שילוב הכוח מודול ביעילות וללא מאמץ ביישומי רכבת היו דאגה גדולה למספר הולך וגדל של יצרני ספקי כוח. מודולי כוח כאלה צריכים להיות ניתנים להתאמה למערכת או לווריאציות סביבתיות בהתבסס על היישומים הספציפיים. בהקשר זה, טווח כניסה רחב במיוחד DC/DC מֵמִיר יכול לספק את הדרישות ולתמוך בכל המתחים הנומינליים ליישומים הנישאים ברכבת. מכיוון שתנועת הרכבות חשופה לסביבות קשות, יש לאשר את ממיר DC/DC בתקנים EN 50155, EN 61373 ו- EN 45545-2.
דוגמה אחת המספקת יכולת הסתגלות זו היא מודול ממיר EC7BW18-ECRT/EDRT DC/DC מבית Cincon Electronics Co., Ltd. הרכבה שלדה או הרכבה שלדה עם מסילות DIN. הסדרה עומדת בתקן EN 10 עם התנודות מתח טווח ותומך במתח מבוזר של 24 VDC, 36 VDC, 48 VDC, 72 VDC, 96 VDC ו- 110 VDC כפי שמוצג ב לוח 1.
טבלה 1: טווח מתח כניסה EN 50155 (מקור: Cincon Electronics Co., Ltd.) לחץ לתמונה גדולה יותר.
למה פתרון פשוט
הפתרון המהפכני EC20BW7-ECRT/EDRT של סינקון משלב את מודול הכוח הרב תפקודי ליישומי רכבת. (מקור: Cincon Electronics Co., Ltd.) לחץ לתמונה גדולה יותר.
כמה מהאתגרים המסובכים ביותר במגזר הרכבות המודרני שעומדים בפני מעצבי מערכות הוא האופן שבו יש להתמודד עם הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI), זמן ההחזקה והטלת נושאים שוטפים. הם חייבים להשקיע הרבה זמן בחיבור הציוד ההיקפי מעגל לכל מודול מעגל עבור מערכת הבקרה.
לפיכך, הפתרון המהיר מסייע למעצבים הנדסיים להיות חופשיים מבחירת מעגלים חיצוניים, כגון מגביל הזרם המפריץ או מסנן הרעש לממיר החשמל לפני התקנתם. פתרון מפתח זה כולל רכיבים מובנים, כגון מגביל זרם ההפעלה, מסנן רעש ומעגל עצירה, כדי להקל על מעצבי המערכת להשתלב במערכת הרכבת. באמצעות פתרון ממיר המהפכים, מעצבי מערכות מפשטים את המשימה על ידי הצורך להתקין ולבדוק רק אם הוא יכול לעבוד בצורה חלקה על המכשיר האלקטרוני. הפתרון גם ממזער את עלויות שטר החומר על ידי צמצום מספר הרכיבים החיצוניים. בנוסף, גם אם הממיר המהפכני נכשל, ניתן להחליף אותו רק במודול אחד.
איור 1: תרשים בלוקים של EC7BW18-ECRT/EDRT (מקור: Cincon Electronics Co., Ltd.)
תואם ל- EN 50155
EN 50155 הוא תקן אירופאי למערכות אלקטרוניות במכשירי גלגול ליישומי רכבות. לוח 2 מציג את הבדיקות כגון טמפרטורה, לחות, רטט, הלם והיבטים חשמליים אחרים שעל ממיר החשמל לעבור לפני הסמכה. סדרת EC7BW18-ECRT/EDRT, כדוגמה, נבדקה בסביבה קשה של מערכת הנישאת ברכבת והוסמכה ליישומי הרכבת.
טבלה 2: בדיקות EN 50155 (מקור: Cincon Electronics Co., Ltd.) לחץ לתמונה גדולה יותר.
מגביל זרם
ממיר DC/DC עבור יישומי רכבת דורש א קבל בצד הקלט כדי לשמור על זמן השהייה. ובכל זאת, המאפיינים החולפים של הקבל יהיו בעלי זרמי פריצה גבוהים יותר. הפחתת זרם הפריצה חיונית אם כן במקרה שהוא גורם למפל מתח באספקת הכוח הקדמית או להגנת זרם יתר של ספק הכוח הקדמי, וכתוצאה מכך אין פלט מהממיר.
