铁路电源模块选型

电气化铁路信号供电交直交电源的选型探讨姚勤隆【摘要】对电气化铁路用信号供电交直交电源装置的使用情况进行分析,对现在运行中工频交直交电源设备和高频交直交电源设备进行比较,提出外部电源缺乏地区电气化铁路通信信号第二路电源方案设计和设备选型的意见和建议.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】4页(P121-124)【关键词】电气化铁路;交直交电源;选型【作者】姚勤隆【作者单位】天津城投建设有限公司,天津,300161【正文语种】中文【中图分类】U221 问题的提出近年来,我国电气化铁路发展迅猛,截止到2009年底运营里程已达36 511 km,到2020年电气化铁路比重将达到60%。

电气化铁路的快速发展,为其他专业合理利用牵引供电作为电源提供了一个技术平台。

《铁路电力设计规范》(TB10008—2006)要求铁路沿线,特别是区间用电负荷多而分散的铁路沿线应设置电力贯通线路,自动闭塞区段除设置电力贯通线以外还应设置自动闭塞电力线路；设置在铁路沿线,为自动闭塞电力线路和电力贯通线路供电的10 kV配电所之间的距离应根据电源分布情况和方便检修的原则确定,一般条件下宜为40～60 km,当受电源条件限制时,自动闭塞电力线路允许延长到70 km。

如果电力线路故障停电,可造成行车信号无法正常显示,造成事故,尤其是单自闭电力线路或单贯通电力线路供电区段停电事故多发。

为了减少因停电给行车带来的影响,部分运营单位提出了在繁忙干线为车站信号接引第三路电源、在干线铁路接引第二路电源的设想。

在繁忙干线增建第三路贯通电力线路、在干线铁路增设第二条贯通电力线路,在经济上都是一个很大的资金投入，如何利用电气化铁路特点实现提高信号供电的可靠性是一种有意义的思路。

2 迁曹电气化铁路交直交电源的应用迁曹线为国家Ⅰ级干线重载铁路,采用10 kV单回路贯通电源供电模式。

由于外部电源匮乏,为了解决沿线4座信号中继站、3座车站信号第二路电源,采用了接引接触网经降压变压器将27.5 kV降压为0.23 kV,再经过电气化铁路交直交电源装置为信号中继站及车站信号供电的方案,供电方式示意见图1。

DC/DC（铁路电源）模块电源应用指南--2016年版1铁路电源模块选型指导 (2)1.1铁路电源综述 (2)1.2铁路电源标准 (3)2标准内容需求 (3)2.1输入电压范围需求 (3)2.1.1额定输入电压范围 (4)2.1.2输入电压瞬态（RIA12需求） (4)2.1.3输入电源中断、跌落 (4)2.2电磁兼容需求 (5)2.3振动、冲击需求 (6)2.4温度/湿度需求 (6)2.5隔离耐压需求 (7)3其他注意事项 (8)1铁路电源模块选型指导1.1铁路电源综述车辆控制电子设备的供电主要是通过车载蓄电池进行供电，蓄电池可以用电池充电器、辅助逆变器和装有电子调压的发电机或发电机组充电。

辅助设备启动或者电池充电器电压波动过程均会影响蓄电池的输出电压。

在蓄电池的电压波动过程中，车辆控制电子设备不应该引起功能的改变。

为了解决车辆控制设备的行业应用问题，满足电压波动和其他特性需求，需要宽电压范围输入电源产品满足需求。

金升阳铁路电源系列如下：图1.金升阳DC/DC铁路电源结构金升阳铁路电源EMC专业滤波器系列如下：图2.铁路电源EMC滤波器1.2铁路电源标准铁路上的车辆控制电子设备和器件，在国际上有着严格的规定和管控。

在欧洲，最常用的是EN50155：2007标准--“铁路设施铁道车辆的电子设备”标准，中国最常用的是铁标TB/T3021：2001，而英国常用的标准为RIA12用于拖动及运载设备的直流控制系统中瞬态浪涌保护的通用规范”此规范是由铁路工业联会开发制定的。

欧盟标准EN50155与中国铁标TB/T3021要求基本一致，而RIA12标准则要求车载电子设备具有专门的抗浪涌能力。

欧盟标准EN50155已慢慢被许多铁路设备生产制造商认可，标准适合于安装在铁道车辆用作控制、调整、保护、供电的的全部电子设备，并涉及到蓄电池供电系统和直接与接触系统连接或者未连接的低压电源，但是不适合主电路设备。

