CN218868597U - 一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的emc防护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，包括顺序连接的电源、EMC防护模块A、乘客智能服务核心系统和EMC防护模块B，电源模块连接EMC防护模块A，经过EMC防护模块A的一级泄放、退耦和二级泄放，达到EMC防护的作用，EMC防护模块A再接到轨道交通乘客智能服务核心系统，让轨道交通乘客智能服务核心系统在电源上屏蔽排除各种电磁信号干扰，EMC防护模块B接到轨道交通乘客智能服务核心系统的各个模块的输入和输出信号端口，在信号端口屏蔽排除各种电磁信号干扰。这种装置能对多种电磁信号干扰进行屏蔽和消除、提高城市轨道交通的运行安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道交通设备的EMC防护技术，具体是一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置。
背景技术
列车运行信息的展示是乘客信息显示系统的基本功能。乘客信息显示系统设备存在部分产品未进行全隔离设计，部分单元接口部分电路没有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility，简称EMC ) 防护，故EMC性能达不到要求，或者做 EMC防护后达不到绝缘耐压的性能，在列车强EMC干扰、振动冲击下会造成部分电路系统工作不稳定。
由于运行乘客信息系统的设备属于列车运营安全的A类设备，运行中的列车强EMC干扰可直接影响系统的正常运行。设计系统设备时必须符合《EN50121-3-2 : 2006》（欧盟轨道交通电磁兼容性应用标准）标准，即频率范围位于 0.15～0.50 MHz的电源端子骚扰电压极限值为99 dBμV；频率范围位于0.50～30.00 MHz的限值为93dBμV；频率范围位于30～230MHz的辐射骚扰场强极限值为40dBμV/m；频率范围位于230～1000MHz的极限值为47dBμV。因此需要采用各种硬件装置屏蔽排除各种电磁信号干扰。乘客信息显示系统作为列车和乘客之间的沟通桥梁有着十分重要的作用，在多种数字电路工作的环境下，为了保证显示系统可以正常的工作，必须在产品设计的过程中，引入EMC的设计理念，用于改善由需求造成的设计隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置。这种装置能对多种电磁信号干扰进行屏蔽和消除、提高城市轨道交通的运行安全、确保设备能适应列车车辆复杂的环境，满足列车振动与冲击测量标准以及电磁兼容标准。
实现本实用新型目的的技术方案是：
一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置， 包括顺序连接的电源、EMC防护模块A、乘客智能服务核心单元和EMC防护模块B，其中，
所述电源为220V交流电源，采用强抗干扰性能的电源组成轨道交通车辆的供电单元，从根本上提高电路系统的抗电磁干扰能力；
所述EMC防护模块A的正负两路分别接并联的压敏电阻RV1、RV2两端，再串联气体放电管D3接地，然后正负两路再分别接压敏电阻RV3的两端、并分别接共模电感L1的2脚端、4脚端，共模电感L1的1脚端、3脚端分别接并联接地的电容C2、C3和C1及整流桥D2的其中一个对称的两端，整流桥D2的另一个对称的两端分别连接并联的TVS管D1和电容C4；第一级共模防护即一级泄放采用压敏电阻和气体放电管，差模采用压敏电阻，退耦电路使用共模电感，因为220V开关电源的EMI噪声比较严重，共模电感除了退耦作用外，还可以滤除EMI噪声，第二级共模防护即二级泄放采用TVS管，放置在整流桥的后面；
所述乘客智能服务核心单元是一种面向轨道交通车辆设计基于LCD动态地图的乘客信息系统，设有顺序连接的动态地图播放控制器、视频传输分配器和一组LCD长条显示屏，动态地图播放控制器接收来自前端传输的媒体信号、列车以太网控制信号及列车广播控制信号、并同步在一组LCD长条显示屏上显示；
所述EMC防护模块B的正负两路电路依次为正极电路串接共模电感F1、共模电感F2，正负两路接并联的压敏电阻RV4和TVS管D4的两端，负极电路接与地连接的气体放电管D5电源负极的第一级共模防护推荐采用气体放电管，因为负极的电压为0，所以不存在续流和测试时影响系统供电的情况，差模采用压敏电阻,正极的共模防护通过差模的压敏电阻和负极的气体放电管实现,退耦电路使用共模电感，共模电感除了退耦作用外，还可以滤除EMI噪声，第二级共模防护采用TVS管；
电源连接EMC防护模块A，电流经过EMC防护模块A的一级泄放、退耦和二级泄放，达到EMC防护的作用，EMC防护模块A连接轨道交通乘客智能服务核心系统，让轨道交通乘客智能服务核心在电源上屏蔽排除各种电磁信号干扰，，EMC防护模块B接到轨道交通乘客智能服务核心系统的各个的输入和输出信号端口，比如动态地图播放控制器、视频传输分配器等的输入和输出信号端口，在信号端口屏蔽排除各种电磁信号干扰。
