EN50155-2001中对环境(EN50125-1)及振动冲击(EN61373)的满足

国际铁路电源标准

铁路上应用的电器和电子设备，在国际上都有非常严格的规管。在欧洲，最常用的是 IEC571 \铁路车辆上电子设备\标准。现时称为 EN50155 – \机车车辆用的电子设备\标准；而在英国，则需用 RIA12。这两个标准在很多方面很相似的，而 RIA12 标准要求有专门对抗浪涌的能力。它们规范的范围包括： 输入电压范围 标称输入电压 （VN） 24V 36V 48V 72V 96V 电源中断及更替过程 – 输入电压中断在 10ms 内不应造成设备故障（级别 S2） – 设备应要在电源更替过程中断 30ms 内满意地运作（级别 S4） 操作温度范围 操作温度级别 T1 T2 T3 TX 车厢室内温度 -25 / +55°C -40 / +55°C -25 / +70°C -40 / +70°C 车厢室内过温 （10 分钟） +15°C +15°C +15°C +15°C 电路板环境温度 -25 / +70°C -40 / +70°C -25 / +85°C -40 / +85°C 输入范围 0.7（VN） – 1.25（VN） 17 – 30V 25 – 45V 34 – 60V 50 – 90V 67 – 120V 瞬变 下限（0.1s） 0.6（VN） 14V 22V 29V 43V 58V 打印这页 冲击及震动 – EN 50155，IEC 571 频率范围： 交岔频率： 位移幅度： 加速度： 冲击： 5 至 150Hz 8.2Hz 7.5mm（小于交岔频率） 20m/s2 50m/s2 半正弦波，50ms 瞬变及浪涌 RIA 12 规定设备必须能承受大于正常电压 3.5 倍的过压浪涌，浪涌持续时间标明是 20ms，源阻抗是 0.2 标出过压浪涌是正常输入电压之 3.5 倍，每个输入电压的最大输入浪涌是： 。 VN 3.5(VN) —————————— 24V 84V 36V 126V 48V 168V 72V 252V 96V 336V 110V 385V 铁标与欧盟标准的比较 表（1）：主要的电气标准 欧盟标准 EN 或 IEC EN50155 / IEC60571:1998 EN50155:2001 / IEC61373:1999 EN50121-3-2:2000 对应的中国铁标 TB/T TB/T3021-2001 铁道机车车辆电子装置 TB/T3058-2002 铁路应用 - 机车车辆设备、冲击和振动试験（与 IEC61373:1999 相同） TB/T3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性、试験及其限值 注：TB/T 通常依据 EN/IEC 标准或把部份标准与 TB/T 整合。 表（2）：其它 TB/T 标准 TB/T 3035-2002 TB/T 3063-2002 TB/T 3062-2002 TB/T 3052-2002 列车通信网络（参考 IEC 60375:1999 及 IEEE 1473:1999） 旅客列车DC600V供电系统技朮条件 铁道客车通信连接器技朮条件 列车无线调度通信系统制式及主要技朮条件 Vicor 针对铁路应用中的能力：EN50155:2001 中对环境（EN50125-1）及 振动/冲击（EN61373）的满足 由于在铁路运输系统里的工作环境及由蓄电池供电是比较特殊的，Vicor 能提供 24Vdc、48Vdc、72Vdc、96Vdc 及 100Vdc 输入范围的标准 DC-DC 转换器模块配合不同蓄电池供电的铁路系统。另外，铁路应用的环境可以是十分恶劣的，因此 Vicor 亦特别针对欧洲铁道标准 EN50155 中要求，把 VI-200 和 Maxi DC-DC 转换器模块作一系列对环境（EN50125-1）和振动/冲击（EN61373）的测试能否达标。更特别透过第三者独立测试验证实验室 – NTS，做振动/冲击测试来证明模块可以达标。再加上所有模块内均灌上特别的灌封材料，确保模块的抗振及抗冲击能远远超过 EN50155 的要求（可达 50m/s2）。 在测试中，随意在 Vicor 的 VI-200 及 Maxi、Mini、Micro 两系列中各选一个 110Vdc 输入的型号（各 15 个模块为一组）进行下列的 EN50155 各项提及的测试。而每组的各模块都是完全没有变质地完成所有测试而达标。而整份测试报告更可在网站下载。 测试要求：

