P01 · YBO Core — 设计附录(Level 2) 1. 范围 本文设计内容:CORE-S、CORE-M、CORE-HD 的从零设计/备选 ODM 电路板系列(P01-core.md §1 后备路径、§7 芯片表):电源树、各档位开关级、采样链、MCU 引脚预算、连接器引脚定义、保护网络、热预算、固件架构、诊断、产线测试、BOM 骨架。 保留在 Level-1:通道数量与额定值、总电流、电压窗口、休眠指标、MSRP/COGS、里程碑、芯片候选以及 P01-core.md §15 的十五项待决事项。下文不提高任何额定值;凡选定的数值均标为 (t) 并列于 §11。 工程路径:供应商基础平台路径(PRODUCT-PLAN.md §P1,ASSUMPTIONS.md S-01/S-02)在 §1.1 中映射为需求 → 证据行;文件其余部分是完整的后备设计。PLAN-024.md (46 通道/200 A 合并平台,草案,未批准)仅作为替代方案引用。 分板方案依据 08-open-source-high-current-pdm-pcb-reference.md §6.2:CTRL(公共控制板,三个型号共用一种设计,MCU 贴装不同)、PWR(分版本的功率板,承载全部支路开关)、BUS(仅 HD:母排、螺柱、干路霍尔传感器)。 1.1 供应商基础平台路径——需求 → 证据映射 需求(PRODUCT-PLAN.md §P1 第 1–9 项) M3 之前 YBO 需要从基础平台供应商获得的证据 本附录仍被使用之处 1 固件/协议所有权 已签署的条款书:在其硬件上运行自有固件,或由供应商按 X01/X02 构建 两种情况下 §7 均为固件规格;网关节点映射依 X01-ybo-can-protocol.md §8 2 逐通道 0.1 A 遥测 台架日志(S-02):分辨率、速率、IS 链拓扑 §5.4 采样链限值作为验收标准 3 保护边界 基础平台开关芯片的数据手册;不经 MCU 的硬件短路路径 §5.5 保护分层;§7.4 失效模式 4 船用差异 盐雾、涂覆、电镀报价 §9 EOL 与预扫描挂钩不变 5 HD 12/24 V RFQ 条目:FET 电压等级、TVS、DC/DC §5.1 / §5.2 作为报价的参考设计 6 休眠 ≤5 mA、CAN 唤醒 12 V / 24 V 下实测休眠电流;唤醒模式支持 §3 休眠核算即验收表 7 PWM 15+(S)、6 PWM + 6 半桥(M) PWM 频率、分辨率、半桥芯片 §4.1 定时器预算,§5.3 8 线圈驱动额定值 每通道感性钳位能量 §5.5 钳位策略 9 脉冲模式、毛刺抑制 固件上限所在位置(必须在 Studio 触及范围之外) §7.3 脉冲状态机
2. 框图 BAT+ ──[upstream fuse/breaker — MANDATORY, P01 FR-04]──> IN stud (HD) / HDP20 size-4 (S,M) │ ├─ TVS SM8S36A ── ideal-diode reverse block (LM74800-Q1 + 2p IAUT300N08, S/M) ──┐ │ HD: 2ED2410-EM b2b stage per heavy channel = reverse block │ │ │ V+ trunk │ ┌──────── CTRL (common) ───────────────────────┐ ┌──────── PWR (per tier) ──┴──────────────┐ │ │ TPS2660 eFuse ─ SM8S36A ─ LMR36510 5 V buck │ │ HP ≥40 A : 2ED2410-EM + IAUT300N08 2s2p/2s3p│ │ │ └──── TPS7A16-Q1 3.3 V (always-on)│ │ MP 15–30 A: BTH50015-1LUA (20 A design pt) │ │ │ MCU S32K148 (S) / S32K314 (M, HD) │ │ LP ≤10 A : BTT6020-1ERA / BTT6030-2ERA │ │ │ TPS3430-Q1 window WD ─> FAIL-SAFE MUX ───────┼──>│ HB (M) : half-bridge driver (§5.3) ×6 │ │ │ FM25V10 FRAM (audit/log) · variant-ID straps │ │ IS chain: IS → RIS → RC → ADC (DEN/DSEL mux)│ │ │ TJA1463 ×2 (S, HD) / ×3 (M) · RS-485 (HD) │ │ 2ED2410 CSO → ADC · TLE4972 trunk Hall (HD) │ │ │ DI: direct (S) / MAX22190 ×6 (M) · AI AFE (M)│ │ per-channel TVS/clamp, output ESD, NTC ×4 │ │ └──────────────┬───────────────────────────────┘ └──────────────┬──────────────────────────────┘ │ YBO-CAN · N2K (S,M) · WAKE · DI/AI · sensor 12 V/5 V (S) outputs: HDP20 / DRC / studs └── BUS (HD): busbar ≤250 µΩ, M8/M10 studs, TLE4972 window, 4-wire test points, pre-charge tap 3. 电源树与预算 电源轨 来源/稳压器 负载 工作/待机/休眠(12 V 输入) 说明 V+ 干路 8–32 V 输入螺柱/触点 → SM8S36A TVS(6600 W,36 V 截止电压,Littelfuse SM8S )→ 反向阻断 全部开关级、传感器供电 由负载决定 上游保险丝/断路器为强制项(P01-core.md FR-04);Core S 窗口 9–32 V 引自 Level-1 V+ CTRL 由 V+ 干路经 TPS2660 eFuse(4.2–60 V,反向耐压至 -60 V,TI ) Buck、LDO、栅极驱动供电 ≤150 mA (t) / ≤20 mA / ≤5 mA eFuse 之后第二只 SM8S36A;470 µF 保持电容 (t) 覆盖 2 ms 冷启动跌落 (t) 5 V LMR36510 buck,输入 4.2–65 V,绝对最大 70 V,1 A,Iq 26 µA,400 kHz(TI );车规级等效型号未核实 2ED2410 逻辑、霍尔传感器(经 LDO 得 3.3 V)、传感器 5 V 供电(S)、MAX22190、LED 120 mA / 15 mA / 关闭(EN 拉低) 休眠时关断;传感器供电经限流开关,每路 0.5 A (t) 3.3 V 常供 TPS7A16-Q1 LDO,输入 3–60 V,100 mA,Iq 5 µA(TI ),直接取自 V+ CTRL MCU、TJA1463 VIO、FRAM、看门狗、唤醒比较器 80 mA / 8 mA / ≤0.6 mA 休眠时由 V+ 供电,使 MCU 可被 CAN 或 DI 唤醒 12 V 传感器(S) 由 V+ 经高边开关(BTT6030-2ERA 半片) 外部传感器 最大 0.5 A (t) 故障标志经 IS;休眠时关闭
按 ≤5 mA 系列规则(P01-core.md FR-10;HD 静态 ❤️ mA)的休眠核算:
项目(休眠) 数量 单个 合计 MCU VLPS/待机,带 CAN 唤醒引脚、RTC 1 100 µA (t) 0.10 mA TJA1463 休眠,IBAT 典型 13 µA / 最大 26 µA(NXP ) 2–3 26 µA 0.08 mA TPS7A16-Q1 + LMR36510 关断(5.3 µA)+ TPS3430-Q1(10 µA)+ FM25V10 休眠(5 µA,Infineon ) 1 25 µA 0.03 mA 开关 IC 关闭,BTT6020 IS(OFF) 25 °C 时 0.5 µA,150 °C 时 ≤15 µA(Infineon ) ≤46 15 µA 0.69 mA V+ 采样分压(1 MΩ (t) )、DI 唤醒上拉(13 × 100 kΩ,开路) — — 0.05 mA HD 休眠模式常开输出:通道 ON 时驱动器地电流(BTH50015 数值未核实) 2 (t) 0.75 mA (t) 1.50 mA S / M 合计(无常开输出) — — ≈1.0 mA ≤5 mA HD 合计 — — ≈2.5 mA ❤️ mA
唤醒源:YBO-CAN 上的 TJA1463 唤醒模式(INH → LDO 使能和 MCU 唤醒引脚)、总线连接器上的 WAKE 引脚、经常供比较器组的已配置 di 输入。12 V 下工作模式预算 ≤150 mA (t) 为 P01-core.md §5 目标:(5 V 轨 0.6 W + 3.3 V 轨 0.27 W)/ 0.85 / 12 V ≈ 85 mA,加上栅极驱动和霍尔供电 ≈ 110 mA。
