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24 通道 / 125 A 游艇模块功率提案

车用产品线延伸:车用 PDM 家族与外部输入扩展 保留了这些 24 输出组合,新增 28 输出 / 200 A 开关型号,并定义了 CAN 输入扩展。车用认证与提案中更快的输入契约与本船用研究相互独立。

日期:2026-09-07。状态:按用户要求的 24 输出 / 125 A 包络给出的工程提案。这是当前最新的模块级容量提案;它不确定整船模块数量,也不确定已认证的硬件额定值。提案保留照明 PWM 与普通 ON/OFF 两类产品。计数边界仍由照明需求修正约束。

1. 两款主功率模块

125 A 应理解为每个模块(含其电子部分)的连续总输入电流设计目标,而不是保险丝值、短时峰值或各输出标称值之和。24 应理解为每模块的物理负载输出数,而不是电池输入数或独立控制的 RGBW 组数。

提案产品物理输出单通道连续目标通道标称值之和总输入目标
Light24-12524 路独立 PWM 输出CH01–20:5 A;CH21–24:10 A140 A125 A
Switch24-12524 路稳态 ON/OFF 输出CH01–08:5 A;CH09–20:15 A;CH21–24:30 A340 A125 A

Light 优先服务于逐路控制的舱室照明。四路 10 A 通道用于容纳较大的兼容灯组,避免把每一路阅读灯输出都做成大电流级。Switch 保留了上一版候选方案中的四个 30 A 位置,新增八个小负载位置,并保留十二个 15 A 位置。这是用户给定包络下的一种有界设计选择,既不是已验证的成本最优解,也不是基于新普查的负载分配。

开关型的标称值之和大幅超过其输入额定值:125/340 仅为 36.8%,且尚未计入电子部分的自身消耗。其 24 个通道提供的是接线灵活性;同时工作的情况必须显式做预算。若某应用需要四路 30 A 输出同时接近满载,则其余通道几乎没有余量,需要再增加一个模块或改变馈电布置。

暂不衍生更多主力变体。只有当实际兼容照明负载在单个独立控制组上超过 10 A 时,更高电流的 PWM 模块才成为扩展候选。Sense 与小电流 Control 保持各自角色,不继承 125 A 额定值。超出已认证通道能力的负载,仍应由具备适当保护的外部功率硬件承担。

2. 供电与输入契约

项目提案要求
标称供电每模块一个 12 V 或一个 24 V 直流域;不做电压转换,也不混压输出。连续工作范围与瞬态包络待由源系统确定
电源输入一路受保护的 B+ 馈电,加一个电子部分的回流/参考连接。不隐含冗余馈电、电池并联、电源 OR-ing 或双组分离
负载回流外部适当额定的负母排。逻辑回流端子不承载 125 A 的负载回流电流。任何可选的集成回流母排都需要单独通过满电流认证
主电流路径成品机壳内设置按 125 A 定容的专用大电流螺柱/端子与母排结构。不得让整路馈电经过通用信号连接器
总量测量测量实际 B+ 输入电流(含电子部分);同时保留逐路输出电流测量与已识别热点处的温度检测
本地数字输入每个功率模块保留 24 路 DI 目标,用于硬线命令/反馈,与 24 路输出和 1 路电源输入分开计数
外部模拟输入这两款功率模块不提供;需要时使用 Sense。内部的电流/电压/温度遥测不算外部 AI 能力
接地与通信在原理图设计中定义回流与通信的隔离拓扑;标称电压相同并不等于可以合并隔离的供电域

24 路 DI 目标并不保证每个安装现场都有足够触点。两个独立的调亮/调暗触点占用两路 DI,而一个瞬动的开关/调光触点可能只占一路。网络按键消耗的是网络资源。输入的电气类型、门限与隔离仍属认证项。

目标为:在指定封闭机壳内、按声明方向安装、无强制风冷、外部环境 40 °C 条件下连续 125 A。该温度是提案中的认证条件,不是已观测到的能力。高于该条件时需公布实测降额曲线;只有在热点器件与端子限值通过后才可发布额定值。单通道额定值必须在相邻通道同时带载的条件下测试,而不能只测单个冷通道。

125 A 时的标称输入功率为 12 V 下 1,500 W 或 24 V 下 3,000 W。这些是输入侧的算术值;输出功率因内部损耗而更低,并随实际供电电压变化。

3. 同时电流预算

以 100 A 作为初步的安装规划目标,使其低于提案连续上限 25 A。这是项目规划选择,既不是通用的船用 80% 规则,也不能替代实测的电机启动或驱动器浪涌包络。超过 100 A 的安装需要显式的连续与瞬态评估;硬件仍须证明其声称的 125 A 连续额定值。