每一模块在送往测试前都通过工厂里标准的出厂前 ATE 测试； 随意性振动测试装配（在 NTS）； 共 5grms；

50–150Hz @ 0.1725 g2/Hz； 三个互相垂直轴向； 每轴向 5 小时。

机械式冲击测试装配（在 NTS）； 峰值加速度：5g/2g/1g 半正弦波； 维持时间；50ms/20ms/10ms； 三个互相垂直轴向； 共 6 次冲击。

温度/相对湿度测试； 温度：55°C； 相对湿度：95% RH； 10 小时。

工作温度测试；

85°C 加电工作 6 小时继而 -40°C 加电工作 2 小时。

再做工厂里标准的出厂 ATE 测试； 结果：没有损坏或品质下降。

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应用提示

符合 110V 输入铁道应用之高能量浪涌要求

牵引及滚动器材之直流控制系统之瞬变及浪涌通用规范 – RIA12，是铁路工业联会（RIA）制定，此项规格要求相关器材必需承受 20ms，相当于正常 110V 输入之 3.5 倍之过压，即是浪涌电压是 385V 维持 20ms。该过压脉冲之源阻抗是 0.2。这会表示若一拑压器件把该浪涌拑在 160V 需消耗达 3600J 能量，而一般瞬变抑制器件只能承受数焦耳能量，故到底有什么解决方案呢？答案是使用串接导通功率器件（适当的 MOSFET）形成有源拑位电路。

下图是一个有源拑位电路例子示意。当发生过压时，触发 D2 导通从而把 Q1 栅极拑在 D2 齐纳电压，而输出电压就只能大约是 D2 电压减去 Q1 之栅源偏压从而保护了下游之 DC-DC 转换器。在正常操作下，D2 并不导通，故 R3、D2 就像不存在一样。在此很简单就能使 Q1

在全饱和导通之低功耗状态，就是利用 U1 之振荡信号，该信号驱动电荷泵，而它是由两个 1N4148 二极管及该 470pF 电容构成，所有 Vicor 之 DC-DC 转换器，包括 Maxi、Mini、Micro 及 VI-200/J00 系列都适合使用这个方法，请联络 Vicor 应用工程部。而使用 Vicor 之 VI-200/J00 DC-DC 转换器，特别地 110V 输入之 VI-2T- 型号则可选择直接利用 Gate-out 信号代替 U1，更为简化。

Vicor之应用笔记 \利用模块化 DC/DC 变换器来满足欧洲铁路应用的标准\有更详尽的内容，该应用笔记还述及 EN50155 铁路应用之快速瞬变及输入标准等内容。该笔记所示之电路图与下图略有差异，也能达到同样的瞬变保护目的。

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成功的案例

香港地铁 – 广播系统

Vicor 电源模块具备高可靠性、多种标准输出组合和宽输出可调范围的特性，

香港地下铁路在列车改进上采用了多种VI-200/VI-J00 系统模块，包括紧急制动系统、 照明设备等。

最近的广播系统更新选用了 VI-200 系统模块，提供 30Vdc 输出予广播设备。

南韩最新高速客车 – KTX-II

基于优越及高可靠性，Vicor 的模块早已被广泛应用在南韩的铁路工业，例如南韩最新型号高速客车（KTX-II）便应用了大量 Vicor 模块于车上不同系统，包括驱动控制、电池充电、列车控制及侦错、静态换流器及通讯系统（广播、无线电及乘客资讯显示）等。

火车卤素前大灯

Vicor 全砖型模块（V110A28T400BL，110V 输入，输出 28V 400W）被应用在铁路中的卤素前大灯设计。Vicor V110 系列中的大功率输出模块，正适合此类应用。

这个项目中使用Vicor 模块，是因它广阔的输入电压范围：66-154Vdc 及其可在较低储存及工作温度的特性；把模块的基板安装在冷板上使设计更容易。同时，由于每个模块内部已灌胶，能承受及应用在

强烈振动及冲击的环境中（通过 EN50155 振动及冲击验证）。

火车上的 LED/LCD 显示屏

当您使用火车时，可知道新型的 LED/LCD 显示屏也是由 Vicor 模块供电的? 每个车室安装的屏幕可显示包括下一站、终点站、新闻、天气预报等清晰的资料。

Vicor VI-J00/ VI-200 系列中的 \输入电压范围（66V 至 160Vdc）模块，具高可靠性、体积少、轻巧、容易使用等特性， 正适合此类应用。

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产品资讯 110V 输入模块

铁路及交通应用的当然选择

Vicor 拥有业内最齐全的 110V 输入 DC-DC 转换器模块系列

VI-200/J00 系列的输入范围是 66-160V，可选输出电压由 1V 至 95V，输出达 200W，3000Vrms 隔离。

Maxi、Mini 及 Micro 系列的输入范围是 66-154V，输出功率 50-400W，特有宽阔输出电压调节，输出电压范围：330mV 至 52.8V 有 8 种输出电压，5 种温度级别，6 款引脚款式和 3 款基板款式。满足 EN50155 震动及撞击要求。

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