一组LCD长条显示屏和动态地图播放控制器、视频传输分配器采用电源分组供电方式，这样可以减少设备间干扰。
所述交流电源输入端设有超级隔离变压器、且所有供电的I/O连线配有信号滤波器和过压保护装置，这样利用铁磁共振原理能抑制尖峰脉冲干扰。
所述一组LCD长条显示屏中的每个LCD显示屏FPC排线设有两层，即一层信号层，一层全铺铜做镜像地，在LCD显示屏的FPC连接线靠近缝隙的一面贴一层铜皮，并使铜皮和LCD显示屏单元大地相连，这样给静电一条最近的回路通道泄放能量，在显示屏主板的芯片的底层设有一个钢化补强板，钢化补强板直接和乘客智能服务核心单元的动态地图播放控制器、视频传输分配器的主控板PCB的地相连，用于泄放残留电荷，LCD显示屏的金属框架和金属背板相连接同地。
所述动态地图播放控制器的外壳/装配骨架以低阻抗方式多处和列车地连接，乘客智能服务核心单元的动态地图播放控制器、视频传输分配器的电源经过电源滤波器和电位隔离的DC/DC变换器供给，用完整的金属屏蔽体，将对电磁干扰比较大的元件封闭起来，使其外部的电磁场强度低于允许值；或者用吸波材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值。
所述LCD长条显示屏的数量为至少20个。
这种装置能对多种电磁信号干扰进行屏蔽和消除、提高城市轨道交通的运行安全、确保设备能适应列车车辆复杂的环境，满足列车振动与冲击测量标准以及电磁兼容标准。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例中的轨道交通乘客智能服务核心系统结构示意图；
图3为实施例中EMC防护模块A的电路示意图；
图4为实施例中EMC防护模块B的电路示意图。
图中，1.电源 2.EMC防护模块A 3.乘客智能服务核心系统4.EMC防护模块B。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的内容做进一步的阐述，但不是对本实用新型对的限定。
实施例：
参照图1，一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置， 包括顺序连接的电源1、EMC防护模块A2、乘客智能服务核心系统3和EMC防护模块B4，其中，
所述电源1为220V交流电源，采用强抗干扰性能的电源组成轨道交通车辆的供电单元，从根本上提高电路系统的抗电磁干扰能力；
如图3所示，所述EMC防护模块A2的正负两路分别接并联的压敏电阻RV1、RV2两端，再串联气体放电管D3接地，然后正负两路再分别接压敏电阻RV3的两端、并分别接共模电感L1的2脚端、4脚端，共模电感L1的1脚端、3脚端分别接并联接地的电容C2、C3和C1及整流桥D2的其中一个对称的两端，整流桥D2的另一个对称的两端分别连接并联的TVS管D1和电容C4；第一级共模防护即一级泄放采用压敏电阻和气体放电管，差模采用压敏电阻，退耦电路使用共模电感，因为220V开关电源的EMI噪声比较严重，共模电感除了退耦作用外，还可以滤除EMI噪声。第二级共模防护即二级泄放采用TVS管，放置在整流桥的后面；
如图2所示，所述乘客智能服务核心系统3是一种面向轨道交通车辆设计基于LCD动态地图的乘客信息系统，设有顺序连接的动态地图播放控制器、视频传输分配器和一组LCD长条显示屏，动态地图播放控制器接收来自前端传输的媒体信号、列车以太网控制信号及列车广播控制信号、并同步在一组LCD长条显示屏上显示；
如图4所示，所述EMC防护模块B3的正负两路电路依次为正极电路串接共模电感F1、共模电感F2，正负两路接并联的压敏电阻RV4和TVS管D4的两端，负极电路接与地连接的气体放电管D5电源负极的第一级共模防护推荐采用气体放电管，因为负极的电压为0，所以不存在续流和测试时影响系统供电的情况，差模采用压敏电阻,正极的共模防护通过差模的压敏电阻和负极的气体放电管实现,退耦电路使用共模电感，共模电感除了退耦作用外，还可以滤除EMI噪声。第二级共模防护采用TVS管；
电源1连接EMC防护模块A2，电流经过EMC防护模块A2的一级泄放、退耦和二级泄放，达到EMC防护的作用， EMC防护模块A2连接轨道交通乘客智能服务核心系统3，让轨道交通乘客智能服务核心系统3在电源上屏蔽排除各种电磁信号干扰， EMC防护模块B4接到轨道交通乘客智能服务核心系统3的各个的输入和输出信号端口，比如动态地图播放控制器、视频传输分配器等的输入和输出信号端口，在信号端口屏蔽排除各种电磁信号干扰。
一组LCD长条显示屏和动态地图播放控制器、视频传输分配器采用电源分组供电方式，这样可以减少设备间干扰。
所述交流电源1输入端设有超级隔离变压器、且所有供电的I/O连线配有信号滤波器和过压保护装置，这样利用铁磁共振原理能抑制尖峰脉冲干扰。
