【铁道认证隔离型DC-DC电源转换器】性能零死角大解密(上)

前言

EN 50155是欧洲针对铁道用电子设备所制定的标准,多数国家都会选择参考此法规,测试标准从输入电压规格丶I/O隔离电压丶绝缘电压丶电磁兼容性(EMC)丶机构……等多项测试,以及对於严苛环境的可靠度测试,像是工作温度丶冷却丶湿度丶振动与冲击测试。

MINMAX的铁道认证DC-DC模块全数通过EN 50155认证,支援功率范围从3瓦到150瓦,包装有DIP丶2”X1”及四分之一砖的国际包装可供选择,并支援宽输入电压丶宽操作温度范围丶加强型绝缘丶完整异常保护丶遥控开关功能丶输出电压微调功能丶输出电压遥测…等,另外还通过防火保护测试EN45545-2丶铁道电磁相容(EMC)标准EN50121-3-2丶震动与冲击可靠度测试标准EN61373丶 环境测试IEC 60068-2-1-2-30丶国际安规IEC 62368-1认证与CE标志。

经由PCB布局设计及热管理设计最佳化,不管输入电压,输出电流,环境温度的剧烈变化,MINMAX的产品也能保持整体效率丶功率损耗以及发热的高稳定度表现,甚至能在刚启动瞬间即满足後端负载系统100%电流与功率需求,迅速供应额定输出电压,满足最佳化的系统负载驱动能力要求。

MINMAX不仅提供合适的产品,像是客户在开发过程中使用MINMAX产品所需的分析与验证,或是依照客户需求做特别设计,全面性的服务来赢得终端使用者的信任与支援。MINMAX竭诚为您服务,让您的客户也能密切的与您们合作。

宽输入电压范围

铁路直流系统的配电电压有24V丶28V丶36V丶48V丶72V丶96V丶110V。为了覆盖瞬态条件,电压范围必须包括额定中心电压的 0.6 到 1.4 倍。

MINMAX的铁道认证DC-DC转换器多数能支援4:1的宽输入电压范围,实际范围包含9-36, 18-75, 40-160VDC,能应付所有铁道设备的电压需求,更开发出36-160VDC的输入电压规格,用於需要低电压启动的应用场合。


图1-能在额定输入范围内提供100%输出功率

高精准的输出电压

一般来说铁道蓄电池中是没有电压稳定装置的,因此 MINMAX 铁道认证直流对直流电源模块,在操作期间中,是必须承受铁道蓄电池的以下三种情况:

  • 0.7 Vn 至 1.25 Vn 的电压波动
  • 0.1 秒钟下降 0.6 Vn 幅度
  • 蓄电池启动过程中一秒的 1.4 Vn 的突波电压。


因此MINMAX的铁道认证产品皆采用超高精准输出电压设计,可防止因输入电压丶输出负载电流和环境温度的不确定性导致对铁路运行系统造成负面影响。此外,MINMAX的铁道认证产品更提供了54V的输出电压可供选择,特别适用于 PoE(乙太网路供电)的应用场合,可有效补偿在长距离的电力传输中,所造成的电压损失。


图2-稳定且精准的输出电压准度是必须的

高隔离耐压搭配加强型绝缘系统

MINMAX的铁道认证产品具备加强型绝缘丶隔离电压2KVAC以及全真空封装,来创造出坚固的绝缘屏障与隔离耐压能力,藉以保护敏感的系统电路在列车运行中不受到杂讯丶电磁干扰丶电源母线波动丶电击丶浪涌丶瞬态尖峰电压丶电力架构的绝缘击穿丶机械损坏丶火灾以及PCB电路板间产生的气隙丶电弧和接地回路的短路,能为长期运行的铁道设备提供最佳安全保障。


图3-MINMAX的铁道认证产品皆通过加强绝缘的2KVAC隔离耐压测试

出色的热结构设计

透过最佳化的热结构设计(如高导热胶丶低热阻元件和优化的PCB结构)确保更好的热性能和长期导热结构,能为长期运行在严苛环境的铁道设备提供最佳安全可靠的保证。


图4-采用最佳化的热设计

许多铁道应用环境在夏季,温度可达到+60°C或更高;冬天经常降至-30°C甚至更低。

因此如何将产品的操作环境温度范围拓宽是个重要的课题。而MINMAX的铁道认证产品皆通过最佳化的整体电气和热结构设计,可支持 -40°C 至 +85°C 温度范围,以满足铁路应用的严苛要求。

良好的散热辅助机制

多数MINMAX的铁道认证产品提供三种不同高度的散热器供选择,满足不同操作温度需求的使用场合。


图5-提供弹性选择的散热器选项

出色的EMC性能

MINMAX的铁道认证产品透过杂讯滤波技术的提升,可以实现出色的EMC性能,有助於降低电源模组对系统中的电磁干扰,进而改善系统传导性及辐射性的EMI性能,以及静电(ESD)丶雷击浪涌(Surge)丶电子快速脉冲(EFT)丶传导抗扰(CS)丶辐射抗扰(RS)与电源频率磁场耐受(PFMF)等方面的EMS 性能。


图6-传导EMI符合EN 50121-3-2标准


图7-辐射EMI符合EN 50121-3-2标准


图7-通过EN 55024的EMS多样测试标准