專利名稱：列車專用模塊化cpci工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)計(jì)算機(jī)電源，尤其涉及一種列車專用模塊化CPCI工業(yè) 計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Compact PCI (Compact Peripheral Component Interconnect)簡 禾爾 CPCI,中文又稱緊湊型PCI，是國際工業(yè)計(jì)算機(jī)制造者聯(lián)合會(PCI Industrial ComputerManufacturer，s Group，簡稱PICMG)于1994提出來的一種總線接口標(biāo)準(zhǔn)。是以 PCI電氣規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)的高性能工業(yè)用總線?；贑PCI總線架構(gòu)的工業(yè)計(jì)算機(jī)具有高開放 性、高可靠性、可熱插拔(Hot Swap)以及良好的抗振等技術(shù)特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于智能交通、 航空航天、軍事、醫(yī)療器械等實(shí)時(shí)關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)中。在城市軌道交通信號控制系統(tǒng)中，CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)被眾多國外廠商所采用，做為 列車車載信號控制系統(tǒng)硬件平臺，在許多城市得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用于車載信號控制系統(tǒng)的電子設(shè)備需要面對機(jī)車特殊的工作環(huán)境溫度變化范 圍大(_25°C 75°C)，工作電壓范圍寬(直流77V 138V)以及電磁環(huán)境復(fù)雜，振動(dòng)沖擊大 等惡劣條件。其中CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)所面臨的關(guān)鍵問題是電源匹配問題。 列車供電電源額 定工作電源為直流110V，并且要求可以適應(yīng)-70 % +125 %的寬幅變化?，F(xiàn)有技術(shù)中的CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)所采用的電源單元，通常只能適應(yīng)交流220V、直流 24V、48V等不同等級的外部供電條件，工作溫度為0°C 50°C。電源允許波動(dòng)范圍窄，工作溫度適應(yīng)性差，無法直接應(yīng)用在機(jī)車惡劣工作環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電源允許波動(dòng)范圍寬、工作溫度適應(yīng)性好、能夠直 接應(yīng)用在機(jī)車惡劣工作環(huán)境中的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，包括不同等級的多路 電壓轉(zhuǎn)換電路，每路電壓轉(zhuǎn)換電路分別設(shè)有獨(dú)立的集成電源轉(zhuǎn)換模塊。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所述的列車專用模塊化 CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，由于包括不同等級的多路電壓轉(zhuǎn)換電路，每路電壓轉(zhuǎn)換電路分 別設(shè)有獨(dú)立的集成電源轉(zhuǎn)換模塊。電源允許波動(dòng)范圍寬、工作溫度適應(yīng)性好、能夠直接應(yīng)用 在機(jī)車惡劣工作環(huán)境中。

圖1為本實(shí)用新型列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)的具體實(shí)施例的原 理框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示，包括不同等級的多路電壓轉(zhuǎn)換電路，每路電壓轉(zhuǎn)換電路分別設(shè)有獨(dú)立的集 成電源轉(zhuǎn)換模塊。所述多路電壓轉(zhuǎn)換電路的集成電源轉(zhuǎn)換模塊可以包括以下多種IlOV 轉(zhuǎn) 5V DC-DC 電源模塊、IlOV 轉(zhuǎn) 3. 3V DC-DC 電源模塊、IlOV 轉(zhuǎn)士 12V DC-DC 電源模塊。還可以包括其它的電源轉(zhuǎn)換模塊。每路電壓轉(zhuǎn)換電路的集成電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接有過載保護(hù)和濾波電路，輸出端連接有調(diào)壓、并聯(lián)及顯示輔助電路。調(diào)壓、并聯(lián)及顯示輔助電路的輸出端與管腳連接器 連接。上述集成電源轉(zhuǎn)換模塊可以采用金屬外殼封裝，內(nèi)部灌裝高分子物質(zhì)，金屬外殼與系統(tǒng)地線相連。具體實(shí)施例在參見圖1，首先分析了 PICMG2. Il-CPCI電源接口規(guī)范，從中抽取出包括輸出電 壓等級要求、連接器管腳對應(yīng)關(guān)系、板卡機(jī)械尺寸等關(guān)鍵要素，確保所設(shè)計(jì)的CPCI電源外 部技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。通過選擇符合鐵路機(jī)車應(yīng)用環(huán)境的集成隔離DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊替代傳統(tǒng)基于 分立元件的開關(guān)電源電路，從而大大簡化了電路設(shè)計(jì)工作。顯著提高元件集成度，減少分立 元件的使用，提高CPCI電源的工作可靠性，同步提升電源工作效率(達(dá)到90%)，實(shí)現(xiàn)“無 風(fēng)扇”應(yīng)用；總體設(shè)計(jì)思路采用不同等級輸出電壓，采用分別獨(dú)立的電源轉(zhuǎn)換模塊完成，即 5V、3. 3V、士 12V分別采用相應(yīng)功率的DC-DC模塊，最大限度地減少彼此的干擾，提高工作穩(wěn) 定性和可靠性。所選擇的電源模塊可以為知名廠商面向鐵路應(yīng)用開發(fā)的專用產(chǎn)品，各項(xiàng)技 術(shù)指標(biāo)可以達(dá)到機(jī)車應(yīng)用要求。電源模塊內(nèi)部集成了包括過流防護(hù)、均流、短路防護(hù)、故 障報(bào)警顯示以及電壓調(diào)整等多項(xiàng)輔助功能，只需要外部附加少量阻容元件即可實(shí)現(xiàn)預(yù)想功 能。電源模塊采用一體化設(shè)計(jì)，內(nèi)部灌裝特殊高分子物質(zhì)，滿足高振動(dòng)環(huán)境應(yīng)用。