Интеграция власти модуль Эффективное и простое применение в железнодорожных приложениях вызывает серьезную озабоченность у все большего числа производителей источников питания. Такие силовые модули должны быть адаптированы к системе или изменениям окружающей среды в зависимости от конкретных приложений. В связи с этим сверхширокий входной диапазон постоянного/постоянного тока Преобразователь может удовлетворять требованиям и поддерживать все номинальные напряжения для поездов. Поскольку железнодорожное движение подвержено неблагоприятным условиям окружающей среды, преобразователь постоянного тока в постоянный должен быть сертифицирован по стандартам EN 50155, EN 61373 и EN 45545-2.
Одним из примеров, обеспечивающих такую адаптивность, является модуль преобразователя постоянного тока в постоянный ток EC7BW18-ECRT / EDRT от Cincon Electronics Co., Ltd. Эта серия предлагает универсальные преобразователи со сверхшироким входным напряжением от 10 до 160 В постоянного тока, доступные в Монтаж на шасси или на шасси с возможностью установки на DIN-рейку. Серия соответствует стандарту EN 50155 с колебаниями напряжение диапазон и поддерживает распределенные напряжения 24 В постоянного тока, 36 В постоянного тока, 48 В постоянного тока, 72 В постоянного тока, 96 В постоянного тока и 110 В постоянного тока, как показано на Таблица 1.
Таблица 1: Диапазон входного напряжения EN 50155 (Источник: Cincon Electronics Co., Ltd.) Щелкните, чтобы увеличить изображение.
Почему готовое решение
Готовое решение Cincon EC20BW7-ECRT / EDRT мощностью 18 Вт объединяет многофункциональный силовой модуль для железнодорожных приложений. (Источник: Cincon Electronics Co., Ltd.) Щелкните, чтобы увеличить изображение.
Одни из самых сложных задач в современном железнодорожном секторе, с которыми сталкиваются проектировщики систем, - это устранение электромагнитных помех (EMI), времени задержки и проблем с пусковыми токами. Они должны потратить много времени на подключение периферийных устройств. схема к каждому схемному модулю системы управления.
Таким образом, готовое решение помогает инженерам-проектировщикам не выбирать внешние цепи, такие как ограничитель пускового тока или шумовой фильтр для преобразователя мощности, перед их установкой. Это готовое решение включает в себя встроенные компоненты, такие как ограничитель пускового тока, фильтр шума и задерживающую цепь, чтобы облегчить разработчикам систем интеграцию в железнодорожную систему. Используя готовое решение для преобразования преобразователя, разработчики системы упрощают задачу, поскольку им нужно только установить и протестировать, чтобы убедиться, что он может бесперебойно работать с электронным устройством. Решение также сводит к минимуму затраты на материалы за счет уменьшения количества внешних компонентов. Кроме того, даже если преобразователь под ключ выйдет из строя, его можно просто заменить в одном модуле.
Рисунок 1: Блок-схема EC7BW18-ECRT / EDRT (Источник: Cincon Electronics Co., Ltd.)
Соответствует EN 50155
EN 50155 - это европейский стандарт для электронных систем в подвижном составе железнодорожного транспорта. Таблица 2 показывает такие испытания, как температура, влажность, вибрация, удары и другие электрические аспекты, которые преобразователь мощности должен пройти перед сертификацией. Серия EC7BW18-ECRT / EDRT, например, была протестирована в суровых условиях железнодорожной системы и сертифицирована для применения на железной дороге.
Таблица 2: Тесты EN 50155 (Источник: Cincon Electronics Co., Ltd.) Щелкните, чтобы увеличить изображение.
Ограничитель пускового тока
Преобразователь постоянного тока в постоянный для железнодорожного транспорта требует наличия конденсатор на входной стороне для поддержания времени удержания. Тем не менее, переходные характеристики конденсатора будут иметь более высокие пусковые токи. Таким образом, снижение пускового тока имеет важное значение в случае, если он вызывает падение напряжения во входном источнике питания или защиту от перегрузки по току внешнего источника питания, что приводит к отсутствию выходного сигнала преобразователя.
