Ein Netzteil versorgt nicht nur eine einzelne Last. Der Anschluss an verschiedene Subsysteme und verschiedene Lasten ist üblich. Wird eine der Lasten erhöht oder das Gerät angelegt, sinkt die Busspannung durch den sprunghaften Stromanstieg korrekt ab. Besonders bei Lasten wie Motoren ist der Spannungsabfall deutlicher. Im Allgemeinen können heutige DC-DC-Wandler mit der Eingangsdrift des Spannungsabfalls fertig werden. Kommt es jedoch zu einem Stromausfall, werden alle angeschlossenen Geräte sofort ausgeschaltet.
Gemäß EN 50155 (Bahnanwendungen – Schienenfahrzeuge – Elektronische Ausrüstung) beschreibt sie zwei Zustände, Versorgungsunterbrechung und Umschaltung, bei denen die Eingangsspannung für 10ms-30ms auf Null abfällt. Eine Eingangsunterbrechung an der Stromversorgung führt dazu, dass jeder DC/DC-Wandler vorübergehend aufhört zu arbeiten, selbst für einen kurzen Zeitraum von 10 ms bis 30 ms, und alle angeschlossenen Lasten verlieren ihre Funktion. Der Computer muss dann in einigen Sekunden oder Minuten neu gestartet werden. Der Abschalt- und Wiederanlaufvorgang kann für einen fahrenden Zug gefährlich sein. Daher gibt es auch in der EN 50155 klare Regelungen, die uns sagen, dass die Unterbrechung der Versorgung und das Schalten von S2, S3 und C1 das Kriterium A erfüllen muss; C2 muss Kriterium B erfüllen. (Kriterium A bedeutet, dass das Gerät seine Funktion behält, während die Bedingung eintritt. Kriterium B bedeutet, dass eine vorübergehende Leistungsminderung zulässig ist.) Um Probleme durch Unterbrechungen und Versorgungsänderungen zu vermeiden, sollten zusätzliche Kondensatoren am Eingang installiert werden, um während Unterbrechungen Strom bereitzustellen.
Wir verlassen uns auf die tatsächliche Ausgangsleistung und den Umwandlungswirkungsgrad, die Eingangsspannung und die Unterspannungsblockierschwelle, um die erforderliche Kapazität der Überbrückungsfunktion zu berechnen. Die Kapazität kann einen Faktor von 1,5 erreichen oder einen ausreichenden Spielraum einnehmen, um Ausfälle in der Überbrückungsfunktion aufgrund der Toleranz der Teile zu vermeiden. Aluminium-Elektrolytkondensatoren sind als eine der anfälligsten Komponenten bekannt.
In Bezug auf die raue Umgebung von Bahnanwendungen wird empfohlen, Elektrolytkondensatoren mit 125 °C Betriebstemperaturspezifikation und langer Lebensdauer zu verwenden und einen seriösen Hersteller zu wählen. Die große Kapazität von Haltekondensatoren verursacht eine relativ hohe Einschaltspitze, sobald Strom angelegt wird. Vermeiden Sie den direkten Anschluss an die Sammelschiene. Um diese Einschaltspitze zu begrenzen und zu reduzieren, wird die Verwendung eines Leistungswiderstands und einer Diode parallel empfohlen.
Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass die Spezifikation der Kondensatorspannung auf den verschiedenen Bahnbatteriesystemen (24, 36, 48, 72, 96 und 110 VDC) basiert, die den Spannungskoeffizienten mit 1,4 multiplizieren, um einen angemessenen Spielraum zu haben. Da verschiedene Länder unterschiedliche Spannungen im System anlegen, sollten unterschiedliche Modelle von DC/DC-Wandlern und Kondensatoren erforderlich sein. Es dauert lange, verschiedene Leistungsplatinen zu entwerfen und viele Modelle, verschiedene Module und DC-DC-Kondensatoren auf Lager zu lassen.
Unsere Hersteller P-DUKE und OLFER Electronics haben vor einigen Monaten die QAE- und HAE-Serie mit Ultra-Wide-Eingangsbereich auf dem Markt vorgestellt. Dies sind die QAE40/60/100U und die HAE150/200U, die eine Ausgangsleistung von 40 W bis 200 W und eine Eingangsspannung von 14-160 VDC (12 VDC bei 100 ms/185 VDC bei 1 s) bieten und alle Standardspannungen von Bahnanwendungen abdecken.
Diese Serien verfügen über mehrere Schutzfunktionen (OCP, SCP, UVP, OVP, OTP usw.) und sind nach IEC/UL/EN 62368-1, EN50155, EN45545-2 zertifiziert. Die verbesserte Hold-up-Funktion der HAE-U-Serie bietet eine erhöhte Ladespannung über dem BUS-Pin. Dadurch wird die für Eingangsspannungen unter 80 V erforderliche Haltekapazität reduziert. Die verbesserte Hold-up-Funktion der QAE-U-Serie ist patentiert und bietet eine feste Ladespannung, die einen Kondensator mit der gleichen Kapazität und Nennspannung für unterschiedliche Versorgungsspannungen ermöglicht. Diese Konverter bieten eine einzigartige und vollständige Lösung, die die Anforderungen jedes Landes erfüllt und Zeit und Kosten in der Entwicklungsphase spart.
Artikel bereitgestellt von: Olfer
