加热器批发-工业炉辐射加热管生产-上海向洋电热电器设备有限公司 随着LED照明设备(发光二极管)的性能不断提高，价格日渐低廉，其市场也迅速扩大。LED照明设备已实现了低价化，然而，与传统的白炽灯，荧光灯相比，作为照明设备的实绩仍然欠佳，人们指出其安全性的课题。虽然LED具有高效照明，低耗电的特点，但是作为高亮度的LED元件本身却处于异常的高温状态。　　本文将介绍使用村田制作所的陶瓷PTC热敏电阻“POSISTOR”来简单实现LED照明设备过热保护的方法，能够达到低成本，提高LED照明设备的安全性。　　演示板说明　　图1所示为村田制作所展示的发光二极管(LED)演示板的外观照片。图1：村田制作所展出的发光二极管(LED)演示板　　在该LED演示板上装载5个表面贴装型LED，在其正下方的电路板背面配置了小型陶瓷加热器。液晶显示器显示LED附近的电路板温度。右下方的照片表示电路板背面的加热器对LED进行强制加热。LED附近的温度达到80℃以上，过热的LED亮度大幅度下降。这是由于LED附近安装的PTC热敏电阻“POSISTOR”的作用，流过LED的电流受到限制。　　这样，在LED本身异常发热或因外部原因使LED周围温度异常升高时，通过降低LED的亮度，可防止LED继续不断地发热，从而防止照明设备的冒烟、燃烧等严重事态的发生。　　图2是此类LED演示板的电路示意图。在5个并联的LED上施加了恒定电压5V。通过双晶体管，在LED上串联固定电阻(R)和“POSISTOR”(RPTC)，其合成电阻(R和RPTC)则限定了流过LED的最大电流。晶体管具有的作用是：控制“A”的电位，由此接通及断开流过LED的电流，并且依靠PWM控制进行LED的亮度调节。图2：LED演示板线路图　　在“A”的电位为“ON”时，在双晶体管的“TR2”的基极和发射极之间的电压(VBE)约固定为0.7V左右。因此，流过LED的电流(ILED )的数值仅根据串联电阻(R+RPTC)而决定。例如，在温度为250℃时，电阻(R十RPTC)为3. 5Ω，LED的电流就为200mA。　　为什么一旦达到高温，图1右侧LED的亮度就会大幅度下降呢?我们通过图3来进行一下解释。图3：相对“POSISTOR”试制件的电阻温度特性和温度的LED电流　　装在LED演示板上的是贴片型“POSISTOR”试制品，当温度达到25℃时的电阻值为0.5Ω。“POSISTOR”是一种具有正温度系数特性的陶瓷热敏电阻。它的特点是在特定的温度下其电阻值可快速增加1000倍以上。该“POSISTOR”试制品的电阻和温度特性曲线如左图所示。由于在LED演示板上，3.0Ω的固定电阻(R)和“POSISTOR”的电阻((RPTC)串联，其等效电阻(R十RPTC)也会随温度产生变化。　　该等效电阻决定流过LED的电流(ILED)。如右图表所示，如果温度为40℃以下，LED电流大致恒定，约为200mA。如果温度超过40℃以上，通过LED的电流被有效限制，在80℃时达到40mA以下。　　只要在决定LED电流的限流电阻加上“POSISTOR”，就能够构筑此类过热保护结构。即使LED因某些原因处于高温状态，如果具备此类过热保护结构，LED就不会在处于高亮度点亮状态下进一步发热。采用这种简单的方法，可防止LED引起冒烟、燃烧等严重事态的发生。无需采用复杂的温度检测功能及判定用逻辑元件，以及LED的电流控制功能。　　但是，即使在高温时，也并非完全切断电流，还是有一定程度的电流(例如，在80 ℃时，约40mA)流过LED。像照明设备一样，有时灯光完全熄灭却反而有危险，所以，该特点最为适合。　　并且，对普通LED元件将相对环境温度的容许电流作为标准予以强调。如果工作电流超过该容许电流，则会趋于劣化，降低寿命。如果按图3右图所示能够限制电流，则能够达到与LED元件的允许电流曲线一致的电流控制。　　上例仅为采用“POSISTOR”的试制件。目前，村田制作所正在致力于开发在形状、电阻值、使电阻值上升的温度点等参数上最适合LED照明设备的“POSISTOR”。　　