Robuste Hochleistungsstromversorgungen erfüllen strenge Bahnstandards

Ob in Zügen, auf Gleisen oder in Bahnhöfen - Stromversorgungen, die in Bahnanwendungen eingesetzt werden, sind regelmäßig extrem rauen Bedingungen ausgesetzt, müssen aber gleichzeitig präzise und zuverlässig arbeiten. Die erwartete Lebensdauer dieser Produkte beträgt Jahrzehnte, wobei extreme Arbeitsbedingungen wie Hitze, Kälte, Stöße und Vibrationen, mechanische Einwirkungen und elektromagnetische Störungen die elektronischen Baugruppen von Stromversorgungen ernsthaft beschädigen können.

Robuste Stromversorgungen, die all diesen rauen Bedingungen standhalten können, sind bei der Entwicklung von Bahnsystemen von entscheidender Bedeutung. Um sich für den Einsatz in Bahnsystemen zu qualifizieren, müssen Stromversorgungen auch die höchsten Standards erfüllen, u. a. in Bezug auf Schock und Vibration, Brandschutz, Wärme, EMI/ESD, Gewicht sowie Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Strenge Eisenbahnstandards

Heute regeln mehrere strenge internationale Normen die Anwendungen im Schienenverkehr. Einige dieser Normen sind:

• EN 50155: Elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen
• EN 61373: Betriebsmittel von Bahnfahrzeugen - Prüfungen für Schwingen und Schocken
• EN 50121-3-2: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
• EN 45545-2: Brandschutz in Schienenfahrzeugen

EN50155 beispielsweise ist eine bekannte Leistungsnorm für elektronische Geräte, die in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden (alle Schienenfahrzeuge, die sich bewegen, einschließlich der Lokomotiven, Personenwagen, Stadtbahnen und Güterzüge). Sie legt nicht nur Mindestanforderungen für den Eingangsspannungsbereich, die elektrische Isolierung, den Betriebstemperaturbereich, Stöße und Vibrationen, Feuchtigkeit und EMV fest, sondern spezifiziert auch die Zuverlässigkeit der Geräte und die erwartete Nutzungsdauer.

In vielen Fällen wird davon ausgegangen, dass elektronische Geräte in Schienenfahrzeugen eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren haben sollen, was gründliche Umwelttests erfordert. Darüber hinaus schreibt die Norm EN50155 auch Prüfungen bei normaler Betriebstemperatur sowie Temperaturwechsel-, Trockenhitze- und Feuchtwärmeprüfungen vor.

EN 61373 hingegen legt die Anforderungen für die Prüfung von Geräten fest, die zur Verwendung in Schienenfahrzeugen bestimmt sind, die aufgrund der Art der Betriebsumgebung im Schienenverkehr Vibrationen und Stößen ausgesetzt sein können. EN 50121-3-2 gilt für die EMV-Aspekte der Störaussendung und Störfestigkeit von elektrischen und elektronischen Geräten, die zur Verwendung in Schienenfahrzeugen bestimmt sind. Um ein Höchstmaß an Sicherheit im Falle eines Brandes zu erreichen, müssen alle in Schienenfahrzeugen verwendeten Materialien der europäischen Norm EN 45545-2 entsprechen.

Leistungsstarke DC/DC-Stromversorgungen

Mit über 40 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von führenden Standard- und Custom-Stromversorgungen hat RECOM kürzlich sein Produktportfolio an EN50155-zertifizierten Stromversorgungen erweitert. Mit der Übernahme des italienischen Stromversorgungsspezialisten Power Control Systems bietet RECOM neben einer breiten Palette von AC/DC- und DC/DC-Stromversorgungen nun auch Custom-Stromversorgungslösungen bis zu 10kW für Bahnen an.

Für DC/DC-Stromversorgungen, die in Eisenbahnsystemen eingesetzt werden, haben sich in den letzten Jahrzehnten mehrere verschiedene Versorgungsspannungen herausgebildet. Die Standardspannungen sind 24VDC, 36VDC, 48VDC, 72VDC, 96VDC und 110VDC. In der neuesten Version der Norm EN50155 sind sieben verschiedene genormte Gleichspannungen definiert, wobei 110VDC am häufigsten für Fernverkehrszüge verwendet wird und die 24VDC bis 48VDC eher für Stadtbahnen, Straßenbahnen und Trolleys typisch sind.

Um die Anforderungen für Nenneingangsspannungen von 24, 48 oder 110VDC zu erfüllen, entscheiden sich viele Entwickler von Bahnanwendungen für 4:1-Stromversorgungen wie die Serien RP20-FR und RP40-FR, da sie den Nenneingangsspannungsbereich einschließlich der Transienten mit drei verschiedenen Eingangsspannungsversionen abdecken. Jüngste Verbesserungen bei RECOM haben neue Türen für Bahnentwickler geöffnet, die einen größeren Eingangsspannungsbereich mit nur einem Stromversorgungstyp abdecken müssen.

