【鐵道認證隔離型DC-DC電源轉換器】性能零死角大解密(下)

堅固的機械與熱衝擊應力設計

鐵道的應用環境多變,必須考量多種條件,像是氣候、溫度、濕度、地形、供電方式等,可能前一個小時在酷熱的荒漠,下一個小時就在極寒的凍原,因此,必須以最嚴謹的角度來看待電源轉換器在嚴苛環境中的表現,可以參閱以下標準:

  • 低溫啟動測試 EN 50155 13.4.4 / EN 60068-2-1
  • 乾熱測試 EN 50155 13.4.5 / EN 60068-2-2
  • 低溫儲存測試 EN 50155 13.4.6 / EN 60068-2-1
  • 濕熱循環測試 EN 50155 13.4.7 / EN 60068-2-30
  • 功能型隨機振動測試 EN 50155 13.4.11 / EN 61373 (EN 60068-2-6)
  • 增強型隨機振動測試 EN 50155 13.4.11 / EN 61373 (EN 60068-2-6)
  • 衝擊測試 EN 50155 13.4.11 / EN 61373 (EN 60068-2-27)


MINMAX的鐵道認證產品皆滿足以上測試條件,提供客戶在面對嚴苛條件時最可靠的解決方案。


圖8-MINMAX提供耐用、堅固、可靠的鐵道認證產品

通過嚴苛的溫度循環測試

為了驗證長期可靠性,MINMAX的鐵道認證產品皆通過500次以上的溫度循環測試,必須在一個循環內急速升到+125°C的高溫,再以每分鐘變化20°C的速率,下降到-40°C的低溫,溫差高達165°C,MINMAX選擇以最嚴謹的測試方式看待產品,如此一來才能確保產品能滿足鐵道系統的嚴苛要求。


圖9-通過500次以上的高低溫循環測試

操作在海拔5000公尺的環境

一般來說IEC 62368-1規範內所訂定的是必須符合從海平面至海拔2,000公尺的工作規格,從而允許取得必要的認證。然而,這也意味著安裝這些元件的設備只能在2,000公尺的海拔高度內使用。

而當今很多歐亞或美洲的都市都建立於海拔2,000公尺之上,那些地方通常有最現代化的電氣和電子設備市場,歐洲即是一個例子,例如:很多電信基地台在歐洲都被放置在盡可能高的位置,以實現最大範圍和覆蓋。但在這領域,中國更快一步,例如:GB 4943.1-2011標準已要求醫療設備適用於海拔5,000公尺的應用。

因此MINMAX已將多數鐵道認證產品通過海拔5,000公尺的測試,避免因PCB電路板佈線(PCB Track)、氣隙(Air Gaps)或電弧(Arcing) 所造成短路現象,替您解決鐵道面臨高海拔的高度運行限制。

完整的可靠度測試

MINMAX的鐵道認證產品除了通過EN 50155認證,皆經過更謹慎、嚴苛的測試,提供您高品質、高可靠度的產品。

測試特性 測試條件
開發中產品可靠度測試
燒機測試
Burn-in
Input Line: Nom. Line
Output Load: Full Load
Temperature: Room Temperature
Duration: 1032 HRs
高加速壽命測試
Highly Accelerated Life Test(HALT)
Thermal Step Stress Test
Rapid Thermal Stress Test
Vibration Step Stress Test
Combined Environmental Stress Test
溫度循環測試
Temperature Cycling Test(TCT)
Temperature Change: -40℃ ~ +125℃
Steady State Duration: 30min
Ramp Rate: 20℃/min
Number of Cycles: 200+
溫溼度儲存循環測試 (無作動)
Temperature & Humidity Storage Cycling Test
(Non-Operation)
Temperature Change: Low to High Temperature
Ramp Rate: 1-3℃/min
Relative Humidity: +95% RH.
Steady State Duration: 1 HR
Number of Cycles: 5 Cycles
功率與溫度循環測試 (操作中)
Power and Temperature Cycling Test(PTCT)
(In Operation)
Input Line Change: Low/Nom./High Line
Output Load Change: No or Min./Full Load
Temperature Change: Low to High Temperature
Relative Humidity: +95% RH.
Duration for ON/OFF: 3 Sec
Number of Cycles: 300 Cycles
濕溫度偏差測試 (操作中)
Temperature, Humidity and Bias Test(THB)
(In Operation)
Input Line: High Line
Output Load: No or Min. Load
Temperature: +85℃
Relative Humidity: +85% RH.
Operating Duration: 1000 HRs
低溫測試 (操作中)
Low Temperature Test
(In Operation)
Input Line: Nom. Line
Output Load: Full Load
Temperature: Low Temperature
Duration: Achieve Thermal Equilibrium
高溫測試 (操作中)
High Temperature Test
(In Operation)
Input Line: Nom. Line
Output Load: Full Load
Temperature: High Temperature
Duration: Achieve Thermal Equilibrium
震動測試 (無作動)
Vibration Test(Non-Operation)
Waveform: Random
P.S.D Level:
10 Hz․1.04×10-3 g2/Hz
30 to 200Hz․20.8×10-3 g2/Hz
500 Hz․2.08×10-3 g2/Hz
Duration: 30 minutes
Directions: X, Y and Z
衝擊測試 (操作中)
Shock Test(Operation)
Waveform: Half-sine
Acceleration: 30 g
Duration: 11 ms
Number of Shocks: 3 shocks for each ±axis
ESD測試
ESD Test
Contact Discharge: ±4KV
Air Discharge: ±2/4/8KV
焊錫耐熱性測試
Soldering Heat Test
MIL-STD-202F Method 210E
RoHS RoHS Directive 2011/65/EU
附加測試
跌落測試
Drop Test
Drop Height: 66 cm
Drop Sequence: 1 corner, 3 edges and 6 faces

