一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，包括一系統箱，所述系統箱前面設置有一個開口，在開口處設置有便于人機交互的人機界面，系統箱內的后壁上設置具有穩壓濾波功能的電源模塊，所述電源模塊包括整流濾波單元、功率因數校正單元、控制單元、電壓變換單元，軌道交通車輛電網上的電流通過連接器輸入給電源模塊，經電源模塊調整將電流輸出給人機界面。本發明實現了在軌道交通車輛上為人機交互系統提供所需制式高品質電源，解決了人機交互系統在軌道交通車輛上存在的電源匹配限制問題。
【專利說明】一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力設備，具體涉及一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置。
【背景技術】
[0002]人機交互系統的各個組成部分如處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存儲單元等，都需要電源驅動，而且對電源品質有一定的要求。穩壓系數、電網調整率和電壓穩定度表征輸出電壓隨輸入電壓變化的比值，人機交互系統要求電壓不能有大的波動；負載調整率表征負載電流從零變化到最大時電源輸出電壓的最大變化量，人機交互系統要求電源能夠提供穩定的電壓以保證系統正常啟動；紋波電壓表征額定狀態下電源輸出電壓的紋波絕對值，人機交互系統要求電源不能有過高的噪聲以免造成器件損壞。軌道交通車輛上電網提供的電源產生震蕩，會使電壓不穩定，造成很大的波動，而且電源的噪聲很高，不適合人機交互系統應用在軌道交通車輛上。

【發明內容】

[0003]為克服軌道交通電網不能為人機界面提供穩定、低噪的高品質電源，導致人機界面無法應用在軌道交通上的缺點，本發明提供了一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，實現了在軌道交通車輛上為人機交互系統提供所需制式的高品質電源，解決了人機交互系統在軌道交通車輛上存在的電源匹配限制問題。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，包括一系統箱，系統箱前面設置有一個開口，在開口處設置有便于人機交互的人機界面，系統箱內的后壁上設置具有穩壓濾波功能的電源模塊，電源模塊包括整流濾波單元、功率因數校正單元、控制單元、電壓變換單元，整流濾波單元對輸入的電流進行整流和濾波后輸出電流；功率因數校正單元對輸出的電流進行功率因數校正；電壓變換單元包括人機界面電源端和主電源端，其將經功率因數校正單元校正后的電流通過人機界面電源端和主電源端分別輸出給人機界面和控制單元，軌道交通車輛電網上的電流通過連接器輸入給電源模塊，經電源模塊調整將電流輸出給人機界面，軌道交通電網上的電流經電源模塊的調整轉換為人機界面可使用的高品質電源。
[0005]人機界面設于系統箱開口處并緊貼系統箱內壁，電源模塊設于系統箱內正對人機界面處并緊貼系統箱后壁，人機界面和電源模塊之間具有一間距，系統箱為輕質金屬材料。
[0006]在系統箱后壁上電源模塊的下方設置有連接線路板和連接器，電源模塊的一端與人機界面連接，另一端與連接線路板連接，連接器一端與連接線路板連接，另一端接入軌道交通車輛電網電源。
[0007]連接器上的插座立焊在連接線路板上，連接器上具有連接器緊固座，使得連接器可靠連接。
[0008]系統箱箱體的后壁上設置一開口，開口處設置一可拆卸后蓋，至少連接器設置在后蓋上，后蓋上開設有與連接器上的插座相對應的對外插座孔，連接器的連接部分通過對外插座孔伸出后蓋。
[0009]系統箱前面設置的開口為系統箱前面板的開口，前面板包括前面板開口和前面板框架，人機界面設置在前面板框架內并且其表面與前面板框架平齊。
[0010]電源模塊的輸入電路與輸出電路之間分別接地，電源模塊包括兩個并聯在一起的相同配置的子電源模塊，人機界面設置有內置電源，人機界面的殼體上對應于內置電源的部分開設若干散熱槽或孔，電源模塊設置在遠離人機界面內置電源處，便于散熱。
[0011]電源模塊的最大發熱面與系統箱后壁內面緊密貼合并連成一體，由系統箱箱體作為散熱器進行散熱，有利于系統箱內產生熱量的散發。
[0012]優選的，在系統箱箱體非固定器件處遍布散熱孔，保證了熱量有效地散發。
[0013]為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置安裝于駕駛操縱臺上。
