Datenblatt / Data sheet

N Netz-Thyristor-Modul Phase Control Thyristor Module

TZ240N TZ240N

Kenndaten

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Periodische Vorwärts- und Rückwärts-Spitzensperrspannung Tvj = -40°C... Tvj max repetitive peak forward off-state and reverse voltages Vorwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak forward off-state voltage

Tvj = -40°C... Tvj max

Rückwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak reverse voltage

Tvj = +25°C... Tvj max

VDRM,VRRM 2800 3200 3600 2800 VDSM 3200 3600 2900 VRSM 3300 3700 ITRMSM

Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert maximum RMS on-state current

3000 V 3400 V V 3000 V 3400 V V 3100 V 3500 V V 700 A 240 A 446 A

Dauergrenzstrom average on-state current

TC = 85°C TC = 19°C

ITAVM

Stoßstrom-Grenzwert surge current

Tvj = 25 °C, tP = 10 ms Tvj = Tvj max, tP = 10 ms

ITSM

Grenzlastintegral I²t-value

Tvj = 25 °C, tP = 10 ms Tvj = Tvj max, tP = 10 ms

I²t

Kritische Stromsteilheit critical rate of rise of on-state current

DIN IEC 747-6 f = 50 Hz, iGM = 1 A, diG/dt = 1 A/µs

(diT/dt)cr

Kritische Spannungssteilheit critical rate of rise of off-state voltage

Tvj = Tvj max, vD = 0,67 VDRM th 6.Kennbuchstabe / 6 letter C th 6.Kennbuchstabe / 6 letter F

(dvD/dt)cr

Tvj = Tvj max , iT = 1200 A

vT

Schleusenspannung threshold voltage

Tvj = Tvj max

V(TO)

Ersatzwiderstand slope resistance

Tvj = Tvj max

rT

Zündstrom gate trigger current

Tvj = 25°C, vD = 6 V

IGT

max.

250 mA

Zündspannung gate trigger voltage

Tvj = 25°C, vD = 6 V

VGT

max.

1,5 V

Nicht zündender Steuerstrom gate non-trigger current

Tvj = Tvj max , vD = 6 V Tvj = Tvj max , vD = 0,5 VDRM

IGD

max. max.

10 mA 5 mA

Nicht zündende Steuerspannung gate non-trigger voltage

Tvj = Tvj max , vD = 0,5 VDRM

VGD

max.

0,2 V

Haltestrom holding current

Tvj = 25°C, vD = 6 V, RA = 5 Ω

IH

max.

300 mA

Einraststrom latching current

Tvj = 25°C, vD = 6 V, RGK ≥ 10 Ω IL iGM = 1 A, diG/dt = 1 A/µs, tg = 20 µs

max.

1500 mA

Vorwärts- und Rückwärts-Sperrstrom forward off-state and reverse current

Tvj = Tvj max vD = VDRM, vR = VRRM

i D, i R

max.

250 mA

Zündverzug gate controlled delay time

DIN IEC 747-6 Tvj = 25 °C,iGM = 1 A, diG/dt = 1 A/µs

tgd

max.

4,5 µs

Charakteristische Werte / Characteristic values Durchlaßspannung on-state voltage

prepared by: C.Drilling

date of publication:

approved by: M. Leifeld

revision:

BIP AC / 2004.03.11; C. Drilling

A 05/04

6.100 A 5.500 A 186.000 A²s 151.000 A²s 100 A/µs

500 V/µs 1000 V/µs

max.

3,43 V 1,17 V 1,7 mΩ

11.03.04 2

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N Netz-Thyristor-Modul Phase Control Thyristor Module

TZ240N

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Freiwerdezeit circuit commutated turn-off time

Isolations-Prüfspannung insulation test voltage

Tvj = Tvj max, iTM = ITAVM vRM = 100 V, vDM = 0,67 VDRM dvD/dt = 20 V/µs, -diT/dt = 10 A/µs th 5.Kennbuchstabe / 5 letter O

tq

RMS, f = 50 Hz, t = 1 min RMS, f = 50 Hz, t = 1 sec

VISOL

Thermische Eigenschaftenpro Modul / per Module, Θ = 180° sin

Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case

pro Modul / per Module

3,0 kV 3,6 kV

RthJC

max. max.

0,0780 °C/W 0,0745 °C/W

RthCH

max.

0,02 °C/W

pro Modul / per Module, DC

Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink

350 µs

typ.

125 °C

Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature

Tvj max

Betriebstemperatur operating temperature

Tc op

-40...+125 °C

Lagertemperatur storage temperature

Tstg

-40...+130 °C

Mechanische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Gehäuse, siehe Anlage case, see annex

Seite 3 page 3

Si-Element mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact Innere Isolation internal insulation

AlN

Anzugsdrehmoment für mechanische Anschlüsse mounting torque

Toleranz / Tolerance ± 15%

M1

6

Nm

Anzugsdrehmoment für elektrische Anschlüsse terminal connection torque

Toleranz / Tolerance ± 10%

M2

12

Nm

Steueranschlüsse control terminals

DIN 46 244

Gewicht weight

A 2,8 x 0,8 G

typ.