4. 接口与引脚预算 4.1 MCU 外设映射 资源 CORE-S(S32K148,176-LQFP) CORE-M(S32K314) CORE-HD(S32K314) 可用(数据手册) CAN FD 2(YBO-CAN、N2K)+ 1 备用 3(YBO-CAN、N2K、备用/第二 YBO 网段) 2(YBO-CAN ×2,帧唤醒) S32K148:3 路 FlexCAN 支持 CAN FD(NXP S32K1xx );S32K314:6 路 CAN FD(P01-core.md §7) 开关 IN(可 PWM) 22 路直连(16 路在 FTM 通道上供 15+ PWM,6 路 GPIO) 12 路 eMIOS(6 PWM + 6 半桥)+ 34 路经 SPI 移位寄存器 4 × 2ED2410(INA/INB/EN)+ 14 路 BTH IN + 8 路备用 IN 经移位寄存器 S32K148:8 个 FTM,64 通道;S32K314:2 × 24 通道 eMIOS(NXP S32K3 brochure ) DEN / DSEL 22 路 DEN 经 3 个移位寄存器(SPI0) 46 路 DEN + 15 路 DSEL 经 8 个移位寄存器 14 路 DEN + 4 ×(DG0、DG1、INT) 省 GPIO:每链 4 个 SPI 引脚 ADC 输入 2 路 BTH IS + 6 路分组 IS(深度 4 (t) )+ 4 路 NTC + V+ + 3 路型号 ID + 2 路传感器供电 IS = 18 4 路 BTH IS + 11 路分组 IS + 6 路 HB CSO + 4 路 NTC + V+ + 3 路 ID = 29 4 路 CSO + 7 路分组 IS(深度 2)+ 8 路备用 IS 分组 + 4 路 NTC + 2 路霍尔 + V+ + 3 路 ID = 30 S32K148:2 × 12 位 SAR ADC;S32K314:按系列手册为 2 × 24 通道 12 位——引脚级数量在原理图绘制时确认 DI 13 路直连 + 1 路 WAKE(常供比较器) 48 路经 6 × MAX22190(SPI1,引自 P02-sense.md §7)+ 唤醒线 8 路 (t) 直连 串行化器使 M 保持在 172 引脚预算内 AI(仅 M) — 6 路 R/V + 2 路频率(eMIOS 捕获)+ 2 × 4–20 mA,AFE 依 P02-sense-design.md — P01-core.md FR-21SPI / I2C / UART SPI0 开关链,SPI1 FRAM,I2C 温度/ID EEPROM + SPI2 DI 串行化器 + LPUART RS-485(THVD1450 级,同 P03-hub.md §7,隔离 (t) ) S32K148:3 LPSPI、2 LPI2C、3 LPUART 失效安全 WD_FAIL → mux 选择;默认表寄存器加载使能 同左 同左 + 常开通道跳线 §5.6 GPIO 合计使用 ≈96 ≈118 ≈104 S32K148 176-LQFP;S32K314 172-MaxQFP
4.2 连接器引脚定义(引脚功能按共享词汇表;触点额定值引自 P01-core.md §6 所引 TE 数据:size 20 = 7.5 A,16 = 13 A,12 = 25 A,8 = 60 A,4 = 100 A) 连接器 型号 引脚 功能 额定值 说明 J1 电源输入 S、M 1 V+ 干路 size 4,100 A 总计 80 A;单触点,或 M8 螺柱选项 (t) J1 电源输入 S、M 2 GND size 4,100 A 仅模块回流;负载回流走船体负母线 J2 输出 S 1–2 OUT 25 A ×2(BTH50015) size 12,25 A 处于触点极限——§6 已应用 TE 降额曲线 J2 输出 S 3–6 OUT 10 A ×4(BTT6020) size 16,13 A 混合尺寸 HDP20 外壳 (t) J2 输出 S 7–22 OUT 5 A ×16(BTT6020) size 16 或 20 若混合布局不可得则用第二个 HDP20 外壳 (t) J3 I/O S 1–13 DI1–DI13 size 20 耐压 32 V,接地或接正开关均可 J3 I/O S 14–17 WAKE、12 V 传感器、5 V 传感器、传感器 GND size 20 