STK681-200是意法半导体(STMicroelectronics)推出的一款高集成度、高性能的智能电源模块(IPM,Intelligent Power Module),主要用于驱动交流感应电机(ACIM)和永磁同步电机(PMSM)等三相电机应用。该模块集成了IGBT功率开关器件、栅极驱动电路、保护电路以及自举二极管等关键组件,能够显著简化电机控制系统的硬件设计,提高系统可靠性与效率。STK681-200采用紧凑型封装,具备良好的热性能和电气绝缘能力,适用于家用电器、工业自动化、风扇、泵类设备及小型电动工具中的变频驱动系统。该模块支持高压大电流工作环境,内置多重保护机制,如过流保护(OCP)、欠压锁定(UVLO)、过温保护(OTP)和短路保护,确保在复杂工况下的稳定运行。此外,其逻辑电平兼容的输入接口可直接与微控制器或DSP连接,无需额外的电平转换电路,进一步降低了系统设计复杂度。STK681-200的设计注重能效与安全性,符合国际安全标准,并通过了相关认证,适合在全球范围内广泛应用。
型号:STK681-200
制造商:STMicroelectronics
模块类型:智能功率模块(IPM)
拓扑结构:三相全桥(Inverter)
额定电压:600V
额定电流:20A(RMS)
最大峰值电流:40A
工作温度范围:-40°C 至 +150°C
存储温度范围:-55°C 至 +150°C
隔离电压:2500 Vrms/min
驱动方式:内置栅极驱动IC
输入逻辑电平:TTL/CMOS 兼容(3.3V/5V 可用)
开关频率:最高可达 20 kHz
导通电阻(典型值):数据未公开
封装形式:S-DIP 或 Mini-DIP 类似封装
散热方式:底部绝缘金属基板用于散热
保护功能:过流保护(OCP)、欠压锁定(UVLO)、过温保护(OTP)、短路保护
STK681-200的核心优势在于其高度集成化设计,将多个关键功能整合于单一模块内,大幅减少了外部元器件数量和PCB布局复杂性。其内部集成了六个IGBT作为三相逆变桥的主开关元件,并配备了专用的栅极驱动IC,确保每个IGBT都能获得精确且稳定的驱动信号,从而优化开关过程,降低开关损耗并减少电磁干扰(EMI)。驱动电路采用光电隔离或电平位移技术实现高低压之间的电气隔离,提升了系统的抗干扰能力和安全性。
该模块内置多种实时保护机制,能够在异常条件下迅速响应并切断输出,防止设备损坏。例如,当检测到母线电流超过设定阈值时,过流保护会立即触发关断动作;若供电电压低于安全范围,则欠压锁定功能将自动禁用驱动输出,避免IGBT因驱动不足而误导通造成直通故障。此外,模块内部集成温度传感器,持续监测芯片结温,在过热情况下启动过温保护,保障长期运行的稳定性。
STK681-200还具备优异的热管理性能,其底部为导热金属平台,可通过绝缘垫片或直接接触散热器有效传导热量,保持模块在高负载条件下的低温运行。这种结构设计不仅提高了功率密度,也延长了模块寿命。模块支持高频PWM调制,适用于矢量控制、V/F控制等多种现代电机控制策略,满足高效节能的应用需求。
另一个重要特性是其输入接口对主流微控制器完全兼容,无论是使用3.2V以上的低电平逻辑还是标准5V TTL信号,均可直接驱动模块内部逻辑电路,无需外加缓冲或电平转换芯片,这极大地简化了控制系统的设计流程。同时,模块输出状态反馈引脚可用于向主控MCU报告故障信息,便于实现系统级诊断与保护联动。
STK681-200广泛应用于需要高效、紧凑型三相电机驱动解决方案的各种场合。在消费电子领域,常见于变频空调、洗衣机、冰箱压缩机等白色家电中,用于实现精准的电机速度调节和能效优化,帮助产品达到更高的能源等级标准。在工业控制方面,该模块被用于小型风机、水泵、传送带驱动装置和自动化执行机构中,提供可靠的变频驱动能力,适应不同负载变化并提升整体系统效率。
此外,由于其出色的动态响应特性和稳定的输出性能,STK681-200也适用于电动工具、园林设备和轻型电动车中的无刷直流电机(BLDC)或永磁同步电机(PMSM)控制系统。这些应用场景通常要求驱动器具有较强的抗干扰能力和长时间连续工作的稳定性,而该模块的多重保护机制和坚固封装正好满足这些严苛条件。
在新能源系统中,如太阳能水泵系统或小型风力发电逆变装置中,STK681-200也可作为核心功率转换单元,完成直流到交流的能量变换,并驱动负载电机运行。其宽温工作范围和高耐压特性使其能够在户外恶劣环境中可靠运行。
对于研发人员而言,STK681-200还非常适合用于电机控制算法验证平台、教学实验设备和原型开发系统,因其接线简单、调试方便、自带保护功能,可以有效降低开发风险和缩短产品上市周期。
STK681-210
STK682-230
STK544U3x-xxx 系列
FAN7544x-Mxx 系列
IPM 模块如:FSBBxxCH6xx、L9908