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鐵路車載電子設(shè)備產(chǎn)品需滿足EN50155等標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求,并且車載電子設(shè)備接口均要滿足電位差、電磁兼容、人身安全等方面的要求,要控制外部故障而引起的失效擴(kuò)散。
主要要求如下:
環(huán)境要求:如海拔、溫度濕度、沖擊振動(dòng)以及IP等級等。
電氣要求:如電源要求、電氣隔離等。
浪涌和靜電放電要求:浪涌試驗(yàn)主要是過電壓試驗(yàn),最大需要承受1.4倍常規(guī)電壓等。
EMC要求:包括CE、RE以及CS、RS、Surge、EFT、ESD等,對于不同的接口部分需要采用不同的等級。
對裝置的可靠性、可維修性和預(yù)估的使用壽命要求:如可維修性驗(yàn)證,采用指示燈進(jìn)行指示,可定位故障發(fā)生點(diǎn),方便進(jìn)行維修。如可靠性運(yùn)行驗(yàn)證,運(yùn)行里程不少于10W公里,運(yùn)行時(shí)間不少于1年等。
其他要求:如對于供電中斷、跌落等。
采用隔離電源是防止故障擴(kuò)散的方法之一,在車載電子設(shè)備中起著重要的作用。但是車載在運(yùn)行過程中,存在著各種狀態(tài),如劇烈的振動(dòng)狀態(tài)、劇烈的外界環(huán)境溫度變化率等情況出現(xiàn),常規(guī)的工業(yè)級電源模塊很難滿足其使用要求。
鐵路車載電子設(shè)備對供電電源的要求?
電源沖擊和振動(dòng)的要求:
由于鐵路運(yùn)行環(huán)境的性質(zhì),鐵道車輛會(huì)受到?jīng)_擊和振動(dòng)。對于安裝在鐵道車輛上的電子設(shè)備必須進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)。對于電源模塊來說,采用灌膠固定PCB板載元器件的方法,可有效增強(qiáng)其抗振動(dòng)和沖擊的能力。
一般車載蓄電池的額定供電電壓有24V、48V、72V、96V、110V等5種規(guī)格,由于輔助設(shè)備啟動(dòng)或者感性負(fù)載進(jìn)行切換,會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓或者低電壓出現(xiàn),電源設(shè)計(jì)的輸入電壓參數(shù)能夠在0.6VN和1.4VN電壓范圍內(nèi)正常工作,并且電源廠家都會(huì)兼容多個(gè)車載蓄電池電壓等級。
電源隔離電氣的要求:
車載電子設(shè)備的介電試驗(yàn)(耐壓試驗(yàn))的試驗(yàn)電壓與車載蓄電池的供電電壓相關(guān),對于車載電子設(shè)備的供電類型不確定的話,如110V蓄電池可能浮沖至125V以上情況出現(xiàn),或低壓變壓器可能會(huì)產(chǎn)生大于125V電壓,建議采用1500VAC隔離的使用要求,可滿足瞬時(shí)過電壓時(shí)的電氣隔離要求。其相關(guān)要求如下:
電源溫度和濕度的要求:
為了滿足長途鐵道機(jī)車的溫度變化范圍和濕度范圍要求,車載電源需滿足環(huán)境溫度-40℃~85℃的使用要求,并且通過高低溫循壞和濕熱交變等可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證。
電源浪涌的要求:
每個(gè)國家對特殊浪涌的要求不一致,如英國鐵路標(biāo)準(zhǔn)RIA12要求與供電電源蓄電池連接的電子設(shè)備,必須能夠經(jīng)受兩種波形:一種是1S 1.5倍輸入電壓波形,另一種是3.5倍輸入電壓,持續(xù)時(shí)間20mS的浪涌電壓。該浪涌脈沖電壓的源阻抗為0.2Ω,如果考慮供電蓄電池額定電壓為110VDC,那么如果只是采用單一的鉗壓器件進(jìn)行防護(hù),很難吸收(設(shè)鉗位電壓VC為160VDC)高達(dá)=2475J的能量,一般瞬時(shí)鉗壓抑制器件很難滿足要求,需要專門的電路或者模塊來滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
其他要求:
一般電源模塊設(shè)計(jì)難以滿足10mS中斷需求,尤其是對于低壓輸入產(chǎn)品,需要增加外圍輸入輸出電容滿足客戶需求。如對于蓄電池的短路保護(hù)措施,一般采用防反二極管或者機(jī)械設(shè)計(jì)來規(guī)避此方面的失效。