Добрый день.
Задача такая. Есть сварочное оборудование. В качестве отличительной черты указывается, что оно работает в "SoftSwitch"режиме. На русский это переводится, если я правильно понял, как "мягкая коммутация". В противовес традиционной схеме инвертора с "жесткой коммутацией".

Я ищу кого-нибудь что-бы он смог популярно мне смог рассказать:

1. Что это за зверь – мягкая коммутация
2. В чем ее преимущества и недостатки
3. Все это в сравнении с обычной схемой с жесткой коммутацией

Причем надо это сделать не в физических терминах (уменьшаются тепловые потери в момент переключения), а в человеческих (в таких-то и таких-то режимах работы будет меньше греться и срок службы транзисторов будет в 1000 раз дольше).
Т.е. так, чтобы я мог эту информацию передать менеджерам по продажам и они бы смогли объяснить клиентам – чем одно лучше другого

Вот такая задача.
Приложил инструкцию к аппарату ( https://st.fl.ru/projects/upload/201401/f_2...e25fed14334.pdf ). Там на 33 странице есть принципиальная схема – если будет надо.

Я совершенно ничего не понимаю в электронике. Надеюсь раздел угадал. Готов оплатить консультацию по этому вопросу. Мой e-mail: oslix@oslix.com
Заранее благодарен.

В обычном, "жестком" режиме ключи разрывают цепь при полном токе и напряжении. делают это быстро, но не мгновенно. Пока напряжения и ток спадают на ключе рассеивается очень большая мощность.
В режиме "мягкой" коммутации за счет хитрых резонансных процессов в схеме ток и напряжение сдвигаются по фазе. В результате, коммутация происходит в моменты минимума тока или напряжения. Это резко уменьшает динамические потери в ключах.
Устройства с "мягкой " коммутацией имеют выше КПД. Впрочем, ничего не дается бесплатно. У них свои недостатки

Вот и я о том-же. Это физическое объяснение. Которое не специалисту ничего не говорит. Сдвик по фазе - это все замечательно, если ты хоть что-то в этом понимаешь.
Вы бы смогли рассказать плюсы и минусы с точки зрения пользователя оборудования, построенного на той или иной схеме?

Я готов оплатить Вам эти труды. Просто это действительно очень нужно мне понять. На "человеческом" языке

Дело в том, что без физики тут все одно никуда. Вопрос только в том, какая физика доступна к пониманию вашему текущему покупателю.
Единственный выход прибегнуть к аналогиям, которые не точны, но хоть что-то могут пояснить.
Простейшие:
- дверь с пружиной и дверь с доводчиком. Первая закрывается с грохотом, так что косяк и сама дверь трясется, выламывается крепление коробки, разрушается сама дверь. понятно, где мягкая, а где жесткая коммутация?

более близкая аналоги
- пробковый водопроводный кран, применяются в общественных банях, быстро открываются и также быстро закрываются.
обычно не применяются, т.к. при быстром закрытии крана вода в трубе не может мгновенно остановиться и сама практически несжимаема, т.е. в трубе развивается гидроудар, который рвет трубы, краны. В качестве защиты краны закрываются плавно либо необходим демпфер-гидроаккумулятор, гасящий резкую остановку потока воды.

Плюсы источников питания с мягким переключением:
- более высокий кпд;
- меньший уровень электромагнитных помех.
Однако, для сварочников эти плюсы не более, чем рекламный ход. Ваши покупатель, выбирая сварочники, дотошно расспрашивают ваших менеджеров какой кпд у каждой модели? И даже с более высоким кпд без вентилятора не обойтись. А допустимый уровень помех определяется исходя из условий эксплуатации сварочника. Если раз в месяц какую-нибудь железяку приварить в гараже, то на помехи вообще можно "забить". А если он будет работать постоянно, т.е. каждый рабочий день, тогда надо смотреть что находится рядом. Для жилых и коммерческих зон уровень помех измеряют на расстоянии 10 м, для производственных - 30м. Поставьте ТВ с комнатной антенной на расстоянии 10 м от работающего сварочника и посмотрите картинку, особенно на метровых каналах.
Минусы:
1) Возможность выхода из строя в некотором диапазоне тока нагрузки. Для этого девайса, если это мост с фазовым управлением, опаснее всего отсутствие нагрузки. С этим как бы борются, но до конца проблема не решена, она всего лишь сведена к коммерчески приемлемой вероятности отказа.
2) Ремонтопригодность - сварочник по схеме косого полумоста может починить любой среднеобразованный радиолюбитель, а этот девайс посложнее будет, и детальки в нем дороже.


