轨道式高空作业平台

电源模块在轨道电路读取器系统中的应用

电源模块在轨道电路读取器系统中的应用

引言

轨道电路读取器(英文缩写为TCR)，是用于京津客运专线300km／h 动车组的信号子系统。它读取ZPW-2000A轨道电路信息码，向车载安全计算机提供正常或制动信息，是CTCS-2级系统车载设备的重要组成部分。CTCS-2 系统列控车载设备根据TCR输出信息，并结合地面应答器信息控制列车安全运行。

一、 TCR 的主要功能

TCR系统由TCR主机、接收线圈、上下行开关、TCR制动指示灯和TCR正常指示灯等构成，如下图所示。

1、TCR 通过接收线圈接收ZPW-2000A 轨道电路信息并译码。当开关在上行位时，接收2000／2600Hz轨道电路信息；当开关在下行位时，接收1700／2300Hz轨道电路信息。

2、TCR 向ETCS的2个TCC 分别输出“制动信号”和“正常信号”。当轨道电路信息码序正常时，输出正常信号，列车正常运行；当轨道电路信息码序异常时，输出制动信号，列车实施常用制动。

3、TCR 输出“TCR 制动” 和“TCR 正常”2 个表示信号，控制司机台上相应的表示灯显示。TCR 发生故障时，司机可以通过TCR故障切除开关关闭TCR。

二、TCR 工作原理

2.1 双套热备

TCR 系统的双套热备是由双套主机板、双路电源和双路接收线圈共同组成的。TCR 上电后随机由双套主机板中的一套占据输出位置，即处于工作状态，另外一套为备用状态。当占据输出位置的主机故障时，将自动关断点灯电源，使之失去输出位置状态，改由备机获得，从而实现双机的自动切换。TCR 主机的双套主机板之间由动态方波信号进行信息交换，当工作主机前级故障“掉码”时，备机正常“有码” 信息会传递到工作主机，工作主机会自动切掉输出，使系统自动转到备机工作，实现完全双套热备份的功能。

2.2 二取二

每块主机板内采用二取二容错安全结构，其含义是每块主机板中有2路独立接收译码通道，2路的译码输出进行比较，比较一致才进行有效输出。主机板2路CPU都留有CAN总线或RS-485输出，可与监控设备进行大容量信息传输，同时与并口输出相互校验，实现更高安全性的故障．安全输出，如下图所示。

2.3 二取二的比较输出

主机板是2路译码，每路译码通道上用各自单独的晶振；信号各自通过本路的隔离变压器、A／D 转换之后，分别进入各自的DSP 芯片进行译码处理。主机采用了最新的32位浮点DSP 芯片，译码过程采用时域和频域相结合的方式，实现了多路信号的并行译码，更加实时、高速。2 路译码完成以后，得出的结果要由控制DSP 比较一致之后才会向外输出，不一致则会导致主机复位。

三、轨道电路读取器系统供电解决方案

在轨道交通系统中，常规采用110V的直流电压作为主电压，常规的主电源一般都是100W左右的DC/DC 电源，把110V 的电压转换成24V标准的工业用电，再由24V 供电转成5V来给系统的板卡进行供电，由于轨道电路读取器系统的方案为双套电源方案，所以每个系统都需要两套独立的电源模块，而金升阳的DC-DC 铁路电源、以及DC-DC小功率产品在系统中都能提供安全、可靠的解决方案。如下图所示:

由图3 可看出，在轨道电路读取器系统中，主电源可采用金升阳的URF1D24QB-100W 单路（24V/4.2A）输出电源，24V 转5V 的模块可以采用金升阳的VRB2405LD-50W单路（5V/10A）输出电源，而5V可直接供给后级板卡供电，板卡内部包含MCU、485、CAN 以及显示等部分。远程DTU 供电电源可以采用我司URB2412YMD-20W的模块。但由于轨道电压不稳定，EMC防护非常重要，所以对于DC-DC 的前级电源进行EMC防护是必须的，可参考电源厂商的推荐电路或者配套使用EMC防护模块（金升阳FC-CX3D），如下图所示: