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�；蛑苿有畔�，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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