适合车载和轨道应用的DC/DC转换器

在过去几年中，RECOM 大大扩展了其 EN50155 认证元器件的产品组合，现在可提供大量适用于铁路环境的 AC/DC 和 DC/DC 转换器。收购意大利电源专家 RECOM Power Systems 后，RECOM 能够提供最大功率为 18 kW 的定制电力解决方案。

面向铁路应用的 DC/DC 转换器

这些年来RECOM将铁路行业所用的DC/DC转换器系列从8W拓展至240W，并且取得了市场高度认可的EN50155认证。轨道交通认证系列产品最高功率240W，功率密度为4,5w / cm，是目前市场上最高功率密度的产品之一。为了优异的散热性能，RECOM推出1“x1”封装的12W RP12-AR、20W RPA20-AW和30W RPA30-AW系列，以及2“x1”封装的60W RPA60-FW系列。

除了原有的专为铁路应用设计的4:1输入电压范围的DC/DC转换器是之外，最新的RPA100H和RPA200H系列甚至提供了一个令人印象深刻的10:1的输入电压范围，超宽输入电压范围涵盖了从24VDC至110VDC的标称电压（14.4VDC至156VDC）。所有系列产品均有EN50155认证*，适用于轨道交通的恶劣环境。同时它们也是具有UL / cUL60950认证的，所以也是工业和电信应用的可靠选择。