[0014]本發明的有益效果是，實現了在軌道交通車輛上為人機交互系統提供所需制式高品質電源，滿足人機交互系統對電源的制式及品質的要求，解決了人機交互系統在軌道交通車輛上存在的電源匹配限制問題，使得人機界面可以應用在軌道交通車輛上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發明所述的為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置進行具體說明。
[0016]圖1是本發明的俯視圖；
[0017]圖2是本發明的右側視圖；
[0018]圖3是本發明電源模塊的內部結構圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1至2所示，本發明所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置設置為一系統箱1，箱體為金屬材料，系統箱I前面設置有一開口，在開口處并緊貼系統箱I內壁設置有人機界面2，便于人機交互；系統箱I內正對人機界面處并緊貼系統箱后壁上設置有兩個具有穩壓濾波功能的電源模塊3，兩個電源模塊3配置相同，并聯連接，互為冗余的為人機界面2提供轉換后的高品質電源，雙電源的冗余備份設計，即使一個電源模塊突然發生故障不能正常供電，也能在瞬間進行供電輸出的不間斷切換，確保人機界面不失電，不影響人機交互系統的正常運行；電源模塊3的下方設置連接線路板4和使電流穩定可靠流通的連接器5 ;軌道交通車輛電網的電流由連接器5輸入到連接線路板4，經連接線路板4轉接輸入到電源模塊3，經電源模塊3調整輸出給人機界面2，軌道交通電網上的電流經電源模塊的調整轉換為人機界面可使用的高品質電源。
[0020]系統箱I前面設置的開口為系統箱I前面板的開口，前面板包括前面板開口和前面板框架，人機界面2設置在前面板框架內并且其表面與前面板框架平齊。在系統箱內，人機界面與電源模塊之間有一定的間距，便于人機界面與電源模塊的熱量的散發。連接線路板4直接固定在系統箱I的后壁上，可以單獨拆卸以便于檢修，輸入部分設置2芯的DB型電源插座，以接入車輛電網電源。
[0021 ] 系統箱I箱體的后壁上設置一開口，開口處設置一可拆卸后蓋6，方便操作，有利于檢查與修理。連接器5設置在系統箱后蓋6上，一端與連接線路板4連接，另一端與軌道交通車輛電網相連接。連接器5采用2芯DB型連接器，其自帶的連接器緊固座可以保證連接器的可靠連接。連接器5上的插座立焊在連接線路板4上，節省系統箱內的空間，與連接線路板4的輸入部分相匹配。在系統箱后蓋6上開設有與連接器5上的插座相對應的對外插座孔，通過對外插座孔將連接器5的連接部分伸出系統箱的后蓋。
[0022]如圖3所示，電源模塊3采用軌道交通專用電源，包括整流濾波單元7、功率因數校正單元8、控制單元9、電壓變換單元10、開關單元11，該整流濾波單元7用于對從電源輸入的電流進行整流和濾波；該功率因數校正單元8用于對該整流濾波之后的電流進行功率因數校正；該電壓變換單元10包括人機界面電源端和主電源端，其用于將經功率因數校正后的電流變換為人機界面2用的電流和主電流，并通過人機界面電源端和主電源端分別輸出人機界面用電流和主電流，該主電流被提供給控制單元9。當電源處于省電模式時，該控制單元9用于在接收到省電模式的控制指令時控制功率因數校正單元工作；該開關單元11連接于電壓變換單元10和人機界面2之間，其用于在接收到控制單元的省電指令時，通過電壓變換單元控制人機界面電源端與人機界面之間的電源供應。電源模塊3可以轉換直流電，也可以轉換交流電。
[0023]電源模塊3的輸入電路與輸出電路之間分別接地，為隔離設計，具有輸入過壓保護，防止輸出過渡及短路保護的作用。電源模塊3內置EMI濾波單元，減少電網與電源之間的相互干擾，并且抑制了電網上傳來的電磁干擾，同時抑制電源本身產生的電磁干擾，具有高效率、高密度、高可靠性。電源模塊3的外形為超薄一體化金屬外形，使電源重量降至最低。
[0024]軌道交通車輛的人機交互系統安裝于駕駛操縱臺上正對操縱員的立面上，系統箱I采用輕質金屬材料，為以輕金屬為主要成分的合金材料，密度小，具有較高的強度和韌性，延展性好，能制成各種型材，質量輕，減輕裝置的自重。采用輕質金屬材料，確保本裝置不會因增加箱體造成系統過重而導致操縱臺立面扭曲變形損壞或部件脫落。
[0025]系統箱I內，主要發熱器件為設置的兩個相同配置的子電源模塊3和人機界面2的內置電源。內置電源位于人機界面2的背面，為方便散熱，在人機界面2自身殼體上對應內置電源的部分開設若干散熱槽或散熱孔，并將電源模塊3與內置電源最大遠距離設置。而且，電源模塊3是整體發熱的器件，為保證散熱性，將電源模塊3的最大發熱面與系統箱I緊密貼合，連成一體。因而，電源模塊3的大部分熱量都傳導到系統箱I上，由系統箱I作為散熱器進行散熱，從而使系統箱I內部空氣的散熱量大大減小。為了保證系統箱I熱量的有效散發，在系統箱I箱體非固定器件處遍布散熱孔。