金屬外殼 封裝，通過將電源模塊外殼與系統(tǒng)地線相連，極大得降低了對外高頻噪聲的輻射，電磁兼容 特性好。電源模塊輸出端采用串聯(lián)低壓大功率肖特基二極管方式，支持并聯(lián)應(yīng)用，同時(shí)通 過選擇正向壓降低的適合型號肖特基二極管結(jié)合適當(dāng)調(diào)整電源模塊外部調(diào)壓電阻的方法， 抵消了肖特基二極管自身的導(dǎo)通壓降損耗。功能測試表明，該電源各項(xiàng)指標(biāo)完全可以滿足 CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)在機(jī)車惡劣工況下的應(yīng)用要求。本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，TKCG-08型列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系 統(tǒng)解決了車載設(shè)備采用CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)需要，主要技術(shù)性能包括電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù)符合 PICMG(PCI Industrial Computers ManufacturersGroup) 2. IlCPCI電源接口規(guī)范相關(guān)要求，可以在不變更原CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī) 電源背板的前提下，實(shí)現(xiàn)無縫替換；采用符合鐵路機(jī)車應(yīng)用技術(shù)要求的模塊電源替換原有基于分立元件的開關(guān)電源 電路，顯著提高元件集成度，減少分立元件的使用，提高CPCI電源的工作可靠性，同步提升 電源工作效率，實(shí)現(xiàn)“無風(fēng)扇”應(yīng)用；支持1+1冗余工作方式，實(shí)現(xiàn)電源模塊自主輸出均流；[0024]支持機(jī)車應(yīng)用溫度變化范圍大(_25°C 75°C )，工作電壓范圍寬(直流77V 138V)以及電磁環(huán)境復(fù)雜，振動(dòng)沖擊大等惡劣條件。特別是滿足對直流IlOV工作電源輸入 條件的匹配應(yīng)用；電源輸出功率滿足5V 150W ；3. 3V 50W; 士 12V 40W ；電源總功率超過200W。本實(shí)用新型的具體實(shí)施例具有以下有益效果適用于機(jī)車惡劣工作環(huán)境的專用CPCI電源，為CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)在軌道交通領(lǐng)域， 特別是車載信息系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了可行的解決方案，是能夠支持直流Iiov工作電壓的 CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源；采用符合鐵路機(jī)車應(yīng)用技術(shù)要求的模塊電源替換原有基于分立元件的開關(guān)電源 電路，顯著提高元件集成度，減少分立元件的使用，提高CPCI電源的工作可靠性，同步提升 電源工作效率，實(shí)現(xiàn)“無風(fēng)扇”應(yīng)用；支持1+1冗余工作方式，實(shí)現(xiàn)電源模塊自主輸出均流；通過面板設(shè)置的不同顏色LED指示燈，可以直觀掌握電源的工作狀況；人機(jī)界面 友好。本實(shí)用新型采用符合鐵路機(jī)車應(yīng)用技術(shù)要求的集成隔離模塊電源替換原有基于 分立元件的開關(guān)電源電路，采用模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高可靠性機(jī)車專用CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源， 實(shí)現(xiàn)符合列車直流IlOV供電要求。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，其特征在于，包括不同等級的多路電壓轉(zhuǎn)換電路，每路電壓轉(zhuǎn)換電路分別設(shè)有獨(dú)立的集成電源轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述多路電壓轉(zhuǎn)換電路的集成電源轉(zhuǎn)換模塊包括以下多種IlOV轉(zhuǎn)5V DC-DC電源模塊、IlOV轉(zhuǎn)3. 3V DC-DC電源模塊、IlOV轉(zhuǎn)士 12V DC-DC電源 模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述每路電壓轉(zhuǎn)換電路的集成電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接有過載保護(hù)和濾波電路，輸出端連 接有調(diào)壓、并聯(lián)及顯示輔助電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述調(diào)壓、并聯(lián)及顯示輔助電路的輸出端與管腳連接器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，其特 征在于，所述集成電源轉(zhuǎn)換模塊采用金屬外殼封裝，內(nèi)部灌裝高分子物質(zhì)，所述金屬外殼與 系統(tǒng)地線相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種列車專用模塊化CPCI工業(yè)計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)，包括不同等級的多路電壓轉(zhuǎn)換電路，每路電壓轉(zhuǎn)換電路分別設(shè)有獨(dú)立的集成電源轉(zhuǎn)換模塊，包括110V轉(zhuǎn)5V DC-DC電源模塊、110V轉(zhuǎn)3.3V DC-DC電源模塊、110V轉(zhuǎn)±12V DC-DC電源模塊等多種電源轉(zhuǎn)換模塊，集成電源轉(zhuǎn)換模塊采用金屬外殼封裝，并與系統(tǒng)地線相連，內(nèi)部灌裝高分子物質(zhì)。電源允許波動(dòng)范圍寬、工作溫度適應(yīng)性好、能夠直接應(yīng)用在機(jī)車惡劣工作環(huán)境中。
文檔編號H02M3/00GK201590034SQ201020046968
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者尹遜政, 李亮, 李博, 王芃, 肖寶弟, 賈學(xué)祥, 郜洪民 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所;北京銳馳國鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司;北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司