使用现有“POSISTOR”的方法　　目前，将现有的“POSISTOR”与LED驱动芯片组合，能够实现与上述演示板所示完全相同的功能。图4为该电路的示意图。图4：现有的芯片“POSISTOR”PRF系列与LED驱动器的组合　　如左图所示，当LED驱动芯片具有温度检测用端口时，使用固定电阻和“POSISTOR”串联而组成的等效电阻的温度特性，能够实现过热保护功能。以下使用图5说明其原理。　　左图表示现有的贴片型“POSISTOR PRF”系列的电阻温度特性。在25℃时的电阻值均为470Ω，但电阻值快速上升的初始温度根据品种而不同。如果将该PRF系歹J(RPTC)与3.0kΩ的固定电阻((R)串联，其等效电阻(R+RPTC)在温度25℃时可达到3.47kΩ。图5：相对PRF系列电阻温度特性和温度的输出电压　　对该等效电阻上施加3.3V(Vref)的恒定电压，用10kΩ的固定电阻(Rd)进行分压的分压电位(Vout)如右图所示。在室温附近为大致恒定的电压(约为0.85V)，一旦达到规定的温度，电压就急剧上升。例如，在使用PRF系列“BE”特性品时，当温度达到100℃，Vout就上升到2.75V。如果是“BC”特性品在120℃时，电压为2.75V。　　LED驱动芯片将此类电压变化作为温度信息予以接受。例如，在接受的电压超过2.75V时，能够实现熄灭LED的关灯功能。由此可见，使用“POSISTOR”的优点为：驱动芯片侧电路和控制逻辑非常简单。　　通常，在此类过热检测电路中，根据LED和传感器元件的温度差，LED周围的散热机构的差异等影响，各照明设备的传感器元件所必须检测的温度会变化。对于这种温度变化，只要改变“POSISTOR”的品种就能够应对。而在驱动芯片侧的阈值电压的设定和温度检测逻辑电路等则完全相同。由于不需要在检测电路作任何变更，就能够节省设计的人工和时间。　　另外，如果能够将右图所示的电压变化方式直接用于控制LED电流，则能够实现如同LED演示板所诠释的保护功能，即在所期望的温度值下快速有效限制LED电流，而又不会使LED完全熄灭。　　另外，在如图4右图那样，在LED驱动芯片具有LED最大电流设定端口时，可利用图5左图那种电阻值变化方式，直接用于控制LED电流。即使不使用在LED演示板上那种“POSISTOR”试制品，使用现有的芯片“POSISTOR” PRF系列也可能实现完全相同的保护功能。表1：芯片PRF系列“POSISTOR”规格表　　表1是现有的贴片型“POSISTOR”PRF系列的规格参数表。　　在本文中介绍的，将PRF系列与LED驱动芯片组合使用的方法已经在某些LED照明设备中采用。使用包含在开头所述的试制品而获得的此类简单的过热保护功能，对实现LED照明设备的低价化和确保安全性作出了贡献。 　　调查发现，普通高速球在运行过程中一旦断电，电机芯会恢复到初始位置，断电前正在监控的预置位就会丢失，给操作人员带来不便。与其它产品不同，神州数码AMPON(安朋) DCS-S9000内置断电保存芯片可实时保存最新位置，即使在停电的情况下，位置也不会发生丢失，有效提升了高速球监控的稳定性，为操作带来方便。此外，针对普通高速球断电后重启，还会有一个长时间的加热过程，这在一定程度上增加了能耗，而神州数码AMPON(安朋) DCS-S9000人性化的设计减少了对加热器的使用，采用可低温启动的元器件，功耗由70W减少为21W，符合了“后世博”时代节能减排的低碳理念，引领了安防行业的低碳趋势。 摘要：在提高太阳能电池的光电转换效率方面，越来越多的人开始关注多晶铸锭。本文通过对多晶铸锭铸锭炉结构本身、铸锭工艺的优化以及辅助材料方面等不同方面进行分析、对比，提出有利于提升太阳能电池效率的方法。　　前言　　2012年，我国光伏产业因全球经济衰退、光伏产能过剩、价格下跌、美国"双反"、欧洲"反倾销"等因素而进入寒冬期，光伏下游企业毛利率大幅下降，大部分企业面临严重亏损。