RSD-60H-12 - изолированный DC/DC преобразователь питания 60 Вт для железнодорожных и промышленных систем с входом 40–160 В DC и выходом 12 В DC.
Описание
RSD-60H-12 — закрытый DC/DC преобразователь серии RSD-60, предназначенный для надежного электропитания аппаратуры в железнодорожном транспорте, подвижных и стационарных транспортных системах, а также в промышленной электронике. Модель относится к исполнению с широким входным диапазоном 40–160 В DC и формирует стабилизированное выходное напряжение 12 В DC.
Серия соответствует требованиям железнодорожных стандартов BS EN/EN50155 и IEC60571, рассчитана на эксплуатацию в условиях вибрации, запыленности, повышенных электромагнитных помех и широкого температурного диапазона. Преобразователь выполнен в низкопрофильном корпусе высотой 25 мм, имеет гальваническую развязку входа и выхода 4 кВ DC, встроенные защиты и охлаждается естественной конвекцией.
Расшифровка партномера
| Элемент обозначения | Значение |
| RSD | Серия надежных железнодорожных DC/DC преобразователей |
| 60 | Номинальная мощность 60 Вт |
| H | Входной диапазон 40–160 В DC |
| 12 | Номинальное выходное напряжение 12 В DC |
Особенности
- Соответствие железнодорожным стандартам BS EN/EN50155 и BS EN/EN45545-2.
- Широкий диапазон входного напряжения 4:1.
- Низкопрофильное исполнение 1U, высота 25 мм.
- Отсутствие требования к минимальной нагрузке.
- Защиты: короткое замыкание, перегрузка, перенапряжение, защита от переполюсовки входа.
- Изоляция вход/выход 4000 В DC, усиленная изоляция.
- Полузалитое исполнение, охлаждение свободной конвекцией воздуха.
- Рабочий температурный диапазон от -40 до +70°C.
- Встроенная схема ограничения тока.
- Светодиодная индикация наличия выходного питания.
Области применения
- Автобусы, трамваи, метрополитен и железнодорожные системы.
- Оборудование для условий высокой вибрации, высокой запыленности, а также крайне низких и высоких температур.
- Беспроводные сети связи.
- Телекоммуникационные и дата-коммуникационные системы.
- Промышленные системы управления.
Функциональные и конструктивные сведения
Преобразователь относится к серии надежных железнодорожных источников питания постоянного тока с частотой преобразования 130 кГц. В состав функциональных узлов входят входной EMI-фильтр, узел выпрямления и фильтрации, силовой преобразователь, выходной выпрямитель и фильтр, ШИМ-управление, а также схемы защиты по перегрузке и перенапряжению.
На входе установлен плавкий предохранитель в цепи положительной линии питания. Для исполнения типа H используется предохранитель Time-Lag, CONQUE MST, 2,5 A, 250 V. Защита от переполюсовки реализована MOSFET в отрицательной входной линии: при обратной полярности выходное напряжение отсутствует, что предотвращает повреждение устройства.
Серия имеет расширенную устойчивость к отклонениям входного напряжения и способна выдерживать ±40% от номинального входного напряжения в течение 1 секунды. При снижении входного напряжения ниже порога минимального входного напряжения внутренний контроллер отключает преобразователь; после восстановления напряжения выше порога включения работа возобновляется автоматически.
Пусковой ток ограничивается резистором на этапе запуска, после чего резистор шунтируется MOSFET для снижения потерь мощности в установившемся режиме.
