单晶硅炉加热电源是一种大功率的整流电源,其输出的能量直接为单晶硅炉内的石墨加热器供热,为单晶硅的生产提供热场；而热场的稳定性是影响单晶硅品质的一个关键因素,因此为了提高单晶硅的品质就必须提高加热电源的性能及稳定性。本文首先对单晶硅炉加热电源的发展现状及前景作了分析,并阐述了全数字化控制的高频单晶硅炉加热电源的基本特征；然后将高频开关型单晶硅炉加热电源与传统的可控硅电源的性能进行对比,并针对目前单晶硅行业普遍采用的可控硅加热电源所存在的效率低、功率因数低、输出电压纹波大、稳定性较差等问题,将FB-ZVS-PWM移相全桥软开关变换器技术引入到单晶硅炉加热电源的设计中,从而提高电源的整体电气性能,提高电能转换效率和功率因数,降低对电网的污染。本文详细阐述了FB-ZVS-PWM变换器的工作原理、ZVS条件以及设计方法,分析了主电路的设计方法以及关键器件的选型,并对超微晶高频变压器以及电源的水循环冷却系统等进行了创新性设计,此外还对FB-ZVS-PWM变换器的控制策略和软件控制流程进行了研究。在上述分析的基础上,本文成功研制出了一台功率为150kW的高性能的单晶硅炉加热电源。试验结果表明,该电源的电气性能达到了预期的指标要求,有利于提高单晶硅炉热场的稳定性,从而提高单晶硅产品的品质。