Celosvětová populace zažívá velmi rychlý růst, stále více lidí po celém světě se stěhuje z venkova do města. Kromě výzev ve městě, které představuje megatrend urbanizace, dochází také ke zvýšení průměrné cestovní vzdálenosti. V důsledku toho také vznikají nové výzvy v oblasti železničních dopravních systémů. Ke splnění těchto požadavků vyvinuly společnosti Siemens Mobility a Infineon Technologies AG nové měniče pro napájení palubních sítí kolejových vozidel. Díky využití výkonových polovodičových spínačů na bázi karbidu křemíku (SiC) dosahují vysoké energetické účinnosti.
"Naše vozidla by neměla nabízet pouze nejvyšší úroveň pohodlí cestujících, ale měla by také umožnit našim zákazníkům udržitelný provoz po celou dobu životnosti produktu. Energeticky účinné palubní sítě kolejových vozidel mohou významně přispět k jejich ekonomickému a ekologickému provozu,“ uvedl Albrecht Neumann, generální ředitel Rolling Stock společnosti Siemens Mobility.
Společnost Siemens Mobility používá nový měnič pro napájení palubních sítí pro různé vozidlové platformy. Tyto měniče jsou nenáročné na údržbu, spolehlivé, nabízí hospodárný provoz a především jsou energeticky efektivní. "Použitím polovodičů SiC dosahujeme vyšší spínací frekvence i vyšší účinnosti, což umožňuje zmenšení transformátorů, kondenzátorů, chladicích prvků a celého bloku. Výhody tohoto polovodičového materiálu jsou zřejmé a nyní se využívají u kolejových vozidel,“ uvedl Dr. Peter Wawer, prezident divize Industrial Power Control společnosti Infineon.
Kromě vytváření výstupního střídavého napětí (např. 3 AC 400 V 50 Hz), potřebného pro palubní sítě vozidla, dodávají pomocné měniče také stejnosměrné výstupní napětí pro řídicí obvody vozidel a pro nabíjení palubní akumulátorové baterie (např. 110 V DC). K dosažení tohoto cíle využívají stejnosměrné napětí přiváděné ke vstupu měniče. Měniče pro napájení palubních sítí zajišťují, aby cestující ve vlacích mohli v průběhu cesty nabíjet notebooky a smartphony; dodávají elektrickou energii pro provoz klimatizace a ventilačních systémů; obstarávají též aby palubní restaurace mohla nabízet teplé a studené občerstvení. Bez nich by nebylo cestujícím ve vlacích k dispozici připojení k internetu, informační nebo zábavní služby. Jako součást systému palubních sítí snižuje použití inovativní technologie SiC celkové náklady na palubní elektrický systém a spotřebu energie pomocného měniče. Tato nová technologie též umožňuje kompaktnější a lehčí provedení měniče spolu s modulárním a servisně příznivým řešením, které zajišťuje nižší náklady na údržbu.
Pomocné měniče využívají výkonové polovodičové spínače v zapojení polovičního můstku, které jsou založeny na technologii Infineon CoolSiC ™ MOSFET 1 200 V. V závislosti na provedení je v pomocném měniči použito 8 až 16 modulů polovičního můstku.
