一种与红外控温互补的温度控制系统

刘棋奇， 倪 屹， 刘银法， 万海松

(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)

在晶体生长中，温度的控制至关重要，影响晶体的透明度、完整性、颜色等重要质量指标。目前，晶体生长炉根据工艺的不同，一般采用电加热炉和石墨电阻加热器进行加热。当前国内外基本采用PID控制器通过温度测量数据的反馈对加热器的输出电流进行控制达到温控目的，温度的测量多采用热电偶与红外测温仪［1］。晶体生长的整个工艺流程中，温度的稳定性对晶体的内在质量起着决定性作用［2］。

随着晶体生长的尺寸需求越来越大，新的工艺对温度稳定性和精确性要求越来越高［3］。随着尺寸的增大，生长周期的加长，热电偶的损毁率高，造成的影响无法忽视，而选用高精度红外测温仪测温范围有限，不可避免地在非测量量程段必须使用其他控温方式［4］。选用红外测温仪为提高测温精度，只能缩小测温范围，不可避免地在非测量量程段必须使用其他控温方式。并且红外测温作为非接触式测温方式，需通过石英视窗监控生长温度，易被突发状况干扰测量。通过研究现有的温度测量控制系统，文中提出一种基于直流可编程电子负载控制加热功率的方法来补充现有温度控制方式的不足。

1 直流电子负载温控系统设计

1．1 直流可编程电子负载

电子负载的原理是控制内部功率MOSFET或晶体管的导通量(量占空比大小)，靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确地检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路。……