DRC 24 路 PCB 安装型 (t) J2/J3 输出 M 1–4 / 5–16 / 17–46 OUT 15 A ×4 / 10 A ×12 / 5 A ×30 size 12 / 16 / 20 15 A + 10 A 用 HDP20 47 路;5 A + 6 对半桥用 DRC 80 路 (t) J4 输入 M 1–48、49–58 DI1–48、AI1–6、FREQ1–2、LOOP1–2 size 20 第二个 DRC 80 路 (t) 螺柱 HD T+、T- 干路 V+ / GND M10 (t) ,200 A 母排上的 4 线微欧测试点 螺柱 HD H1、H2 OUT 150 A(带保险丝)、OUT 100 A M8 (t) H1 按 Level-1 带内联保险丝座 螺柱 HD H3–H4、H5–H10 OUT 40 A ×2、OUT 30 A ×6 M6 (t) J2 输出 HD 1–8 OUT 20 A ×8(BTH50015) size 12,25 A HDP20 J3 I/O HD 1–8、9–12 DI ×8 (t) 、备用 LP 输出 ×4 size 20 / 16 备用容量,非销售重点(P01-core.md §2) J5 总线 ×2 全部 1–6 V+(9–32 V)、GND、CAN_H、CAN_L、SHIELD、WAKE2 A 连接器类型待定(PRODUCT-PLAN.md §6 第 3 项);V+ 仅为 CTRL 轨供电,绝不供干路 J6 N2K S、M 1–5 SHIELD、NET-S、NET-C、NET-H、NET-L Micro-C LEN 按 N2K 认证申报 J7 RS-485 HD 1–3 A、B、GND(iso) 2 A 与总线连接器同一系列 (t)
5. 分模块电路设计 5.1 HP 级(≥40 A,仅 HD):2ED2410-EM + IAUT300N08S5N012 拓扑:每通道背靠背共源对,40 A 用 2s2p,100 A 和 150 A 用 2s3p (t) (§11);2ED2410-EM 驱动两组栅极(两路高边栅极输出,3–58 V 供电,冷启动升压,四个比较器,两路双向电流采样接口——Infineon )。MOSFET:80 V,典型 1.2 mΩ,300 A,TOLL(Infineon )。 栅极布线按 TI SLPA020 规则(08-open-source-high-current-pdm-pcb-reference.md §8.2):每只 MOSFET 栅极一只 4.7 Ω (t) 串联电阻,对称的栅-源回路,在各独立电阻之前设 18 V (t) 栅极钳位,Kelvin 源极采样与负载路径分离。 采样:通道路径中 100 µΩ (t) Kelvin 分流器接入 2ED2410 采样接口;CSO 模拟输出 → RC(1 kΩ / 10 nF (t) )→ MCU ADC;比较器阈值由电阻分压设定,实现不经 MCU 的硬件短路关断(P01-core.md FR-05);INT 送 MCU 以获取脱扣原因;DG0/DG1 诊断输出。 反向能量:背靠背对阻断体二极管回馈;逆变器和容性负载配预充电支路(47 Ω / 25 W (t) 电阻 + BTT6020 开关,超时 2 s (t) ),依 08-open-source-high-current-pdm-pcb-reference.md §8.4。 仅在已验证包络内直接开关;否则该级驱动外部接触器线圈并回读辅助触点(P01-core.md FR-15)。 5.2 MP 级(15–30 A 档):BTH50015-1LUA 5.3 LP 级(≤10 A 档,S/M 及 HD 备用)与半桥 BTT6020-1ERA:工作电压 5–36 V,抛负载 65 V,150 °C 时最大 40 mΩ,85 °C 时 IL(NOM) 7 A,kILIS 典型 2950,IL5(SC) ≥70 A,tON 20–150 µs,dV/dt 典型 0.8 V/µs(Infineon )。BTT6030-2ERA:2 通道,热态最大 62 mΩ,单路 6 A / 双路 4 A,kILIS 2240,DSEL 将两路 IS 电流复用到一个引脚(Infineon )。 选型 (t) :所有 10 A 和 5 A 通道均用 BTT6020-1ERA(单一料号,7 A IL(NOM) 以裕量覆盖 5 A 档;10 A 档按 §6 做触点和热降额)。BTT6030-2ERA 仅用于 Core S 的两路传感器供电。