铁路电气化系统依靠稳定的直流电源为其直流电机和控制/能量电路供电。这些直流牵引系统比基于煤、天然气或柴油的同类系统更节能，同时还减少了 CO 2排放。DC-DC转换器在提高电气化铁路的能源效率和电能质量方面发挥着至关重要的作用。这些应用中使用的电子元件将受到极端温度、湿度、振动和机械冲击的影响。因此，它们需要高度的电气和结构完整性才能承受这些条件并可靠运行。
早期的铁路电气化系统基于低压直流电，其中电源由沿轨道的牵引变电站中的二极管整流器提供，并依靠架空线和铁轨提供的电源将电力分配给火车的电机。直流牵引系统最常见的电压是旧有轨电车和地下系统的 600 V，较新的地铁系统中的 750 V 系统，以及更多郊区线路使用的 1,500 V。大型 3,000 V 系统也用于郊区网络。
再生制动依赖于使用大型双向 DC-DC 转换器将电能从直流馈线送回电池组或储能系统。现代铁路需要较小的直流转换，以便为车厢内的所有电子设备和子系统分配持续的电力供应。这些辅助系统包括高压关键系统，如发动机控制、电机驱动控制和制动系统，以及低压辅助系统，包括照明、电池充电、指示灯、泵、信息显示器和电动开门器。传统的解决方案通常涉及使用输入滤波器、三相逆变器和低频变压器，以便在架空线电压和辅助电源设备之间提供电气隔离。通常，这种变压器又大又笨重，给已经受到空间和重量限制的应用增加了额外的质量。相反，隔离式 DC-DC 转换器可用于满足现代铁路应用的尺寸、重量和功率要求。目标是将 750-V、1,500-V 和/或 3,000-V 高输入电压转换为 24-、28-、36-、48-、72-、96- 或 110-V 稳压输出。
主电源在列车内的配电也需要一系列 DC-DC 转换到辅助系统。如前所述，标称输入电压可以从低至 24 V 到高达 110 V 不等；从那里开始，需要稳压的 3.3、5、12、15 或 24 V 输出。EN 50155 欧洲铁路电气设备标准要求标称输入电压可以在额定电压的 0.7 倍和 1.25 倍之间波动。该标准还允许在 0.6 倍和 1.4 倍标称输入电压之间的短期偏差。
换言之，110V 系统需要 67.2V 至 120V 的连续电压范围，以及 66V 至 154V 的波动电压范围。DC-DC 转换器可以支持宽输入范围，涵盖超过一个标称输入电压。例如，用于通用 72V 和 110V 铁路输入电压的转换器将需要 43.2V 至 154V 的工作输入电压范围（参见表 1）。P-Duke 提供适用于铁路和工业应用的 RHKW、RHMW 和 RHDW 系列可安装 DC-DC 转换器。这些器件均提供 3,000 VAC 增强型隔离以及 36 V 至 160 V 的宽输入范围，可用于 72 V、96 V 和 110 V 铁路应用。
表 1：来自 EN 500155 的铁路电气设备标准电压范围规范
隔离式 DC-DC 转换器将利用变压器在设备的输入和输出之间提供电流隔离。通常，DC 到 DC 转换是通过首先使用逆变器将信号转换为 AC，通过变压器发送信号，然后通过整流器获得稳定的 DC 输出来完成的（因此在两个之间没有金属或导电路径）电路的两个部分）。隔离量取决于间隙和爬电距离，通常由相关标准严格定义。电气间隙是两个导体之间穿过空气的距离，而爬电距离是两个导体之间沿表面的距离。间隙距离将防止电弧，爬电距离减少了在表面被污染和导电的情况下发生短路的可能性。
变压器和从直流到交流的转换次数将限制转换器可以达到的效率水平。隔离栅阻止输出被直接控制以实现更好的输出调节。还必须考虑变压器的效率，这会限制转换器本身的效率。即使间隙和爬电距离为 4.5 毫米，P-Duke 的专利变压器设计也能以高达 90.5% 的效率运行（图 1）。
在 EN 50155 标准之外，EN61373 标准列出了铁路车辆中使用的设备的测试要求。这些设备将受到近乎恒定的振动，在某些情况下，还会受到机械冲击。振动测试将包括模拟的长寿命测试，即被测设备以特定幅度承受至少 15 小时的振动。对于冲击测试，该设备会经历一系列半正弦脉冲以重现传输的效果。
铁路系统中使用的电子设备的认证和安全认证跨越 EN 50155、EN 61373 和 EN 44545-2，以确保这些系统的性能分别不受电气、环境或火灾危害的影响。其他标准包括 IEC/UL/EN 62368-1 标准，适用于音频、视频、信息和通信设备领域的电气和电子设备的安全要求——这些系统总是用于铁路辅助系统。
除了在铁路边界围栏处测量的最大发射水平的 EN 50121-2 标准之外，没有针对铁路应用的直接 EMI 标准；然而，这些系统的电磁环境要求很高，可能来自变电站、主电源、架空线路和机车车辆。对于铁路和工业应用来说，拥有一个具有一定电磁抗扰度的转换器是有益的。