Convertisseurs DC/DC pour applications ferroviaires : comment le choisir ?

Historiquement, les batteries à 110V situées dans la locomotive principale ont été la principale source de courant continu pour la plupart des applications ferroviaires. Cela signifiait que pour éclairer les wagons individuels, il était nécessaire de faire passer les câbles sur toute la longueur du train.

De plus, comme la batterie était directement connectée au tableau de bord, aux relais et à d'autres charges lourdes comme le moteur de démarrage, les câbles de tension étaient régulièrement soumis à chutes et pics transitoires ainsi que des interférences électromagnétiques et radio (EMI/RFI). Les passagers, en revanche, restaient ignorants de ces effets, sauf pour des variations occasionnelles des niveaux de lumière dans la cabine.

Les trains modernes sont beaucoup plus technologiquement avancés que leurs prédécesseurs et incluent désormais une série de caractéristiques de sécurité avec de multiples capteurs et actionneurs. De plus, les passagers bénéficient de confort et de technologies auparavant absents, tels que la climatisation, la communication sans fil et divers systèmes d'infodivertissement.

Assurer la sécurité et le confort ne serait pas possible sans la présence de différentes sources d'énergie qui fournissent des niveaux constants de tension DC, en restant protégés des bruits électriques externes. Dans ce blog, nous approfondirons certaines caractéristiques principales à prendre en compte lors du choix de convertisseurs dc-dc pour les applications ferroviaires.

La certification EN 50155 pour les applications ferroviaires s'applique à tous les dispositifs électroniques au service de l'industrie ferroviaire et a été adoptée par la plupart des fabricants associés. Elle concerne les systèmes alimentés par batterie et les alimentations basse tension qui sont directement (ou indirectement) connectés au système et qui couvrent le contrôle, la régulation, la protection et l'alimentation du système. Tous les convertisseurs DC-DC doivent adhérer à l'EN 50155 dans toutes ses formes, selon les paramètres énumérés ci-dessous.

Les tensions les plus utilisées dans le secteur sont 24V, 48V, 72V, 96V et 100V. Les baisses et fluctuations inévitables causées par les dispositifs dans le système signifient que ces niveaux varient sensiblement. La certification EN 50155 spécifie que des plages allant de sont autorisées. 0.7 à 1.25 fois leur valeur nominale, avec des variations acceptables du transitoire de 0,6 à 1,4 nominal (pour des durées allant jusqu'à 100ms).

La compatibilité électromagnétique)EMCLa demande pour des appareils électroniques est définie par la façon dont l'instrument interagit avec l'environnement extérieur. Ces 'interfaces' sont connues sous le nom de ports. Différents ports ont des exigences EMC différentes.

Pour les portes de batterie, il n'y a pas de limites d'émissions dans la fréquence de 9 kHz~150 kHz. Les mêmes exigences EMC s'appliquent aux batteries, signaux et communications, processus de mesure et aux portes de contrôle et sont spécifiées dans le EN 50121-3-2. Les exigences pour le test d'immunité sont également spécifiées dans l'EN 50121-3-2.

Tous les appareils doivent nécessairement être capables de supporter les niveaux de choc et vibration à laquelle un train en service régulier est soumis, sans aucune perte de performance. Ces niveaux sont définis par le fournisseur du service et doivent dans tous les cas respecter les conditions dictées par l'EN 61373 catégorie 1, classe B (tableau ci-dessous).

Tous les appareils électroniques doivent être conçus pour fonctionner à pleine capacité selon leurs spécifications dans une gamme de différentes classes de température.

Les passagers et le conducteur sont situés dans des compartiments de classe OT1 o OT2 (avec une référence standard définie sur les +25°C).

Les classes OT3 et OT4 ils se réfèrent aux tableaux électriques (avec une température d'environ +45°C).

La classe par défaut est la OT3.

Ces spécifications garantissent que les conducteurs à l'intérieur des alimentations ont suffisamment d'isolation électrique et d'espace physique pour que les fuites de courant et les étincelles ne créent pas de problèmes. En particulier, ce test se divise en deux parties :

• Une mesure de la résistance de l'isolation réglée sur 500VDC. Le niveau minimum de résistance requis est de 20 Mégaohms.
• La deuxième partie est un test destiné à vérifier la résistance à la tension. Les niveaux de tension sont progressivement augmentés (généralement à des intervalles de 10 secondes) jusqu'à la valeur maximale. La tension est ensuite maintenue pendant au moins dix secondes à un maximum d'une minute, selon le type de test.

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