聚焦“新基建”|軌道交通行業(yè)電源應(yīng)用解析

摘要：乘客信息系統(tǒng)（Passenger Information System），是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，以車(chē)站和車(chē)載播放終端為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)。向乘客提供乘車(chē)須知、服務(wù)時(shí)間、列車(chē)到發(fā)時(shí)間、列車(chē)時(shí)刻表、管理者公告、政府公告、出行參考、股票信息、媒體新聞、賽事直播、廣告等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的多媒體信息；在火災(zāi)、阻塞及恐怖襲擊等非正常情況下，提供動(dòng)態(tài)緊急疏散提示。也為中央控制室提供：視頻監(jiān)控，監(jiān)聽(tīng)監(jiān)視存儲(chǔ)和干預(yù)系統(tǒng)；針對(duì)PIS系統(tǒng)，金升陽(yáng)提供系統(tǒng)的電源應(yīng)用方案，致力于簡(jiǎn)化客戶設(shè)計(jì)，增加系統(tǒng)的可靠性。

一、軌道交通行業(yè)電源的關(guān)鍵需求

車(chē)載子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（有線網(wǎng)絡(luò)和車(chē)地?zé)o線子系統(tǒng)）是PIS子系統(tǒng)的核心部分。

1. 超寬輸入電壓范圍

鐵路電源需求超寬輸入電壓范圍以滿足車(chē)載蓄電池的多種額定供電電壓。金升陽(yáng)鐵路電源擁有4：1和12：1超寬輸入電壓范圍，如14-160VDC超寬輸入鐵路電源可完美兼容24V、36V、48V、72V、96V、110V，一個(gè)電源滿足多種供電應(yīng)用場(chǎng)合。

2. 3000VAC加強(qiáng)絕緣，守護(hù)您的系統(tǒng)安全

由于對(duì)安全性的高度要求，鐵路行業(yè)電源需滿足嚴(yán)格的隔離耐壓要求，金升陽(yáng)鐵路電源采用如下加強(qiáng)絕緣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輸入-輸出隔離3000VAC，輸入-外殼隔離2100VAC。

3. 滿足車(chē)體1類(lèi)B級(jí)振動(dòng)要求

絕多電子設(shè)備是懸掛在車(chē)輛的墻壁上或者置于車(chē)廂設(shè)備的箱內(nèi)，必須滿足1 類(lèi)B 級(jí)要求。金升陽(yáng)將鐵路電源內(nèi)部灌滿絕緣類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂，可以阻擋由于沖擊和振動(dòng)帶來(lái)的機(jī)械應(yīng)力。

4. 超低沖擊電流設(shè)計(jì)

通常的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于要考慮EMC設(shè)計(jì)、掉電保持時(shí)間，工程師往往會(huì)在供電輸入端并接許多大容值電容，這也就使得系統(tǒng)啟機(jī)時(shí)的沖擊電流大，極易使得前端斷路器、保險(xiǎn)絲在上電瞬間容易誤觸發(fā)斷路器脫扣（也就是常說(shuō)的跳閘）、保險(xiǎn)絲熔斷。金升陽(yáng)本著一站式電源解決方案的理念，為廣大客戶提供集成式的模塊電源和定制板卡級(jí)電源的服務(wù)，一鍵滿足EMC、掉電保持時(shí)間、低沖擊電流和熱設(shè)計(jì)。

5. 電氣/機(jī)械雙重防反接功能

為防止設(shè)備的任何損壞，應(yīng)采用電氣或機(jī)械措施確保對(duì)電源極性的反向保護(hù)，也就是對(duì)設(shè)備、系統(tǒng)常說(shuō)的輸入防反接保護(hù)。金升陽(yáng)對(duì)電源也采用兩種方式進(jìn)行防反接保護(hù)。機(jī)械式防護(hù)：端子采用防呆設(shè)計(jì)，避免誤操作接反；電氣防護(hù)：內(nèi)部使用MOS管、二極管等方式實(shí)現(xiàn)反向截止功能，保證設(shè)備反接后不被損壞。

6. 優(yōu)異電磁兼容(EMC)性能

電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。金升陽(yáng)擁有專業(yè)的EMC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、完善的測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)，EMC設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程，并且有著嚴(yán)格的裕量管控，保證批量產(chǎn)品均有符合規(guī)范要求的電磁兼容性能。

7. 寬工作溫度范圍，適應(yīng)嚴(yán)苛工作環(huán)境

車(chē)輛外部的環(huán)境溫度為-40℃ to 50℃，內(nèi)部靠近電子設(shè)備可能處于-40℃ to 70℃之間，靠近印刷PCB 板周?chē)目諝鉁囟瓤赡軙?huì)受到器件發(fā)熱的影響，印刷PCB 板溫度范圍可到-40℃ to 85℃。金升陽(yáng)鐵路電源系列均能夠滿足環(huán)境溫度85℃的使用要求。

二、PIS系統(tǒng)中常見(jiàn)的設(shè)備電源解決方案

典型方案：LCD動(dòng)態(tài)信息顯示系統(tǒng)

動(dòng)車(chē)信息顯示器系統(tǒng)框圖如圖，車(chē)內(nèi)顯示器能夠?qū)④?chē)次、車(chē)廂號(hào)、站點(diǎn)信息、速度、車(chē)外溫度以及其他服務(wù)信息通過(guò)LED點(diǎn)陣顯示給乘客觀看，以便于乘客知曉乘車(chē)信息。另外車(chē)外顯示器將車(chē)次、車(chē)廂號(hào)以及起點(diǎn)站-終點(diǎn)站信息顯示，以便于乘客找到相應(yīng)車(chē)次及車(chē)廂。

圖2 LCD動(dòng)態(tài)信息顯示系統(tǒng)電源解決方案框圖及實(shí)物圖

LCD動(dòng)態(tài)地圖電源方案如圖2所示，前端采用110V，經(jīng)過(guò)URC1D1237CCN-75WR3隔離轉(zhuǎn)化，一路12V給顯示器主控板供電，另外兩路恒流可調(diào)的輸出給顯示器背光進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)顯示器主控板的穩(wěn)定供電和背光可調(diào)的功能。由于LCD動(dòng)態(tài)顯示屏系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)緊湊，金升陽(yáng)公司提供了板卡電源的解決方案，滿足客戶全方位設(shè)計(jì)需求。

三、金升陽(yáng)PIS系統(tǒng)鐵路電源及關(guān)鍵特點(diǎn)

四、小結(jié)

根據(jù)“十三五”規(guī)劃綱要的內(nèi)容，預(yù)計(jì)2020年城市軌道交通營(yíng)業(yè)里程將超過(guò)6600公里，新建里程達(dá)到3000公里，預(yù)計(jì)地鐵里程達(dá)到5318公里，按照我國(guó)城市軌道交通車(chē)輛保有量密度為11輛/公里來(lái)保守估計(jì)，“十三五”期間我國(guó)城軌建設(shè)帶來(lái)的地鐵車(chē)輛需求增加3萬(wàn)輛，年均增加6000輛。而按照一輛車(chē)搭配一套車(chē)載PIS系統(tǒng)推測(cè)，2018-2023年，地鐵PIS系統(tǒng)市場(chǎng)需求每年可保持在4500套以上；到2023年，地鐵PIS系統(tǒng)市場(chǎng)需求將達(dá)到6596套。金升陽(yáng)將與時(shí)俱進(jìn)，不斷致力于為軌道交通行業(yè)提供更好的電源解決方案。