符合相关标准
毋庸置疑，铁路车辆零部件和系统供应商必须提供安全可靠的解决方案，而且通常需要符合严格的国际标准。然而，铁路运输对技术要求很高，这意味着必须部署坚固耐用的产品，以避免任何过早失效的可能性。.
近年来，欧洲层面在标准协调方面做出了显著努力，由此催生了目前广泛使用的各种法规。其中最成熟的是EN50155标准，该标准涵盖了铁路车辆中所有类型电子设备的要求。简而言之，该标准对电源模块（包括DC-DC转换器）的主要考虑因素进行了分类，这些分类包括输入电压、电磁兼容性（EMC/EMI）、机械/物理特性、温度和湿度以及电气隔离等方面的要求。.
个人要求
EN50155 中规定的输入电压要求旨在应对铁路应用中使用的电源波动，以及尖峰电压和其他不必要的电源干扰。当设备直接由电池供电而没有任何稳压时，其在标称输入电压 (V) 的 70% 至 125% 范围内的电压范围内必须能够正确安全地运行。否值得一提的是，V 的丢包率低至 60%。否 持续 100 毫秒，浪涌过电压高达 140% V否 持续一秒钟，通常发生在设备启动时。.
EN50155标准还要求能够处理高达1800V、持续时间为50ms的瞬态电压，这通常通过瞬态电压抑制器（TVS）来实现，该抑制器能够抑制高达1.5J的能量。值得注意的是，TVS的钳位电压必须与DC/DC转换器模块兼容。.
尽管大多数国家标准都与EN50155标准相协调，但令人沮丧的是，其中也存在一些例外。例如，英国的RIA12标准在浪涌保护方面有所不同，它规定设备必须能够承受3.5V的过电压。否 持续时间长达 20 毫秒，这超出了 TVS 的能力范围。因此，在英国的应用中，需要使用有源外部电路进行保护。.
铁路在电磁兼容性方面也面临着严峻的挑战。架空电缆电压、车载变压器、大功率电机以及乘客的智能手机和笔记本电脑都会产生电磁干扰 (EMI)。因此，EN50155 通过参考 EN50121-3-2 来满足电磁兼容性要求，EN50121-3-2 规定了辐射和传导电磁干扰的限值。在大多数一般应用中，这些要求可以通过使用外部电磁干扰滤波器来满足。.
那么，物理要求是什么呢？列车行驶过程中的振动几乎是持续不断的，这会导致机械疲劳。此外，当空载列车进行调车作业时，可能会承受高达 5G 的冲击。EN 61373 标准专门针对铁路应用中使用的电子设备（包括电源模块）的机械要求。该标准认识到，设备的位置（车体内部/外部、转向架或车轴上）会导致不同程度的机械应力，因此定义了四个等级。通常，电源模块安装在车体内部，属于 1A 级或 1B 级。2 级适用于安装在转向架上的设备，而 3 级则涵盖安装在车轴上的设备。.
将电子设备放置在面板后方或座椅下方等空间存在一个显著的缺点——密闭空间内温度升高。与物理要求类似，其工作温度也被划分为四个等级，并且需要具备10分钟内温度超过15°C的要求，这给电力系统带来了又一个挑战。.
关于湿度，EN50155 要求功率模块在 95% 相对湿度 (RH) 下进行 30 天的测试。但需要注意的是，这些参数在某些国家/地区有所不同，尤其是在法国和英国。.
最后一项关键的电气要求是输入输出之间的隔离，这由EN50155标准根据标称输入电压进行定义。需要再次指出的是，法国的要求有所不同，实际上更为严格。.
工程师当然可以查阅制造商的数据手册，以确认产品是否符合相关标准。但需要注意的是，由于标准会定期更新，例如2017年EN50155标准就进行了一次重大更新，因此工程师应始终确保功率模块等设备符合最新版本。对于EN50155标准而言，这也包括其引用的所有标准。这项工作看似艰巨，因此，向信誉良好的功率模块技术供应商寻求建议和指导将大有裨益。.
市场潜力
选择合适的动力模块所带来的回报显而易见。中国是全球最大的轨道交通技术市场。专业交通运输研究公司SCI Verkehr GmbH最近估计，该市场规模达330亿欧元。尽管未来五年这一数字预计会略有下降，但仍然非常引人注目。.
西欧市场规模估计为456亿欧元，年复合增长率达3.81万亿欧元。该地区最大的国家市场是德国，规模达110亿欧元，与中国、美国、俄罗斯和法国一起跻身世界前五。.
通过选择像 Flex 电源模块这样信誉良好的供应商提供的解决方案，制造商可以放心获得非常适合用于轨道车辆应用的技术，从而有利于他们赢得市场份额。.
功率输出范围从 1.65 瓦到 300 瓦，多个器件系列均符合 EN50155 标准。该系列产品涵盖全封装和开放式框架解决方案，并提供单路和双路输出等多种配置。值得一提的是，超宽输入电压范围（9 至 75 伏和 43 至 160 伏）不仅提供了设计灵活性，而且完全符合 EN50155 的输入电压要求。.
符合 EN50155 标准的最新 DC/DC 解决方案
最近推出的PKE-A系列DC/DC电源模块包括： PKE7000A 这些器件采用行业标准的 2 x 1 英寸外形尺寸。这些电源模块的输入电压范围为 43 至 160 V，可与常见的 72 V 或 110 V 标称电压轨配合使用。PKE7000A 器件可提供高达 30 W 的功率，符合 EN50155 标准，即使在严苛的应用环境中，也能提供高达 500 万小时的出色平均故障间隔时间 (MTBF)。.
Flex最近推出了 PKJ7200 和 PKJ7300 一系列功率模块。这些器件经过专门设计，采用紧凑的半砖式封装，节省空间，同时提供卓越的性价比。高效率 高达 92% 的晶体管有助于降低功耗，而宽输入电压范围和全面的输入/输出保护提高了在恶劣环境下的可靠性。.
另一项备受关注的创新是…… PKM7500W 和 PKM7100W 该公司最新推出的两款四分之一砖模块——直流-直流转换器，具有12至160V的超宽输入电压范围。因此，制造商可以采用单一设计，简化安装、认证和支持流程。更重要的是，这些模块采用全封装设计，提高了可靠性，同时输入和输出保护功能可防止转换器和供电设备损坏。.
这一系列符合 EN50155 标准的 DC/DC 转换器均与原有产品相辅相成。 PKM-A 专为铁路行业设计的 100–150 瓦四分之一砖模块系列。.
最终，尽管如今的乘客对铁路旅行的质量习以为常，但工程师们不应将电力模块视为理所当然。只有仔细考虑电力模块是否适用于铁路车辆应用，以及是否符合相关标准，才能确保成功。.
