专利名称：铁路区间中继台供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源设备，更具体地说，涉及一种铁路区间中继台供电装置。
背景技术：
铁路区间中继台目前所用的交流电供电电源，一般是在直接从市场上购买的开关电源基础上加以改造而成的。由于原设计没有考虑铁路应用环境的复杂性及电磁噪声，因而这种电源在实际应用中出现故障率较大，抗干扰能力差，严重影响了无线列车调度通信系统的正常运行。现有技术中，铁路区间中继台所用的电源装置存在如下缺陷:由于区间中继台安装在铁路旁，通常处在超强电磁干扰下。因而对供电装置也要求具有高的抗电磁干扰的能力。而目前设备未采用任何隔离措施，使电路直接暴露在电磁干扰下，因而容易损坏。目前设备未采取备份措施，当设备损坏时就造成了区间中继台的停电，破坏了铁路无线列车调度系统的稳定性。目前设备有外部接口、开关、保险、指示灯等均安装机箱内，连接混乱，走线复杂。目前设备的采用常规开关电源的设计，调试复杂，稳定性差。目前设备未采用浪涌防护或只采用少量防护电路，对雷击浪涌的防护能力差。随着铁路运输跨越式的发展，铁路运输对无线列车调度系统的业务需求和功能需求也在增加。业务需求和功能需求的增加意味着无线列车调度系统所需功率的增加，意味着原有供电电源的更新。面对这种新情况，需要开发一种适应于铁路运输环境的区间中继台本地供电装置，以提高了区间中继台供电的稳定性和可靠性，完善和提高铁路无线列调通信系统的性能和功能，以满足铁路运输发展的需要。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中存在的铁路区间中继台供电设备受电磁干扰且未设置电源备份，使得铁路无线列车调度系统稳定性差的缺陷，提供一种铁路区间中继台供电装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种铁路区间中继台供电装置，包括金属材料的机箱、设置在所述机箱内的主供电源单元和备用电源单元，以及连接于所述主供电源单元和所述备用电源单元并基于所述主供电源单元的工作状态在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换的电源切换管理电路；所述主供电源单元和所述备用电源单元各自具有独立的输入接口和输出接口。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，包括机箱门，其通过铰链与所述机箱连接、并通过锁紧件封闭所述机箱；所述主供电源单元和备用电源单元分别为独立的单元体，各自独立地安装在所述机箱内。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述主供电源单元包括第一面板，所述备用电源单元包括第二面板，其中，所述主供电源单元的输入接口、输出接口、开关、保险和指示灯均设置在第一面板上，所述备用电源单元的输入接口、输出接口、开关、保险和指示灯均设置在第二面板上。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，还包括设置在机箱中并连接于所述备用电源单元且以浮充方式充电的铅酸蓄电池。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述主供电源单元包括依次连接于220V交流输入接口与13.8V直流输出接口之间的第一输入防护电路、第一环形变压器电路、第一整流滤波电路、第一 DC — DC模块及调压电路和第一输出防护电路。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述备用电源单元包括依次连接于220V交流输入接口与13.8V直流输出接口之间的第二输入防护电路、第二环形变压器电路、第二整流滤波电路、第二 DC - DC模块及调压电路、蓄电池充放电管理电路和第二输出防护电路；所述铅酸蓄电池连接于所述蓄电池充放电管理电路。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述第一输入防护电路、第一输出防护电路、第二输入防护电路及第二输出防护电路均为浪涌防护电路；且所述第一输入防护电路和所述第一输出防护电路设置在一块独立的电路板上并安装在所述主供电源单元中，所述第二输入防护电路和所述第二输出防护电路设置在一块独立的电路板上并安装在所述备用电源单元中。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述蓄电池充放电管理电路包括用于防止铅酸蓄电池过度放电的防过放电路。