DC/DC конвертеры для железнодорожного транспорта

За последние несколько лет компания RECOM значительно расширила ассортимент продукции, сертифицированной по стандарту EN50155 и в настоящее время предлагает широкий спектр как AC/DC, так и DC/DC конвертеров для ЖД. С приобретением итальянской компании Power Control Systems, специализирующейся в области мощных решений, мы можем предложить и специализированные модули мощностью до 18 кВт и даже более.

Где используются DC/DC на Железной Дороге?

На железной дороге DC/DC конвертеры используются для преобразования постоянного напряжения аккумуляторов в более низкое напряжения для различных цепей контроля и управления. В данных системах используется распределенная архитектура электропитания DC, а аккумуляторы обеспечивают работу при отключении или выходе из строя генератора.

Преобразователи должны соответствовать требованиям EN 50155, для работы в жестких условиях эксплуатации.

Основными применениями являются:
  • Подвижной состав;
  • Бортовые и путевые системы;
  • Промышленные системы;
  • Питание от высоковольтных аккумуляторов;
  • Распределенные системы Электропитания.

Жесткие условия эксплуатации на ЖД

Повышенные и пониженные температура, вибрации и механические воздействия могут приводить к серьезным неисправностям электроники. DC/DC конвертеры подвержены чрезвычайно жёстким условиям и должны работать без отказов в течение всего срока службы.

Для таких разработок инженеры выбирают DC/DC конвертеры, способные работать в данных условиях и сертифицированные для ЖД применений.

Стандарт EN 50155 – электронное оборудования для подвижного состава

Стандарт EN50155 (Железнодорожные приложения - Электронное оборудование, используемое на подвижном составе) тщательно определяет требования к информационным системам и электронным компонентам, используемым в железнодорожном транспорте. Это также относится к DC/DC преобразователям, которые должны надежно работать в экстремальных условиях, таких как жара, холод, удары и вибрация, в течение многих лет.

EN50155 - это стандарт электронного оборудования, используемого в подвижном составе (в основном, для всех подвижных рельсовых транспортных средств, включая локомотивы, пассажирские вагоны, легко рельсовый транспорт и грузовые поезда). Он устанавливает минимальные требования к диапазону входного напряжения, прочности гальванической изоляции, рабочей температуре, ударам и вибрации, влажности и электромагнитной совместимости, а также к надежности оборудования и ожидаемому сроку службы.

Требуется, чтобы электронное оборудование, используемое на подвижном составе, имело длительный срок службы - до 20 лет, поэтому испытания должны быть особенно тщательными. Помимо испытаний при нормальной рабочей температуре, предусмотрены дополнительные испытания на термоциклирование и повышенную влажность. Этим требованиям может соответствовать только полностью залитый или герметичный DC/DC преобразователь.

Экстремальные температуры

В летнее время температура может достигать +60°C и более, а в зимнее, зачастую опускается до -40С и ниже для районов крайнего севера. Также установленные на подвижном составе конвертеры подвержены воздействию повышенных вибраций. Все это приводит к тому, что обычные конвертеры работают на пределе возможностей.

Новый стандарт EN50155 определяет шесть диапазонов рабочих температур и механизм тестирования, включая расширение рабочего диапазона во время запуска.

Удары, вибрация и загрязнения

Компоненты, установленные в вагонах и локомотивах, подвергаются значительной вибрации и другим механическим нагрузкам. При маневрировании, довольно часто, уровень может достигать значений 5g. Еще более серьезной проблемой является постоянное вибрационная нагрузка во время движения, которая может вызвать механическую усталость, что в конечном счете может приводить к отказу модуля. Чтобы предотвратить такие отказы, был внедрен стандарт EN 61373, определяющий минимальную стойкость к вибрации и ударным воздействиям для источников питания, используемых в железнодорожных приложениях.

При испытании на вибрацию и ударные воздействия необходимо знать расположение оборудования - установлено ли оно в кабине водителя, внутри пассажирских вагонов или открыто на ходовой части. Поскольку DC/DC преобразователи в основном устанавливаются в локомотивах, они должны соответствовать требованиям класса 1B.

Влажность

Стандарт EN 50155 дает общие рекомендации: средний уровень относительной влажность 75%, затем на период 30 дней – 95%. Для работы электронного оборудования это значит использование герметичного корпуса или покрытие лаком.

