聚焦“新基建”|軌道交通行業電源應用解析

摘要：乘客信息系統（Passenger Information System），是依托多媒體網絡技術，以計算機系統為核心，以車站和車載播放終端為媒介向乘客提供信息服務的系統。向乘客提供乘車須知、服務時間、列車到發時間、列車時刻表、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、廣告等實時動態的多媒體信息；在火災、阻塞及恐怖襲擊等非正常情況下，提供動態緊急疏散提示。也為中央控制室提供：視頻監控，監聽監視存儲和干預系統；針對PIS系統，金升陽提供系統的電源應用方案，致力于簡化客戶設計，增加系統的可靠性。

一、軌道交通行業電源的關鍵需求

車載子系統和網絡子系統（有線網絡和車地無線子系統）是PIS子系統的核心部分。

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，一個電源滿足多種供電應用場合。

2. 3000VAC加強絕緣，守護您的系統安全

由于對安全性的高度要求，鐵路行業電源需滿足嚴格的隔離耐壓要求，金升陽鐵路電源采用如下加強絕緣技術，實現輸入-輸出隔離3000VAC，輸入-外殼隔離2100VAC。

3. 滿足車體1類B級振動要求

絕多電子設備是懸掛在車輛的墻壁上或者置于車廂設備的箱內，必須滿足1 類B 級要求。金升陽將鐵路電源內部灌滿絕緣類環氧樹脂，可以阻擋由于沖擊和振動帶來的機械應力。

4. 超低沖擊電流設計

通常的系統設計中，由于要考慮EMC設計、掉電保持時間，工程師往往會在供電輸入端并接許多大容值電容，這也就使得系統啟機時的沖擊電流大，極易使得前端斷路器、保險絲在上電瞬間容易誤觸發斷路器脫扣（也就是常說的跳閘）、保險絲熔斷。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，一鍵滿足EMC、掉電保持時間、低沖擊電流和熱設計。

5. 電氣/機械雙重防反接功能

為防止設備的任何損壞，應采用電氣或機械措施確保對電源極性的反向保護，也就是對設備、系統常說的輸入防反接保護。金升陽對電源也采用兩種方式進行防反接保護。機械式防護：端子采用防呆設計，避免誤操作接反；電氣防護：內部使用MOS管、二極管等方式實現反向截止功能，保證設備反接后不被損壞。

6. 優異電磁兼容(EMC)性能

電磁兼容性是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。金升陽擁有專業的EMC設計團隊、完善的測試驗證平臺，EMC設計貫穿整個產品開發設計過程，并且有著嚴格的裕量管控，保證批量產品均有符合規范要求的電磁兼容性能。

7. 寬工作溫度范圍，適應嚴苛工作環境

車輛外部的環境溫度為-40℃ to 50℃，內部靠近電子設備可能處于-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境溫度85℃的使用要求。

二、PIS系統中常見的設備電源解決方案

典型方案：LCD動態信息顯示系統

動車信息顯示器系統框圖如圖，車內顯示器能夠將車次、車廂號、站點信息、速度、車外溫度以及其他服務信息通過LED點陣顯示給乘客觀看，以便于乘客知曉乘車信息。另外車外顯示器將車次、車廂號以及起點站-終點站信息顯示，以便于乘客找到相應車次及車廂。

圖2 LCD動態信息顯示系統電源解決方案框圖及實物圖

LCD動態地圖電源方案如圖2所示，前端采用110V，經過URC1D1237CCN-75WR3隔離轉化，一路12V給顯示器主控板供電，另外兩路恒流可調的輸出給顯示器背光進行調節。實現顯示器主控板的穩定供電和背光可調的功能。由于LCD動態顯示屏系統空間結構緊湊，金升陽公司提供了板卡電源的解決方案，滿足客戶全方位設計需求。

三、金升陽PIS系統鐵路電源及關鍵特點

四、小結

根據“十三五”規劃綱要的內容，預計2020年城市軌道交通營業里程將超過6600公里，新建里程達到3000公里，預計地鐵里程達到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，“十三五”期間我國城軌建設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系統推測，2018-2023年，地鐵PIS系統市場需求每年可保持在4500套以上；到2023年，地鐵PIS系統市場需求將達到6596套。金升陽將與時俱進，不斷致力于為軌道交通行業提供更好的電源解決方案。