Teardown Report

汇川 IS620P 伺服驱动器拆解报告

STM32F303RE Cortex-M4 + 三菱 IPM 功率模块 | 200W~1.5kW | EtherCAT 总线 | FOC 磁场定向控制 | 电流环 100μs
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工业控制伺服驱动汇川FOCEtherCATIPM

产品背景

汇川 IS620P 是国产伺服驱动器标杆产品,功率覆盖 0.1kW~7.5kW,广泛应用于数控机床、工业机器人关节、包装机械和电子制造设备。采用 STM32F303RE Cortex-M4 主控 + 三菱 IPM 智能功率模块架构,支持 EtherCAT 总线多轴同步,是国内中小功率伺服市场份额最高的产品之一。整机分为主控板、功率板、电源板三大模块。

拆解范围:本报告基于 IS620P 系列深度技术分析及数码之家 IS600 实物拆解,覆盖主控、功率、传感、通信、电源五大子系统,共 20 类核心器件。

关键器件 BOM 拆解

序号器件类型原厂品牌型号/系列用量关键规格与作用
1主控 MCUST 意法半导体STM32F303RE1颗Cortex-M4 + FPU + 高级定时器,FOC 三环控制核心
2IPM 功率模块三菱 MitsubishiPM25CL1A (或同类)1颗6x IGBT + 驱动 + 保护,600V/25A,短路保护 <10μs
3霍尔电流传感器CHB / LEM(推测)CHB-25NP 系列3颗闭环霍尔,±25A,灵敏度 0.16V/A,4kV 隔离
4运放 (信号调理)TI / ADITLV2374 / OPA43402颗四运放,电流偏置 1.65V + 低通滤波,SOP-14
5编码器接口芯片TIAM26LS31 / SN751761颗RS422 差分接收,A/B/Z 相编码器信号
6EtherCAT ESC 芯片Beckhoff / ASIXET1100 / AX581001颗EtherCAT 从站控制器,SPI 接口,DC 同步 <1μs
7PWM 隔离光耦东芝 / AvagoTLP109 / HCPL-31206颗高速光耦,10kV/μs CMR,隔离 MCU→IPM PWM 信号
8隔离 DC-DC金升阳 / MurataB0515S 系列2颗5V→15V 隔离电源,IPM 栅极驱动供电
9隔离 CAN 收发器TI / NXPISO1050 / TJA10521颗隔离 CAN,与上位机/多轴通信
10RS485 收发器TISN65HVD30821颗Modbus RTU 通信,参数配置
11Flash 存储器华邦 WinbondW25Q16 / W25Q321颗16Mb NOR Flash,参数 + 固件存储
12EEPROMMicrochip / ST24LC641颗64Kb I²C EEPROM,用户参数区
13LDO 稳压器TI / 微盟AMS1117-3.3 / HT75333颗3.3V / 5V 多路 LDO,MCU+外设供电
14DC-DC 降压MPS / TIMP2359 / TPS54301颗24V→5V 开关降压,主供电级
15母线电容Nichicon / Rubycon电解 400V/680μF2颗DC 母线滤波,低 ESR,耐高压
16整流桥安森美 / 扬杰GBJ25101颗25A/1000V,AC 整流
17制动 IGBT英飞凌 / 士兰微IKW15N60T / 类似1颗600V/15A,制动电阻控制
18TVS 保护管力特 LittelfuseSMCJ 系列4颗电源/通信接口防浪涌
19晶振大唐 / Epson8MHz + 32.768kHz各1颗主频 + RTC
20散热器/风扇定制件铝挤散热器1套IPM + 整流桥强制散热

咏川推荐替代方案

伺服驱动器核心器件(IPM、主控 MCU)为进口品牌主导,咏川可在电源管理、隔离器件、通信接口、存储、保护器件等环节提供国产替代:

序号原器件/需求推荐品牌推荐型号系列推荐理由
1主控 MCU(替代 STM32F303)GigaDevice 兆易创新GD32F303REPin-to-Pin 替代 STM32F303,FPU+DSP 指令集
2PWM 隔离光耦(替代 TLP109)群芯微QX6N137 / QXW501高速光耦 10MBd,替代东芝 TLP109
3隔离 DC-DC(替代 金升阳)AIPULNION 爱浦B0515S 隔离模块5V→15V 1W 隔离电源,替代金升阳/Murata
4隔离 CAN(替代 TI ISO1050)NOVOSENSE 纳芯微NSi1050 / 隔离 CAN FD5kV 隔离 CAN,替代 TI ISO1050
5RS485 收发器(替代 SN65HVD)3PEAK 思瑞浦TP8485E高 ESD 保护,Modbus 通信
6DC-DC 降压(替代 MP2359)BELLING 贝岭BL9342 / BL803324V→5V 宽压输入降压
7LDO 多路稳压(替代 AMS1117)UTC 友顺78L33 / LR1117 系列3.3V/5V LDO 全覆盖
8功率电感(新增)Sunlord / TDG一体成型电感DC-DC输出滤波+IPM母线滤波,低DCR高Isat
8NOR Flash(替代 Winbond)Puya 普冉P25Q16H / P25Q32H16Mb/32Mb NOR Flash,低功耗
9整流桥(替代 安森美)扬杰GBJ2510 同系列25A/1000V 整流桥,国产性价比
10制动 IGBT(替代 英飞凌)YHWD 银河微电YHxxN60T 系列600V IGBT,替代英飞凌/士兰微
11TVS 保护(替代 Littelfuse)雷卯SMCJ 系列通信/电源接口浪涌保护
12霍尔传感器(替代 CHB-25NP)MagnTek 麦格恩MT922X 系列霍尔电流传感器,闭环磁平衡

产品系统框图

IS620P 伺服驱动器系统框图
上位机
EtherCAT 主站
ESC 芯片
ET1100/AX58100
主控 MCU
GD32F303RE
FOC 三环控制
群芯微 6路
高速光耦隔离
IPM 功率模块
6x IGBT 逆变
PMSM
伺服电机
MagnTek 3路霍尔电流采样 | 编码器 RS422 → SN75176 | NOVOSENSE 隔离 CAN | 3PEAK RS485 Modbus
电源: AC 220V → 扬杰整流桥 → BELLING DC-DC (24→5V) → UTC LDO (3.3V) + AIPULNION 隔离 15V

总结

汇川 IS620P 伺服驱动器共 20 类关键器件,咏川可在 12 个环节提供国产替代方案,覆盖主控、功率驱动、隔离、通信、传感、电源全链路。

核心替换:① 主控 MCU(GD32F303RE Pin-to-Pin 替代 STM32F303RE),单价约 ¥18→¥10,降幅 45%;② PWM 隔离光耦(群芯微 QX6N137 替代东芝 TLP109),6 颗可降本约 ¥12;③ 隔离 CAN(NOVOSENSE NSi1050 替代 TI ISO1050)降本约 ¥6;④ 霍尔电流传感器(MagnTek MT922X 替代 CHB-25NP),3 颗降本约 ¥30;⑤ NOR Flash(Puya P25Q16H 替代 Winbond)降本约 ¥1。

市场规模:2025 年中国伺服驱动器市场规模约 280 亿元,汇川份额约 22%。中小功率伺服驱动器(200W~1.5kW)年出货量超 500 万台,单台 BOM 约 ¥250-400。咏川替代方案可覆盖约 ¥60-100/台的器件空间,对应年度市场机会超 ¥3 亿元。

关键价值点:MagnTek 霍尔电流传感器是进入伺服驱动器供应链的破局利器——国产霍尔传感器在闭环磁平衡方案上已追平 CHB 系列性能,且价格优势明显(约 40% 降幅),是伺服、变频器、机器人关节的通用需求。

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