RECOM为DC/DC铁路转换器推出了高达240W的全系列评估板，适合高压(-1)或高电流(-2)输出的同时还包括RIA12浪涌抑制器。
R-REF04-RIA12
  • 输入电压范围: 9V至160VDC（标称)
  • 功率8W至240W
  • EN50155认证
  • UL/IEC/EN60950认证 & CE
  • UL 组件认可
  • 效率高达93%
  • 温度范围: -45°C至+97°C
  • DIP24/SMD, 1"x1"、2"x1"、1/4砖型和1/2砖型
RECOM 铁路数据通信用电源
RSPxxx-168是一款瞬态保护模块，用于保护铁路DC/DC电源免受高达385VDC的瞬态高压。除了3.3V、5V、12V和15V的单输出，转换器也有±12V和±15V的双输出选择。控制引脚逻辑可以选择正或负。由于效率高达93%，自然对流的冷却方式已足够，但如果需要，模块也可以预先安装散热器。模块享有RECOM标准的三年质量保证。
对于需要更高功率的铁路 DC/DC 应用，可选用 RECOM 的 RMD 系列。该系列的标称输入电压为 24 V、36 V、48 V、72 V 或 110 V，这五个输入电压覆盖了 14.4 VDC 至 170 VDC 的电压范围，可提供 150 W 至 500 W 输出功率。高效设计已进行型式试验，能够满足铁路标准 EN 50155。
  系列 功率（W） 输入电压（V） 输出路数 主输出电压（V） 安装类型
1 DC/DC, 150 W, Single Output, Chassis mounting RMD150-UW Series
重点
150 14.4 - 154 单路 19.2 ‐ 25.2 底架安装
2 DC/DC, 300 W, Single Output, Chassis mounting RMD300-UW Series
重点
300 14.4 - 170 单路 19.2 ‐ 25.2, 88 ‐ 115.5 底架安装
3 DC/DC, 500 W, Single Output, Chassis mounting RMD500-EW Series
重点
500 43.2 - 170 单路 19.2 ‐ 25.2 底架安装
4 DC/DC, 3 W, THT RP03-RAW Series
重点
3 36 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 18, 2.97 ‐ 3.63, 21.6 ‐ 28.8, 4.5 ‐ 5.5, ± 10.8 ‐ ± 13.2, ± 13.5 ‐ ± 16.5, ± 4.5 ‐ ± 5.5 THT
5 DC/DC, 6 W, THT RP06-RAW Series
重点
6 36 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 18, 2.97 ‐ 3.63, 21.6 ‐ 28.8, 4.5 ‐ 5.5, ± 10.8 ‐ ± 13.2, ± 13.5 ‐ ± 16.5, ± 4.5 ‐ ± 5.5 THT
6 DC/DC, 8 W RP08-AW Series
重点
8 9 - 36, 18 - 75, 43 - 160 单路, 双路 12, 15, 3.3, 5, ± 12, ± 15, ± 5 THT, SMD
7 DC/DC, 10 W, THT RP10-RAW Series
重点
10 36 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 18, 2.97 ‐ 3.63, 21.6 ‐ 28.8, 4.49 ‐ 5.51, 4.5 ‐ 5.5, ± 10.8 ‐ ± 13.2, ± 13.5 ‐ ± 16.5, ± 4.5 ‐ ± 5.5 THT
8 DC/DC, 40 W, Single Output, THT RP40Q-RUW Series
重点
40 14 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
9 DC/DC, 60 W, Single Output, THT RP60Q-RUW Series
重点
60 14 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
10 DC/DC, 150 W, Single Output, THT RPA150E-EW Series
重点
150 9 - 60 单路 19.2 ‐ 28.8, 38.4 ‐ 57.6, 9.6 ‐ 14.4 THT
11 DC/DC, 150 W, Single Output, THT RPA150Q-RUW Series
重点
150 14.4 - 170 单路 19.2 ‐ 28.32, 43.2 ‐ 59.4, 9.6 ‐ 13.2 THT
12 DC/DC, 20 W, THT RPA20-AW Series
重点
20 9 - 36 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 16.5, 2.97 ‐ 3.63, 4.5 ‐ 5.5, ± 12, ± 15 THT
13 DC/DC, 20 W, THT RPA20-FR Series
重点 新
20 36 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 18, 21.6 ‐ 28.8, 4.5 ‐ 5.5, 4.59 ‐ 5.61, ± 12, ± 15, ± 5 THT
14 DC/DC, 30 W, THT RPA30-AW Series
重点
30 9 - 36 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 16.5, 2.97 ‐ 3.63, 4.5 ‐ 5.5, ± 12, ± 15 THT
15 DC/DC, 40 W, THT RPA40-FR Series
重点
40 36 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 16.5, 21.6 ‐ 26.4, 4.49 ‐ 5.51, 4.5 ‐ 5.5, ± 12, ± 15 THT
16 DC/DC, 60 W, Single Output, THT RPA60-FW Series
重点
60 9 - 36 单路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 16.5, 21.6 ‐ 26.4, 4.5 ‐ 5.5 THT
17 DC/DC, 40 W, Single Output, Chassis mounting RMD40-UW Series
即将推出
40 14.4 - 154 单路 21.6 ‐ 26.4 底架安装
18 DC/DC, 75 W, Single Output, Chassis mounting RMD75-UW Series
即将推出
75 14.4 - 154 单路 21.6 ‐ 26.4 底架安装
19 DC/DC, Single Output, THT RP100H-RW Series
100, 101 9 - 36, 16.5 - 75, 43 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
20 DC/DC, 12 W, THT RP12-AR Series
12 36 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 18, 2.97 ‐ 3.63, 21.6 ‐ 28.8, 4.5 ‐ 5.5, ± 12, ± 15, ± 24 THT
21 DC/DC, Single Output, THT RP120Q-RW Series
120, 130, 132 9 - 36, 16.5 - 75, 40 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
22 DC/DC, Single Output, THT RP180H-RW Series
140 - 182 9 - 36, 16.5 - 75, 43 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
23 DC/DC, 20 W, THT RP20-FR Series
20 9 - 36, 18 - 75, 43 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 16.5, 2.97 ‐ 3.63, 4.5 ‐ 5.5, ± 12, ± 15 THT
24 DC/DC, Single Output, THT RP240H-RW Series
177.5 - 240 9 - 36, 16.5 - 75, 43 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
25 DC/DC, 40 W, THT RP40-FR Series
40 9 - 36, 18 - 75, 43 - 160 单路, 双路 10.8 ‐ 13.2, 13.5 ‐ 18, 2.97 ‐ 3.63, 21.6 ‐ 28.8, 4.5 ‐ 5.5, ± 12, ± 15, ± 24 THT
26 DC/DC, Single Output, THT RP75H-RW Series
75, 77 9 - 36, 18 - 75, 43 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
27 DC/DC, Single Output, THT RP90Q-RW Series
82.5 - 90 9 - 36, 16.5 - 75, 40 - 160 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 4 ‐ 5.5, 9.6 ‐ 13.2 THT
28 DC/DC, 100 W, Single Output, THT RPA100H-RUW Series
100 16.5 - 140 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 9.6 ‐ 13.2 THT
29 DC/DC, 200 W, Single Output, THT RPA200H-RUW Series
200 16.5 - 140 单路 12 ‐ 16.5, 19.2 ‐ 26.4, 38.4 ‐ 52.8, 9.6 ‐ 13.2 THT
30 DC/DC, THT RSPxxx-168 Series
20, 150, 300 40 - 160 168 THT
*RP08-AW, RP12-AR, RP20-FR, RPA20-AW, RPA30-AW, RP40-FR, RPA40-FR, RP40Q-RUW, RP60Q-RUW, RPA60-FW, RP75H-RW, RP90Q-RW, RP100H-RW, RP120Q-RW, RP180H-RW, RP240H-RW
铁路即插即用 DC/DC 转换器 - RMD 系列 图像