MC33XS2410(1.8 A/通道,PWM 0.5 Hz–2.048 kHz,NXP )仍为未来 ≤2 A 微型档的备选;SPOC+2 BTS72220-4ESA 仅用于带硬件型号 ID 的 12 V 专用降本版本(P01-core.md §7)。 PWM:IN 由 FTM/eMIOS 直接驱动;tON 最大 150 µs 时,200 Hz 在最慢器件上给出 3 % 占空比粒度,1 kHz 为 15 %——故默认 200 Hz (t) (§11),能力块中 pwm.freq_hz 限定为 100–400 Hz。 半桥(M,6 对):12 V 版本——DRV8706-Q1(4.9–37 V,绝对最大 40 V,半桥/H 桥模式,内联分流放大器,TI )+ 每对两只 80 V MOSFET;24 V 版本——绝对最大 40 V 低于 58 V 抛负载钳位,故 24 V 驱动器待定 (t) (§11:2ED2410-EM 对以半桥方式使用,或 60 V 级驱动器,未核实)。 5.4 电流采样链与干路霍尔 IS 复用:4 片 LP 器件 (t) 的 IS 引脚接到同一 RIS;每个 ADC 时隙恰有一片器件 DEN 为高;0.1 A 分辨率核算:5 A / 2950 = 1.7 mA → RIS 2 kΩ 上 3.4 V;12 位 ADC 在 3.3 V 量程下为 0.8 mV/LSB ≈ 2.4 mA·kILIS ≈ 7 mA 负载——相对 0.1 A 级裕量 ×14(P01-core.md FR-02)。RIS 按档位分别取值,使该档最大值加浪涌保持在 3.3 V 以下;3.6 V 钳位保护 ADC 引脚。 校准:每通道两点(0 A、80 % 额定)增益/偏移存于 FRAM(§9);kILIS 随温度的降额用最近的 NTC 校正。 HD 干路:母排上的 TLE4972-AE35D5 无磁芯霍尔(量程至 2 kA,1.3 %,3.1–3.5 V,P01-core.md §7);其过流检测输出作为干路 ALARM 源和 FR-22 的总电流护栏送入 MCU;sum(channel IS) 与干路读数对比是旁路与漏电的交叉校验(§7.3)。 5.5 保护网络 位置 网络 数值/规则 模块输入 SM8S36A + 100 nF + 47 µF (t) ;理想二极管反向阻断 LM74800-Q1(3–65 V,反向耐压至 -65 V,TI )+ 2 × IAUT300N08(S/M) 输入端反接与 ISO 7637 脉冲 1/2a/3a/3b;HD 使用背靠背 HP 级 每路输出 双向 TVS 33 V 截止电压 (t) + 10 nF + ESD 二极管阵列(IEC 61000-4-2 ±8 kV 接触) 线缆传导瞬态;仅定器件类别,线束测试后定尺寸 感性 coil 负载 器件钳位优先;E > 器件额定值时在负载端加外部续流二极管;HD 在 30 A 螺柱上带续流二极管(P01-core.md §2) 由负载类型库决定(待决事项 §15-10) 逻辑/IS 引脚 IN/DEN/DSEL 串联 10 kΩ,ESD 阵列,3.6 V ADC 钳位 数据手册应用说明 DI 输入 33 V TVS,串联 10 kΩ,带 1 V 迟滞的比较器 (t) 32 V 连续,可唤醒 CAN TJA1463 总线引脚 -36…+40 V;共模扼流圈;24 V 级总线 TVS 按 ISO 11898-2:2024 的 SIC
5.6 失效安全 mux 与默认状态表 每路通道 IN(直连或移位寄存器)经过一个 2:1 mux;选择信号 = 来自 TPS3430-Q1(窗口看门狗,1.6–6.5 V,10 µA,TI )的 WD_FAIL。输入 B 来自默认表寄存器,该寄存器在启动时从 NVM 加载一次(默认状态表,P01-core.md FR-07)并写锁定直至下次复位;hold 通道将自身当前状态经 B 回送。 上电毛刺抑制(FR-14):所有 IN 下拉保持 OFF,直至 3.3 V 轨就绪、MCU 已加载状态表并置位 MAP_VALID;移位寄存器输出使能由同一信号门控。EVT 中用示波器验证(P01-core.md §14)。 6. 热预算 损耗公式:开关 P = I² × RDS(on),hot;连接器 P = I² × Rcontact;IAUT300N08 热态系数 1.6 (t) → 背靠背 2s2p 每路 1.92 mΩ,2s3p 每路 1.28 mΩ;BTT6020 热态最大 40 mΩ;BTH50015 热态最大 3.5 mΩ。
