列车供电监测子系统检测板卡技术方案

列车供电监测子系统检测板卡，包括电源电路、通信电路、CPU控制电路；电源电路为通信电路和CPU控制电路提供所需电源，通信电路完成列车供电监测子系统检测板卡分别与供电装置、6A系统、上位机的通信。列车供电监测子系统检测板卡完成数据从供电装置到6A系统中央平台之间的交换任务，完成列车供电监测子系统对机车供电系统及列车用电系统的绝缘检测、供电统计以及对DC600V供电装置的运行状态信息、故障、关键状态量监视及记录，对可能产生的故障进行提前预防，达到列车供电安全的目的。

【技术实现步骤摘要】
列车供电监测子系统检测板卡
本专利技术涉及机车安全通信领域，具体涉及一种列车供电监测子系统检测板卡。
技术介绍
机车车载安全防护系统即6A系统是针对机车运行过程中危及安全的重要事项、 重点部件和部位，通过在前期部分机车已经装用的成熟产品的基础上，完善功能、综合集成 而构建的系统化、平台化的机车安全防护系统。该系统包括中央处理平台和6个子系统，列 车供电监测子系统是其中之一，完成机车供电系统及列车用电系统的绝缘检测、供电统计 以及对DC600V供电装置的运行状态信息、故障、关键状态量监视及记录，从而可以预判供 电装置的状态，对可能产生的故障进行提前预防，达到列车供电安全的目的。列车供电监测 子系统检测板卡简称AP卡是供电监测子系统的组成部分之一，AP卡完成数据从供电装置 到6A系统中央平台之间的交换任务；因此，急需专利技术一种可完成上述功能的列车供电监测 子系统检测板卡。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种列车供电监测子系统检测板卡简称AP卡， 完成数据从供电装置到6A系统中央平台之间的交换任务，可以预判供电装置的状态，对可 能产生的故障进行提前预防，达到列车供电安全的目的。 本专利技术采用的技术方案是，列车供电监测子系统检测板卡，包括电源电路、通信电 路、CPU控制电路；电源电路为通信电路和CPU控制电路提供所需电源，CPU控制电路通过 通信电路与DC600V供电装置、6A系统、上位机进行通信。 所述的电源电路包括输入滤波EMI和DC-DC隔离转换模块；输入滤波EMI用于抑 制高频干扰，DC-DC隔离转换模块用于电压变换。 所述的通信电路包括第一收发器、第二收发器、CAN接口和USB接口；CPU控制电 路与DC600V供电装置通过第一收发器通信；CPU控制电路与6A系统的中央处理平台采用 CAN接口通信；CPU控制电路通过内置的UART通信接口与上位机通过第二收发器通信；USB 用于数据读取。 所述的第一收发器和CAN接口增设了隔离电路。 所述的CPU控制电路的核心控制处理器为ARM微处理器芯片。 所述的CPU控制电路内设有电压监测和JTAG接口电路；电压监测用于监测CPU控 制电路电压，JTAG接口电路用于程序和数据的下载。 所述的CPU控制电路内设有串行存储器，为ARM微处理器芯片提供存储空间。 所述的CPU控制电路内设有源晶振，为ARM微处理器芯片提供所需晶振。 所述的CPU控制电路内设有复位电路，复位电路通过手动按钮复位，内置看门狗。 本专利技术的有益效果是，列车供电监测子系统检测板卡完成数据从供电装置到6A 系统中央平台之间的交换任务，完成列车供电监测子系统对机车供电系统及列车用电系统 的绝缘检测、供电统计以及对DC600V供电装置的运行状态信息、故障、关键状态量监视及 记录，供电监测子系统可以把供电装置的输入电压/电流、输出电压/电流、用电量、接地漏 电流等安全相关信息采集上传，在司机控制室的6A显示界面上显示供电装置运行状况、机 车供电电量等信息；从而可以预判供电装置的状态，对可能产生的故障进行提前预防，达到 列车供电安全的目的。 【附图说明】 图1为本专利技术原理框图。 图2为本专利技术电源电路图。 图3为本专利技术列车供电监测子系统检测板卡原理图。 【具体实施方式】 现结合附图1、2、3,对本专利技术作进一步的说明： AP卡特性指标及参数如下： 额定工作电源电压： DC24V±5% 额定工作电源功率： 10W 通信方式： RS485, CAN，USB，RS232 环境温度： -40°C --+70 °C ( -）、电源电路完成输入电源DC24V到隔离输出5V的DC-DC转换，5V-5V的隔离 输出，5V-3. 3V的输出。电源电路提供+5V，+5V_IS0,3. 3V几种类型的电源输出，以满足本 系统的电源要求。电源电路为系统提供多种电源，首先将DC24V输入电压隔离转换DC5V， 再将DC5V转换为隔离的5V_IS0,3. 3V，分别为通信和CPU芯片提供电源。电源电路可以将 输入电压范围扩大到18V?36V，前端的滤波及EMI部分完成输入电压的滤波、过压保护和 浪涌电流的吸收，EMI部分可以有效地去除共模电磁干扰，然后将去除干扰的电压信号送入 DC-DC输入端，DC-DC隔离转换模块完成电压变换。 DC-DC模块采用的隔离电压达到1500V，输入电压范围宽，工作性能稳定，可以充 分满足本专利技术的电源要求。5V_IS0电源电压是将5V电压通过模块产生隔离电压5V_IS0， 为通信芯片提供与控制芯片隔离的电源，从而降低线路干扰，保证系统正常工作。3. 3V电源 电压通过可以产生最大3A的3. 3V电压芯片进行转换，完全满足给ARM微处理器芯片和通 信隔离芯片提供电源电压的要求。 (二）CPU控制电路；以下CUP芯片均为ARM微处理器芯片。核心控制处理器采用 的CPU具有3级流水线和哈佛结构，操作频率可达100MHz ;内置了嵌套的向量中断控制器 NVIC ;具有在系统编程ISP和在应用编程IAP功能的512KB片上Flash程序存储器。 本系统需要的功能可以通过CPU的外设组件实现： ①、USB2.0全速控制器，配合片上PHY和专用DMA控制器，可被配置用于设备、主 机或0TG操作； ②、4个UART，可产生小数波特率、具有内部FIFO、IrDA、支持DMA和RS-485/ EIA-485, UART1还具有全集的modem握手信号； ③、二通道的CAN控制器； ④、3个增强型I2C总线接口，其中1个具有开漏输出，支持完整的I2C规范和数据 速率为IMbit/s的Fast mode Plus模式，另外2个具有标准的端口引脚； ⑤、4个通用定时器/计数器，共计有8路捕获输入和10路捕获输出； ⑥、具有独立电源的实时时钟RTC由专用的外接RTC振荡器提供，RTC块包含 20byte的电池供电的备份寄存器，从而允许在芯片断电时可以存放系统状态信息； ⑦、标准的JTAG测试/调试接口和串行线调试和串行线跟踪端口选项； CPU的晶振由12M有源晶振提供，12MHz内部RC振荡器IRC调整到1 %的精度，片 内PLL无需高频率晶振便可以使CPU以最高频率运作；内置的RTC需要外接32. 768kHz晶 振使用；电池电源可以由3V的纽扣式锂电池提供，当电池电压掉低至2. IV时，RTC仍将会 继续工作；通过CPU芯片的10引脚完成对芯片3. 3V电源电压的监控，复位芯片通过手动按 钮方式复位，增加了看门狗设置，确保了软件的可靠性JTAG接口电路完成程序和数据的 下载；存储单元的设计采用1M位铁电存储器，可存储128K个字节8位，该存储器没有写延 迟，数据保存期限为10年。 (三）通信电路；AP卡主要完成6A系统的中央处理板卡与供电装置之间的信息转 换，第一收发器采用RS-485收发器，第二收发器采用RS-232收发器；首先通过RS-485收发 器采集2路供电装置的各种信息，根据协议通过CAN总线完成与6A系统的中央处理板卡数 据传递。这样A本文档来自技高网...