电源模块作为总线电源转换器件，前端供电主要由车载蓄电池供电或者辅助电源供电。

设计和选用电源模块应考虑哪些性能参数-设计应用同样的输入输出电压、同样的功率、同样的封装，不同厂家的电源模块，哪个性能更好？对于一个性能优良的电源模块来说，需要测试的项目很多，而且这些性能之间是紧密联系的，本文挑选其中几个方面的性能进行对比阐述。

1、稳定可靠稳定可靠性是根本，如果工作时电源模块运行稳定可靠都不能保证，其他性能也就别提了。

从设计的角度来看，需要考虑当模块处于恶劣环境时模块中每个器件电应力和热应力在允许范围内并保证留有一定裕量，且在系统受到一定干扰时，应保持稳定。

从应用的角度来看，虽然一些性能无法测试，但可根据规格书极限测试条件测试电源稳定可靠性，如电压、温度、负载等；也可根据规格书如图1推荐电路，测试模块浪涌抗扰度、静电抗扰度、脉冲群抗扰度等；还可测试模块持续短路、重复开关机等。

图1 推荐电路当然，这些测试本身属于破坏性的，会造成模块一定的损伤，测试完后不应再使用在产品上。

2、容性负载和过流保护电源容性负载能力越大，常意味着限流点设置较高。

在开机和输出短路时通常导致较高的电应力，甚至使变压器饱和。

另一方面，在电源从额定负载到限流点负载范围内，电源又无法实现过流保护，将严重影响电源可靠性、寿命等。

3、负载调整率和负载要求对单路输出电源，一般无负载要求。

但当负载降低到额定负载10%以下，为降低电源空载或轻载功耗，会进入间歇工作模式，虽不影响其正常工作，但其纹波可能会增大并出现听觉噪声。

因此，选择电源模块时功率亦需考虑。

如负载低于1W，却选择10W或更大功率的电源明显是不合适的。

除此之外，对双路及更多路输出电源，通常要求每一路都带有至少10%额定负载。

以双路输出为例，若主路带满载，而辅路带额定负载10%以下，将导致辅路输出电压比起额定值高出较多；若主路带额定负载10%以下，而辅路带满载，将导致辅路输出电压比额定输出值低较多。

另外，值得注意的是，若主路突然由重载变为很轻负载或相反，将导致辅路电压出现下冲或上冲。

浅谈铁路信号电源屏UPS的选配方案不间断供电系统又称不间断电源或不停电电源，英文缩写为UPS （Unintrruptable PowerSystem），是一种现代化电源设备。

铁路电源屏上广泛的应用该设备，现场对如何选择合适的UPS没有明确提出，文章主要对铁路信号电源屏的如何选择配置合适的UPS做出简单的谈论，希望对现场有一定的帮助。

标签：UPS；电源屏；选配随着我国铁路跨入“高速时代”，UPS的运用也随之日益普遍。

铁路信号系统对信号电源系统的要求为：客运专线车站及中继站信号电源应按照双套大容量UPS备用方式配备电源，UPS容量负荷按照除转辙机外的所有用电量计算，有维护人员值守车站UPS供电时间不应小于30分钟，无人维护人员值守车站UPS 供电时间不应小于2小时。

目前，市场上的UPS品牌众多，功能不一，选择适合铁路信号系统的UPS 具有重要的意义。

选择的UPS设备应符合《关于规范铁路专用设备产品准入管理的若干规定》的要求，同时应充分考虑现场的需求及UPS系统的性能参数与特点。

应遵循如下原则：安全第一原则。

铁路行车要求铁路信号设备在发生障碍、错误、失效的情况下，应具有导致减轻以至避免损失的功能，以确保行车安全，这一要求被称为铁路信号故障-安全原则。

UPS作为铁路信号电源的防护设备，必须在铁路信号供电电源故障时，保障供电的可靠性；同时UPS故障时应能保证铁路信号的核心设备，如CTC、列控中心的供电安全。

技术先进原则：UPS方案要采用代表国际UPS新技术的设备，要达到或接近有关国际标准。

经济合理原则：UPS方案要根据当地实际情况，以满足现场需求为目标，保证UPS在各种工作状况下，对信号负荷的可靠、稳定、安全供电，不得一味求高求全。

在满足需求的条件下，选择性价比高的设备。

数据准确原则：弄清信号负荷的有关技术数据。

对重要的信号设备，需要通过做试验来掌握准确数据资料。

在上述原则的前提下，尽量选择信誉好的企业进行合作，以确保设备质量。

电源模块在嵌入式系统设计中的四个选型问题
电源模块的出现，将嵌入式工程师从繁重的电源设计工作中解脱出来。

但电源模块的种类繁多，我们在日常电路设计中该如何考虑选型呢?
在日趋激烈的市场竞争中，产品的快速设计与开发无疑已经成为领先致胜、快速占领商机的必要条件。

在项目经理的“鞭策”和项目周期越来越短的普
遍情况下，模块化开发，平台化开发，方案引用式开发模式已经被越来越多的系统设计人员和硬件工程师接受使用。

一般情况下，负载电流的大小是决定功率的关键因素，为考虑到嵌入式系统设计的稳定性和抗意外能力，建议根据实际情况，最小预留20%的设计余量，既实际使用中最大功率不超过电源模块额定功率的80%，在这个功率范围内电源模块各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。