כדי לטפל בבעיות אלה, סדרת EC7BW18-ECRT/EDRT מאמצת מגביל פעיל לפעולה מובנה המציע יעילות גבוהה יותר. הוא גם פחות מושפע מטמפרטורת הסביבה. הגרפים להלן מציינים את הנתונים השונים של זרם ההתחלה עם אותו מתח כניסה של 36 VDC באמצעות בדיקות באמצעות שתי קבוצות של EC7BW18-72S05-ECRT. עם מגביל הזרם הפעיל הפעיל, זרם ההתחלה הוא 3.12 A ב איור 2תוך איור 3, ללא מגביל זרם ההפעלה, הוא 27.6 א. אם מתח הכניסה יהיה גבוה יותר, זרם ההתחלה יהיה גדול יותר.
איור 2 (משמאל) עם מגביל זרם חדירה ואיור 3 (מימין) ללא מגביל זרם חדירה. CH1 הוא מתח הכניסה, CH2 הוא זרם הכניסה ו- CH3 הוא מתח המוצא. (מקור: Cincon Electronics Co., Ltd.) לחץ לתמונה גדולה יותר.
מעגל השהיה
סביר שלמערכות כוח הרכבת יהיו תנודות במתח האספקה לתקופה קצרה מכיוון שהן מושפעות מהמעבר בין הגנרטור, הסוללה והפנטוגרף. המצבים יכולים להוביל למעגל פתוח קצר או קצר.
בדיקת אספקת החשמל EN 50155, המבוססת על הפרעות באספקת המתח והחלפת אספקה, מסווגת לקבוצות ביצועים שונות:
הפרעות באספקת המתח:
- Class S1: אין הפרעה במתח. לא נדרש קריטריון ביצועים אך הציוד ימשיך לפעול כמפורט לאחר הפסקת המתח.
- Class S2: זמן הפרעה של 10 ms, קריטריון ביצועים A
- Class S3: זמן הפרעה של 20 ms, קריטריון ביצועים A
החלפת אספקה:
- Class C1: ב 0.6* Vin במהלך 100 ms (ללא הפרעות). קריטריון ביצועים א
- מחלקה C2: במהלך הפסקת אספקה של 30 אלפיות השנייה בהצהרת Vin. קריטריון ביצועים ב
בהתאם לדרישות S2, S3 ו- C2, חיוני להוסיף קבלים בצד הכניסה של ממיר DC/DC. ניתן להסיק את ערך הקיבול על ידי הנוסחה כדלקמן:
הנוסחה מגלה שעם אותו זמן ההחזקה ותשומות המתח הנמוכות, כך ערך הקיבול הנדרש גדול יותר.
ה- EC7BW18-ECRT/EDRT מספק מעגל אחסון מובנה העונה לדרישות S2, S3 ו- C2. הגרפים להלן מציגים את נתוני זמן ההחזקה בין שתי קבוצות של EC7BW18-72S05-ECRT, עם ובלי מעגל השהיה. לשניהם יש אותו מתח כניסה של 24 VDC. עם זאת, זמן ההחזקה של הבדיקה עם מעגל החזקה מובנה הוא 13 ms (איור 4), לעומת 0.88 אלפיות השנייה ללא מעגל השהיה (איור 5).
איור 4 (משמאל) עם מעגל השהיה ואיור 5 (מימין) ללא מעגל השהיה. CH1 הוא מתח הכניסה ו- CH2 הוא מתח המוצא. (מקור: Cincon Electronics Co., Ltd.) לחץ לתמונה גדולה יותר.
מודולי הספק משולבים במיוחד כוללים את ההגנה על EMI, מגביל זרם ההפעלה ומעגל ההחזקה. פתרון מאושר על ידי תקן EN 50155, EN 50121-3-2, ותקן EN 45545-2, מציע מספר יתרונות לתעשיית הרכבות. הוא מספק טווח מתח כניסה רחב במיוחד של 10 VDC עד 160 VDC, המתאים לכל מיני פרמטרי מתח באזורים השונים. בנוסף, ממיר DC/DC מבודד 16: 1 מבודד כניסה חל על מכשירי המעקה המשולבים, שכן משתנות המתח של מערכת הרכבות גדולה יותר.
מעגל ההחזקה, הכלול בממיר דוגמאות לדוגמה זה, פועל כמאגר בזמן חירום למרות אובדן מתח הכניסה. בנוסף, מסנן ה- EMI מקטין רמה מספקת של פליטות ומגביר את החסינות מפני הפרעות ממכשירים חשמליים ואלקטרוניים רגישים המופעלים על ציוד הרכבת. בינתיים, היעילות הגבוהה עד 88% מאפשרת טווח טמפרטורות הפעלה של -40 ° C עד 100 ° C. לפיכך פתרון ממיר מורכב עשיר בתכונות יכול לפתור את הבעיה הקוצנית של תכנון חשמל ולהגביר את יציבות מערכת הרכבות.