铁路即插即用 DC/DC 转换器 - RMD 系列

面向铁路应用的 AC/DC 转换器

RECOM RMOC 为混合动力机车设计电源解决方案
以下设计特意以平台解决方案形式开发，便于 RECOM 快速、轻松、经济地对这些解决方案进行修改，从而满足各种客户需求。

RECOM 提供符合铁路标准的三相交流输入电池充电器，具有主动功率因数校正功能，额定功率分别为 3.2 kW（RMOC3200 系列）和 5 kW（RMOC5000 系列），级联时功率最高可达 20 kW。RMOC3200 系列还可在最高 800 V 的直流输入电压下工作。两个系列的输出均适用于 24 Vnom 至 110 Vnom（且均在 36/48/72/96 之间）的应用
系列 类型 描述
RMOC3200
RMOC3200
 Cascadable Battery charger Power 3200W, Vin 400V3AC or 700VDC, Vout 24-110V
RMOC5000
RMOC5000
 Cascadable Battery charger Output Power 5kW, Vin 360-440VAC 3 Phases 3 wires RST, Vout 39.5-58VDC
SA3206
SA3206
新 		Battery Charger 3,2kW temperature regulated Battery Charging for Railway Applications
SA500
SA500
新 		Battery charger 500W AC/DC or UPS PSU for Railway Applications

面向铁路应用的 DC/AC 转换器

对于铁路应用而言，ID250 系列包含了标称输入为 24V, 48V, 72V 或 110VDC 直流电的模块化 DC/AC 逆变器。对于输入电压为 48 V 的型号，其输出为单相 200-240 VAC 或 50-156 VAC。该系列符合铁路应用标准，通常用于为乘客插座或驾驶员控制台提供电源。
系列 类型 描述
IA6000
IA6000
新 		Inverters 6kW 3AC inverter for traction line input 750V
IA750
IA750
新 		Inverter 750W DC/1AC Inverter for Railway Applications
IAC1300
IAC1300
新 		Inverter 1300W DC/3AC Inverter for Railway Applications
IAC1500
IAC1500
新 		Inverter 1500W DC/1AC Inverter for Railway Applications
IAC260
IAC260
新 		Inverter 220W DC/1AC Inverter for Railway Applications in IP65
IAC3000
IAC3000
新 		Inverter 3000W DC/3AC Inverter for Railway Applications
ID250
ID250
 Railway Inverter Power 240W, Vin 24-48-72-110VDC, Vout 48VDC: 50-156VAC / 24-72-110VDC: 200-240VAC
ID3300
新 		Inverter 3000W DC/3AC Inverter for Railway Applications
SD30000
SD30000
新 		Inverters 30kW DC/DC Power Supply Unit with HV-Output up to 920V

