鉄道用途の DC/DC コンバータに求めるもの

電源は単一の負荷を供給するだけではありません。 複数のサブシステムと複数の負荷に接続することは一般的です。 負荷の 1 つが増加するか、デバイスが適用されると、電流が急激に増加するため、バス電圧が適切に低下します。 特にモーターなどの負荷では、電圧降下がより顕著になります。 一般に、現在の DC-DC は、電圧降下の入力偏差に対応できます。 ただし、電源の中断状況が発生すると、接続されているすべてのデバイスがシャットダウンします。 EN 50155 - Railway Applications - Rolling Stock - Electronic Equipment の規格には、供給中断と、入力電圧が 10ms から 30ms の間ゼロに低下する切り替えという 2 つの状態が記載されています。 入力電源が遮断されると、10ms ～ 30ms の短い時間でも DC/DC が一時的に停止し、接続されているすべての負荷が機能を失い、機器が再起動するまでに数秒から数分かかります。 停止と再起動のプロセスは、移動中の列車にとって危険な場合があります。 したがって、EN 50155 には、S2、S3、および C1 の供給中断および切り替えクラスが基準 A に準拠しなければならないという明確な規制もあります。 C2 は基準 B に準拠する必要があります (基準 A は、状態が発生している間もデバイスがその機能を維持することを意味します。基準 B は、一時的なパフォーマンスの低下が許容されることを意味します)。

電源の中断と切り替えによって引き起こされる問題を回避するには、追加のコンデンサを入力に取り付けて、中断中にエネルギーを供給する必要があります。 実際の出力電力と変換効率、入力電圧、および低電圧ロックアウトしきい値に基づいて、ホールドアップ機能に必要な静電容量を計算します。 静電容量は、部品の公差によるホールドアップ機能の障害を回避するために、1.5 倍の時間をかけるか、適切なマージンを取ることができます。 アルミ電解コンデンサは、脆弱な部品の1つとして知られています。 鉄道用途の過酷な環境では、使用温度125℃、長寿命仕様の電解コンデンサを使用し、信頼できるメーカーを選ぶことをお勧めします。 ホールドアップ コンデンサの静電容量が大きいため、電力が印加された瞬間に比較的大きな突入電流が発生します。 電源バスに直接接続することは避けてください。 突入電流を制限および低減するために、電力抵抗とダイオードを並列に使用することをお勧めします。 もう 1 つの課題は、コンデンサの電圧仕様がさまざまな鉄道バッテリ システム (24、36、48、72、96、および 110 Vdc) に基づいており、過渡電圧係数が 1.4 倍され、適切なマージンが得られることです。 国によって異なるシステム電圧が適用されているため、異なるモデルの DC/DC コンバーターとコンデンサーが必要になります。 さまざまな電源ボードを設計するには長い時間がかかり、さまざまなモデルと数量の DC-DC モジュールとコンデンサが在庫に残されます。

P-DUKE は、QAE および HAE 超広角入力シリーズを発売しました。 それらは QAE40U、QAE60U、QAE100U、HAE150U、および HAE200U で、40 ～ 200W の出力電力を提供し、14 ～ 160Vdc (12Vdc @ 100ms/185Vdc @ 1s) の入力電圧は、鉄道アプリケーションのすべての標準電圧をカバーします。 QAE および HAE 超ワイド入力シリーズは、完全な保護機能 (OCP、SCP、UVP、OVP、OTP など) を備え、IEC/UL/EN 62368-1、EN 50155、EN 45545-2 の認証を取得しています。 HAE-Uシリーズの強化されたホールドアップ機能は、BUSピンを介してブーストされた充電電圧を提供します。 これにより、入力電圧が 80V 未満の場合に必要なホールドアップ容量が減少します。 QAE-Uシリーズの強化されたホールドアップ機能は特許を取得しており、一定の充電電圧を提供するため、すべての異なる電源電圧に対して同じ静電容量と定格電圧を持つコンデンサを使用できます。 超ワイド入力と特許取得済みのホールドアップ機能により、これらのコンバーターは、開発段階で時間とコストを節約するために、あらゆる国のさまざまな要件に準拠するための単一の完全なソリューションを提供します。