TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 HybridPACK™1ModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC HybridPACK™1modulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandNTC VorläufigeDaten/Preliminarydata
V†Š» = 650V I† ÒÓÑ = 400A / I†ç¢ = 800A TypischeAnwendungen • Anwendungen im Automobil • Hybrid-Elektrofahrzeuge (H)EV • Hybrid-Nutzfahrzeuge • Motorantriebe
TypicalApplications • Automotive Applications • Hybrid Electrical Vehicles (H)EV • Commercial Agriculture Vehicles • Motor Drives
ElektrischeEigenschaften • Erhöhte Sperrspannungsfestigkeit auf 650V • Niedrige Schaltverluste • Niedriges V†ŠÙÈÚ • TÝÎ ÓÔ = 150°C • V†ŠÙÈÚ mit positivem Temperaturkoeffizienten
ElectricalFeatures • Increased blocking voltage capability to 650V • Low Switching Losses • Low V†ŠÙÈÚ • TÝÎ ÓÔ = 150°C • V†ŠÙÈÚ with positive Temperature Coefficient
MechanischeEigenschaften • 2,5 kV AC 1min Isolationsfestigkeit • AlèOé Substrat mit kleinem thermischen Widerstand • Direkt gekühlte Bodenplatte • Hohe mechanische Robustheit • Integrierter NTC Temperatur Sensor • Kupferbodenplatte • RoHS konform • Standardgehäuse
MechanicalFeatures • 2.5 kV AC 1min Insulation • AlèOé Substrate with Low Thermal Resistance • • • • • •
Direct Cooled Base Plate High mechanical robustness Integrated NTC temperature sensor Copper Base Plate RoHS compliant Standard Housing
ModuleLabelCode BarcodeCode128
DMX-Code
ContentoftheCode
Digit
ModuleSerialNumber ModuleMaterialNumber ProductionOrderNumber Datecode(ProductionYear) Datecode(ProductionWeek)
1-5 6-11 12-19 20-21 22-23
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
materialno:34523
approvedby:MM
revision:2.1
ULapproved(E83335) 1
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata IGBT-Wechselrichter/IGBT-inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
650
V
Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent
TF = 75°C, Tvj = 175°C TF = 25°C, Tvj = 175°C
IC nom IC
400 500
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
800
A
Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation
TF = 25°C, Tvj = 175°C
Ptot
750
W
Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage
VGES
+/-20
V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 400 A, VGE = 15 V IC = 400 A, VGE = 15 V IC = 400 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage
IC = 6,40 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung Gatecharge
VCE sat
A A
typ.
max.
1,45 1,60 1,70
1,90
V V V
VGEth
4,9
5,8
6,5
V
VGE = -15 V ... +15 V
QG
4,30
µC
InternerGatewiderstand Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
1,0
Ω
Eingangskapazität Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
26,0
nF
Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
0,76
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 650 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C
ICES
1,0
mA
Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent
VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C
IGES
400
nA
td on
0,10 0,11 0,12
µs µs µs
tr
0,08 0,08 0,08
µs µs µs
td off
0,46 0,50 0,50
µs µs µs
tf
0,05 0,07 0,08
µs µs µs
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 400 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGon = 1,8 Ω
Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload
IC = 400 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGon = 1,8 Ω
Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 400 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload
IC = 400 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse
IC = 400 A, VCE = 300 V, LS = 25 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 125°C RGon = 1,8 Ω Tvj = 150°C
Eon
2,90 4,20 4,50
mJ mJ mJ
AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse
IC = 400 A, VCE = 300 V, LS = 25 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 3000 V/µs (Tvj=150°C) Tvj = 125°C RGoff = 1,8 Ω Tvj = 150°C
Eoff
13,0 16,0 17,0
mJ mJ mJ
Kurzschlußverhalten SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
2800 2000
A A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase
pro IGBT / per IGBT cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol; ∆V/∆t = 10,0 dm³/min
RthJF
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 2
tP ≤ 8 µs, Tvj = 25°C tP ≤ 6 µs, Tvj = 150°C
0,20 K/W
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata Diode-Wechselrichter/Diode-inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage
Tvj = 25°C
Dauergleichstrom ContinuousDCforwardcurrent
PeriodischerSpitzenstrom Repetitivepeakforwardcurrent
tP = 1 ms
Grenzlastintegral I²t-value
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C
VRRM
650
V
IF
400
A
IFRM
800
A
I²t
8800 8500
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
1,55 1,50 1,45
1,95
A²s A²s
Durchlassspannung Forwardvoltage
IF = 400 A, VGE = 0 V IF = 400 A, VGE = 0 V IF = 400 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
VF
Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent
IF = 400 A, - diF/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C
IRM
210 280 300
A A A
Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge
IF = 400 A, - diF/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C
Qr
18,0 30,0 34,0
µC µC µC
AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy
IF = 400 A, - diF/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C
Erec
3,60 7,25 8,30
mJ mJ mJ
RthJF
min.
typ.
max.