如果余量太大，造成资源浪费，如果余量太小则不利于温升和可靠性。

对于波动较大的负载，设计应当满足峰值电流不超过电源模块最大承受范围的基本原则，再根据负载波动的频率，适当的加大设计余量的方法，尽量提高可靠性。

四、隔离电压越大越好?
隔离电压，是隔离型DC/DC电源模块的一个重要指标，一般分
1000VDC、1500VDC、2000VDC、3000VDC、6000VDC等规格，是指在一定时间内(通常是1秒)电源模块所能承受的、施加在输入端和输出端之间的最高
电压。

隔离电压等级越高，电源模块内部的保护器件和设计工艺要求就越高，从根本上讲，就是成本越高。

那么怎样选择合适的隔离电压呢?
电源模块的隔离电压，需要根据应用场合来选择。

一般场合使用对电源模块隔离电压要求不是很高，但是更高的隔离电压可以保证模块电源具有更小。

铁路车辆用功率模块及铁路车辆的变流器随着社会发展和科技进步，铁路交通在人们的日常出行中扮演着至关重要的角色。

作为铁路机车车辆的关键部件，功率模块和变流器在提升列车性能、保障安全可靠方面起着重要作用。

本文将介绍铁路车辆用功率模块和变流器的原理、功能和应用。

I. 铁路车辆用功率模块铁路车辆用功率模块是指用于控制车辆电力系统的关键器件。

它可以将供电系统的直流电能转换为交流电能，并控制电流的大小和频率。

铁路车辆用功率模块主要包括三相全桥逆变器和逆变器控制模块。

1. 三相全桥逆变器三相全桥逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置。

它由四个可控硅元件和四个二极管组成。

在正常工作状态下，可控硅元件会根据控制信号开启和关闭，通过改变开启和关闭的时间，控制交流电的频率和幅值。

三相全桥逆变器的输出电流可以根据列车需求进行调节，从而实现对列车动力的精确控制。

2. 逆变器控制模块逆变器控制模块是功率模块的核心控制部分。

它通过接收输入的控制信号，对逆变器进行驱动和控制，确保逆变器的正常工作。

逆变器控制模块能够监测电流、电压等参数，并及时对其进行调整，以保障列车电力系统的安全和稳定运行。

II. 铁路车辆的变流器铁路车辆的变流器是铁路车辆电力传输系统中的重要组成部分。

它能够将来自供电系统的交流电能转换为直流电能，用于给列车供电。

变流器的主要功能是实现能量的双向转换，既能将交流电转换为直流电，也能将直流电转换为交流电。

同时，变流器还能够控制电流的大小和频率，以满足列车在不同工况下的能量需求。

1. 交流-直流变流器交流-直流变流器能够将供电系统的交流电转换为列车所需的直流电。

它采用交流-直流变换的原理，通过整流电路将交流电转换为直流电，并通过滤波电路消除电源中的脉动成分，从而提供平稳的直流电源。

2. 直流-交流变流器直流-交流变流器能够将列车电池或集电靴所储存的直流电转换为交流电供给列车驱动系统。

它通过逆变电路将直流电转换为交流电，使列车能够实现正常的运行和动力输出。

电源模块电源模块为系统其它各个模块提供所需要的电源，设计中，除了要考虑到电压范围和电流负载能力等基本参数之外。

还要在电源转换效率、降低噪声和防止干扰等方面进行优化。

可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。

可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。

根据各模块所需的不同电压范围，可以将电源分为三个部分。

一是直接使用 7.2V 电池电压的直流电机，二是使用无线模块NRF905所需要的3.3V 电压，三是其余包括最小系统，传感器等使用传感器等使用 5V 电压的电路。

电压的电路。

直流电机驱动电压是直接要电池输出的7.2V 电压即可；至于NRF905无线模块则需要3.3V 的外部工作电压。

我们选用的是LM1117固定输出的型号，使其输出固定的电压3.3V 。

用来提供无线模块的工作电压；至于单片机最小系统、传感器、光电编码器等均需要使用光电编码器等均需要使用 5V 电源，关于电源，关于 5V 稳压方案的选择将在下面几节中详细介绍。

