Robuste Hochleistungs-Bahnwandler nach EN 50155-Norm

Ob in Zügen, auf Gleisen oder in Bahnhöfen: Stromversorgungen, die in Bahnanwendungen eingesetzt werden, sind regelmäßig extrem rauen Bedingungen ausgesetzt und müssen gleichzeitig präzise sowie zuverlässig arbeiten. Die erwartete Lebensdauer dieser Produkte beträgt Jahrzehnte. Extreme Einsatzbedingungen wie Hitze, Kälte, Schock, Vibrationen, mechanische Belastung und elektromagnetische Störungen können die elektronischen Baugruppen der Stromversorgungen erheblich beeinträchtigen.

Robuste Stromversorgungen, die all diesen rauen Bedingungen standhalten, sind für die Entwicklung moderner Bahnsysteme von zentraler Bedeutung. Um für den Einsatz im Bahnverkehr zugelassen zu werden, müssen Stromversorgungen höchste Anforderungen erfüllen – unter anderem in Bezug auf Schock, Vibration, Brandschutz, thermische Belastbarkeit, EMI/ESD, Gewicht, Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Heute regeln mehrere strenge internationale Normen die Anwendungen im Schienenverkehr. Zu den wichtigsten zählen:

• EN 50155: Elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen
• EN 61373: Betriebsmittel von Bahnfahrzeugen - Prüfungen für Schwingen und Schocken
• EN 50121-3-2: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
• EN 45545-2: Brandschutz in Schienenfahrzeugen

EN 50155 ist eine etablierte Leistungsnorm für elektronische Geräte, die in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden (z. B. Lokomotiven, Personenwagen, Stadtbahnen und Güterzüge). Sie definiert Mindestanforderungen an Eingangsspannungsbereich, elektrische Isolierung, Betriebstemperaturbereich, Schock und Vibration, Feuchtigkeit sowie EMV. Darüber hinaus spezifiziert sie die Gerätezulässigkeit und die erwartete Lebensdauer. In vielen Fällen wird eine Betriebsdauer von über 20 Jahren vorausgesetzt, was umfassende Umwelttests erforderlich macht. Die Norm EN 50155 schreibt zudem Prüfungen bei normaler Betriebstemperatur sowie Temperaturwechsel-, Trockenhitze- und Feuchtwärmeprüfungen vor.

EN 61373 legt die Anforderungen für Prüfungen von Geräten fest, die in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden und dort Vibrationen und Schocks ausgesetzt sein können. EN 50121-3-2 behandelt die EMV-Anforderungen hinsichtlich Störaussendung und Störfestigkeit elektrischer und elektronischer Geräte im Bahnverkehr. Um maximale Sicherheit im Brandfall zu gewährleisten, müssen alle in Schienenfahrzeugen eingesetzten Materialien der europäischen Norm EN 45545-2 entsprechen.

Mit über 40 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von führenden Standard- und Custom-Stromversorgungen hat RECOM kürzlich sein Produktportfolio an EN 50155-zertifizierten Stromversorgungen erweitert. RECOM bietet neben einer breiten Palette an AC/DC- und DC/DC-Stromversorgungen nun auch maßgeschneiderte Stromversorgungslösungen bis 10kW für Bahnanwendungen an.

Für DC/DC-Stromversorgungen, die in Eisenbahnsystemen eingesetzt werden, haben sich in den letzten Jahrzehnten mehrere verschiedene Versorgungsspannungen herausgebildet. Die Standardspannungen sind 24VDC, 36VDC, 48VDC, 72VDC, 96VDC und 110VDC. In der neuesten Version der Norm EN 50155 sind sieben genormte Gleichspannungen definiert, wobei 110VDC am häufigsten für Fernverkehrszüge verwendet wird, während 24VDC bis 48VDC eher für Stadtbahnen, Straßenbahnen und Trolleys typisch sind. Um die Anforderungen für Nenneingangsspannungen von 24VDC, 48VDC oder 110VDC zu erfüllen, entscheiden sich viele Entwickler von Bahnanwendungen für 4:1-Stromversorgungen wie die Serien RP20-FR und RP40-FR, da sie den Nenneingangsspannungsbereich einschließlich Transienten mit drei verschiedenen Eingangsspannungsversionen abdecken. Jüngste Entwicklungen bei RECOM eröffnen neue Möglichkeiten für Bahnentwickler, die einen größeren Eingangsspannungsbereich mit nur einem Stromversorgungstyp abdecken möchten.