Строгие требования по ЭМС

Электроника на железной дороге должна работать даже в крайне неблагоприятных условиях электромагнитных воздействий. С одной стороны, они подвержены влиянию сильных электромагнитных полей трансформаторов и электродвигателей, с другой - токосъемников.

Существует множество других дополнительных источников помех, от мобильных телефонов и ноутбуков пассажиров. Данные помехи не должны нарушать функционал приводов, блоков управления электродвигателями и дисплеев.

Для гарантии соблюдения норм, EN 50155 неоднократно ссылается на дополнительный стандарт EN 50121-3-2 «ЖД приложения – Электромагнитная Совместимость – Подвижной Состав – Аппаратура», который четко определяет пределы излучаемых и наведенных помех, а также требования в отношении устойчивости к внешним воздействиям от перенапряжений и переходных процессов. Для удовлетворения данных требований необходимо использовать ЭМС фильтр защиты DC/DC и поглощения наведенных помех.

Что необходимо учитывать при выборе DC/DC модулей для ЖД?

Диапазон входного напряжения

Исторически сложилось, что на ЖД используется много уровней напряжения питания. Наиболее распространенными являются: 24, 48, 72, 96 и 110В DC.

Последняя версия стандарта EN50155 определяет семь стандартных уровней, несмотря на то, что 110В наиболее часто используется для подвижного состава ЖД, а 24 и 48В на легкорельсовых транспортных средствах, трамваях и троллейбусах.

Для соответствия данным требованиям к номинальным входным напряжениям, разработчики выбирают преобразователи с диапазоном 4:1, такие как серии RP20-FR и RP40-FR компании RECOM, поскольку они охватывают весь диапазон номинального входного напряжения только тремя различными моделями преобразователей. Сертифицированные по стандарту EN50155 DC/DC преобразователи должны выдерживать колебания входного напряжения. Серия RPxx-FR компании Recom закрывает весь диапазон от 24 до 110В всего с тремя типами преобразователей. А модули RPA100H и RPA200H всего одним типом.

Nominal
Input Voltage
EN50155 RECOM
RPxx-FR Serie
Input Range Min. Input (0,1s) Max. Input (1s) Input Range Min. Input Max. Input (1s)
24V 16.8-30V 14.4V 33.6V 9-36V 9V 50V
48V 33.6-60V 28.8V 67.2V 18-75V 18V 100V
72V 50.4-90V 43.2V 100.8V 43-160V 43V 170V
96V 67.2-120V 57.6V 134.4V 43-160V 43V 170V
110V 77-137.5V 66V 154V 43-160V 43V 170V

В стандарте EN50155 указано, что входное напряжение может изменяться в диапазоне с множителем 0,7 – 1,25 от номинального и допускается кратковременные отклонения 0,6 – 1,4. Это означается, что 48В DC/DC конвертер должен обеспечить работу в диапазоне 28,8 – 67,2В.

Ранее считалось, что преобразователи с диапазоном 4:1 достигли предела возможностей как по технике, так и по коммерческим соображениям, но все изменилось с появлением новейших DC/DC решений мощностью 100 и 200Вт компании RECOM. RPA100H и RPA200H обладают входным диапазоном 10:1 для работы со всеми распространенными номинальными напряжениями.

Размер корпуса

Для DC/DC конвертеров на ЖД часто используют форматы bricks, half-bricks и quarter-bricks. Формат brick имеет размеры 4,6x2,4x0,5 дюйма, half-brick 2,3x2,4x0,35 дюйма и quarter-brick 2,3x1,45x0,35 дюйма. Также для маломощных конвертеров используются корпуса DIP24 и «дюймовый» стандарт, размером, 1x1 и 2x1 дюйма.

Новейшие импульсные источники могут обеспечить выходную мощность 250Вт и более в корпусе quarter-bricks. Данный прогресс позволяет использовать освободившееся место в рамках такого же корпуса для дополнительного функционала.

Также стандартизируется расположение выводов, поэтому, при необходимости, разработчики могут заменить DC/DC конвертер на другую модель.

DC/DC Конвертеры для ЖД применений

На протяжении многих лет компания RECOM расширяла номенклатуру DC/DC преобразователей для ЖД отрасли с 8Вт до 240Вт и в настоящее время может предложить самый широкий спектр конвертеров сертифицированных по стандарту EN50155.

