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電源模塊在軌道電路讀取器系統中的應用

作者:(www.nkawwx.icu) 發布于:2015/4/28 15:31:23 點擊量:

電源模塊在軌道電路讀取器系統中的應用

引言

軌道電路讀取器(英文縮寫為TCR),是用于京津客運專線300km/h 動車組的信號子系統。它讀取ZPW-2000A軌道電路信息碼,向車載安全計算機提供正常或制動信息,是CTCS-2級系統車載設備的重要組成部分。CTCS-2 系統列控車載設備根據TCR輸出信息,并結合地面應答器信息控制列車安全運行。

一、 TCR 的主要功能

TCR系統由TCR主機、接收線圈、上下行開關、TCR制動指示燈和TCR正常指示燈等構成,如下圖所示。

1、TCR 通過接收線圈接收ZPW-2000A 軌道電路信息并譯碼。當開關在上行位時,接收2000/2600Hz軌道電路信息;當開關在下行位時,接收1700/2300Hz軌道電路信息。

2、TCR 向ETCS的2個TCC 分別輸出“制動信號”和“正常信號”。當軌道電路信息碼序正常時,輸出正常信號,列車正常運行;當軌道電路信息碼序異常時,輸出制動信號,列車實施常用制動。

3、TCR 輸出“TCR 制動” 和“TCR 正常”2 個表示信號,控制司機臺上相應的表示燈顯示。TCR 發生故障時,司機可以通過TCR故障切除開關關閉TCR。

二、TCR 工作原理

2.1 雙套熱備

TCR 系統的雙套熱備是由雙套主機板、雙路電源和雙路接收線圈共同組成的。TCR 上電后隨機由雙套主機板中的一套占據輸出位置,即處于工作狀態,另外一套為備用狀態。當占據輸出位置的主機故障時,將自動關斷點燈電源,使之失去輸出位置狀態,改由備機獲得,從而實現雙機的自動切換。TCR 主機的雙套主機板之間由動態方波信號進行信息交換,當工作主機前級故障“掉碼”時,備機正常“有碼” 信息會傳遞到工作主機,工作主機會自動切掉輸出,使系統自動轉到備機工作,實現完全雙套熱備份的功能。

2.2 二取二

每塊主機板內采用二取二容錯安全結構,其含義是每塊主機板中有2路獨立接收譯碼通道,2路的譯碼輸出進行比較,比較一致才進行有效輸出。主機板2路CPU都留有CAN總線或RS-485輸出,可與監控設備進行大容量信息傳輸,同時與并口輸出相互校驗,實現更高安全性的故障.安全輸出,如下圖所示。

2.3 二取二的比較輸出

主機板是2路譯碼,每路譯碼通道上用各自單獨的晶振;信號各自通過本路的隔離變壓器、A/D 轉換之后,分別進入各自的DSP 芯片進行譯碼處理。主機采用了最新的32位浮點DSP 芯片,譯碼過程采用時域和頻域相結合的方式,實現了多路信號的并行譯碼,更加實時、高速。2 路譯碼完成以后,得出的結果要由控制DSP 比較一致之后才會向外輸出,不一致則會導致主機復位。

三、軌道電路讀取器系統供電解決方案

在軌道交通系統中,常規采用110V的直流電壓作為主電壓,常規的主電源一般都是100W左右的DC/DC 電源,把110V 的電壓轉換成24V標準的工業用電,再由24V 供電轉成5V來給系統的板卡進行供電,由于軌道電路讀取器系統的方案為雙套電源方案,所以每個系統都需要兩套獨立的電源模塊,而金升陽的DC-DC 鐵路電源、以及DC-DC小功率產品在系統中都能提供安全、可靠的解決方案。如下圖所示:

由圖3 可看出,在軌道電路讀取器系統中,主電源可采用金升陽的URF1D24QB-100W 單路(24V/4.2A)輸出電源,24V 轉5V 的模塊可以采用金升陽的VRB2405LD-50W單路(5V/10A)輸出電源,而5V可直接供給后級板卡供電,板卡內部包含MCU、485、CAN 以及顯示等部分。遠程DTU 供電電源可以采用我司URB2412YMD-20W的模塊。但由于軌道電壓不穩定,EMC防護非常重要,所以對于DC-DC 的前級電源進行EMC防護是必須的,可參考電源廠商的推薦電路或者配套使用EMC防護模塊(金升陽FC-CX3D),如下圖所示:


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