數據是現代鐵路基礎設施的核心。貨運列車和客運列車都需要強大的通信功能，以便在機車車輛系統之間、列車之間以及列車和控制中心之間傳輸位置數據。此外，現代旅客列車還配備了便利和娛樂功能，如互聯網接入，信息顯示屏，充電插座和自動售貨機。

由于這些用例的多樣性，鐵路網絡使用多種有線和無線標準。有線標準包括CAN總線（為汽車內部網絡開發）和工業現場總線標準的派生;例如，ProfiNet 和工業以太網 （IE） 網絡（例如，Cat 5e、Cat 6 和 Cat 7）正在變得普遍，以太網供電 （PoE） 技術也越來越多地被采用。

無線標準包括商用蜂窩系統（3G/4G/LTE/5G）或定制系統，如用于歐洲鐵路交通管理系統（ERTMS）的GSM-R標準。對于中程和短程通信，也可以使用低功耗無線電，如洛拉萬或WiFi（IEEE802.11a / b / g / n / ac）。

數據通信系統必須滿足苛刻的要求

這些通信網絡在列車的運行和乘客的體驗質量中起著至關重要的作用。由于鐵路設備具有典型的20年使用壽命，因此通信系統必須非常可靠且易于更新。

然而，這是一個重大挑戰。鐵路環境壓力很大，溫度變化極大（-40°C至+85°C），長期沖擊和振動，并暴露在不受控制的EMC環境中。因此，用于鐵路數據通信系統的電源必須滿足嚴格的性能標準，例如：

EN 50155鐵路應用—機車車輛上使用的電子設備

EN 61373機車車輛設備—沖擊和振動測試

EN 50121-3-2電磁兼容性—機車車輛—設備

EN 50124-1隔離協調—機車車輛—設備

EN 50125-1環境條件—機車車輛—設備

EN 45545-2鐵路車輛的防火

例如，標準EN 61373定義了軌道環境中的沖擊、振動和溫度水平，具體取決于安裝類別。這些水平范圍從轉向架上最嚴重到更良性的區域，例如安裝在外殼內的車身（1類，B類）。標準EN 50125-1涵蓋高溫浸泡，鹽霧和熱循環。該標準符合高加速壽命測試（HALT），這是沖擊/振動和環境溫度（非強制性）的組合。

為了滿足這些苛刻的標準，RECOM 電源和 RECOM 電源控制系統 （PCS） 的產品通過了測試，包括使用內部振動測試設備進行全面性能表征。

DC/DC 轉換器可處理不可預測的電源浪涌和電壓下降

DC/DC轉換器是通信系統配電系統的關鍵部分。鐵路機車車輛采用直流配電系統，以便在發電機或受電弓發生故障時使用電池來維持電力。

最新版本的EN 50155定義了七種不同的標準化直流電壓，盡管110 VDC最常用于客運列車。盡管如此，24V至72VDC電壓仍然非常普遍，并且在全球范圍內運行，最常用于輕軌，有軌電車和無軌電車。

為了滿足標稱輸入電壓的這些要求，鐵路應用開發人員選擇了 4：1 轉換器，例如 RECOM 的 RP20-FR 和 RP40-FR 系列，因為它們僅通過三種不同的轉換器型號即可覆蓋整個標稱輸入電壓范圍。

然而，鐵路直流電源遠非清潔的電壓源。標準EN 50155允許在正常操作中變化+25%/-30%，在100ms內下降到60%，不允許“功能偏差”，在一秒鐘內為標稱值為125%至140%，而不會降低性能。為了涵蓋這些變化，110V系統的DC/DC轉換器通常必須在66至154VDC范圍內工作。

此外，根據 EN 61000-4-x 系列標準的定義，系統電源軌上也存在快速瞬態過電壓，要求電源能夠處理高達 160 至 200V 的額外電壓。

此外，還可能發生完全的供應損失。在這方面，EN 50155定義了以下兩類中斷：常見的10ms（S2）和最壞情況20ms輸入短路，性能不下降（S3）。對于某些設備，電源轉換期間的中斷時間為 30 ms（C2 類）。