Для решения этих проблем в серии EC7BW18-ECRT / EDRT используется встроенный активный ограничитель броска тока, обеспечивающий более высокую эффективность. На него также меньше влияет температура окружающей среды. На графиках ниже показаны различные данные по пусковому току при одинаковом входном напряжении 36 В постоянного тока при испытаниях с использованием двух комплектов EC7BW18-72S05-ECRT. С активным ограничителем пускового тока пусковой ток составляет 3.12 А в Рисунок 2, В то время Рисунок 3без ограничителя пускового тока составляет 27.6 А. Если входное напряжение становится выше, пусковой ток будет больше.
Рисунок 2 (слева) с ограничителем пускового тока и Рисунок 3 (справа) без ограничителя пускового тока. CH1 - входное напряжение, CH2 - входной ток, а CH3 - выходное напряжение. (Источник: Cincon Electronics Co., Ltd.) Щелкните, чтобы увеличить изображение.
Цепь удержания
В железнодорожных энергосистемах могут наблюдаться колебания напряжения питания в течение короткого периода, поскольку на них влияет переключение между генератором, аккумулятором и пантографом. Ситуации могут привести к кратковременному обрыву цепи или короткому замыканию.
Испытание источника питания EN 50155, основанное на прерывании подачи напряжения и переключении питания, подразделяется на различные классы производительности:
Перебои в подаче напряжения:
- Класс S1: отсутствие прерывания напряжения. Критерии производительности не требуются, но оборудование должно продолжать работать, как указано, после отключения напряжения.
- Класс S2: время прерывания 10 мс, критерий производительности A
- Класс S3: время прерывания 20 мс, критерий производительности A
Перенаправление поставки:
- Класс C1: 0.6 * Vin в течение 100 мс (без прерываний). Критерий качества работы А
- Класс C2: при отключении питания на 30 мс при выводе Vin. Критерий качества B
В соответствии с требованиями S2, S3 и C2 необходимо добавить конденсатор на входной стороне преобразователя постоянного тока в постоянный. Значение емкости можно вычислить по следующей формуле:
Формула показывает, что при одинаковом времени удержания и меньшем входном напряжении требуется большее значение емкости.
EC7BW18-ECRT / EDRT имеет встроенную схему удержания, которая соответствует требованиям S2, S3 и C2. На графиках ниже показаны значения времени задержки между двумя наборами EC7BW18-72S05-ECRT, с цепью задержки и без нее. Оба они имеют одинаковое входное напряжение 24 В постоянного тока. Однако время удержания для теста со встроенной цепью удержания составляет 13 мс (Рисунок 4) по сравнению с 0.88 мс без схемы удержания (Рисунок 5).
Рисунок 4 (слева) со схемой удержания и Рисунок 5 (справа) без цепи удержания. CH1 - это входное напряжение, а CH2 - выходное напряжение. (Источник: Cincon Electronics Co., Ltd.) Щелкните, чтобы увеличить изображение.
Высокоинтегрированные силовые модули включают в себя защиту от электромагнитных помех, ограничитель пускового тока и схему удержания. Утвержденное стандартами EN 50155, EN 50121-3-2 и EN 45545-2, готовое решение дает ряд преимуществ для железнодорожной отрасли. Он обеспечивает сверхширокий диапазон входного напряжения от 10 до 160 В постоянного тока, подходящий для всех видов параметров напряжения в различных областях. Кроме того, изолированный входной преобразователь постоянного тока в постоянный ток 16: 1 применим к бортовому рельсовому устройству, поскольку вариабельность напряжения рельсовой системы больше.
Схема удержания, включенная в этот пример преобразователя под ключ, действует как буфер во время аварийной ситуации, несмотря на потерю входного напряжения. Кроме того, фильтр электромагнитных помех снижает достаточный уровень излучения и повышает невосприимчивость к помехам от чувствительных электрических и электронных устройств, эксплуатируемых на железнодорожном подвижном составе. Между тем, высокий КПД до 88% обеспечивает диапазон рабочих температур от -40 ° C до 100 ° C. Таким образом, многофункциональное решение преобразователя «под ключ» может решить сложную проблему проектирования мощности и повысить устойчивость железнодорожной системы.