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述电源切换管理电路包括主供电源检测电路、基于所述主供电源检测电路的检测结果产生切换控制信号的控制信号产生电路、以及基于所述控制信号在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换的电源切换开关。在本实用新型所述的铁路区间中继台供电装置中，所述电源切换开关包括继电器。实施本实用新型的铁路区间中继台供电装置，具有以下有益效果:(I)由于采用主供电源单元和备用电源单元的备份措施，当主供电源单元损坏或断电时，由备用电源单元供电，仍能保证区间中继台的正常工作，从而提高了铁路无线列车调度系统运行的可靠性和稳定性。由于主供电源单元和备用电源单元均设置在金属机箱内，因而具有一定的抗电磁干扰能力。(2)区间中继台安装在铁路旁，通常处在超强电磁干扰下。由于本实用新型的供电装置中采用了环形变压器作为隔离和变压设备，从而进一步提高了抗电磁干扰的能力，保证了供电的可靠性和稳定性。(3)由于采用模块化结构设计，主供电源单元和备用电源单元分别为独立的单元体，各部分功能清晰。且外部接口安装在面板上，无论生产安装，还是现场维护都方便简单。(4)由于采用标准DC48V-DC12V直流电源模块，通过调压电路，将输出调整到DC13.8V，降低了产品成本、提高了产品通用性、保证了性能的统一性。(5)由于采用多重浪涌防护电路，包括直流输出和交流输入都设有防护电路，可以应用于铁路上最严酷的环境。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:图1是本实用新型铁路区间中继台供电装置的原理框图；图2是本实用新型铁路区间中继台供电装置一实施例的外部结构示意图；图3是本实用新型铁路区间中继台供电装置中主供电源单元的原理框图；图4是本实用新型铁路区间中继台供电装置中备用电源单元的原理框图；图5是本实用新型铁路区间中继台供电装置中主供电源单元的结构框图；图6是本实用新型铁路区间中继台供电装置中备用电源单元的结构框图。
具体实施方式
本实用新型构造一种为铁路无线列车调度通信系统重要组成部分的区间中继台配套的本地供电电源装置，用于为区间中继台提供DC13.8V直流电源和备用电源。如图1所示，铁路区间中继台供电装置包括由金属材料制作的机箱40、设置在机箱40内的主供电源单元10和备用电源单元20、电源切换控制电路50及电源切换开关51。其中，电源切换控制电路50和电源切换开关51构成电源切换管理电路，其连接于主供电源单元和备用电源单元，并基于主供电源单元的工作状态在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换。在图1所示的实施例中，主供电源单元供电线路包括从220VAC电源经由主供电源单元10、切换开关51至负载(例如区间中继台90)的供电线路；备用电源单元供电线路包括从220VAC电源经由备用电源单元20、电源切换开关51至负载(例如区间中继台90)的供电线路。在本实用新型中，电源切换控制电路50可包括主供电源检测电路和控制信号产生电路(图中未示出)。其中，主供电源检测电路监视主供电源单元的工作状态而得到检测结果，控制信号产生电路基于该检测结果产生切换控制信号。电源切换开关51依照该切换控制信号在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换。在一实施例中，电源切换开关采用继电器实现。需要说明的是，虽然图1所示的电源切换控制电路50和电源切换开关51是安装在机箱40中，但本实用新型不限于此。在本实用新型的一实施例中，电源切换控制电路50和电源切换开关51安装在区间中继台中，并通过信号线连接于主供电源单元10和备用电源单元20。在本实用新型的另一实施例中，区间中继台本地供电装置还包括铅酸蓄电池。主供电源检测电路监视主供电源单元的工作状态和备用电源单元的工作状态，当停电或主供电源单元和备用电源单元均出现故障时，电源切换开关将供电线路切换为由蓄电池供电。作为优选，机箱采用防水密封设计。如图2所示，机箱40通过铰链42和机箱门连接，正常工作状态下通过锁紧件46封闭机箱，以满足铁路行业的要求。另外，在结构上采用模块化结构设计，将主供电源单元和备用电源单元分别设计为独立的单元体，各自独立地安装在机箱内。这种结构设计便于生产安装及现场维护管理。如图2所示，主供电源单元10上的第一面板和备用电源单元20上的第二面板均安装在机箱内，铅酸蓄电池设置在机箱内。