軌式 DC/DC 轉換器的規格有時包括符合 UK RIA 12 標準，該標準定義了在 110 V 系統中高達 385 V 且持續 20 ms 的更高能量浪涌。

用于鐵路數據網絡應用的 RECOM 直流/直流轉換器

用于數據通信的電源范圍可以從為包含傳感器和WLAN節點的模塊供電的低功耗DC/DC轉換器到必須處理車輛段機車車輛系統需求的高功率軌道旁安裝。

如上所述的低功耗 WLAN 系統可由 DC/DC 轉換器（如 RP08-AW 系列）提供，該轉換器可提供高達 8 W 的穩壓功率。該功能通過 EN 50155 認證系列具有 4：1 的輸入電壓范圍和 1.6kVDC 隔離。此外，它還具有高達 88% 的效率，外加過載保護 （OLP）、過壓保護 （OVP） 和短路保護 （SCP）。

“磚”格式 DC/DC 轉換器在大功率鐵路應用中很受歡迎。示例包括 RPxxx-RW 和 RPxxxRUW 系列，其器件在 12：1 的輸入范圍內工作，標稱值涵蓋 24 至 110VDC 的所有電源軌標準，包括浪涌和掉電。RECOM通過其外部電路的設計建議來支持這一點。

根據預期的用例計算功率預算非常重要。PoE 節點（如 IP 攝像機）的典型功耗約為 7–8W。對于具有六個此類節點的車廂，指示的總PoE輸出預算為60W。

確保選擇合適的 DC/DC 轉換器，以便為正常運行提供足夠的輸出功率，同時考慮系統功率要求和輸出功率預算。請記住，在高工作溫度條件下，DC/DC 轉換器的輸出功率降額需要考慮在內。

此外，系統電壓也因所選網絡而異。例如，CAN總線是一個5伏系統;因此，IEEE 802.3at PoE標準可以使用從42.5到57VDC。

RECOM 和 PCS 滿足一系列鐵路要求

RECOM 和 PCS 擁有廣泛的堅固型符合 EN 50155 標準的 DC/DC 轉換器產品組合，并為鐵路應用提供交鑰匙解決方案，從低功耗 （8–240W） 模塊到高達 10kW 的電源，并提供定制服務。

機箱安裝格式也很常見;在這方面，RECOM/PCS提供從40W到1kW的即插即用解決方案。這些“機器解決方案”是完全符合鐵路標準的系統電源解決方案，不會造成任何影響。RECOM 的 RMD 500W 和 RMSD 1kW 等級是冗余 n+1 功率單元的完美解決方案，適用于安全可靠的機車車輛應用。

另一個例子是（40/75 W）150–300W加固型RMD系列，其12：1范圍24V–110VDC輸入，完全符合EN 50155和上面列出的所有子相關標準。這些“即用型”裝置無需任何外部電路，并配備了超寬范圍輸入 14，4–154V/170V、升壓電源、EMC/干擾保護、主動浪涌電流限制、主動輸入反極性保護、保持時間 （S2）、基于 OVC3 和 PD2 的增強隔離、可微調輸出和輸出 ORing 二極管等功能。

基于典型值 95% 的出色整體效率和精密的熱設計，這些裝置可在 -40 至 +85°C 的 OT4+ST1&ST2 條件下以自然對流運行，而不會降額，并允許任何安裝位置。環保型RMD產品系列設計無封裝;因此，與灌封產品相比，重量大大減輕。

此外，PCS 產品組合還包括機架式 AC/DC 和 DC/DC 轉換器，適用于軌道車輛和軌道旁應用，從低功率到 18 kW，帶直流、單相或三相交流輸入。電池充電器系列采用模塊化概念設計。在1.5kW，5kW或18kW等級中，所有單元都是可級聯的，可以并聯運行以提高可用性和可靠性;此外，它們是冗余 n+1 動力裝置的理想解決方案，適用于安全可靠的機車車輛應用。電池充電器具有出色的效率和功能特性，如溫度調節輸出電壓和模擬或數字接口。符合 EN 50155 標準的 300W AC/AC 逆變器也可提供 30 至 600Hz 之間的可調輸出頻率。

符合鐵路標準的現成 DC/DC 轉換器和電源為傳感器、數據通信系統和集中式系統提供從瓦特到千瓦的電源提供了一條經濟高效且簡單的路線。

對于定制設計，RECOM和PCS在鐵路應用方面都有悠久的歷史，提供全面的工程支持，詳細的環境合規性報告和EMC評估。提供參考設計，包括 EN 50121-3-2 符合 24–48V 或 72–110VDC 標稱輸入電壓轉換器所需的 EMI 濾波等功能。