900 g

Kriechstrecke creepage distance Schwingfestigkeit vibration resistance

15 mm f = 50 Hz file-No.

50 m/s² E 83336

Mit diesem Datenblatt werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Es gilt in Verbindung mit den zugehörigen technischen Erläuterungen. This data sheet specifies semiconductor devices, but promises no characteristics. It is valid in combination with the belonging technical notes.

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TZ240N

Maßbild Maßbild Maßbild

2

1 4 5

TZ

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R,T – Werte Di R,T-Werte

TZ240N

Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thJC für DC Analytical elements of transient thermal impedance Z thJC for DC

Pos. n

1

2

3

4

5

Rthn [°C/W]

0,00194

0,00584

0,01465

0,0254

0,0267

τn [s]

0,000732

0,00824

0,108

0,57

3

Z thJC =

Analytische Funktion / Analytical function:

6

7

n max

ΣR

n=1

thn

1 -e

–t

τn

Luftselbstkühlung / Natural cooling 3 Module pro Kühlkörper / 3 modules per heatsink Kühlkörper / Heatsink type: KM17(45W) Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thCA Analytical elements of transient thermal impedance Z thCA Pos. n

1

2

3

Rthn [°C/W]

0,796

0,005

0,041

τn [s]

1420

912

12

4

5

6

7

6

7

Verstärkte Kühlung / Forced cooling 3 Module pro Kühlkörper / 3 modules per heatsink Kühlkörper / Heatsink type: KM17 (Lü Papst 4650N) Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thCA Analytical elements of transient thermal impedance Z thCA Pos. n

1

2

3

Rthn [°C/W]

0,239

0,0435

0,0075

τn [s]

497

31,8

6,4

Analytische Funktion / Analytical function:

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A 05/04

4

5

Z thCA =

nmax

Σ

n=1

Rthn 1 - e

–t

τn

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TZ240N

0,100

Θ= 30°

Diagramme

Trans. Wärmewiderstand bei Sinus Z(th)JC [°C/W]

0,075

0°

60° 90° 120 180°

180°

0

0,050

0,025

0,000 0,01

0,1

1

t [s]

10

100

Transienter innerer Wärmewiderstand je Zweig / Transient thermal impedance per arm ZthJC = f(t) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ

Trans. Wärmewiderstand bei Rechteck 0,125 Θ= 30° 60° 90° 120° 180° DC

0,100

Z(th)JC [°C/W]

0°

0

180°

0,075

0,050

0,025

0,000 0,001

0,01

0,1

t [s]

1

10

100

Transienter innerer Wärmewiderstand je Zweig / Transient thermal impedance per arm ZthJC = f(t) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ

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TZ240N

1400 Diagramme

90° 120° Durchgangsverluste 60° bei Sinus

1200 0°

1000

PTAV [W]

180°

0

180°

Θ = 30°

800 600 400 200 0 0

100

ITAV [A]

200

300

400

500

Durchlassverlustleistung je Zweig / On-state power loss per arm PTAV = f(ITAV) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current

Strombelastung je Zweig / Current load per arm

Berechnungsgrundlage PTAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base PTAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle Θ

Durchgangsverluste bei Rechteck

1800 1600 1400

0°

180°

0

1200 PTAV [W]

DC

180°

Θ = 30°

60°

90°

120°

1000 800 600 400 200 0 0

100

200

300 ITAV [A] 400

500

600

700

800

Durchlassverlustleistung je Zweig / On-state power loss per arm PTAV = f(ITAV) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current

Strombelastung je Zweig / Current load per arm

Berechnungsgrundlage PTAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base PTAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle Θ

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TZ240N

Gehäusetemperatur bei Sinus

120

0°

TC [°C]

100

0

180°

80

60

40

Θ = 30°

60°

90°

120°

180°

20 0

100

200

ITAVM [A]

300

400

500

Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature TC = f(ITAVM) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current

Strombelastung je Zweig / Current load per arm

Berechnungsgrundlage PTAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base PTAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ

Gehäusetemperatur bei Rechteck 120 0°

TC [°C]

100

0

180°

80

60

40 Θ = 30°

60°

90°

120°

DC

180°

20 0

100

200

300 ITAVM [A] 400

500

600

700

Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature TC = f(ITAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current

Strombelastung je Zweig / Current load per arm

Berechnungsgrundlage PTAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base PTAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ

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N Netz-Thyristor-Modul Phase Control Thyristor Module

TZ240N

3000 RthCA [°C/W] 0,02

ID

Maximaler Strom bei B2 und B6 +

2500 P tot [W]

B2

R-Last R-load

~

0,03 2000

1500

L-Last L-load

-

0,04

0,06 0,08

1000

0,10 0,15

500

0,25 0,35 0,50

0 0

20

40

60 80 T A [°C]

100

120

0

100

200

300 I [A] 400 D

500

600

700

Höchstzulässiger Ausgangsstrom / Maximum rated output current ID B2- Zweipuls-Brückenschaltung / Two-pulse bridge circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit Ptot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäusen und Umgebung / Thermal resistance cases to ambient RthCA 3000

