DCDC 600/750VDC auf 24VDC Stromversorgung mit optionaler Akku-Pufferung

DCDC 600/750VDC auf 24VDC Stromversorgung mit optionaler Akku-Pufferung

Einsatzbereich der DCDC Stromversorgung mit Akku-Pufferung

Fahrdrahtspannungen von 600VDC bis 750VDC sind eine weitverbreiteter Standard im schienengebunden Personennahverkehr für die Fahrstromversorgungen der elektrischen Triebfahrzeuge. Die elektrischen Triebfahrzeuge (z.B. Straßenbahn) sind mit Stromabnehmern ausgerüstet, die während der Fahrt die Oberleitung kontaktieren, um das Fahrzeug kontinuierlich mit Strom versorgen zu können. An der Fahrstrecke, z.B. an den Fahrleitungsmasten, befinden sich verschiedene elektrische und elektronische Anwendungen, wie z.B. Trennschalterantriebe, welche für unterschiedliche Schalt- und Regelvorgänge während des Bahnbetriebes verantwortlich sind. Diese benötigen eine eigene Stromversorgung, welche über 230VAC sichergestellt werden könnte, was aber mit zusätzlichem Verkabelungsaufwand an der Fahrstrecke verbunden ist. Das nachfolgend kurz beschriebene Entwicklungsprojekt einer DCDC 600/750VDC auf 24VDC Stromversorgung mit optionaler Akku-Pufferung hatte zum Ziel, die elektronischen Schalt- und Regelelemente an der Fahrstrecke direkt aus der Oberleitung mit Strom zu versorgen und einen Betrieb ohne Fahrdrahtspannung für einen bestimmte Zeitdauer durch die optionale Akku-Pufferung zu gewährleisten.

 

Funktionsgruppen der DCDC Stromversorgung mit Akku-Pufferung

  • Implementierung eines mehrstufigen Überspannungsschutzes durch den parasitären Widerstand einer längs geschalteten Speicherdrossel, durch Varistoren zur Ableitung, durch weitere Längselemente (Mosfets zu Einschaltstrombegrenzung) und durch Quer-Varistoren zur Ableitung
  • Einschaltstrombegrenzung durch Mosfets, welche den Ladestrom der Kondensatorbank steuern
  • Bzgl. Bahnnorm erhöhte Spacings im Layout, deshalb Einsatz von 2 in Serie geschalteten H-Brücken auf der Primärseite
  • Kundenspezifische Trafos und Speicherdrosseln um die 700VDC Anforderungen (bis 1000VDC bei max. 5min Dauer) erfüllen zu können und um Kernverluste zu minimieren
  • Temperaturabhängige Ladekurve
  • Um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, wird auf der Sekundärseite aktiv gleichgerichtet
  • Aktive Ladungszustandsüberwachung der Puffer-Akkus durch Mikrokontroller (Atmega 165P)
  • Tiefentladeschutz durch Lastabwurf bei Einsatz von Mosfets mit nur 1,6mOhm Einschaltwiderstand

 

Der DCDC Wandler erfüllt die Bahnnormen EN 50121 und EN 50124

 

Der DCDC Wandler erfüllt die Bahnnormen EN 50121 und EN 50124 bzgl. Überspannungen und Störfestigkeit und die EN 60721-3 bzgl. Umgebungs- und Lagerbedingungen. Schaltplandesign und Leiterplattenlayout wurden mit Altium durchgeführt. Die Entwicklungszeit inklusive der notwendigen Zertifizierungen, von der Erstellung der Spezifikation bis zur Freigabe durch den Kunden, betrug 15 Monate. Die elektronische Baugruppe wird im lackierten Zustand ausgeliefert und wird zusätzlich zu einem FlyingProbe Test, auch noch einem elektrischen Funktionstest vor Auslieferung unterzogen.

 

Sie benötigen noch mehr Informationen?
Auf unserer Internetseite Referenzprojekte der Elektronik-Entwicklung können Sie sich ausführlich über weitere Projekte informieren und auf der Seite Elektronik-Entwicklung stellen wir ihnen unser komplettes Leistungsspektrum vor.