插板式模块 | 如何通过分线底板给数十个IO模组供电？

ZIO系列插板式模组拥有EtherCAT系统电源与IO电源两路供电。EtherCAT系统电源如同设备的血液循环网络，其供电稳定性直接决定系统可靠性。本文从电流计算到电源扩展，讲解系统电源如何为数十个IO模组供电。

ZIO 系列插板式模组的电源介绍

ZIO 系列插板式模块是致远电子自主研发的可灵活配置的远程 I/O 扩展模组，由耦合器、数字 I/O、电机驱动、模拟量、电源等功能模块构成。 该系列可以通过定制化的底板集成各类接口，搭配多种功能模块，能够实现小型化的同时通过预制线缆的方式减少接线，从而减少设备安装调试的人工成本。

EtherCAT 通讯所用3.3V EtherCAT系统电源是整套模组的核心，如同设备血液循环，供电稳定性直接决定总线通讯与整机运行可靠性。尤其搭载多台电机从站模组、实现数百轴同步控制场景下，对3.3V通讯电源要求严苛：既要满足充足输出功率，又需严控纹波和电磁干扰。

ZIO系列标配两款专用EtherCAT供电模块，均通过致远电子实验室可靠性及高低温环境测试，性能稳定、适配工业场景，参数如下：

1. 耦合器 ZCPC-80801

输入 24VDC/0.7A；

输出 3.3V/4.5A/±2%；

工作温度 -25°C ~ +60°C。

2. 扩展电源模块 ZPWC-240304

输入 24VDC/0.7A；

输出 3.3V/4.5A/±2%；

工作温度 -25°C ~ +60°C。

ZIO系列插板式模组的电源选型及使用

ZIO系列插板式模组的EtherCAT供电的框图如下图所示：

如框图所示，外部的EtherCAT系统供电（24VDC）通过分线底板的电源连接器接入，通过底板内部预设的专用电源走线精准输送至耦合器 ZCPC-80801 和扩展电源模块 ZPWC-240304 的 24V 电源接口。两款模块均内置高性能 DC-DC 降压稳压转换器，将输入的 24V 直流电源进行降压、滤波、稳压处理，精准转换为 EtherCAT 通讯系统专用的 3.3V 稳定电源。转换完成后，3.3V 电源通过分线底板内部预设的专用电源走线，输送至整块辅助底板的所有插槽，为插槽上插接的各类插板式模组，稳定提供 EtherCAT 通讯及模组内部逻辑控制所需的系统供电，确保所有模组通讯同步、运行稳定，无需为单个模组单独铺设EtherCAT系统电源线路。

ZIO系列插板式模组的电源选型步骤如下：

查找手册里的EtherCAT控制电源的电流，例如查找官网数据手册可得，ZIOC-E0016DP的EtherCAT控制电流为300mA；

计算系统所需的EtherCAT控制电流，比如需要10个ZIOC-E0016DP，那系统需要的EtherCAT控制电流为3A；

选型电源，10个ZIOC-E0016DP的系统需要的EtherCAT控制电流为3A，那单个耦合器就能提供系统所需电源。如果需要控制20个ZIOC-E0016DP，那系统的控制电流为6A，明显单个耦合器带不动整套系统，此时就要加一个辅助电源ZPWC-240304，10个ZIOC-E0016DP的控制电源由耦合器提供，另外10个ZIOC-E0016DP的控制电源由辅助电源提供。

用户在选型电源时应保证系统所需的控制电源不要超过耦合器能提供的电流，超过时要在系统上加额外的电源如ZPWC-240304，设计时最好能有20%的余量。