MINMAX綠能設計

更高的全範圍轉換效率

MINMAX最新的綠能設計,讓鐵道認證產品無論在任一輸出電流、輸入電壓、操作環境溫度條件的變化下,皆能保持高轉換效率,並降低不同條件下的效率變動幅度,進而達到節省能源、改善熱管理困擾、溫度升高疑慮等議題。


圖10-效率VS.負載曲線


圖11-效率VS.輸入電壓曲線


圖12-效率VS.操作環境溫度曲線

節省能源與改善溫升困擾

運用MINMAX的最新綠能設計,使產品具備更低的空載運行功耗,此性能將大幅改善溫度上升困擾,可以避免熱管理問題,進而達到節省能源與延長列車蓄電池的運行壽命。


圖13-功耗VS.負載曲線

無須最低或假負載需求

MINMAX鐵道認證電源,內部電路採用高穩定度的負回授設計,無論在空載或極輕載的條件下運行,輸出電壓皆不會產生諧振/震盪現象,有助於系統運作時的穩定度。

更快速的啟動時間,不產生過衝現象

MINMAX的鐵道認證產品即使啟動時間更快,也不會產生過衝現象,有助於避免系統加載時故障,確保長時間運行時的安全性。


圖14-僅需20Ms即可快速完成啟動

更優異的負載驅動能力

MINMAX的MRZI150系列可以在極低甚至零電壓的輸出下,提供卓越的系統負載驅動能力,而不會出現啟動失敗,滿足實際操作現場的應用需求。


圖15-MRIZ150系列擁有優異的瞬間負載驅動能力

漣波與雜訊的抑制能力

透過升級的雜訊過濾技術,MINMAX鐵道認證產品的漣波與雜訊在全輸入電壓、輸出電流負載、操作環境溫度條件下皆能維持低輸出漣波與雜訊,讓您的系統可以減少外掛元器件及降低雜訊干擾。

完整的異常保護及外控功能

MINMAX的鐵道認證產品具備完整的異常保護,包含輸入低電壓保護、輸出過電流保護,輸出短路保護、輸出過電壓保護以及過溫度保護,甚至還配備遙控開關功能與輸出電壓微調功能和感應功能,能透過微調功能來調整輸出電壓的高低,進而提升客戶在系統設計上的自由度與彈性。


圖16-完整的異常保護是鐵道認證產品必備的安全性功能

全灌膠真空封裝,阻絕外界的干擾

MINMAX的鐵道認證產品皆採用全灌膠真空封裝,對於環境電磁干擾耐受性(如: 靜電) 以及環境物理應力干擾(如:冷熱衝擊, 高低溫循環, 震動, 衝擊, 撞擊, 灰塵, 濕氣, 油氣等),皆具備完善的保護與抵抗能力。


圖17-全灌膠真空封裝能有效阻絕外界的干擾

通過防火保護測試,確保客戶系統的安全

所有MINMAX鐵道認證產品的塑料外殼、印刷電路板(PCB)和灌封材料,均根據四項「防火性能指標參數」進行測試,分別為「熱釋放量、可燃性、毒性測試、煙霧密度」,以確保鐵道運行期間的安全。

通過國際認證

所有MINMAX鐵道認證產品皆通過國際機構或協會的第三方認證,除了宣示MINMAX對於產品的信心,也希望透過客觀的第三方保證,讓客戶可以安心使用我們的產品,而不會對MINMAX的產品產生安全性或公正性的疑慮。

  • 鐵道認證 EN 50155 (IEC 60571)
  • 防火保護測試 EN 45542-2
  • 震動與衝擊可靠度測試標準 EN 61373
  • 冷卻、乾燥、濕熱可靠度測試標準
  • IEC/EN 60068-2-1, 2, 30
  • 鐵道電磁相容性(EMC)標準 EN 50121-3-2
  • CE 標誌
  • 國際資訊科技設備安規
  • UL/cUL/IEC/EN 623681(60950-1)