型号 Level-1 总量内允许的最差组合 开关损耗 反向阻断/干路 其他(CTRL、触点、铜箔)(t) 合计 CORE-S(80 A) BTT6020 上 4 × 10 A + 8 × 5 A 16 W + 8 W 2p 理想二极管 0.96 mΩ:6.1 W 4 W ≈34 W CORE-M(80 A) BTT6020 上 8 × 10 A 32 W 6.1 W 5 W ≈43 W CORE-HD(200 A) 150 A(2s3p)+ 40 A(2s2p)+ 10 A(BTH) 28.8 W + 3.1 W + 0.4 W 干路 ≤250 µΩ:10 W 6 W ≈48 W
外壳即散热器(P01-core.md §8):PWR 板 FET 和 BTH 散热焊盘(接 VS——电绝缘导热垫,按 32 V 的爬电距离)耦合到铝底板;34–48 W 进入 0.065–0.12 m² 的箱体,按 10 W/m²K (t) 自然对流得 50–75 K 温升,因此下方降额为强制项,并以 FR-22 卸载作为执行手段。 降额表 (t) ,由固件依据最热档位附近的 NTC 执行;公布曲线依 P01-core.md §8(16 通道在 70 °C 下加载): 板温(NTC) 总电流 10 A 档(BTT6020) 25/30 A 档(BTH50015) HP 档 动作 ≤50 °C 100 % 10 A 20 A 设计点(密封箱测试后 25–30 A) 100 % 无 50–70 °C 线性降至 70 % 7 A(85 °C 时 IL(NOM)) 20 A 80 % ALARM 提示,先卸载最低优先级70–85 °C 50 % 5 A 15 A 60 % 卸载非关键通道 >85 °C 仅关键通道 — — — fault,上游保护保持
7. 固件架构 任务 周期 内容 硬件故障 ISR 事件 2ED2410 INT、经 IS 故障电平的 BTH/BTT 状态、霍尔 OCD → 通道 tripped,原因锁存 保护环 1 ms (t) 全部 IS 时隙的 ADC 扫描(复用深度 4 → 每通道每 4 ms 一次)、按 trip_curve 的 I²t 累加器、inrush_window {multiplier, ms}、重试退避、FR-22 降额、在窗口内喂看门狗 命令生命周期 10 ms CMD → ACK ≤100 ms → 执行 → STATE 回读;确认窗口 5 s,依 X01-ybo-can-protocol.md §5遥测 100 ms(10 Hz)/ 1 s TELEM 快速:每通道电流,每个 CAN FD 帧打包 8 通道;慢速:电压、温度、脱扣计数;HB 1 s (t) 本地逻辑 10 ms 报警规则、联锁、负载卸载、由 X02 编译的绑定(能力块中申报 rule_capacity)——Hub 丢失时仍运行(FR-08) 审计/NVM 事件 AUDIT 记录的 FRAM 环形缓冲(谁/什么/何时/结果,FR-17);脱扣和重试计数器;带 CRC 的配置片段总线服务 事件 CFG 校验(ECDSA P-256 (t) ,单调计数器)与应用;OTA A/B bank 带回滚;DIAG 按请求
使用的消息族:CMD、ACK、STATE、TELEM、ALARM、AUDIT、CFG、OTA、HB、DIAG——ID 与优先级依 X01-ybo-can-protocol.md §3。配置:能力块上报 product、hw_variant、通道 types、pwm、pulse_max_on_ms = 1000(固件上限,FR-13)、inductive_rated、hw_max_trip_jumper、rule_capacity、nvm_bytes;接受的对象:nodes、channels、inputs、bindings、scenes、protection_presets、alarm_rules;额定值在接受前根据型号 ID 校验(FR-19)。
7.1 保护环(每通道) 状态 事件 下一状态 动作 onI > trip_current 且在 inrush_window 之外 I²t 累加中 按 trip_curve 预设启动累加器 I²t 累加中 累加器 ≥ 曲线限值 trippedIN 拉低,原因 = 过载,ALARM 警告,STATE on硬件故障 ISR(短路、过温) tripped原因 = 硬件,short 不重试 tripped允许重试(计数 < 3 (t) ,退避 2 s / 8 s / 30 s (t) ) pending重新使能,回读 tripped重试耗尽或原因 = short locked保持直至带权限的 CMD 复位,记入审计