2013年上半年国内多晶硅产量较去年还有明显下滑，2013年上半年国内多晶硅产量为2.8万吨，同比下滑23.6%。受供需关系及国际贸易等多种因素影响，2012年我国绝大多数多晶硅企业已停产。　　由于下游供需局面并未有实质性转变，加上主要多晶硅企业生产成本仍在不断下降，2013年多晶硅企业经营状况仍不容乐观，多晶硅行业将保持在低位的运行，产业整合也有望见底行业的回暖预计要到2014年。多晶硅惨淡的行业景象并没有削减人们对太阳能组价的满足程度，正是由于供大于求的太阳能市场行情，人们对太阳能组件的功率要求越来越高，更多开始关注太阳能电池的效率。　　为了提高太阳能电池的光电转换效率，最近光伏业界又推出了高效多晶铸锭技术。使用普通的电池片制作工艺，高效多晶硅片可达到17.3%以上的转换效率，现在最高可达18%左右。高效多晶铸锭技术的关键在于降低晶体中的位错和其他缺陷。业界估计至少有十余种方法制作高效多晶，例如使用单晶碎片或多晶碎片作为籽晶，使用特殊坩埚或热场等等。　　1、铸锭炉本身结构的优化　　铸锭炉是直接将硅料高温熔融后通过定向冷却冷凝结晶，使其形成晶向一直的硅锭的设备。在加热使硅料完全融化后，通过定向凝固块将硅料结晶时释放的热量辐射到下炉腔内壁上，使硅料中形成一个竖直温度梯度。这个温度梯度使坩埚内的硅液从底部开始凝固，从熔体底部向顶部生长。硅料凝固后，硅锭经过退火、冷却后出炉。结构的优化对于铸锭的硅锭的效率的提升有很重要的作用。　　1.1加热器双电源设计　　多晶硅铸锭炉加热器的要求：加热超过1650℃；使用材料不能与硅料发生反应；可以在真空及惰性气体中长期使用。对于加热器的材料而言，目前行业中主要使用高纯石墨作为加热材料，主要使用单电源对石墨加热器进行加热。　　使用双电源加热器带来的好处：改善铸锭硅块的晶向结构；增大晶粒的体积同时减少晶界；改善结晶平面，可以灵活控制长晶界面的形状，长晶速度更加平稳，解决了硅锭生长后期速度过慢的问题，如图（一）所示：　　1.2铸锭炉冷却模式改进　　硅的结晶速度取决于其底部石墨块的降温速度，较好的结晶速度会产生稳定的分凝速度，保证杂质的均匀析出，是生长高效多晶硅块的必经之路。目前行业中的冷却主要包括隔热笼的提升、隔热板的下降、底部水冷三种模式。　　气冷技术与目前现有相比拥有自己独特的优势，将先前依靠移动隔热笼的被动DS块辐射降温的弱控制模式改为DS块底部主动气体降温的强控制模式，使得晶体生长可控性更强。通过中空的DS块、气体冷却器、泵组、变频器等组成可控气体流量的闭合气路，以流动气体对DS块进行直接冷却，并通过DS台上的温度反馈调节泵组电机速度来控制冷却气体流量，从而实现精确的DS台温度控制。　　具有气体温度、流量流量范围宽，调节精度高，且功耗低等优点。从而使硅锭生长的界面更加平稳，提高电池的转化效率。　　2、铸锭工艺的优化　　通过对热场温度的优化以及晶粒的细化，使晶体在初期的成核得到控制，在结晶过程中具有稳定的结晶速度和过冷度，从而提高了硅晶体的少子寿命，降低了硅晶体的内部缺陷，提高了多晶硅电池效率。　　2.1大晶粒的制备　　大晶粒学名成为准单晶（Monolike）是基于多晶铸锭的工艺，在长晶时通过部分使用单晶籽晶，获得外观和电性能均类似单晶的多晶硅片。这种通过铸锭的方式形成单晶硅的技术，其功耗只比普通多晶硅多5%，所生产的单晶硅的质量接近直拉单晶硅。简单地说，这种技术就是用多晶硅的成本，生产单晶硅的技术。准单晶产品的优势：转换效率高于普通多晶，接近直拉单晶电池片；与普通多晶电池片相比LID基本无变化，性能稳定；比起普通多晶，组件功率提升明显，单位成本降低；可封装265瓦（60片排布）大组件。　　2.2调整热场结构，优化工艺　　由于不同的温度梯度会导致不同的晶向产生，如果需要做到降低成核缺陷，需要清楚<100>的成核机理，经过查询，大于186度的温度梯度差，才能满足形成<100>晶向的温度要求。　　通过改进工艺，调整热场结构，生长速度得以控制。改进后的多晶铸锭生长段配方后，晶体的生长速度更加趋于平稳，这样有利于杂质的均匀向上分凝。