与所述B相TNPC拓扑电路连接，所述第三输入端与所述C相TNPC拓扑电路；
[0023]所述晶体生长加热负载包括并联连接的电阻R4、电阻R5和电阻R6；
[0024]所述第一输出端与所述电阻R4连接，所述第二输出端与所述电阻R5连接，所述第三输出端与所述电阻R6连接。
[0025]与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：上述的用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源包括三相不控整流电路、软起动电路、三相TNPC三电平逆变电路、LC滤波电路、隔离变压器T1和晶体生长加热负载，其采用三相TNPC三电平逆变电路结构和正弦波脉宽调制技术对三相交流电网输入的电压进行调制，以此获得波形为三电平的输出电压，并且还利用LC滤波对调制后的电压进行滤波，以使电压波形更接近正弦波，从而降低输出电压的谐波含量、提高电源开关频率、使加热负载产生的热场温度分布均匀，以及改善蓝宝石晶体的生长均匀一致性和生产质量。
【附图说明】
[0026]图1是本技术提供的一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面通过具体实施例对本技术所述的用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源作进一步的详细描述。
[0028]如图1所示，为本技术实施例提供的一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源的电路结构示意图。
[0029]该用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源包括三相不控整流电路、软起动电路、三相TNPC三电平逆变电路、LC滤波电路、隔离变压器T1和晶体生长加热负载。
[0030]该三相不控整流电路的三个输入端分别与三相交流电网的AB相、AC相和BC相一一对应连接；该三相不控整流电路的输出端与该三相TNPC三电平逆变电路的输入端之间通过该软起动电路连接；该三相TNPC三电平逆变电路的输出端与该LC滤波电路连接；该LC滤波电路的输出端通过该隔离变压器T1与该晶体生长加热负载连接。
[0031]优选地，该三相不控整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；相互串联连接的二极管D1与二极管D4，相互串联连接的二极管D3与二极管D6，相互串联的二极管D2与二极管D5之间相互并联连接；该三相交流电网的AB相、AC相和BC相分别连接在二极管D1与二极管D4之间，二极管D3与二极管D6之间，二极管D2与二极管D5之间；该软起动电路包括并联连接的开关K1和电阻R1。
[0032]优选地，该三相TNPC三电平逆变电路包括并联连接的电阻R1、电阻R2和TNPC三电平逆变拓扑电路；该TNPC三电平逆变拓扑电路包括相互并联连接的A相TNPC拓扑电路、B相TNPC拓扑电路和C相TNPC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源，其包括三相不控整流电路、软起动电路、三相TNPC三电平逆变电路、LC滤波电路、隔离变压器T1和晶体生长加热负载，其特征在于：所述三相不控整流电路的三个输入端分别与三相交流电网的AB相、AC相和BC相一一对应连接；所述三相不控整流电路的输出端与所述三相TNPC三电平逆变电路的输入端之间通过所述软起动电路连接；所述三相TNPC三电平逆变电路的输出端与所述LC滤波电路连接；所述LC滤波电路的输出端通过所述隔离变压器T1与所述晶体生长加热负载连接。2.如权利要求1所述的用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源，其特征在于：所述三相不控整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；相互串联连接的二极管D1与二极管D4，相互串联连接的二极管D3与二极管D6，相互串联的二极管D2与二极管D5之间相互并联连接；所述三相交流电网的AB相、AC相和BC相分别连接在二极管D1与二极管D4之间，二极管D3与二极管D6之间，二极管D2与二极管D5之间；所述软起动电路包括并联连接的开关K1和电阻R1。3.如权利要求2所述的用于蓝宝石晶体生长的三相交流电源，其特征在于：所述三相TNPC三电平逆变电路包括并联连接的电阻R1、电阻R2和TNPC三电平逆变拓扑电路；所述TNPC三电平逆变拓扑电路包括相互并联连接的A相TNPC拓扑电路、B相TNPC拓扑电路和C相TNPC拓扑电路；所述A相TNPC拓扑电路包括电容C1、电容C2、场效应管TA1、场效应管TA2、场效应管TA3、场效应管TA4和电感L1；电容C1与电容C2串联连接形成第一支路，场效应管TA1与场效应管TA2串联连接形成第二支路，场效应管TA3、场效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乾，刘晨，
申请(专利权)人：江苏东方四通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：