一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置制造方法及图纸

本申请提供一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置，包括：用于监测功率模块中电路的电压信号的电源监控电路；用于监测功率模块的温度信号的温度传感器；用于监测功率模块中的IGBT的指令信号及状态信号的光纤收发器；用于接收并存储电压故障信号、温度故障信号以及IGBT的指令故障信号及状态故障信号的数据存储模块，数据存储模块通过脉冲缓冲电路与电源监控电路、温度传感器以及光纤收发器连接。本实用新型专利技术可在功率模块发生故障时，对故障数据进行详细记录、数据监测及下载，在后期维修维护时，维护人员可通过上位机下载故障信息，快速定位故障源头并更换故障部件，缩短功率模块维护时间，降低维护成本。降低维护成本。降低维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置


[0001]本申请涉及轨道车辆信号处理领域，具体是一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置。

技术介绍

[0002]现有技术中，轨道交通车辆用功率模块脉冲分配技术负责对功率模块的控制脉冲进行简单逻辑处理与再分配给IGBT驱动器，实现IGBT的驱动与保护。脉冲分配模块仅能将功率模块的简单故障上报给控制器，控制器只会获悉功率模块的“好”或“坏”两种状态，无法对功率模块发生的故障进行详细记录、数据监测及下载。当功率模块发生故障后，由于缺少详细的故障信息，常常需要利用环境应力试验加以分析，进而造成轨道交通用功率模块维修维护的成本过高。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的问题，本申请提供一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置，可在功率模块发生故障时，对故障数据进行详细记录、数据监测及下载，在后期维修维护时，维护人员可通过上位机下载故障信息，快速定位故障源头并更换故障部件，缩短功率模块维护时间，降低维护成本。
[0004]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0005]本申请提供一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置，包括：
[0006]用于监测功率模块中电路的电压信号的电源监控电路；
[0007]用于监测所述功率模块的温度信号的温度传感器；
[0008]用于监测所述功率模块中的IGBT的指令信号及状态信号的光纤收发器；
[0009]用于接收并存储所述电压故障信号、温度故障信号以及所述IGBT的指令故障信号及状态故障信号的数据存储模块，所述数据存储模块通过脉冲缓冲电路与所述电源监控电路、温度传感器以及所述光纤收发器连接。
[0010]一实施例中，基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置进一步包括：
[0011]用于接收并存储所述电压故障信号、温度故障信号以及所述IGBT的指令故障信号及状态故障信号的数据存储模块，所述数据存储模块通过脉冲缓冲电路与所述电源监控电路、温度传感器以及所述光纤收发器连接。
[0012]一实施例中，所述电流环电路类型为40mA电流环电路。
[0013]一实施例中，基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置进一步包括：
[0014]用于将温度传感器所发送的温度进行数模转换的AD采样芯片。
[0015]一实施例中，所述数据存储模块类型包括NAND FLASH存储器以及SDRAM存储器。
[0016]一实施例中，基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置进一步包括：
[0017]用于向所述功率模块中的FPGA提供实时时钟信号的时钟信号模块。
[0018]一实施例中，所述时钟信号模块内设置有实时时钟芯片以及电池。
[0019]一实施例中，基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置进一步包括：
[0020]用于防止功率模块中的ARM处理器死机的看门狗电路。
[0021]一实施例中，基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置进一步包括：
[0022]用于连接所述ARM处理器与所述FPGA，以实现所述ARM处理和所述FPGA之间数据传输的FSMC接口。
[0023]一实施例中，基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置进一步包括：
[0024]用于下载故障数据的以太网；以及
[0025]用于通过并行总线发送故障数据至所述FPGA的外围板卡。
[0026]针对现有技术中的问题，本申请提供的基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置，可在功率模块发生故障时，对故障数据进行详细记录、数据监测及下载，以在后期维修维护时，维护人员可通过上位机下载故障信息，快速定位故障源头并更换故障部件，缩短功率模块维护时间，降低维护成本。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请实施例中基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置的硬件结构示意图；
[0029]图2为本申请实施例中电源监控电路的结构示意图；
[0030]图3为本申请实施例中基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置的硬件结构示意图二。
具体实施方式
[0031]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]参见图1，为了克服现有技术中的技术痛点，即现有设备只能将功率模块的“好”或“坏”两种简单状态信息上报给控制器，控制器或者模块无法获知具体的故障信息，后期维护时难以寻找到故障根源，导致维护时间以及人工成本大大提高。本申请提供一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置，包括：
[0033]用于监测功率模块中电路的电压信号的电源监控电路；
[0034]参见图2，电源监控电路包括：电源监控芯片(如TI公司LM809系列)及两个分压电阻构成，+V代表监控所需的电源电压信号，经过电阻分压后所得电压介入电源监控芯片VCC引脚，如果该引脚电压低于电源监控芯片内部设置的阈值电压，则报警，输出故障信号。
[0035]用于监测功率模块的温度信号的温度传感器；
[0036]温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号
的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
[0037]用于监测功率模块中的IGBT的指令信号及状态信号的光纤收发器；
[0038]光纤收发器，是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元。光纤收发器通常具有以下基本特点：
[0039]1.提供超低时延的数据传输。
[0040]2.对网络协议完全透明。
[0041]3.采用专用ASIC芯片实现数据线速转发。可编程ASIC将多项功能集中到一个芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更低的成本。
[0042]4.机架型设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级。
[0043]5.可网管设备能提供网络诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等功能，能提供完整的操作日志和报警日志。
[0044]6.设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。
[0045]7.支持超宽的工作温度范围。
[0046]8.支持齐全的传输距离(0～120公里)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轨道车辆功率模块的故障数据记录装置，其特征在于，包括：用于监测功率模块中电路的电压信号的电源监控电路；用于监测所述功率模块的温度信号的温度传感器；用于监测所述功率模块中的IGBT的指令信号及状态信号的光纤收发器；用于接收并存储电压故障信号、温度故障信号以及所述IGBT的指令故障信号及状态故障信号的数据存储模块，所述数据存储模块通过脉冲缓冲电路与所述电源监控电路、温度传感器以及所述光纤收发器连接。2.根据权利要求1所述的故障数据记录装置，其特征在于，进一步包括：用于接收所述功率模块中的控制器总线上的脉冲电流信号，并将其转换成所述IGBT的指令故障信号及状态故障信号的电流环电路，所述电流环电路发送所述IGBT的指令故障信号及状态故障信号至所述光纤收发器。3.根据权利要求2所述的故障数据记录装置，其特征在于，所述电流环电路类型为40mA电流环电路。4.根据权利要求1所述的故障数据记录装置，其特征在于，进一步包括：用于将温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文鹏，赵洪利，张哲瑞，张波，杨伟君，曹宏发，赵红卫，康晶辉，刘伟志，左鹏，谢望玉，姜龙飞，王为介，乔恩，何梦宇，周宇豪，孙萌，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：