主供电源单元的220V AC输入接口、DC12V输出接口、电源开关、保险(220V AC4A)和指示灯(包括220V AC和DC12V指示灯)均设置在第一面板上。备用电源单元的220V AC输入接口、DC12V输出接口、电源开关、保险(220V AC4A)和指示灯(包括220V AC、DC12V和蓄电池指示灯)均设置在第二面板上。由于外部接口均安装在面板上，便于生产安装及现场维护。主供电源单元10和备用电源单元20各自具有独立的输入接口(220V AC)和输出接口(12VDC)，分别设置在第一面板和第二面板上。主供电源单元10和备用电源单元20的220V AC输入接口是相互独立的，均位于电源输入接口 I上，既可以连接到同一路220V交流电源，也可以连接到互为备用的两路220V交流电源。主供电源单元10和备用电源单元20的DC12V输出接口则通过一个位于电源输出接口 2的共用的输出连接器连接负载，例如区间中继台90，但内部连线是相互独立的。主供电源单元作为区间中继台的首选供电电源，正常情况下都是由该单元为区间中继台提供DC12V的直流电源。其主要部分为环形变压器12、主供电源电路板21、直流输出防护电路18、交流输入防护电路11，以及外围的220V AC输入连接器61、DC12V输出连接器67、电源开关63、保险62(220V4A)及指示灯68，如图3和图5所示。其中，主供电源电路板21上设置有整流滤波电路14和DC-DC电源模块及调压电路16。备用电源单元，一般是作为铅酸蓄电池30的充电电源，正常情况下该单元仅作为铅酸蓄电池的浮充电源。其主要部分为环形变压器12，充电电源电路板22，直流输出防护电路18，交流输入防护电路11，以及外围的220V AC输入连接器61、DC12V输出连接器67、电源开关63、蓄电池开关64、保险62 (220V4A)和保险65 (12V10A)、蓄电池输出连接器66和指示灯68，如图4和图6所示。其中，充电电源电路板22上设置有整流滤波电路14、DC-DC电源模块及调压电路16及蓄电池充放电管理电路17。主供电源单元和备用电源单元工作原理主要部分是相同的，如图3、图4所示。都是由220VAC交流经过输入防护电路11、由环型变压器12变成36VAC左右的低压交流，经过整流滤波电路14，最后生成+48V左右的直流。DC-DC电源模块及调压电路16再将+48VDC直流变换成+13.8VDC直流。主供电源单元输出的13.8VDC直流输出经直流输出保护电路及连接器，和机箱第一面板上的DC12V输出相连。备用电源输出的+13.8VDC的直流输出到蓄电池充放管理电路17，正常工作情况下只用于给铅酸蓄电池充电，充电采用限流浮充模式。蓄电池充放电管理电路17包括用于防止铅酸蓄电池过度放电的防过放电路，具有防过放功能，以保护铅酸蓄电池，避免过度放电影响蓄电池的使用寿命。当主供电源单元故障或断电，切换到备用电源单元或铅酸蓄电池供电。当主电源恢复正常供电时，再切换回主供电源供电模式。电源切换采用继电器方式，增加复杂条件下系统的可靠性。在本实用新型的实施例中，主供电源单元的直流输出防护电路和交流输入防护电路以及备用电源单元的直流输出防护电路和交流输入防护电路均为浪涌防护电路。作为选择，主供电源单元的直流输出防护电路和交流输入防护电路设置在一块独立的电路板上并安装在主供电源单元中，备用电源单元的直流输出防护电路和交流输入防护电路设置在一块独立的电路板上并安装在备用电源单元中。另外需要说明的是，本文中的所有DC12V均是标称电压，正常情况下，主供电源单元涉及到的标称为DC12V的电压均为DC13.2V-13.8V之间，备用电源单元涉及到的标称为DC12V的电压则为DC10.8V-13.8V之间。[0047]本实用新型的铁路区间中继台供电装置主要有以下几个特点:(I)主供电源单元和备用电源单元同处于一个机箱内；(2)主供电源单元和备用电源单元各自独立工作，有独立的输入接口和输出接Π ；(3)主供电源单元和备用电源单元所有外部接口、开关、保险、指示灯等均位于面板上，方便安装，连线及操作；(4)主供电源单元和备用电源单元的工作流程是220V交流电首先经过环形变压器，经过环形变压器隔离、变压后，再整流、滤波形成DC48V直流电，然后连接到直流-直流变换模块的输入端，最后由标准直流变换模块输出DC13.8V直流电压；( 5)直流-直流变换模块采用标准化产品，有利于降低成本，提高稳定性；(6)标准直流变换模块的输出电压能够调整，以符合蓄电池充电要求；(7) 220V交流电输入和DC13.8V直流输出均有浪涌保护电路；(8)各个电源单元的防护电路集中在一块独立的电路板上，便于更换；(9)标准直流变换模块的输出电压能够调整，以符合蓄电池充电要求；(10)蓄电池充电采用浮充模式；( 11)蓄电池有过放电放保护功能。
