Es mag für die Fahrgäste nicht sichtbar sein, aber moderne Züge benötigen viel Elektronik, um den gestiegenen Sicherheits- und Kommunikationsanforderungen gerecht zu werden. So können sie zahlreiche komplexe Funktionen innerhalb der Zugsteuerungssysteme einfacher handhaben und den Fahrgästen mehr Komfort und Informationen bieten. Das erfordert eine höhere Rechenleistung, mehr Sensoren und eine schnellere Datenübertragung, was dazu führt, dass den Stromversorgungssystemen immer mehr abverlangt wird. Doch der Platz ist begrenzt, und die mechanische Konstruktion eines Zuges lässt sich nicht ohne Weiteres ändern. Oft müssen neue Systeme in den vorhandenen kleinen Raum passen, der einem vor Jahren entwickelten, wesentlich leistungsschwächeren System früherer Bauart zugewiesen wurde.
Dieser Kunde sah sich mit eben dieser Herausforderung konfrontiert, als er eine bestehende zentrale Computing-Einheit mit einer leistungsfähigeren CPU und zusätzlichen Schnittstellen aufrüsten wollte. Das alte System benötigte 40W, während die neue Einheit 60W benötigte. Außerdem musste mehr Platz auf der PCB bereitgestellt werden, um zusätzliche und leistungsfähigere Schnittstellen unterzubringen. Eine Erhöhung der Leistung um 50% bedeutet auch mehr Wärme und thermische Belastung für das System, obwohl die Betriebstemperaturgrenze (+75°C) die gleiche blieb. Ein optimiertes Wärmemanagement in Verbindung mit einer Verringerung der Verlustleistung im Stromversorgungssystem wurde zu einem wichtigen Faktor.
Der Kunde wollte außerdem, dass das System nahtlos mit all den verschiedenen Nennspannungen des Zuges von 72 bis 110V (40 bis 160V Dauerbetrieb mit EN50155-Konformität) mit einem Schutz vor den in
RIA12 und NF F01-510 definierten hohen Transienten von bis zu 385VDC arbeitet. Das alte Stromversorgungssystem war nicht in der Lage, 60W zu liefern, ohne mehr Platz auf der Platine zu beanspruchen, und die Verluste in der Konversationsstufe wären für das neue Design völlig inakzeptabel gewesen.
Mit einem winzigen 60W-Wandler und einem Transientenschutzmodul von RECOM konnten all diese Herausforderungen gemeistert werden. Der Wandler war noch kleiner als das bisherige 40W-Gerät, wodurch Platz für zusätzliche Schnittstellen frei wurde, und die moderne, hocheffiziente Technik des Wandlers reduzierte die Verluste beträchtlich. Der Wandler verwendet eine Grundplatte zur Kühlung, so dass die Wärme aus dem System heraus und auf das Chassis der Computing-Einheit geleitet werden konnte.
Das kleine Transientenschutzmodul benötigte außerdem weniger Platz als die frühere diskrete Lösung und stellte sicher, dass der nachgeschaltete 90W
DC/DC-Wandler vor den hohen Transienten der Zugnetze geschützt ist. Die letzte Herausforderung war die hohe Isolationsbarriere von 6kV, die für die 5V Schnittstellenstromversorgungen erforderlich ist. RECOM hat auch dieses Problem mit kleinen 2W-Wandlern gelöst, die diese Isolierung bieten.
Für eine Lösung mit geringerer Leistung kann der Kunde ein 40W Modul mit denselben Qualifikationsdaten, aber reduzierter maximaler Leistung und reduziertem maximalem Ausgangsstrom verwenden.