В обоих случаях это "жесткая коммутация", потому что в обоих случаях энергия рассеивается в тепло (а доводчик это аналог RC-демпфера). "Мягкая коммутация" будет, например, если дверь открывается с нулевым напряжением

Для сравнения две картинки : фазник(мягкое выключение) ,мост типа "Брима"(жёсткое выключение)
Синий - мощность на транзисторе , зелёный - напряжение, красный - ток. При мягкой коммутации , ток и напряжение на ключе разносятся по времени (" по фазе").
wim , Вы бы по фазнику книжки почитали. "Возможность выхода из строя в некотором диапазоне тока нагрузки. Для этого девайса, если это мост с фазовым управлением, опаснее всего отсутствие нагрузки. С этим как бы борются, но до конца проблема не решена, она всего лишь сведена к коммерчески приемлемой вероятности отказа."
Эта " проблема" решается очень просто, при помощи холостого тока.

Сообщение отредактировал нищеброд - Jan 28 2014, 08:16

Ага, так как называется модель сварочника с фазовым управлением, который Вы производите серийно?

В общем случае это так. Вот только где в инверторном сварочном аппарате в принципе может быть "мягкое переключение" ?
В активном ККМ ключи работают как раз на обрезание тока, ключи моста развязывающего трансформатора нарубают уже выпрямленное напряжение(там в принципе нет перехода через ноль).

извините, но по-моему мягкое переключение - это вовсе не переключение в нуле тока или напряжения. мягкое переключение - это умышленное затягивание фронта нарастания или спада тока, и при этом неизбежно увеличение потерь! зато мягкое переключение позволяет избежать коммутационных перенапряжений, т.е. применять ключи с меньшим допустимым напряжением, а значит, более дешевые.

возможно, я заблуждаюсь...

Я серийно ничего не произвожу. Я всего лиш "почуняльщик" (правда в разработке принимал участие - бегал за пивом).

Мой коллега тоже занимается ремонтом источников питания. За 20 лет косой полумост ему не попался ни разу, а резонансные LLC и фазники были. А все дело в том, что в однотактном прямоходовом преобразователе проблема сквозных токов отсутствует в принципе, а в резонансных топологиях она более-менее успешно "решена".

Вот что мне удалось из "человеческого" описания мягкой коммутации найти. В описании оборудования NEON:



Т.е. можно говорить клиенту что "мягкая коммутация" значительно увеличивает срок службы транзисторов, напрмиер? Или это не так?
Если так, то разница 10 тыс. часов/1,5 млн часов - вполне себе такое преимущество с точки зрения маркетинга.

Потом вот такую ссылку нашел:
http://sibsil.narod.ru/softswich.doc



Что это означает в переводе на человеческий?
То, что аппарат не будет "фонить" и давать наводки на другое оборудование которе в цеху рядом стоит? Или это мои фантазии и речь тут о другом?



Какие недостатки?
КПД значительно выше? Или доли процента?

Полумост - это там где половина транзистором диодами заменена ?
Преимущество сомнительное, так как потери на современных полевиках ниже, чем на диодах.

А существует в природе открывание при "ненулевом" (т. е. фактически токе утечки элемента в закрытом состоянии) токе ?



Где и когда там нулевое напряжение, чтобы при нем закрывать транзисторы ?

Полумост - это там, где половина транзисторов заменена на конденсаторы. Вы путаете с "косым" мостом, который однотактный

Один из недостатков - источники хорошо работают на фиксированную нагрузку. При работе на холостом ходу возникают проблемы.
Не всегда просто найти высоковольтные конденсаторы с большой реактивной мощностью, Неудобная конструкция трансформатора с большой индуктивностью рассеивания (секционирование, разнесение по кернам).
Доли- не доли процента, можно грубо считать что динамические потери в ключах снижаются вдвое. А остальное - как и прежде, от конструкции зависит. Можно и в выпрямителе потерять все что в ключах сэкономили.
До сих пор есть и сторонники, и противники резонансных схем. Если бы они были во всем хороши, то кто бы применял другое? Истина где-то посредине. Есть, конечно, ряд применений где они безусловно выигрывают.
Вообще, Вы требуете в одном абзаце, по-быстрому, изложить пару книг. Это очень трудно, если вообще возможно.


Вы не учитываете сложность управления дополнительными полевиками и стоимость такого решения.
Вопрос о нулевом токе странный. Конечно есть. Обратноходовики так работают, например. И нуль напряжения в резонансной схеме можно получить.