关键词：列车车载视频；监控；电源系统设计
因为行驶中的列车的特殊环境条件，有很多设备由于电源的缘故都没有办法在列车中正常使用，而车载视频监控尽管使用宽电压进行输入，但因为输入的电压较低也是没有办法正常工作的。为解决这种情况，工作人员就必须使用可依赖的电源系统去解决转换电源系统的工作。本篇文章所介绍的电源系统主要是应用于列车中的车载视频监控，而其同样适用于其他相似的产品设备。因为日常生活中比较复杂的供电系统，而列车上的电路比日常生活中的电路更加复杂，因此对于设备的可靠性以及稳定性要求都比较高，因而在电源系统中必须提供较稳定的电压与电流系统以保证其稳定。
一、车载视频监控的电源设计原理
从列车的辅助型供电系统当中经过取电处理，就可以为视频监控仪提供比较稳定的VI-JT1供电电路，这种电路模块一直输出较稳定的12V电源。该种12V电源分为两部分，有一部分是为车载摄像头供给电源的，另外一部分是为主板供给电源的。在主板上的12V电源通过变压处理之后能够得到不同的5V电源，它也为某一部分芯片供给电源，而其通过处理之后还可以得出3.3V，1.8V，以及1.2V的电源用于多个芯片的供电。在电力机车中，普遍供电质量都是比较差的，这种缺点也表现在两个方面：其一是电力机车的供电电网一般电压波动都比较大，气额定电压一般都为单相交流25kv，但是在实际工作过程中电压普遍都在18到32kv的变化范围之内波动；其二是电力机车中的变压器一般交相电流都会下降到220V，极其不稳定，其对应的变化范围为170v-280v。
二、车载视频监控的电源系统中使用的各种电路
（一）前级稳压
前级稳压的关键工作零部件就是来自于美国的VICOR电源模块VI-JT1，这种工作模块的主要工作功能为将输入与要输出的电压进行隔离，以此完成DC110V向12V的完美转换。为全力保障工作电路的安全不受到影响，在电路中使用的瞬态电压抑制管D1去有效吸取110V电网中超过440V部分的50ms的瞬态高电压，用这种电压去确保后续电路不会受到高压电击的影响。而对于电压低于420V的电压后续电路来说，则需全力处理电路，使其能够达到VI-JT1转化电路模块所要求的规定电压范围。在这其中，稳压管D2，D9将会在电源电压低于440V却高于175V的情况之下被击穿，在这时稳压管D2的两端电压分别为160V，但是稳压管D9的电压却为15V，而分压电阻R1和R2将会承担剩余部分的电压。
因为设计PCB时使用的是贴片电阻，而对于R1以及R2来说，它们的工作消耗必须小于封装的最大工作消耗数量才能够有效确保电路的正常运行。而稳压管D9跟电阻R3是并联使用的，稳压管D10的两端电压都为160V，其他的电压则要平均分到电阻R4上，以顺利开始进行限流，以此保护稳压管与场效晶体管不受到损坏。因为稳压管D10的导通，而使栅极跟功率场效应管漏极之间产生了电压差，从而导通了Q1。Q1的源极跟栅极也存在一定数量的电压差，快速打开二极管D5、D4进行导通，对电容C2、CE3跟CE4进行充电，与此同时也要对VI-JT1模块进行供电。假如电压低于175V而无法导通Q1时，CE3、CE4两端的电压分别为500V，这也能够导通D5、D4、D10，而此时的Q1就可以导通模块进行供电。因为使用了自举升压电路，这也使得模块的前级电路出现了高频率的电源信号，而滤波电容C2、C3、C4、C5都是用于过滤掉该过程中产生的高频杂散波。经过一系列的处理之后，经电源模块输出的12V电源就可以通过电解电容CE3、CE4滤波，为用电设备进行供电。视频监控的摄像头一般在夜间工作，所以在夜间也必须确保存在足够的工作功率使红外灯能够正常工作，特别是在列车中急需高功率以满足可视距离的要求时。
（二）后级稳压
与主板相连的电源是为车载视频监控的整个工作系统进行供电的，降压这种电路主要是由同步降压控制的LM5116系统去完成的，其能够输入的电压一般为8-200V，设计这种电路的原因是使其能够适应多种不同的恶劣电源工作环境。该种系统分别设计了两种降压稳压电路，一种电路的输出电压为6V，另外一种电路的输出电压为12V。以输出电压为6V的电路举例说明，这种降压电路的最大负载电流可以达到3A左右，开关频率一般为300kHz。在这中间的定时电阻RT一般用于合理设置振荡器的开关频率，一般在这种设计中都使用250kHz的开关频率，它也能有效满足高效能以及小体积的工作要求。而计算输出电感方面，一般是经过计算开关频率，脉冲电流，以及最入电压跟输出电压值得到的工作数值，一般通过设置电流去检查电阻的大小。而在6V电路的输出方面，它最大的电流检测电阻是在最小电压的情况下进行设置的。计算电路中的斜波电容则要依靠电感以及电阻的数值进行安全的计算以及检测。
这种稳压电源当中，在开关频率中存在一个比较大的源阻，在VIN引脚提供了大部分的开关电流的情况之下，拥有较高质量的输入电容就能够有效管理VIN引脚上出现的纹波电压。当电源模块进行工作模式时，进入降压模块的电流就会全部转化为拥有电感电流波形的波谷形态，在这之后就会快速的升到波峰，之后则会降到零。在电源电路中最需要的纹波电流的额定功率一般都为IRMS>IOUT/2。
结语：
本篇文章主要提出了一种比较科学合理的降压整流的方法，而该方法不但适合用于列车中出现的极其恶劣的环境条件，而且也照样适用于各种各样的对电压有高要求的载运车辆，而在以后的作业生活中运用该种方案也可以有效保护列车安全，为其提供一个比较良好的电源环境。
参考文献：
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