所述一组LCD长条显示屏中的每个LCD显示屏FPC排线设有两层，即一层信号层，一层全铺铜做镜像地，在LCD显示屏的FPC连接线靠近缝隙的一面贴一层铜皮，并使铜皮和LCD显示屏单元大地相连，这样给静电一条最近的回路通道泄放能量，在显示屏主板的芯片的底层设有一个钢化补强板，钢化补强板直接和乘客智能服务核心单元的动态地图播放控制器、视频传输分配器的主控板PCB的地相连，用于泄放残留电荷，LCD显示屏的金属框架和金属背板相连接同地。
所述动态地图播放控制器的外壳/装配骨架以低阻抗方式多处和列车地连接，乘客智能服务核心单元的动态地图播放控制器、视频传输分配器的电源经过电源滤波器和电位隔离的DC/DC变换器供给，用完整的金属屏蔽体，将对电磁干扰比较大的元件封闭起来，使其外部的电磁场强度低于允许值；或者用吸波材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值。
本例LCD长条显示屏的数量为20个。
本例装置能对多种电磁信号干扰进行屏蔽和消除、提高城市轨道交通的运行安全、确保设备能适应列车车辆复杂的环境，满足列车振动与冲击测量标准以及电磁兼容标准。
Claims (6)
1.一种用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，其特征在于，包括顺序连接的电源、EMC防护模块A、乘客智能服务核心单元和EMC防护模块B，其中，
所述电源为220V交流电源；
所述EMC防护模块A的正负两路分别接并联的压敏电阻RV1、RV2两端，再串联气体放电管D3接地，然后正负两路再分别接压敏电阻RV3的两端、并分别接共模电感L1的2脚端、4脚端，共模电感L1的1脚端、3脚端分别接并联接地的电容C2、C3和C1及整流桥D2的其中一个对称的两端，整流桥D2的另一个对称的两端分别连接并联的TVS管D1和电容C4；
所述乘客智能服务核心单元是一种面向轨道交通车辆设计基于LCD动态地图的乘客信息系统，设有顺序连接的动态地图播放控制器、视频传输分配器和一组LCD长条显示屏，动态地图播放控制器接收来自前端传输的媒体信号、列车以太网控制信号及列车广播控制信号、并同步在一组LCD长条显示屏上显示；
所述EMC防护模块B的正负两路电路依次为正极电路串接共模电感F1、共模电感F2，正负两路接并联的压敏电阻RV4和TVS管D4的两端，负极电路接与地连接的气体放电管D5；
电源连接EMC防护模块A，电流经过EMC防护模块A的一级泄放、退耦和二级泄放，达到EMC防护的作用，EMC防护模块A连接轨道交通乘客智能服务核心系统，让轨道交通乘客智能服务核心系统在电源上屏蔽排除各种电磁信号干扰，EMC防护模块B接到轨道交通乘客智能服务核心系统的各个的输入和输出信号端口，比如动态地图播放控制器、视频传输分配器等的输入和输出信号端口，在信号端口屏蔽排除各种电磁信号干扰。
2.根据权利要求1所述的用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，其特征在于，一组LCD长条显示屏和动态地图播放控制器、视频传输分配器采用电源分组供电方式。
3.根据权利要求1所述的用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，其特征在于，交流电源输入端设有超级隔离变压器、且所有供电的I/O连线配有信号滤波器和过压保护装置。
4.根据权利要求1所述的用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，其特征在于，所述一组LCD长条显示屏中的每个LCD显示屏FPC排线设有两层，即一层信号层，一层全铺铜做镜像地，在LCD显示屏的FPC连接线靠近缝隙的一面贴一层铜皮，并使铜皮和LCD显示屏单元大地相连，在显示屏主板的芯片的底层设有一个钢化补强板，钢化补强板直接和乘客智能服务核心单元的动态地图播放控制器、视频传输分配器的主控板PCB的地相连，LCD显示屏的金属框架和金属背板相连接同地。
5.根据权利要求1所述的用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，其特征在于，所述动态地图播放控制器的外壳/装配骨架以低阻抗方式多处和列车地连接，乘客智能服务核心单元的动态地图播放控制器、视频传输分配器的电源经过电源滤波器和电位隔离的DC/DC变换器供给，用完整的金属屏蔽体，将对电磁干扰比较大的元件封闭起来，使其外部的电磁场强度低于允许值；或者用吸波材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值。
6.根据权利要求1所述的用于轨道交通乘客智能服务核心单元的EMC防护装置，其特征在于，所述LCD长条显示屏的数量为至少20个。
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