R25
5,00
kΩ
∆R/R
-5
5
%
P25
20,0
mW
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse pro Diode / per diode Thermalresistance,junctiontocoolingfluid cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol; ∆V/∆t = 10,0 dm³/min
V V V
0,28 K/W
NTC-Widerstand/NTC-thermistor CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Nennwiderstand Ratedresistance
TC = 25°C
AbweichungvonR100 DeviationofR100
TC = 100°C, R100 = 493 Ω
Verlustleistung Powerdissipation
TC = 25°C
B-Wert B-value
R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/50
3375
K
B-Wert B-value
R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/80
3411
K
B-Wert B-value
R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/100
3433
K
AngabengemäßgültigerApplicationNote. Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 3
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata Modul/Module Isolations-Prüfspannung Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
MaterialModulgrundplatte Materialofmodulebaseplate
InnereIsolation Internalisolation
Basisisolierung (Schutzklasse 1, EN61140) basic insulation (class 1, IEC 61140)
Kriechstrecke Creepagedistance
VISOL
2,5
kV
Cu
Al2O3
Kontakt - Kühlkörper / terminal to heatsink Kontakt - Kontakt / terminal to terminal
12,0 6,1
mm
Luftstrecke Clearance
Kontakt - Kühlkörper / terminal to heatsink Kontakt - Kontakt / terminal to terminal
12,0 6,1
mm
VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex
CTI
> 200
DruckabfallimKühlkreislauf* Pressuredropincoolingcircuit*
∆V/∆t = 10,0 dm³/min; TF = 25°C cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol
HöchstzulässigerDruckimKühlkreislauf Maximumpressureincoolingcircuit
min.
typ.
∆p
50
p
2,0
bar
Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule
LsCE
30
nH
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip
TF = 25°C, pro Schalter / per switch
RCC'+EE'
1,00
mΩ
HöchstzulässigeSperrschichttemperatur Maximumjunctiontemperature
Wechselrichter, Brems-Chopper / Inverter, Brake-Chopper
Tvj max
175
°C
TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions
Wechselrichter, Brems-Chopper / Inverter, Brake-Chopper
Tvj op
-40
150
°C
Lagertemperatur Storagetemperature
Tstg
-40
125
°C
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting
Schraube M5 - Montage gem. gültiger Applikation Note screw M5 - mounting according to valid application note
M
3,00
-
6,00
Nm
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque
Schraube M6 - Montage gem. gültiger Applikation Note screw M6 - mounting according to valid application note
M
3,0
-
6,0
Nm
Gewicht Weight
G
665
g
DerKollektor-Dauergleichstrom/Dioden-DauergleichstromistdurchdieLastanschlüssebegrenzt. DC-Collectorcurrent/diodeforwardcurrentislimitedbythepowerterminals.