【技术保护点】
列车供电监测子系统检测板卡，其特征在于：包括电源电路、通信电路、CPU控制电路；电源电路为通信电路和CPU控制电路提供所需电源，CPU控制电路通过通信电路与DC600V供电装置、6A系统、上位机进行通信。

【技术特征摘要】
1. 列车供电监测子系统检测板卡，其特征在于：包括电源电路、通信电路、CPU控制 电路；电源电路为通信电路和CPU控制电路提供所需电源，CPU控制电路通过通信电路与 DC600V供电装置、6A系统、上位机进行通信。2. 根据权利要求1所述的列车供电监测子系统检测板卡，其特征在于：所述的电源电 路包括输入滤波EMI和DC-DC隔离转换模块；输入滤波EMI用于抑制高频干扰，DC-DC隔离 转换模块用于电压变换。3. 根据权利要求1所述的列车供电监测子系统检测板卡，其特征在于：所述的通信电 路包括第一收发器、第二收发器、CAN接口和USB接口；CPU控制电路与DC600V供电装置通 过第一收发器通信；CPU控制电路与6A系统的中央处理平台采用CAN接口通信；CPU控制电 路通过内置的UART通信接口与上位机通过第二收发器通信；USB用于数据读取。4. 根据权利要求3所述的列车供电监测子系统检测板卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊世君，李壮，
申请(专利权)人：中国北车集团大连机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21