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铁路车载电子设备供电电源的要求

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2020-05-26

铁路车载电子设备产品需满足en50155等标准内容要求,并且车载电子设备接口均要满足电位差、电磁兼容、人身安全等方面的要求,要控制外部故障而引起的失效扩散。

 

主要要求如下:

环境要求:如海拔、温度湿度、冲击振动以及ip等级等。

电气要求:如电源要求、电气隔离等。

浪涌和静电放电要求:浪涌试验主要是过电压试验,最大需要承受1.4倍常规电压等。

emc要求:包括cere以及csrssurgeeftesd等,对于不同的接口部分需要采用不同的等级。

对装置的可靠性、可维修性和预估的使用寿命要求:如可维修性验证,采用指示灯进行指示,可定位故障发生点,方便进行维修。如可靠性运行验证,运行里程不少于10w公里,运行时间不少于1年等。

其他要求:如对于供电中断、跌落等。

 

采用隔离电源是防止故障扩散的方法之一,在车载电子设备中起着重要的作用。但是车载在运行过程中,存在着各种状态,如剧烈的振动状态、剧烈的外界环境温度变化率等情况出现,常规的工业级电源模块很难满足其使用要求。

 

铁路车载电子设备供电电源的要求

电源冲击和振动的要求:

由于铁路运行环境的性质,铁道车辆会受到冲击和振动。对于安装在铁道车辆上的电子设备必须进行随机振动和冲击试验。对于电源模块来说,采用灌胶固定pcb板载元器件的方法,可有效增强其抗振动和冲击的能力。

 

一般车载蓄电池的额定供电电压有24v48v72v96v110v5种规格,由于辅助设备启动或者感性负载进行切换,会产生浪涌电压或者低电压出现,电源设计的输入电压参数能够在0.6vn1.4vn电压范围内正常工作,并且电源厂家都会兼容多个车载蓄电池电压等级。

 

电源隔离电气的要求:

车载电子设备的介电试验(耐压试验)的试验电压与车载蓄电池的供电电压相关,对于车载电子设备的供电类型不确定的话,如110v蓄电池可能浮冲至125v以上情况出现,或低压变压器可能会产生大于125v电压,建议采用1500vac隔离的使用要求,可满足瞬时过电压时的电气隔离要求。其相关要求如下:

 

电源温度和湿度的要求:

为了满足长途铁道机车的温度变化范围和湿度范围要求,车载电源需满足环境温度-40~85℃的使用要求,并且通过高低温循坏和湿热交变等可靠性试验验证。

 

电源浪涌的要求:

每个国家对特殊浪涌的要求不一致,如英国铁路标准ria12要求与供电电源蓄电池连接的电子设备,必须能够经受两种波形:一种是1s 1.5倍输入电压波形,另一种是3.5倍输入电压,持续时间20ms的浪涌电压。该浪涌脉冲电压的源阻抗为0.2ω,如果考虑供电蓄电池额定电压为110vdc,那么如果只是采用单一的钳压器件进行防护,很难吸收(设钳位电压vc160vdc)高达=2475j的能量,一般瞬时钳压抑制器件很难满足要求,需要专门的电路或者模块来满足标准要求。

 

其他要求:

一般电源模块设计难以满足10ms中断需求,尤其是对于低压输入产品,需要增加外围输入输出电容满足客户需求。如对于蓄电池的短路保护措施,一般采用防反二极管或者机械设计来规避此方面的失效。


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