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 4
max. mbar
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata AusgangskennlinieIGBT-Wechselr.(typisch) outputcharacteristicIGBT-inverter(typical) IC=f(VCE) VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT-Wechselr.(typisch) outputcharacteristicIGBT-inverter(typical) IC=f(VCE) Tvj=150°C
800
800 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
700
600
600
500
500
IC [A]
IC [A]
700
400
400
300
300
200
200
100
100
0
VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V
0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
VCE [V]
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
VCE [V]
ÜbertragungscharakteristikIGBT-Wechselr.(typisch) transfercharacteristicIGBT-inverter(typical) IC=f(VGE) VCE=20V
SchaltverlusteIGBT-Wechselr.(typisch) switchinglossesIGBT-inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=1.8Ω,RGoff=1.8Ω,VCE=300V
800
30 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
700
Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C
25
600 20
E [mJ]
IC [A]
500 400
15
300 10 200 5 100 0
5
6
7
8
9
10
11
0
12
VGE [V]
0
100
200
300
IC [A]
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 5
400
500
600
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata SchaltverlusteIGBT-Wechselr.(typisch) switchinglossesIGBT-Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=400A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandIGBT-Wechselr. transientthermalimpedanceIGBT-inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min)
80
1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C
70
ZthJF: IGBT
60
ZthJF [K/W]
E [mJ]
50 40
0,1
30 20 i: 1 2 3 4 5 rÍ[K/W]: 0,0133 0,0711 0,0198 0,02 0,0758 Í[s]: 0,00044 0,02502 0,0934 0,0952 0,811
10 0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,01 0,001
18
0,01
RG [Ω]
0,1
1
10
t [s]
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT-Wr.(RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT-inv.(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=1.8Ω,Tvj=150°C
WärmewiderstandIGBT-Wechselr. thermalimpedanceIGBT-inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol
900
0,215 IC, Modul IC, Chip
800
RthJF: IGBT 0,210
700 0,205
RthJF [K/W]
IC [A]
600 500
0,200
400 300
0,195
200 0,190 100 0
0
100
200
300
400
500
600
0,185
700
VCE [V] preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 6
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
∆V/∆t [dm³/min]
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata DurchlasskennliniederDiode-Wechselr.(typisch) forwardcharacteristicofdiode-inverter(typical) IF=f(VF)
SchaltverlusteDiode-Wechselr.(typisch) switchinglossesdiode-inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=1.8Ω,VCE=300V
800
12 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C
700
Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 10
600 8
E [mJ]
IF [A]
500 400
6
300 4 200 2 100 0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0
2,0
0
100
200
VF [V]
300
400
500
600
IF [A]
SchaltverlusteDiode-Wechselr.(typisch) switchinglossesdiode-inverter(typical) Erec=f(RG) IF=400A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandDiode-Wechselr. transientthermalimpedancediode-inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min)
12
1 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C
ZthJF : Diode
10
ZthJF [K/W]
E [mJ]
8
6
0,1
4
2
0
i: 1 2 3 4 5 rÍ[K/W]: 0,0242 0,0995 0,0397 0,0433 0,0733 Í[s]: 0,00037 0,017 0,0619 0,0619 0,81515
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0,01 0,001
18
RG [Ω]
0,01
0,1
t [s]
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 7
1
10
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata WärmewiderstandDiode-Wechselr. thermalimpedancediode-inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol
NTC-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T)
0,292
100000 RthJF: Diode
Rtyp
0,289 0,286 10000
R[Ω]
RthJF [K/W]
0,283 0,280 0,277 1000 0,274 0,271 0,268
5
6
7
8
100
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
∆V/∆t [dm³/min]
0
20
40
60
80
TC [°C]
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 8
100
120
140
160
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata
Schaltplan/circuitdiagram
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 9
TechnischeInformation/technicalinformation
FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata Nutzungsbedingungen
DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.Die BeurteilungderEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestellten ProduktdatenfürdieseAnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen. IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistung übernehmen.EinesolcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenen Bestimmungen.GarantienjeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngaben indengültigenAnwendungs-undMontagehinweisendesModulssindzubeachten. SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenund insbesondereeinespezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSie zuständigenVertriebsbüroinVerbindung(siehewww.infineon.com,Vertrieb&Kontakt).FürInteressentenhaltenwirApplication Notesbereit. AufgrunddertechnischenAnforderungenkönnteunserProduktgesundheitsgefährdendeSubstanzenenthalten.BeiRückfragen zudenindiesemProduktjeweilsenthaltenenSubstanzensetzenSiesichbitteebenfallsmitdemfürSiezuständigen VertriebsbüroinVerbindung. SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinAnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoder lebenserhaltendenAnwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirumMitteilung.Wirweisendaraufhin,dasswirfürdieseFälle -diegemeinsameDurchführungeinesRisiko-undQualitätsassessments; -denAbschlussvonspeziellenQualitätssicherungsvereinbarungen; -diegemeinsameEinführungvonMaßnahmenzueinerlaufendenProduktbeobachtungdringendempfehlenund gegebenenfallsdieBelieferungvonderUmsetzungsolcherMaßnahmenabhängigmachen. Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben. InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten.
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preparedby:PJ
dateofpublication:2012-09-27
approvedby:MM
revision:2.1 10