Выходные параметры
| Параметр | Значение |
| Выходное напряжение | 12 В DC |
| Номинальный выходной ток | 5 A |
| Диапазон выходного тока | 0–5 A |
| Номинальная мощность | 60 Вт |
| Пульсации и шум, максимум | 50 мВ пик-пик |
| Допуск по выходному напряжению | ±2,0% |
| Стабилизация по входу | ±0,3% |
| Стабилизация по нагрузке | ±0,3% |
| Время запуска, типовое | 100 мс |
| Время нарастания, типовое | 60 мс при полной нагрузке |
| Удержание выхода | см. график зависимости времени удержания от нагрузки |
Входные параметры
| Параметр | Значение |
| Диапазон входного напряжения | 40–160 В DC |
| Типовой КПД | 92,5% |
| Типовой входной ток | 0,62 A при 110 В DC |
| Типовой пусковой ток | 20 A при 110 В DC |
| Прерывание питающего напряжения | EN50155:2021, соответствие уровню S1 |
| Порог отключения по пониженному входному напряжению | около 25,5 В для отключения, около 37 В для включения, по графику серии H |
| Устойчивость к переходным отклонениям входа | выдерживает ±40% от номинального входного напряжения в течение 1 секунды |
| Защита от переполюсовки входа | есть |
| Входной предохранитель | Time-Lag, CONQUE MST, 2,5 A, 250 V |
Защиты
| Параметр | Значение |
| Защита от перегрузки | 105–135% от номинальной выходной мощности |
| Режим защиты от перегрузки | Ограничение тока, автоматическое восстановление после устранения перегрузки |
| Защита от перенапряжения на выходе | 13,8–16,2 В |
| Режим защиты от перенапряжения | Отключение выходного напряжения, восстановление после повторной подачи питания |
Изоляция и электрическая прочность
| Параметр | Значение |
| Испытательное напряжение вход-выход | 4 кВ DC |
| Испытательное напряжение вход-FG | 2,5 кВ DC |
| Испытательное напряжение выход-FG | 2,5 кВ DC |
| Сопротивление изоляции | 100 МОм минимум при 500 В DC, 25°C, 70% RH между вход-выход, вход-FG и выход-FG |
Условия эксплуатации и окружающая среда
| Параметр | Значение |
| Рабочая температура | -40…+55°C без снижения мощности; +70°C при 60% нагрузки при естественной конвекции; +70°C без снижения мощности при установке на внешнюю базовую пластину |
| Рабочая влажность | 5–95% RH, без конденсации |
| Температура хранения | -40…+85°C |
| Температурный коэффициент | ±0,03%/°C в диапазоне 0…50°C |
| Вибрация | 10–500 Гц, 5G, 10 мин/цикл, 60 мин по осям X, Y, Z; монтаж в соответствии с IEC61373 |
| Рабочая высота | 5000 м |
Соответствие стандартам и ЭМС
| Параметр | Значение |
| Стандарты безопасности | IEC 62368-1, UL 62368-1, AS/NZS 62368-1, EAC TP TC 004; конструкция с учетом BS EN/EN62368-1 |
| Железнодорожный стандарт | Соответствие BS EN/EN45545-2 по пожарной безопасности; BS EN/EN50155 и IEC60571, включая IEC61373 по удару и вибрации; BS EN/EN50121-3-2 по ЭМС |
Эмиссия электромагнитных помех
| Параметр | Стандарт | Уровень |
| Кондуктивные помехи | BS EN/EN55032 | Класс A |
| Излучаемые помехи | BS EN/EN55032 | Класс B |
| Гармонические составляющие тока | BS EN/EN61000-3-2 | Не применяется |
| Фликер напряжения | BS EN/EN61000-3-3 | Не применяется |
Помехоустойчивость
| Параметр | Стандарт | Уровень |
| Электростатический разряд | BS EN/EN61000-4-2 | Уровень 3, ±8 кВ воздух; уровень 3, ±6 кВ контакт |
| Излучаемое радиочастотное поле | BS EN/EN61000-4-3 | Уровень X, 20 В/м |
| Быстрые переходные процессы | BS EN/EN61000-4-4 | Уровень 3, 2 кВ по цепям питания |
| Импульсные перенапряжения | BS EN/EN61000-4-5 | Уровень 3, 1 кВ линия-линия; уровень 3, 2 кВ линия-земля |
| Кондуктивные ВЧ-помехи | BS EN/EN61000-4-6 | Уровень 3 |
| Испытания на устойчивость | BS EN/EN55035 | Соответствует |
Надежность, размеры и упаковка
| Параметр | Значение |
| Наработка на отказ MTBF | 2738,8 тыс. ч минимум по Telcordia SR-332 (Bellcore); 593,9 тыс. ч минимум по MIL-HDBK-217F при 25°C |
| Габаритные размеры | 128 × 60 × 25 мм |
| Масса | 0,29 кг |
| Упаковка | 48 шт.; 14,9 кг; 0,75 куб. фута |
Механическое исполнение и выводы
Корпус: Case No.255. Максимальная контролируемая температура корпуса обозначена как tc. Исполнение — низкопрофильный закрытый корпус с винтовыми клеммами входа и выхода и встроенным светодиодным индикатором.
| Входной вывод | Назначение |
| 1 | Вход DC V+ |
| 2 | Вход DC V- |
| 3 | FG |
| Выходной вывод | Назначение |
| 1 | Выход DC -V |
| 2 | Выход DC +V |
Индикация состояния
| Состояние индикатора | Значение |
| Зеленый свет | Нормальная работа |
| Сигнал отсутствует | Нет питания или неисправность |
Параллельное и последовательное включение
Параллельная работа. Встроенная схема параллельной работы отсутствует, поэтому параллельное соединение допускается только с внешними цепями для резервирования, но не для увеличения допустимого выходного тока. Для каждого источника требуется внешний диод в положительной выходной линии, рассчитанный на ток выше максимального выходного тока и установленный на соответствующий теплоотвод. При параллельной работе суммарный ток утечки возрастает.