【權利要求】
1.一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，包括一系統箱(I)，所述系統箱(1)前面設置有一個開口，在開口處設置有便于人機交互的人機界面(2)，系統箱(1)內的后壁上設置具有穩壓濾波功能的電源模塊(3 )，所述電源模塊(3 )包括整流濾波單元(7)、功率因數校正單元(8)、控制單元(9)、電壓變換單元(10)，所述整流濾波單元(7)對輸入的電流進行整流和濾波后輸出電流；所述功率因數校正單元(8)對輸出的電流進行功率因數校正；所述電壓變換單元(10)包括人機界面電源端和主電源端，其將經功率因數校正單元校正后的電流通過人機界面電源端和主電源端分別輸出給人機界面(2 )和控制單元(9)，軌道交通車輛電網上的電流通過連接器(5)輸入給電源模塊(3)，經電源模塊(3 )調整將電流輸出給人機界面(2 )。
2.根據權利要求1所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述人機界面(2)設于系統箱(1)開口處并緊貼系統箱(1)內壁，所述電源模塊(3)設于系統箱(1)內正對人機界面處并緊貼系統箱后壁，所述人機界面(2)和所述電源模塊(3)之間具有一間距，所述系統箱(1)為輕質金屬材料。
3.根據權利要求1所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，在系統箱(1)后壁上電源模塊(2)的下方設置有連接線路板(4)和連接器(5)，所述電源模塊(3)的一端與人機界面(2)連接，另一端與連接線路板(4)連接，所述連接器(5)一端與連接線路板(4 )連接，另一端接入軌道交通車輛電網電源。
4.根據權利要求3所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述連接器(5)上的插座立焊在連接線路板(4)上，所述連接器(5)上具有連接器緊固座。
5.根據權利要求3所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述系統箱(1)箱體的后壁上設置一開口，開口處設置一可拆卸后蓋(6)，至少所述連接器(5)設置在所述后蓋(6)上，后蓋(6)上開設有與連接器(5)上的插座相對應的對外插座孔，連接器(5)的連接部分通過所述的對外插座孔伸出后蓋。
6.根據權利要求1所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述系統箱(1)前面設置的開口為系統箱(1)前面板的開口，所述前面板包括前面板開口和前面板框架，所述人機界面(2 )設置在前面板框架內并且其表面與前面板框架平齊。
7.根據權利要求1或2所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述電源模塊(3)的輸入電路與輸出電路之間分別接地，所述電源模塊(3)包括兩個并聯在一起的相同配置的子電源模塊，所述人機界面(2)設置有內置電源，所述人機界面(2)的殼體上對應于內置電源的部分開設若干散熱槽或孔，所述電源模塊(3)設置在遠離人機界面內置電源處。
8.根據權利要求1所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述電源模塊(2)的最大發熱面與系統箱(1)后壁內面緊密貼合并連成一體，由系統箱(1)箱體作為散熱器進行散熱。
9.根據權利要求1所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，在系統箱(1)箱體非固定器件處遍布散熱孔。
10.根據權利要求1所述的一種為軌道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置，其特征在于，所述的為軌 道交通人機交互系統提供高品質電源的裝置安裝于駕駛操縱臺上。
【文檔編號】H02M1/42GK103795275SQ201210431021
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月1日 優先權日:2012年11月1日
【發明者】劉泰, 苗欣, 姜付杰, 朱佳 申請人:南車青島四方機車車輛股份有限公司