考虑铁路DC-DC转换器电源模块的关键因素

http://www.cincontw.com/ 幸康cincon电源模块 2023年3月5日 21:24

【核心提示】为了维持波动的电力线并在铁路系统的恶劣环境下运行，铁路DC/DC电源转换器必须考虑以下关键因素：

为了维持波动的电力线并在铁路系统的恶劣环境下运行，铁路DC/DC电源转换器必须考虑以下关键因素：

1.输入电压范围

铁路直流系统中的分布式电压包括24V、28V、36V、48V、72V、96V和110V。为了覆盖瞬态条件，电压范围必须包括标称电压的0.6至1.4倍。铁路系统可能有24V和110V作为分布式电压，这意味着电压范围将从14.4V到154V。在这种情况下，12:1输入范围的DC-DC转换器将覆盖所有。

2.RIA12英国标准

RIA12是输入浪涌要求更严格的标准，要求在20ms内承受3.5倍的输入电压。该功能是通过带有MOSFET开关和控制IC的外部电路实现的，控制IC感测输入电压以进行保护。

3.工作温度

在EN 50155标准中，有6个不同的等级，从OT1到OT6。它们由各种应用场景定义。请参见以下内容：

级别	工作温度e (°C)	应用场合
OT1	-25 to +55	Passenger and Pilot cabinet
OT2	-40 to +55	Passenger and Pilot cabinet
OT3	-25 to +70	Inside the electronic equipment
OT4	-40 to +70	Inside the electronic equipment
OT5	-25 to +85	Inside Internal combustion engine
OT6	-40 to +85	Inside Internal combustion engine

4.中断保持时间

保持时间是为了确保系统保持稳定，即使输入源在短时间内被切断（0V）。第一个表显示了EN 50155中三个等级对输入电压供应中断的要求。

Class	Description
S1	No need to meet any criteria. The unit should work functionally after power resume back.
S2	Need to meet 10ms hold-up time when Vin drop to 0V.
S3	Need to meet 20ms hold-up time when Vin drop to 0V.

第二个表显示了电源转换期间输出电压变化的两个等级的要求。

电源转换：

Class	Description
C1	Need to meet 100ms hold-up time when Vin drop to 0.6 times of nominal voltage
C2	Need to meet 30ms hold -up time when Vin drop to 0V.

5.EMC（电磁兼容性）考虑

EMC可分为EMI（干扰）和EMS（敏感性）。EMI必须符合EN 50121-3-2标准，EMS需要满足IEC 61000-4标准。

下表显示了关键测试项目：

Test Item	Criterion	Test Condition (Example)
ESD	IEC 61000-4-2	Level 3: Air ±8kV, Contact ±6Kv
Radiated Immunity	IEC 61000-4-3	Level 3: 80~1000Mhz, 20V/m
Fast Transient	IEC 61000-4-4	Level 3: On power input port, ±2kV (EN50155) Level 4: On power input port, ±4kV (EN55035)
Surge	IEC 61000-4-5	Level 4: Line to earth, ±4kV, Line to line, ±2kV (EN50155) Level 3: Line to earth, ±2kV, Line to line, ±1kV (EN55035) Level 4: Line to earth, ±4kV, Line to line, ±2kV, with external input capacitor 120uF/220V KXJ series (EN55035)
Conducted Immunity	IEC 61000-4-6	Level 3: 0.15~80MHz, 10V

6.可靠性测试

为了适应铁路环境，需要进行多次可靠性和环境测试。下表显示了常见要求。

Test item	EN 50155 Reference Clause	Reference Standard
Low-Temperature Start-up test	13.4.4	EN 60068-2-1
Dry Heat Test	13.4.5	EN 60068-2-2
Low-Temperature storage test	13.4.6	EN 60068-2-1
Cycle Damp test	13.4.7	EN 60068-2-30
Random vibration Heat test	13.4.11	EN 61373
Simulated Long Life Test at Increased Random Vibration Levels	13.4.11	EN 61373
Shock Test	13.4.11	EN 61373
Fire & Smoke	-	EN 45545-2

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