而与此同时保证界面的平稳性可以控制杂质的平稳析出。在控制界面水平则可以实现成核的一致性，及达到均匀晶粒的细化技术。对于整个生长过程，界面温度微凸是有利的，有利于杂质的向外排出，但太凸，会导致边缘16块受损严重。通过稳定热场，优化生长工艺，改进生长界面实现了降低缺陷密度，提高硅晶体少数载流子寿命的目的，最终达到了提高硅晶体电池效率的目标。　　3、其它方面　　3.1坩埚对电池效率的影响　　目前市场上推出的高效坩埚，将坩埚表面的二氧化硅的纯度进一步提高，在硅料在铸锭炉进行融化时使坩埚分解出更少的杂质进入到硅料中，从而可以减少硅块中杂质的比例，提高电池的转化效率。　　此外坩埚在喷涂中应该注意一些事项：搅拌时间不得少于10分钟，喷涂温度控制在40-70℃之间，严禁湿喷，随时清理脱落的氮化硅。　　3.2装料工艺对电池效率影响　　装料过程会对铸锭产生影响，进而影响电池转换效率。注意以下方面：颗粒料、粉料单埚不超过20Kg，尽可能将粉料装于坩埚中部不接触坩埚壁；装料过程注意防尘，不接触金属，轻拿轻放，不要碰坏喷涂层；大块料避免放至内立棱附近，应尽量在距离内立棱10cm以外，在每层装料内立棱附近留有的空间，最好用碎块料填充，也可以不填充；装完料后，坩埚的运转中应避免颠簸；用吸尘器吸去推车上、石墨板上的残留物质在坩埚四边固定好石墨档板四边石墨档板的边必须与石墨底板边相吻合，且石墨档板与底板平面相互垂直，对边两档板与坩埚距离保持一致，用手旋上螺丝，不要太紧，拧紧后回转1/3~1/2。　　4、总结　　多晶铸锭对电池效率产生很大的影响，多晶硅片的生产可以很好地提升电池的转化效率，让太阳能电池具有更加良好的市场竞争力。2010年，多晶硅片的转换效率约为16%，价格约为每片3～4美元。当时，都具备一定竞争力而为市场所接受。到了2012年年底，多晶硅片的转换效率提高到17.2%左右，价格降到了每片0.8美元左右。　　此时多数其他硅片技术已逐渐失去竞争力，市场占有率不断降低。到2014年，多晶硅片的转换效率预计将提高到18%以上，而成本降至每片0.5美元以下。光伏硅片生产技术的发展趋势表明，将来的硅片市场应该是高效多晶硅锭的市场。研究多晶铸锭成为今后的趋势，对太阳能电池的影响越来越会受到更多人的重视。 塑料模具用多规格热流道加热器 4线为测温偶线 热流道弹簧电热圈 1：用于塑胶行业的射出部件作高温加热用，本品采用高端不锈钢制造，本品使用寿命长，不易烧坏. 2：电热圈性能优点：本产品具有安装灵便，传热快，绝缘良好 规格大小的限制等优点 3：可弯曲成各种要求的形状。可选择内置式热电偶（J型和K型） 4：充分加热接触面积，最高效的热传导。 5：工作温度可升高到700摄氏度（1300华氏度）。 6：发热线制成之后经回火处理，可绕成各种形状，可满足各种的需要。 塑料模具用多规格热流道加热器 4线为测温偶线 热流道弹簧电热圈 1：用于塑胶行业的射出部件作高温加热用，本品采用高端不锈钢制造，本品使用寿命长，不易烧坏. 2：电热圈性能优点：本产品具有安装灵便，传热快，绝缘良好 规格大小的限制等优点 3：可弯曲成各种要求的形状。可选择内置式热电偶（J型和K型） 4：充分加热接触面积，最高效的热传导。 5：工作温度可升高到700摄氏度（1300华氏度）。 6：发热线制成之后经回火处理，可绕成各种形状，可满足各种的需要。 塑料模具用多规格热流道加热器 4线为测温偶线 热流道弹簧电热圈 1：用于塑胶行业的射出部件作高温加热用，本品采用高端不锈钢制造，本品使用寿命长，不易烧坏. 2：电热圈性能优点：本产品具有安装灵便，传热快，绝缘良好 规格大小的限制等优点 3：可弯曲成各种要求的形状。可选择内置式热电偶（J型和K型） 4：充分加热接触面积，最高效的热传导。 5：工作温度可升高到700摄氏度（1300华氏度）。 6：发热线制成之后经回火处理，可绕成各种形状，可满足各种的需要。 .上海向洋电热电器设备有限公司___加热器批发-工业炉辐射加热管生产-上海向洋电热电器设备有限公司