德州仪器芯科技赋能中国新基建之城际轨道交通

（全球TMT2022年3月2日讯）从1879年第一台电力机车诞生起，电力电子即登场，最初主要是帮助实现列车更快的运行速度和更大的装载能力。之后轨道交通的一系列创新都离不开芯片，如今无论是轨道感应和监控、辅助电源、电力推进、信息系统、控制管理以及轨道旁信令和控制等应用中，芯片都发挥着重要作用。根据德州仪器（TI）区域销售经理Leo Chen的预估，一列完整的高铁中，包含的芯片数量会高达二十万颗，其中仅TI的芯片使用量就要达数万颗。

20世纪90年代中期，我国第一版国产化的电力机车驱动电路板，就采用了TI的C2000控制器。上世纪80年代量产的C2000处理器，今天还在服务中国的轨道交通事业，TI始终如一，陪伴中国客户一起解决设计中的困难和挑战。TI的C2000数字电源产品，可以支持任意的控制模式及环路拓扑设计，支持不同的开关频率，这样客户就可以用一个平台覆盖到多样性的复杂电路的设计。同时，C2000还具有实时处理特性以及完整的电源监控和保护功能，下一代C2000还满足SIL-D的功能安全特性，从而简化复杂的安全设计流程要求。TI的处理器中集成了高性能的Arm核与DSP，可以单芯片满足复杂的运算及控制需求。同时还支持多协议通信接口，以实现高度可靠的互联。

列车中的动力电压很高，从受电弓获得的直流电压约为1500伏，而后还包括交流380伏、直流110伏等等一系列不同电压。因此为了避免芯片被击穿烧毁，以及保证信号传输的高可靠性，采用高性能隔离技术势在必行。TI基于二氧化硅的电容隔离技术，具有三大特点：首先是具有高达2100V的隔离电压；其次是隔离层寿命长达一百年，满足功能安全的时效要求；第三则是具有极低的电磁辐射。这三个特点使其非常适合轨道交通行业。而在处理器方面，针对铁路轨交对于备份冗余的需求，TI的双核及多核处理器可以提供锁步或者冗余功能，从而达到可靠性要求。在功能安全方面，所有 TI 产品在发布之前都要接受资质认证和可靠性测试或基于相似性证明的鉴定，从而保证产品具有高可靠性。

在2008年TI就与南车株洲研究所（如今的中车株洲电力机车研究所）建立了联合实验室，双方一起探讨未来的场景、技术需要如何发展。2021年4月，联合实验室升级，株洲所的设计师可以借助TI品类齐全的模拟和嵌入式处理系列产品进行设计，包括实时数字信号处理器、氮化镓(GaN)电源集成电路、行业领先的数据转换器以及其他高可靠性产品。该实验室可以支撑中车株洲做一些前沿性的设计和研究，同时TI也会投入资源为其专门定义和开发产品。