Серия конвертеров, сертифицированных для ЖД, мощностью до 240Вт в компактных корпусах с удельной мощностью до 4,5В/см³ – одним из самых высоких показателей на рынке. Для улучшенного теплоотвода компания RECOM также выпускает серии RP20-FR 20Вт и RP40-FR 40Вт в корпусе 2”x1”. Данные стабилизированные DC/DC преобразователи с диапазоном по входу 4:1 разработаны специально для применения на ЖД. Серии RPA100H и RPA200H обеспечивают впечатляющий диапазон 10:1 для работы при номинальном напряжении от 24 до 110В.

Все серии сертифицированы по стандарту EN50155* и разработаны для работы в жестких условиях, включая подвижной состав. Поскольку модули сертифицированы по стандарту UL/cUL60950, они являются отличным выбором для промышленных и телекоммуникационных проектов. Кроме 3,3В, 5В, 12В и 15В версий доступны модели с двойным выходом ±12В и ±15В. Вход дистанционного управления может с положительной или отрицательной логикой. С КПД, достигающим 93%, охлаждения естественной конвекцией, обычно достаточно, но при необходимости модули могут быть оснащены дополнительным предустановленным радиатором. Гарантия составляет 3 года.

RSPxxx-168 представляет собой модуль защиты от перенапряжений выше 385В DC для ЖД DC/DC преобразователей.

Компания RECOM выпускает оценочную платформу для тестирования DC/DC конвертеров мощностью до 240Вт. Платы доступны в вариантах с высоким напряжением (-1) или высоким током (-2) и включают устройство защиты от перенапряжения R-REF04-RIA12.

  • Входное напряжение от 9В до 160В
  • Мощность от 8Вт до 240Вт
  • Сертификат EN50155*
  • Сертификат UL/IEC/EN60950 и CE маркировка
  • Одобрение UL
  • КПД до 93%
  • Диапазон рабочих температур от -45°C до +97°C
  • Корпуса DIP24/SMD, 1”x1”, 2”x1”, ¼-brick и ½-brick
  Series Power (W) Vin (V) Nr. of Outputs Vout 1 (V) Mounting Type
1 DC/DC, 30.0 W, THT REC30E-Z Series
Focus Новый
30.0 9.0 - 36.0, 18.0 - 75.0 Single, Dual 3.3 - 24.0 THT
2 DC/DC, 8.0 W RP08-AW Series
Focus
8.0 9.0 - 36.0, 18.0 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single, Dual 3.3 - 15.0 THT, SMD
3 DC/DC, 150.0 W, Single Output, THT RPA150E-EW Series
Focus
150.0 9.0 - 60.0 Single 12.0, 24.0, 48.0 THT
4 DC/DC, 150.0 W, Single Output, THT RPA150Q-RUW Series
Focus
150.0 14.4 - 170.0 Single 12.0, 24.0, 54.0 THT
5 DC/DC, 20.0 W, THT RPA20-AW Series
Focus
20.0 9.0 - 36.0 Single, Dual 3.3 - 15.0 THT
6 DC/DC, 30.0 W, THT RPA30-AW Series
Focus
30.0 9.0 - 36.0 Single, Dual 3.3 - 15.0 THT
7 DC/DC, 60.0 W, Single Output, THT RPA60-FW Series
Focus
60.0 9.0 - 36.0 Single 5.0 - 24.0 THT
8 DC/DC, 40.0 W, THT RPA40-FR Series
Coming Soon
40.0 36.0 - 160.0 Single, Dual 5.0 - 24.0 THT
9 DC/DC, Single Output, THT RP100H-RW Series
100.0, 101.0 9.0 - 36.0, 16.5 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
10 DC/DC, 12.0 W, THT RP12-AR Series
12.0 36.0 - 160.0 Single, Dual 3.3 - 24.0 THT
11 DC/DC, Single Output, THT RP120Q-RW Series
120.0, 130.0, 132.0 9.0 - 36.0, 16.5 - 75.0, 40.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
12 DC/DC, Single Output, THT RP180H-RW Series
140.0 - 182.0 9.0 - 36.0, 16.5 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
13 DC/DC, 20.0 W, THT RP20-FR Series
20.0 9.0 - 36.0, 18.0 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single, Dual 3.3 - 15.0 THT
14 DC/DC, Single Output, THT RP240H-RW Series
177.5 - 240.0 9.0 - 36.0, 16.5 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
15 DC/DC, 40.0 W, THT RP40-FR Series
40.0 9.0 - 36.0, 18.0 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single, Dual 3.3 - 24.0 THT
16 DC/DC, 40.0 W, Single Output, THT RP40Q-RUW Series
40.0 16.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
17 DC/DC, 60.0 W, Single Output, THT RP60Q-RUW Series
60.0 16.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
18 DC/DC, Single Output, THT RP75H-RW Series
75.0, 77.0 9.0 - 36.0, 18.0 - 75.0, 43.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
19 DC/DC, Single Output, THT RP90Q-RW Series
82.5 - 90.0 9.0 - 36.0, 16.5 - 75.0, 40.0 - 160.0 Single 5.0 - 48.0 THT
20 DC/DC, 200.0 W, Single Output, THT RPA200H-RUW Series
200.0 16.5 - 140.0 Single 12.0 - 48.0 THT
21 DC/DC, THT RSPxxx-168 Series
20.0, 150.0, 300.0 40.0 - 160.0 168.0 THT
*RP08-AW, RP12-AR, RP20-FR, RPA20-AW, RPA30-AW, RP40-FR, RP40Q-RUW, RP60Q-RUW, RPA60-FW, RP75HRW, RP90Q-RW, RP100H-RW, RP120Q-RW, RP180H-RW, RP240H-RW
Для более мощных железнодорожных приложений серия RMD компании RECOM обеспечивает выходную мощность от 150 Вт до 500 Вт при номинальном напряжении 24В, 36B, 48B, 72B или 110В с пятью входными диапазонами от 14,4 до 170В DC. Высокоэффективная конструкция прошла испытания в соответствии с железнодорожным стандартом EN 50155.
  Series Power (W) Vin (V) Nr. of Outputs Vout 1 (V) Mounting Type
1 DC/DC, 500.0 W, Single Output, Chassis mounting RMD500-EW Series
Focus
500.0 43.2 - 170.0 Single 12.0, 24.0, 48.0 Chassis mounting
2 DC/DC, 150.0 W, Single Output, Chassis mounting RMD150-UW Series
Coming Soon
150.0 14.4 - 154.0 Single 24.0 Chassis mounting