Die neuesten 100W und 200W DC/DC-Stromversorgungen der Serien RPA100E-W und RPA200H-RUW verfügen über einen breiten 10:1-Eingangsbereich, um alle gängigen Spannungswerte in einem Modul abzudecken. Mit einem ultraweiten Eingangsspannungsbereich von 14.4VDC bis 156VDC eignen sich diese DC/DC-Stromversorgungen für nahezu jedes Bahndesign, ohne dass Spannungstoleranzen, Spannungseinbrüche oder lokale Versorgungsschwankungen berücksichtigt werden müssen. RECOM bietet zudem isolierte und geregelte 12VDC oder 24VDC Ausgänge mit einem konstant hohen Wirkungsgrad von bis zu 90% über den gesamten Eingangs- und Lastbereich. Dank einer Metallgrundplatte arbeiten diese Stromversorgungen in einem weiten Temperaturbereich von −40°C bis +97°C.

Die Serien RP40Q-RUW und RP60Q-RUW gehen über den bisherigen Ultrabreitband-Eingangsbereich hinaus und unterstützen einen 12:1-Eingangsspannungsbereich von 14VDC bis 185VDC, was Entwicklern zusätzliche Flexibilität bietet. Diese Stromversorgungen sind in einem standardisierten Quarter-Brick-Gehäuse untergebracht und verfügen über Gewindeeinsätze für eine sichere Montage in Umgebungen mit hoher Schock- und Vibrationsbelastung. Sie bieten eine verstärkte Isolation bei 3VDC sowie geregelte Ausgänge mit 5VDC, 12VDC, 15VDC, 24VDC und 48VDC, jeweils mit Sense- und Trim-Pins. Die Module sind CE-gekennzeichnet, EN 50155- und EN 45545-2-zertifiziert und werden mit einer dreijährigen Garantie geliefert.

RECOMs erweitertes Portfolio an DC/DC-Stromversorgungen von 8W bis 240W für die Bahnindustrie bietet das umfassendste Angebot an EN 50155-zertifizierten Produkten auf dem Markt. Diese bahnzertifizierten Serien sind in kompakten Gehäusen untergebracht und erreichen eine Leistungsdichte von bis zu 4.5W/cm³ – eine der höchsten derzeit verfügbaren. Darüber hinaus hat RECOM die RMD-Plug-and-Play-Serie für Bahnanwendungen mit höherer Leistung entwickelt. Diese bietet Ausgangsleistungen von 150W bis 500W in fünf Eingangsbereichen von 14.4V bis 170VDC, ist gemäß EN 50155 geprüft und als schlüsselfertige Lösung sofort einsatzbereit.

Im AC/DC-Bereich hat RECOM dreiphasige AC-Batterieladegeräte mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur (PFC) und Einhaltung der Bahnnormen entwickelt. Die Stromversorgungen sind mit Leistungen von 3.2kW (SA3200-Serie) und 5kW (SA5000-Serie) erhältlich und können kaskadiert werden, um bis zu 20kW zu erzeugen. Die SA3200-Serie kann auch mit einem DC-Eingang von bis zu 800V betrieben werden. Beide Serien sind mit Ausgangsspannungen von 24VDC bis 110VDC erhältlich – einschließlich Zwischenwerten wie 36VDC, 48VDC, 72VDC und 96VDC.

Für Anwendungen, die eine Wechselstromversorgung benötigen, bietet das Unternehmen Stromversorgungsfamilien wie die ID250-Serie an, die ein- oder mehrphasige Ausgangsspannungen oder -ströme mit einem Nenneingang von 24V, 48V, 72V oder 110VDC liefern. Der Ausgang beträgt einphasig 200–240VAC bzw. 50–156VAC bei der 48V-Eingangsversion. Die Serie erfüllt die Anforderungen für Bahnanwendungen und wird typischerweise zur Versorgung von Fahrgaststeckdosen oder Fahrerkonsolen eingesetzt.

Mit dem globalen Ausbau der Eisenbahnnetze zur Deckung des wachsenden Personen- und Güterverkehrs steigt die Nachfrage nach robusten und normgerechten Stromversorgungen weiter an. Als erfahrener und führender Anbieter von Hochleistungs-Stromversorgungen ist RECOM eine zuverlässige Quelle für ein breites Spektrum an robusten, EN-konformen DC/DC-, AC/DC- und DC/AC-Stromversorgungen.

RECOM hat ein breites Portfolio an robusten, EN 50155-konformen Stromversorgungen entwickelt, einschließlich schlüsselfertiger Komplettlösungen für vielfältige Bahnanwendungen. Von Modulen mit geringer Leistung (8W bis 240W) bis hin zu 10kW-Stromversorgungen bietet RECOM eine Auswahl an Standard- und kundenspezifischen Lösungen für sämtliche Anforderungen im Bahnbereich.