权利要求1.一种铁路区间中继台供电装置，其特征在于，包括金属材料的机箱、设置在所述机箱内的主供电源单元和备用电源单元，以及连接于所述主供电源单元和所述备用电源单元并基于所述主供电源单元的工作状态在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换的电源切换管理电路；所述主供电源单元和所述备用电源单元各自具有独立的输入接口和输出接口。
2.根据权利要求1所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，包括机箱门，其通过铰链与所述机箱连接、并通过锁紧件封闭所述机箱；所述主供电源单元和备用电源单元分别为独立的单元体，各自独立地安装在所述机箱内。
3.根据权利要求2所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述主供电源单元包括第一面板，所述备用电源单元包括第二面板；其中，所述主供电源单元的输入接口、输出接口、开关、保险和指示灯均设置在第一面板上，所述备用电源单元的输入接口、输出接口、开关、保险和指示灯均设置在第二面板上。
4.根据权利要求3所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，还包括设置在机箱中并连接于所述备用电源单元且以浮充方式充电的铅酸蓄电池。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述主供电源单元包括依次连接于220V交流输入接口与13.8V直流输出接口之间的第一输入防护电路、第一环形变压器电路、第一整流滤波电路、第一 DC — DC模块及调压电路和第一输出防护电路。
6.根据权利要求5所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述备用电源单元包括依次连接于220V交流输入接口与13.8V直流输出接口之间的第二输入防护电路、第二环形变压器电路、第二整流滤波电路、第二 DC — DC模块及调压电路、蓄电池充放电管理电路和第二输出防护电路；所述铅酸蓄电池连接于所述蓄电池充放电管理电路。
7.根据权利要求6所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述第一输入防护电路、第一输出防护电路、第二输入防护电路及第二输出防护电路均为浪涌防护电路；且所述第一输入防护电路和所述第一输出防护电路设置在一块独立的电路板上并安装在所述主供电源单元中，所述第二输入防护电路和所述第二输出防护电路设置在一块独立的电路板上并安装在所述备用电源单元中。
8.根据权利要求6所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述蓄电池充放电管理电路包括用于防止铅酸蓄电池过度放电的防过放电路。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述电源切换管理电路包括主供电源检测电路、基于所述主供电源检测电路的检测结果产生切换控制信号的控制信号产生电路、以及基于所述控制信号在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换的电源切换开关。
10.据权利要求9所述的铁路区间中继台供电装置，其特征在于，所述电源切换开关包括继电器。
专利摘要本实用新型涉及铁路区间中继台供电装置，包括金属材料的机箱、设置在所述机箱内的主供电源单元和备用电源单元、以及连接于所述主供电源单元和所述备用电源单元且基于所述主供电源单元的工作状态在主供电源单元供电线路和备用电源单元供电线路之间进行切换的电源切换管理电路；所述主供电源单元和所述备用电源单元各自具有独立的输入接口和输出接口。实施本实用新型，当主供电源单元损坏或断电时，由备用电源单元供电，仍能保证区间中继台的正常工作，从而提高了铁路无线列车调度系统运行的可靠性和稳定性；由于本实用新型的供电装置中采用了环形变压器作为隔离和变压设备，提高了抗电磁干扰的能力，保证了供电的可靠性和稳定性。
文档编号H02J9/06GK203056681SQ201320056539
公开日2013年7月10日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者潘瑞洪 申请人:深圳市思科泰技术有限公司