稳压方案的选择将在下面几节中详细介绍。

附：（DXP 中LM1117的3.3V 稳压原理图）1：各种：各种 5V 稳压芯片的比较与选择稳压芯片的比较与选择5V 电源模块用于为最小、传感器模块等供电。

常用的电源有串联型线性稳压电源（LM2940、7805 等）和开关型稳压电源（LM2596、LM2575 等）两大类。

前者具有纹波小、电路结构简单的优点，但是效率较低，功耗大；后者功耗小，效率高，但电路却比较复杂，电路的纹波大。

我们经过不断试验，先后尝试了先后尝试了 LM7805，LM1117，LM2940，LM2575，LM2576 等稳压芯片，通过查阅资料和亲自试验，将各芯片特点总结为表等稳压芯片，通过查阅资料和亲自试验，将各芯片特点总结为表 1。

表1：各种5V 稳压芯片的特点比较序号序号芯片型号芯片型号 特点特点 1 LM7805 串联稳压，输入电压需大于串联稳压，输入电压需大于 7V 2 LM1117 负载负载 800mA ，压差可小于，压差可小于 1.2V 3 LM2575 负载负载 1A ，开关稳压，输入需，开关稳压，输入需 6.5V 4 LM2576 负载负载 3A ，开关稳压，输入需，开关稳压，输入需 6.5V 5 LM2904 负载负载 1A ，串联稳压，压差可小于，串联稳压，压差可小于 0.5V由表可知，由表可知，如果从带负载能力角度来看，如果从带负载能力角度来看，LM2576 明显是最强的，明显是最强的，但是实验中发现，由但是实验中发现，由于它的电流很大，其外围元件都要求较高，不好配置，而且纹波比较大。

多合一控制器电源模块的选择及检测方法概述：随着科技的不断发展和进步，多合一控制器在各个行业中得到了广泛的应用。

而电源模块作为多合一控制器的重要组成部分，对于控制器的性能和可靠性有着至关重要的影响。

因此，选择合适的电源模块以及合理的检测方法对于多合一控制器的正常运作至关重要。

本文将就多合一控制器电源模块的选择以及检测方法进行论述和分析。

一、电源模块的选择多合一控制器电源模块的选择是确保多合一控制器正常运行的首要任务。

下面将从功率需求和稳定性两个方面来介绍电源模块的选择要点。

1. 功率需求在选择电源模块时，首先需要确定多合一控制器的功率需求。

通过评估控制器的所有功能板和芯片组的功耗，计算所需的总功率。

然后根据实际需求，选择具有对应功率输出的电源模块。

需要注意的是，应该给电源模块设置一定的额定功率储备，以应对电源模块在运行过程中可能出现的功率峰值。

2. 稳定性稳定性是多合一控制器电源模块选择的另一个重要指标。

为了确保电源模块在工作过程中的稳定性，需要考虑以下几个因素：（1）电源模块的输出电压稳定性：稳定的输出电压对于多合一控制器的正常运行至关重要。

因此，在选择电源模块时，需要关注其输出电压的稳定性指标。

（2）电源模块的输出电流能力：根据多合一控制器的实际功率需求以及各个功能模块的工作电流，选择具有足够输出电流能力的电源模块。

（3）过载和短路保护功能：考虑到多合一控制器在使用过程中可能会遇到的过载和短路情况，选择带有过载和短路保护功能的电源模块。

这样可以有效地保护控制器和其他电子元件的安全。

二、电源模块的检测方法为了确保多合一控制器电源模块的可靠性和安全性，需要进行一系列的检测。

下面将介绍几种常用的电源模块检测方法。

1. 输出电压测试输出电压是电源模块的核心参数，也是评估其性能的重要指标。

可以通过使用万用表或示波器，将其接入电源模块的输出端口，测量输出电压的稳定性和准确性。

测试时应考虑最大负载条件下的输出电压情况，并确保其在可接受范围内。

多合一控制器电源模块选型原则与设计随着现代电子技术的迅猛发展，电子产品的功能需求越来越复杂，对电源模块的要求也越来越高。

多合一控制器电源模块作为一种集成度高、功能全面的电源模块，成为众多电子设备中的重要组成部分。

本文将从多合一控制器电源模块的选型原则和设计两个方面进行探讨，为相关从业人员提供一些指导和借鉴。

一、多合一控制器电源模块选型原则在进行多合一控制器电源模块选型时，我们应该考虑以下几个关键原则。

1. 适应产品需求：不同的电子产品对电源模块的需求有所差异，因此选型时要充分考虑产品的功耗、工作电压、工作温度范围等因素，确保选用的电源模块能够满足产品的需求，并且具备一定的余量。