Die neuesten 100W- und 200W-DC/DC-Stromversorgungen der RPA100H- und RPA200H-Serien verfügen über einen breiten 10:1-Eingangsbereich, um alle gängigen Spannungswerte in einem Modul abzudecken. Mit einem ultraweiten Eingangsbereich von 14,4VDC bis 156VDC können diese DC/DC-Stromversorgungen für jedes Bahndesign in Betracht gezogen werden, ohne dass man sich Gedanken über Spannungstoleranzen, Spannungseinbrüche oder die lokale Versorgungsspannung machen muss.

RECOM bietet auch isolierte und geregelte 12V oder 24VDC-Ausgänge mit einem gleichbleibend hohen Wirkungsgrad von bis zu 90% über den gesamten Eingangsspannungs- und Lastbereich. Durch die Verwendung einer Metallgrundplatte arbeiten diese Stromversorgungen in einem weiten Temperaturbereich von -40°C bis +97°C.

Die RP40Q-RUW- und RP60Q-RUW-Serien gehen über den derzeitigen Ultrabreitband-Eingang hinaus und akzeptieren einen 12:1-Eingangsbereich von 14 bis 185VDC, was den Entwicklern noch mehr Möglichkeiten bietet. Diese Stromversorgungen, die in einem standardmäßigen Quarter Brick-Gehäuse untergebracht sind, verfügen über Gewindeeinsätze für eine sichere Montage in Umgebungen mit hoher Schock- und Vibrationsbelastung. Außerdem bieten sie eine verstärkte Isolierung bei 3VDC, geregelten 5VDC, 12VDC, 15VDC, 24VDC und 48VDC mit Sense- und Trim-Pins. Sie sind CE-gekennzeichnet, bieten eine EN50155- und EN45545-2-Zertifizierung und werden mit einer dreijährigen Garantie geliefert.

RECOMs erweitertes Portfolio an DC/DC-Stromversorgungen von 8W bis 240W für die Bahnindustrie bietet das breiteste Angebot an EN50155-zertifizierten Produkten auf dem Markt. Diese bahnzertifizierten Serien sind in kompakten Gehäusen untergebracht und liefern eine Leistungsdichte von bis zu 4,5W/cm³, eine der höchsten, die heute verfügbar sind. RECOM hat außerdem eine RMD Plug-and-Play-Serie für Bahnanwendungen mit höherer Leistung entwickelt, die eine Ausgangsleistung von 150W bis 500W mit fünf Eingangsbereichen von 14,4V bis 170VDC bietet, die nach der Bahnnorm EN 50155 geprüft und als Komplettlösungen einsatzbereit sind.

AC/DC- und DC/AC-Stromversorgungen

Im AC/DC-Bereich haben RECOM und Power Control Systems dreiphasige AC-Batterieladegeräte mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur (PFC) und Einhaltung der Bahnnormen entwickelt. Die Stromversorgungen sind mit Leistungen von 3,2kW (SA3200-Serie) und 5kW (SA5000-Serie) erhältlich und können kaskadiert werden, um bis zu 20kW zu erzeugen. Die SA3200-Serie arbeitet auch mit einem DC-Eingang von bis zu 800V. Beide Serien sind mit einem Ausgang von 24VDC bis 110VDC (und alles dazwischen: 36/48/72/96VDC) erhältlich.

Für Anwendungen, die eine Wechselstromversorgung benötigen, bietet das Unternehmen Stromversorgungsfamilien wie die ID250-Serie an, die ein- oder mehrphasige Ausgangsspannung oder -strom mit einem Nenneingang von 24V, 48V, 72V oder 110VDC liefern. Der Ausgang ist einphasig 200-240VAC oder 50-156VAC für die 48V-Eingangsversion. Die Serie entspricht den Normen für Bahnanwendungen und wird in der Regel für die Stromversorgung von Fahrgaststeckdosen oder Fahrerkonsolen verwendet.

Fazit

Mit dem globalen Ausbau der Eisenbahnnetze auf der ganzen Welt, um den steigenden Personen- und Gütertransport zu decken, steigt die Nachfrage nach robusten und normgerechten Stromversorgungen weiter an.

Als erfahrener und führender Anbieter von Hochleistungs-Stromversorgungen ist RECOM Ihre zuverlässige Quelle für ein breites Spektrum an robusten und normgerechten DC/DC- und AC/DC-Stromversorgungen sowie DC/AC-Stromversorgungen.

RECOM und seine Tochtergesellschaft Power Control Systems haben ein breites Portfolio an robusten, EN 50155-konformen Stromversorgungen, einschließlich schlüsselfertiger Komplettlösungen, für viele Bahnanwendungen entwickelt. Von Modulen mit geringer Leistung (8W-240W) bis hin zu 10kW-Stromversorgungen bietet RECOM eine Reihe von Standard- und Custom-Lösungen für alle Ihre Anforderungen im Bahnbereich an.