7.2 命令生命周期 状态 事件 下一状态 动作 idle CMD 有效、权限通过、非 locked/bypassedpendingACK 接受 ≤100 ms,施加 IN/PWMidle CMD 无效/舵位锁定/关键通道仅经无线idle ACK 拒绝并给出原因pending5 s 内回读匹配 on/offSTATE 已确认,AUDITpending5 s 时未匹配 先前状态 STATE 超时,连续 N = 3 (t) 次不匹配后 ALARM
7.3 脉冲模式、旁路检测、看门狗 行为 规则 脉冲 宽度 50–1000 ms 来自配置,固件中钳位至 pulse_max_on_ms;硬件定时器在上限处强制 IN 拉低,与任务状态无关;再次触发间隔 ≥12 s;经 di 回读实现重试前读取;上电毛刺抑制依 §5.6 旁路检测 通道 off 且 OUT 电压 ≥ V+ − 0.5 V (t) 持续 >2 s(BTT 反向电流/关断时开路负载诊断,BTH IS 行为)→ 状态 bypassed,STATE + ALARM 提示;HD 另加干路霍尔减去通道电流之和 > 2 A (t) → 旁路电流估算 看门狗 TPS3430-Q1 窗口仅由保护环喂狗;错过窗口 → WD_FAIL:mux 切至默认表,MCU 复位,计数器存 FRAM,启动后 DIAG;任何软件路径均不能禁用 mux 链路丢失 Hub 或 YBO-CAN 静默 → 本地逻辑继续;仅因链路丢失不改变任何通道状态(P01-core.md §10)
7.4 失效模式表 失效 检测 响应 MCU 停滞/崩溃 窗口看门狗 经 mux 切至默认状态表,复位,记录 开关 FET 短路(通道卡在导通) 通道 off 但电流 > 0.3 A (t) 且 OUT ≈ V+ fault,ALARM 严重;上游保险丝仍是导体保护开关开路/负载开路 IN 为高时 IS 低于开路负载阈值 fault,原因 open-loadIS 链漂移/ADC 卡死 每次进入休眠时零电流检查;参考通道合理性 遥测标为 degraded;硬件层不受影响 CAN 收发器失效 TJA1463 错误标志,HB 未被确认 本地逻辑,N2K 端口(S/M)保持 PGN 127501 状态 过温 NTC 和器件 OT 标志 §6 降额步骤,然后 tripped NVM/配置损坏 CRC/签名失败 最后一个有效片段;若无,则仅默认状态表,DIAG 欠压 3.3 V POR,V+ < 8 V 输出保持;低于 LDO 压差时 mux 选择默认表
8. 诊断与遥测点 名称 单位 速率 来源 ch[n].currentA(0.1 A 级) 10 Hz IS 链 / CSO ch[n].state、ch[n].trip_cause、ch[n].retry_countenum、enum、int 变化时 + 1 Hz 保护环 ch[n].voutV 1 Hz 输出分压(旁路/开路检测) trunk.current(HD)A 10 Hz TLE4972 vplus、vctrl、v5、v33V 1 Hz ADC temp[0..3]、derate_step°C、int 1 Hz 各档位 NTC sleep_events、wake_source、wd_resetscount、enum、count 事件时 固件 bypass_current_est(HD)A 1 Hz 霍尔减去总和 fw_version、schema_version、node_hash、variant_idstrings DIAG 请求时/启动时NVM
9. 产线测试与校准 步骤 方法 限值 ICT/边界 CTRL 针床:电源轨、WD、FRAM、CAN 回环、型号 ID 跳线 电源轨 ±3 %;WD 在窗口 +20 % 内复位 通道电阻 4 线 IN 到 OUT,LP 每通道 10 A,MP 20 A,HP(HD)100 A 25 °C 下 ≤ 热态数据手册最大值 × 0.7 IS 校准 由参考分流器给 0 A 和档位额定值的 80 %;增益/偏移存入 FRAM 残差 ≤0.1 A (t) ,依 FR-02 保护 12 V 和 24 V 下经 50 mΩ (t) 夹具将每通道短路 在数据手册时间内脱扣;不涉及 MCU(WD 保持) 脉冲/毛刺 上电、欠压、复位时 4 通道示波器 无 > 1 V、100 µs 的边沿 休眠 12 V / 24 V 下空闲 5 min,由 CAN 帧、WAKE、DI 唤醒 ≤5 mA(HD ❤️ mA);唤醒 ≤1 s (t) 旁路 通道关闭时在 OUT 注入 V+ 3 s 内上报 bypassed 干路(HD) 冷态 4 线微欧,壳内 200 A 热浸 30 min ≤250 µΩ (t) ;NTC 在降额曲线内 总线 YBO-CAN 与 N2K 同时运行;地址声明;PGN 127501/127502 无串扰流量 预扫描挂钩 每个 IS 组、V+、CAN 的测试点;全通道加载 PWM 200 Hz 用于 EMC 预扫描 EN 60945 严酷度作为自愿目标 治具接口 CTRL 测试焊盘上的探针;HDP20/DRC 对接线束配电子负载;HD 用螺柱夹 100 % 覆盖,按 UID 记录
