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，以車站和車載播放終端為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)。向乘客提供乘車須知、服務(wù)時(shí)間、列車到發(fā)時(shí)間、列車時(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)聽監(jiān)視存儲和干預(yù)系統(tǒng)；針對PIS系統(tǒng)，金升陽提供系統(tǒng)的電源應(yīng)用方案，致力于簡化客戶設(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

車載子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（有線網(wǎng)絡(luò)和車地?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載蓄電池的多種額定供電電壓。金升陽鐵路電源擁有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)用場合。

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

由于對安全性的高度要求，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. 滿足車體1類B級振動(dòng)要求

絕多電子設(shè)備是懸掛在車輛的墻壁上或者置于車廂設(shè)備的箱內(nèi)，必須滿足1 類B 級要求。金升陽將鐵路電源內(nèi)部灌滿絕緣類環(huán)氧樹脂，可以阻擋由于沖擊和振動(dòng)帶來的機(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（也就是常說的跳閘）、保險(xiǎn)絲熔斷。金升陽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)械措施確保對電源極性的反向保護(hù)，也就是對設(shè)備、系統(tǒng)常說的輸入防反接保護(hù)。金升陽對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)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。金升陽擁有專業(yè)的EMC設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、完善的測試驗(yàn)證平臺，EMC設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程，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 板周圍的空氣溫度可能會受到器件發(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)車信息顯示器系統(tǒng)框圖如圖，車內(nèi)顯示器能夠?qū)④嚧?、車廂號、站點(diǎn)信息、速度、車外溫度以及其他服務(wù)信息通過LED點(diǎn)陣顯示給乘客觀看，以便于乘客知曉乘車信息。另外車外顯示器將車次、車廂號以及起點(diǎn)站-終點(diǎn)站信息顯示，以便于乘客找到相應(yīng)車次及車廂。

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年城市軌道交通營業(yè)里程將超過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，按照我國城市軌道交通車輛保有量密度為11輛/公里來保守估計(jì)，“十三五”期間我國城軌建設(shè)帶來的地鐵車輛需求增加3萬輛，年均增加6000輛。而按照一輛車搭配一套車載PIS系統(tǒng)推測，2018-2023年，地鐵PIS系統(tǒng)市場需求每年可保持在4500套以上；到2023年，地鐵PIS系統(tǒng)市場需求將達(dá)到6596套。金升陽將與時(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。