DC/DC 转换器在铁路环境中有哪些用途？

在铁路环境中，DC/DC 转换器可将直流电池电压转换为更低的电压，供各种控制和供电电路使用。这是因为铁路车辆采用的是直流配电系统，以便在发电机发生故障时使用电池来维持电力供应。这些转换器需要符合 EN 50155 标准，以确保即使在恶劣的环境条件下，也不会影响其运行模式。

主要应用如下：
  • 铁路车辆
  • 车载和轨旁应用
  • 工业应用
  • 高压电池供电应用
  • 分布式电源架构
专为铁路和车载应用设计的

铁路应用中恶劣的条件

高温、霜冻、振动和机械冲击都会对电子组件造成严重损坏。铁路应用中的 DC/DC 转换器将暴露在极其恶劣的环境条件下，在整个使用寿命期间必须正常、可靠地工作。因此，工程师需要的是能够承受这些特殊条件，并且经认证适用于铁路应用的 DC/DC 转换器。

EN 50155 - 铁路车辆使用的电子设备标准

EN50155（铁路应用 - 铁路车辆上使用的电子设备标准）详细规定了铁路工程中使用的信息系统和电子元器件应满足的要求。该标准同样适用于 DC/DC 转换器，这些转换器作为电源工作在极端条件下（如高温、寒冷、冲击和振动），必须保证多年可靠运行。

EN50155 是铁路车辆（基本上涵盖能够移动的所有轨道车辆；包括机车、客运车厢、轻轨和货运列车）使用的电子设备的性能标准。其中规定了输入电压范围、电气隔离、工作温度、冲击和振动、湿度和 EMC 以及设备可靠性和预期使用寿命的最低要求。铁路车辆使用的电子设备预计具有长达 20 年的超长使用寿命，因此应经过全面的环境测试。除了常规的工作温度测试外，该标准还要求进行额外的热循环、干热和湿热测试。只有完全封装或密封的 DC/DC 转换器才能满足这些要求。

极端温度

在夏天，温度可以达到零上 60°C 或更高。在冬天，温度经常下降到零下 30°C 甚至更低。而且，转换器在铁路车辆中工作时，会受到剧烈振动的影响。所有这些都要求传统的 DC/DC 转换器突破极限。新的 EN50155 标准定义了六个不同的工作温度范围，还要求在启动期间测试工作温度和扩展温度限值。

冲击、振动和灰尘

按元件类型划分的需求类别表
安装在轨道车辆和机车中的元器件会受到剧烈振动和其他机械应力。在调车过程中，加速度经常会达到 5G。另外，这些元器件还面临一个更大的问题：在车辆行驶过程中会产生持续振动应力，这会导致机械疲劳，从而使模块发生故障。为了防止此类故障发生，业内制定了 EN 61373 标准，其中规定了铁路应用中所用电源应承受的最低振动和冲击强度。

在进行振动、冲击和颠簸测试时，务必要知晓最终设备的位置——无论是安装在驾驶室、客运车厢内，还是更多地暴露在底盘或转向架上。DC/DC 转换器主要安装在机车上，因此一般情况下必须符合 1B 级的要求。

湿度

EN 50155 规定了一般的湿度测试要求：平均相对湿度为 75%，随后连续 30 天相对湿度为 95%。对于电子设备，这意味着在大多数情况下需采用防水外壳或经涂漆处理。