2. 高效能与节能：能效是电子产品设计中的一个重要指标。

在选型时应考虑电源模块的转换效率，尽量选择高效能的产品，并合理设计供电方案，以减少能耗和热损耗，提高产品的整体能效。

3. 可靠性与稳定性：电源模块作为电子产品的基础组件，其可靠性和稳定性对产品的性能和寿命有着直接的影响。

选型时应选择具有较高可靠性的产品，并考虑其抗电磁干扰、过压保护、过载保护等功能，确保产品能够在各种环境下正常工作。

4. 安全性与环保性：电子产品的安全性和环保性已经成为行业的重要标准之一。

在选型时应考虑电源模块的安全认证情况，如CE、UL 等，并选择符合环保要求的产品，避免对环境造成污染。

二、多合一控制器电源模块的设计在进行多合一控制器电源模块设计时，我们可以按照以下步骤进行。

1. 了解需求：首先需要充分了解产品的功耗需求、工作电压范围、工作温度范围等技术要求，同时还需要考虑产品的外形尺寸和安装方式等因素。

2. 选择供电方案：根据产品需求选择合适的供电方案，例如直流供电、交流供电、电池供电等，并考虑电源的输入和输出电压范围、电流输出能力等特性。

3. 确定电源拓扑：根据产品的功率需求和电源的特性选择适当的电源拓扑结构，如开关电源、线性电源等。

4. 选择合适的元器件：根据电源拓扑和设计要求选择合适的元器件，如开关管、电感、电容、稳压芯片等。

如何选择和使用合适的电源管理模块现如今，电子设备已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

然而，电子设备的正常运行需要稳定的电源供应，因此选择和使用合适的电源管理模块变得至关重要。

本文将详细介绍如何选择和使用合适的电源管理模块，以确保电子设备的正常运行和稳定性。

一、了解电源管理模块的功能和特性在选择电源管理模块之前，我们需要了解其功能和特性。

电源管理模块可以提供稳定的电源供应，同时具备过流、过压、过温等保护功能，以保护电子设备免受损坏。

此外，一些高级电源管理模块还具备省电功能，可以延长电池寿命，并提供快速充电等特性。

二、考虑供电方式和电源需求在选择电源管理模块时，我们需要考虑供电方式和电源需求。

供电方式通常分为直流电源和交流电源，不同的电源管理模块适用于不同的供电方式。

同时，我们还需要确定设备的电源需求，包括电压稳定性要求、电流输出能力等，以选择适合的电源管理模块。

三、评估功率转换效率和热耗散能力在使用电源管理模块时，功率转换效率和热耗散能力是需要考虑的重要因素。

功率转换效率表示电源管理模块将输入电能转换为输出电能的效率，高效的转换能够减少能量损耗。

同时，电源管理模块还需要具备良好的热耗散能力，以保持模块的稳定性和可靠性。

四、选择合适的保护功能为了保护电子设备的安全性，电源管理模块通常具备多项保护功能。

常见的保护功能包括过流保护、过压保护、过温保护等，可以有效防止因电源异常而对设备造成损坏。

在选择电源管理模块时，我们需要根据具体需求，选择具备所需保护功能的模块。

五、考虑外部接口和尺寸要求在使用电源管理模块时，我们还需要考虑其外部接口和尺寸要求。

外部接口通常包括输入输出端子、控制接口等，需要根据设备的接口需求进行选择。

同时，模块的尺寸要求也需要考虑，以确保模块能够适应设备的尺寸限制。

六、正确连接和安装电源管理模块在选择了合适的电源管理模块后，我们需要正确连接和安装模块，以确保其正常运行。

首先，需要根据模块的接线图进行连接，保证正确的电源输入和输出。

选择模块电源要考虑的两点
选择使用DC-DC模块电源除了最基本的电压转换功能之外，还有以下几个方面需要考虑：
1，额定功率
一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30~80%为宜，这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充足而且稳定可靠。

负载太清造成资源浪费，太重则对温升，可靠性不利。

所有模块电源均有一定的过载能力。

2，封装形式
模块电源的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一家公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同风转产品有不同功率，那么怎么选择封装形式呢?主要有三个方面：(1)一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其他部分更多空间更多功能;(2)尽量选择符合国际标准风转的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家;(3)应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。

选择一种封装，系统由于功能升级对电源功率的要求提高，电源模块封装依然不变，系统线路板设计可以不必改动。

从而大大简化了产品升级更新换代，节约时间。