AC/DC Конвертеры для ЖД применений

Нижеследующие конструкции были специально разработаны как платформенные решения, которые позволяют компании RECOM быстро, легко и с малыми затратами проводить доработку в соответствии с различными требованиями заказчиков..

Компания RECOM и дочернее подразделение Power Control Systems, эксперт в обрасти специализированных решений, предлагает 3-х фазные зарядные устройства с активным модулем ККМ, соответствующие ЖД стандартам, выходной мощностью 3,2кВт (серия SA3200) и 5кВт (серия SA5000), которые можно соединять каскадом для увеличения выходной мощности до 20кВт. Серия SA3200 может работать с постоянным напряжением на входе до 800В. Выходы обоих серий доступны в диапазоне от 24 до 110В номинального напряжения, включая все промежуточные значения 36, 48, 72 и 96В.
Series Type Description
RMOC3200
Cascadable Battery charger Power 3200W, Vin 400V3AC or 700VDC, Vout 24-110V
RMOC5000
Cascadable Battery charger Output Power 5kW, Vin 360-440VAC 3 Phases 3 wires RST, Vout 39.5-58VDC

DC/AC Конвертеры для ЖД применений

Для ЖД применений серия ID250 компании Power Control Systems состоит из модульных инвертеров с входным номинальным напряжением 24, 48, 72 или 110В DC. На выходе генерируется однофазное переменное напряжение 200-240В или 50-156В для версии 48В входного. Серия соответствует требованиям ЖД стандартов и обычно используется для питания розеток пассажиров или консолей управления.
Series Type Description
ID250
Railway Inverter Power 240W, Vin 24-48-72-110VDC, Vout 48VDC: 50-156VAC / 24-72-110VDC: 200-240VAC

… Не нашли подходящее решение?

Используйте параметрический поиск, ознакомьтесь со специальными решениями или обратитесь к ближайшему представителю по продажам.

Поиск продукта

Поиск продукции по ключевым характеристикам спецификации.

Специальные требования

Мы приобрели компанию PCS, фокусирующуюся на специализированных источниках питания.

Коммерческая поддержка

Найдите представителя в вашем регионе.