示例负载工况输出电流算式输出合计125 A 以下余量(未计电子部分)
Light,全亮度连续/PWM20 × 4.5 A + 4 × 7 A118 A7 A
Switch,并发运行负载8 × 1 A + 12 × 4 A + 4 × 15 A116 A9 A
Light,每路均取最大标称20 × 5 A + 4 × 10 A140 A超限 15 A
Switch,每路均取最大标称8 × 5 A + 12 × 15 A + 4 × 30 A340 A超限 215 A

前两个工况是算术可行性示例,不是整船负载表,也不是热测试结果。电子部分的电流必须落在剩余余量之内。电源内阻、支路压降、端子负载与实际启动波形同样会限制运行。

对于供电侧 PWM 调光,应分别评估输入的平均值、有效值与脉冲电流。占空比 10% 的 5 A 负载在每个 ON 脉冲期间仍可能拉出约 5 A;平均电流低并不意味着允许更高的单通道峰值。需认证相位错开、输入电容纹波电流、传导噪声以及全开状态。错相无法让 140 A 的全亮度负载塞进 125 A 输入。

4. 保护与负载行为

  • 电源侧保险丝/断路器须与馈线载流量、可用故障电流、分断能力、模块耐受能力以及所选时间-电流曲线协调。不得仅凭产品名称就选用 125 A 或 150 A 保险丝。线径还取决于走线长度、温度、成束、端子与允许压降。
  • 提供逐路的过流/短路与热保护,其限值应可按下游实际导线与负载适当配置。一路 30 A 能力的输出若接细导线,需要更低的保护整定值和经过验证的跳闸行为。
  • 定义功率开关短路失效时的保护方式。仅靠上游主保险丝可能无法保护小支路免受低于其跳闸电平的故障;需协调支路后备保护或另一条已认证的独立切断路径。
  • 正常命令在本地用配置的负载估计值与实测电流做预算。在已配置的情况下,延迟非必要启动或切除明确标记为可裁减的负载。预算软件不能替代独立的过流保护;须为处理器、测量或通信故障定义失效安全的硬件行为。
  • 不得用照明 PWM 实现普通泵/风机的 ON 状态。电机启动、堵转、感性关断与重试策略需单独认证。在没有经过测试的安全工作区包络之前,不得承诺峰值电流倍数或持续时间。
  • PWM 仅可用于兼容的灯具或驱动器。逻辑电平调光输入、直驱 LED 颜色输出与供电侧 PWM 接口需要不同的电气实现。RGBW 直驱时占用四个物理通道。
  • 航行灯供电保持稳态并保留其必需的模式控制。自主舱底泵与关键报警通路保留其单独设计的供电/控制独立性。它们不得在通用过载切除策略中被当作可裁减负载。

5. 实现重点与验证边界

两款产品共享协议、配置、诊断与合适的控制电路。可评估共用机壳与输入硬件,但不得假定功率 PCB 或输出连接器相同。PWM 损耗、小电流测量分辨率、电机瞬态与输出引脚额定值都不同。

尽早做电阻预算:共用 125 A 路径上 1 mΩ 就耗散 15.625 W 并产生 0.125 V 压降。这是示例,不是可接受的电阻允差;预算须包含端子、接点、分流器、防反接硬件与母排导体。125 A 连续的主张需要机壳级的热结果支撑,而不只是 MOSFET 的标称电流够大。

在发布额定值之前,需验证:两种标称电压、供电波动、端子温度/扭矩、最坏可信的通道聚集、125 A 总量热平衡、PWM 占空比/相位工况、感性与容性瞬态、支路/主路故障协调、小电流测量精度、通信丢失以及保护性停机行为。可测量的限值应在原理图/认证阶段确立。本提案尚未进行任何实物硬件测试。

早先的 26–29 组三舱室场景,在每组需要一路直驱输出时仍超出单个 24 输出模块的能力;直驱 RGBW 会进一步抬高需求。模块数量必须计入电流等级、位置、供电域与接口。旧的 Light8/Switch16 分配脚本仍是馈电层面的历史研究,不构成对这一新设计的验证。

6. 一手来源背景

  • Maretron CLMD16 厂商规格,查阅于 2026-09-07:四路 25 A 输出加十二路 12 A 输出,总量能力 125 A。这支持将单通道额定值与总量额定值分开表述;但它并不验证我们的 24 通道组合、热条件或成本。
  • Hella marine 双组调光器:其 PWM 用法明确限定为兼容的 LED 灯具,说明必须对实际灯具接口做认证。
  • Blue Sea 125 A MRBF FAQ:启动行为与时间-电流曲线对保护器件选型很重要。这是来源背景,不是已选定的保险丝,也不是安装合规主张。

本提案取代 Light8/Switch16 的容量建议,同时保留来源存档与照明计数修正。受控产品文件以及另行待决的 46 通道平台决策,不因这份研究交付物而修订。

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