10. BOM 骨架 模块 主要条目(器件类别) 数量(S / M / HD) 成本等级 采购风险 MCU S32K148 / S32K314 1 / 1 / 1 A NXP 配额;工具链共用 CAN / RS-485 TJA1463;THVD1450 级 2 / 3 / 2 + 1 B 低 输入保护与电源 SM8S36A ×2、TPS2660、LM74800-Q1 + 2 FET、LMR36510、TPS7A16-Q1 1 套 B(FET 为 A) 低 HP 级 2ED2410-EM + IAUT300N08 ×4–6 + 分流器 0 / 0 / 4 A TOLL FET 交期 MP 级 BTH50015-1LUA 2 / 4 / 14 A(临界) 单一来源 LP 级 BTT6020-1ERA;BTT6030-2ERA 20 + 1 / 42 + 0 / 8 + 0 B 第二来源 PROFET+2 12V 仅用于 12 V 版本 半桥(M) 每对驱动器 + 2 FET 0 / 6 / 0 A 24 V 驱动器待定 采样 RIS 网络、NTC ×4、TLE4972(HD)、霍尔窗口母排 1 套 C(霍尔 B) 低 失效安全与存储 TPS3430-Q1、mux/移位寄存器、默认表寄存器、FM25V10 FRAM、ID EEPROM 1 套 C(FRAM B) 低 连接器 HDP20 外壳、DRC 24/80 路、Micro-C、总线连接器、螺柱 按 §4.2 A 船用电镀交期 机械 密封外壳、底板、导热垫、母排(HD)、三防漆 1 套 A 模具(§6 第 5 项)
11. 可桌面决定的事项 决策 建议 理由 冻结门槛 每通道 HP MOSFET 配置 40 A 用 2s2p;100 A 和 150 A 用 2s3p 150 A 时 3.1 W 对 28.8 W 已主导 §6;150 A 用 2s2p 将达 43 W M3,附 HD 热浸计划 IS 复用深度 每 ADC 输入 4(LP)、2(MP)、CSO 直连(HP) 使每通道 ≤4 ms 扫描且 ≥10 Hz 遥测留有裕量 M3 引脚预算冻结 PWM 频率 默认 200 Hz;能力范围 100–400 Hz BTT6020 tON ≤150 µs 在 200 Hz 给出 3 % 粒度,1 kHz 为 15 %;闪烁和 EMI 在 S-02 台架检查(P01-core.md §15 第 8 项) S-02 台架 LP 档器件 所有 10 A 和 5 A 通道用 BTT6020-1ERA 单一料号,7 A IL(NOM);10 A 档在 §6 降额 M3 24 V 半桥驱动器(M) 待定:2ED2410-EM 半桥用法 vs 60 V 级驱动器 DRV8706-Q1 绝对最大 40 V 排除 24 V M3 S/M 干路反向阻断 LM74800-Q1 理想二极管配 2p FET 80 A 时 6 W,对比单个背靠背对 24 W;上游隔离器仍为安装选项 M3 各档位连接器系列 ≥10 A 用 HDP20,≤5 A 和输入用 DRC,HD 重载用螺柱 电流受触点额定值约束(§4.2) M3,附 §6 第 3 项总线连接器 失效安全 mux 实现 分立 2:1 mux + 锁存的默认表寄存器 对移位寄存器驱动的通道满足 FR-07 EVT 休眠常开允量(HD) 两通道 1.5 mA 使 HD ❤️ mA;BTH ON 态地电流待实测 S-02 台架 合并 46 通道/200 A 平台 此处不采用;PLAN-024.md 仍为替代方案 Level-1 SKU 划分不变(P01-core.md §15 第 13 项) PLAN-024 裁定
12. 变更记录 日期 变更 参考 2026-08-28 Core S / M / HD 的首版 Level-2 设计附录:电源树、引脚预算、连接器引脚定义、各档位开关级、采样链、保护、热、固件、EOL、BOM、决策 PLAN-029