严格的 EMC 要求

即使在极其不利的电磁环境中，铁路应用中的电子设备也必须正常工作。一方面，电子设备暴露在电动机和变压器产生的强磁场中。另一方面，它们必须能够承受受电弓产生的干扰。此外，上车的乘客还会带来许多额外的干扰源，如他们随身携带的手机和笔记本电脑等。而对于驱动组件、电机控制单元和显示器等高度敏感的元器件，不得以任何方式受到这些干扰源的影响。

为了确保这一点，EN 50155 标准反复参考了并行标准 EN 50121-3-2“铁路应用-电磁兼容性-铁路车辆-设备”的内容，其中明确规定了设备所能承受的辐射干扰和传导干扰限值，并对过电压和瞬变的耐受性提出了严格的要求。为了满足这些 EMC 要求，需要采用一个 EMC 滤波器来保护 DC/DC 转换器并吸收任何传导发射。

选择铁路应用 DC/DC 转换器时需要考虑哪些特性？

输入电压范围

由于历史原因，铁路应用中使用大量不同的电源电压。最常见的额定电压为 24 VDC、48 VDC、72 VDC、96 VDC 和 110 VDC。

尽管列车上最常用的电压为 110 VDC，EN50155 的最新版本还是定义了七种不同的标准直流电压。24 V 至 48 V 电压通常用于轻轨、有轨电车和无轨电车。

为了满足对标称输入电压的这些要求，铁路应用开发人员选择了具备 4:1 输入电压范围的转换器，如 RECOM 的 RP20-FR 和 RP40-FR 系列，因为这些产品仅具有三种不同的转换器型号，却覆盖了整个标称输入电压范围。

Nominal
Input Voltage		 EN50155 RECOM
RPxx-FR Serie
Input Range Min. Input (0,1s) Max. Input (1s) Input Range Min. Input Max. Input (1s)
24V 16.8-30V 14.4V 33.6V 9-36V 9V 50V
48V 33.6-60V 28.8V 67.2V 18-75V 18V 100V
72V 50.4-90V 43.2V 100.8V 43-160V 43V 170V
96V 67.2-120V 57.6V 134.4V 43-160V 43V 170V
110V 77-137.5V 66V 154V 43-160V 43V 170V

图：经 EN50155 认证的 DC/DC 转换器必须能够承受强烈的输入电压波动。Recom 的 RPxx-FR 系列以三种转换器型号覆盖了从 24 V 到 110 V 的整个输入电压范围。RPA100H 和 RPA200H 甚至只用一个型号就覆盖了整个输入电压范围

EN50155 规定，标称输入电压可在额定电压的 0.7 至 1.25 倍之间波动，并允许出现介于额定电压 0.6 至 1.4 倍之间的短期偏差。这意味着48 V DC/DC 转换器必须适用于 28.8 V 至 67.2 V 的输入电压范围。

直到最近，人们还一致认为 4:1 转换器的效率和成本效益已经达到极限。RECOM 最新推出的 100 W 和 200 W DC/DC 转换器彻底改变了人们的看法。RPA100H 和 RPA200H 具有 10:1 宽输入电压范围，只用一个模块即可覆盖所有常见的额定电压。

封装尺寸

铁路行业所用的 DC/DC 转换器通常包括全砖型、半砖型和四分之一砖型。全砖型的尺寸为 4.6 x 2.4 x 0.5 英寸，半砖型的尺寸为 2.3 x 2.4 x 0.35 英寸，四分之一砖型的尺寸为 2.3 x 1.45 x 0.35 英寸。但是，对于低功率转换器，也采用 DIP24、1"x1" 和 2"x1" 封装。四分之一砖尺寸的新型开关式电源可提供 250 W 或更高的输出功率。这将对以前需要使用的插槽进行大幅改进，意味着现在可以为产品添加更多功能。该标准还规定了引脚布局；因此，当使用符合该标准的 DC/DC 铁路转换器时，设计人员在需要时可以轻松更换产品。
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