Последовательная работа. Допускается последовательное соединение преобразователей. Для повышения суммарного выходного напряжения требуется внешний блокирующий диод, поскольку внутри серии RSD-60 отсутствует диод обратной блокировки. Номинал по обратному напряжению внешнего диода должен превышать сумму напряжений соединяемых источников.
Тепловые режимы и снижение мощности
При работе без установленной снизу металлической пластины максимальная температура окружающей среды при полной нагрузке составляет 55°C. В диапазоне 55…70°C требуется снижение выходного тока в соответствии с кривой снижения мощности.
Для выполнения требований EN50155 уровня TX при полной нагрузке и температуре 70°C преобразователь должен быть установлен на металлическую пластину снизу. Рекомендуемый размер пластины: 360 × 360 мм, толщина 1 мм. Поверхность пластины должна быть ровной и гладкой, а сам преобразователь необходимо жестко закрепить в центре пластины. Указаны монтажные винты M3×4.
Так как конструкция является полузалитой, тепловые характеристики при приведенных в документе допустимых способах установки являются близкими и используют одинаковую кривую снижения мощности.
Испытания на воздействие внешней среды
| Вид испытания | Стандарт | Условия | Результат |
| Испытание сухим теплом | EN 50155 раздел 13.4.5 | Температура 70°C / 85°C; длительность 6 ч / 10 мин | Соответствует |
| Испытание влажным теплом, циклическое | EN 50155 раздел 13.4.8 | Температура 25…55°C; влажность 90–100% RH; длительность 48 ч | Соответствует |
| Испытание на вибрацию | EN 50155 раздел 13.4.10 | Температура 19°C; влажность 65%; длительность 10 мин | Соответствует |
| Испытание на удар | EN 50155 раздел 13.4.10 | Температура 21 ±3°C; влажность 65 ±5%; длительность 30 мс × 18 | Соответствует |
| Хранение при низкой температуре | EN 50155 раздел 13.4.6 | Температура -40°C; выдержка 16 ч | Соответствует |
| Испытание соляным туманом | EN 50155 раздел 13.4.13 | Температура 35 ±2°C; длительность 96 ч | Соответствует |
Пожарная безопасность EN45545-2
| Узел | Категория | Испытание | Стандарт | HL1 | HL2 | HL3 |
| Печатная плата | R22 | Кислородный индекс | EN 45545-2:2020 / EN ISO 4589-2:2017 | PASS | PASS | PASS |
| Печатная плата | R22 | Плотность дыма | EN 45545-2:2020 / EN ISO 5659-2:2017 | PASS | PASS | PASS |
| Печатная плата | R22 | Токсичность дыма | EN 45545-2:2020 / EN 17084:2018 | PASS | PASS | PASS |
| Печатная плата | R24 | Кислородный индекс | EN 45545-2:2020 / EN ISO 4589-2:2017 | PASS | PASS | PASS |
| Печатная плата | R25 | Испытание раскаленной проволокой | EN 45545-2:2020 / EN 60695-2-11:2014 | PASS | PASS | PASS |
| Заливочный материал | R24 | Кислородный индекс | EN 45545-2:2020 / EN ISO 4589-2:2017 | PASS | PASS | PASS |
| Клеммный блок | R26 | Испытание вертикальным пламенем | EN 45545-2:2020 / EN 60695-11-10:2013 | PASS | PASS | PASS |
Примечания
| № | Содержание |
| 1 | Если не указано иное, все параметры измерены при входном напряжении 110 В DC, номинальной нагрузке и температуре окружающей среды 25°C. |
| 2 | Пульсации и шум измеряются при полосе 20 МГц с использованием витой пары длиной 12 дюймов, оконцованной параллельным конденсатором 0,1 мкФ и 47 мкФ. |
| 3 | Допуск включает начальную установку, стабилизацию по входу и стабилизацию по нагрузке. |
| 4 | Источник питания рассматривается как компонент, устанавливаемый в конечное оборудование. Все испытания по ЭМС выполнены при монтаже устройства на металлическую пластину 360 × 360 мм толщиной 1 мм. Конечное оборудование должно быть повторно проверено на соответствие требованиям ЭМС. |
| 5 | Настоятельно рекомендуется, чтобы внешняя выходная емкость не превышала 5000 мкФ. |
| 6 | При эксплуатации на высоте свыше 2000 м снижение допустимой температуры окружающей среды составляет 3,5°C на каждые 1000 м для моделей без вентилятора и 5°C на каждые 1000 м для моделей с вентилятором. |