B6

R thCA [°C/W]

0,02

ID

+

2500

3~

0,03

2000

0,04 0,05

1500

0,06 0,08 0,10 0,12 0,15

1000

500

0,20 0,30

0 0

20

40

T A [°C]

60

80

100

120

0

100

200

300 ID [A]

400

500

600

Höchstzulässiger Ausgangsstrom / Maximum rated output current ID B6- Sechspuls-Brückenschaltung / Six-pulse bridge circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit Ptot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäusen und Umgebung / Thermal resistance cases to ambient RthCA

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TZ240N

1400

W 1C ~

0,04

Maximaler Strom bei W1C und W3C R thCA [°C/W]

1200

IRMS

0,06

1000

P tot [W]

0,08 800

~

0,10

600

0,15 0,20

400

0,35 0,50

200

0,70 0 0

20

40

TA [°C]

60

80

100

120

0

100

200

300 400 I RMS [A]

500

600

700

Höchstzulässiger Effektivstrom / Maximum rated RMS current IRMS W1C - Einphasen-Wechselwegschaltung / Single-phase inverse parallel circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit Ptot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäuse und Umgebung / Thermal resistance case to ambient RthCA 3000

R thCA [°C/W]

0,02

~

W 3C ~

~ IRMS

2500

0,03

2000

0,04

~

~

~

0,05 1500

0,06 0,08

1000

0,10

500

0,15 0,20 0,35

0 0

20

40

60

80

100

T A [°C]

120

0

100

200 I RMS [A]

300

400

500

Höchstzulässiger Effektivstrom / Maximum rated RMS current IRMS W3C - Dreiphasen-Wechselwegschaltung / Three-phase inverse parallel circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit Ptot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäusen und Umgebung / Thermal resistance cases to ambient RthCA

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TZ240N

100

Steuercharakteristik

vG [V]

10 b

Tvj = +25°C

Tvj max = +125°C

1

d

Tvj = -40 °C

a

c

0,1 10

100

iG [mA]

1000

10000

100000

Steuercharakteristik vG = f (iG) mit Zündbereichen für VD = 6 V Gate characteristic vG = f (iG) with triggering area for VD = 6 V Höchstzulässige Spitzensteuerverlustleistung / Maximum rated peak gate power dissipation PGM = f (tg) : a - 40 W/10ms

b - 80 W/1ms

1000

c - 100 W/0,5ms d – 150W/0,1ms

Zündverzug

tgd [µs]

100

10 a b 1

0,1 10

iGM [mA]

100

1000

10000

Zündverzug / Gate controlled delay time tgd = f(iG) Tvj = 25°C, diG/dt = iGM/1µs a - maximaler Verlauf / Limiting characteristic b - typischer Verlauf / Typical characteristic

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TZ240N

10000

iTM = 2000A

Sperrverzögerungsladung Qr [µAs]

1000A

500A 200A 100A 50A 20A

1000

100 1

-di/dt [A/µs]

10

100

Sperrverzögerungsladung / Recovered charge Qr = f(-di/dt) Tvj = Tvjmax, vR ≤ 0,5 VRRM, vRM = 0,8 VRRM Parameter: Durchlaßstrom / On-state current iTM

Grenzstrom

IT(OV)M [A]

5.000

a

4.000

TA = 35 °C

3.000 b 2.000 TA = 45 °C 1.000

0 0,01

0,1

1

t [s]

Grenzstrom / Maximum overload on-state current IT(OV)M = f(t), vRM = 0,8 VRRM Leerlauf / No-load conditions a: TA = 35°C, verstärkte Luftkühlung / Forced air cooling b: TA = 45°C, Luftselbstkühlung / Natural air cooling

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TZ240N Überstrom

3.000

I TAV (vor) = 0A 20 A 30 A 40 A 50 A 55 A

IT(OV) [A]

2.000

1.000

0 0,01

0,1

1

10

t [s]

100

1000

10000

Überstrom je Zweig / Overload on-state current IT(OV) B6- Sechspuls-Brückenschaltung, 120° Rechteck / Six-pulse bridge circuit, 120° rectangular Kühlkörper / Heatsink type KM17 Luftselbstkühlung bei / Natural cooling at TA = 45°C Parameter: Vorlaststrom je Zweig / Pre-load current per arm ITAV(vor)

4.000

I TAV (vor)= 0A 60 A 100 A 125 A 140 A 150 A

IT(OV) [A]

3.000

2.000

1.000

0 0,01

0,1

1

10 t [s]

100

1000

10000

Überstrom je Zweig / Overload on-state current IT(OV) B6- Sechspuls-Brückenschaltung, 120° Rechteck / Six-pulse bridge circuit, 120° rectangular Kühlkörper / Heatsink type KM17 (Lü Papst 4650N)

Verstärkte Kühlung bei / Forced cooling at TA = 35°C

Parameter: Vorlaststrom je Zweig / Pre-load current per arm ITAV(vor)

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