Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage
Tvj = 25°C
VRRM
1600
V
Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom maximum RMS current at Rectifier output
TC = 80°C
IRMSmax
75
A
Durchlaßstrom Grenzeffektivwert proChip Forward current RMS maximum per Chip
TC = 80°C
IFRMSM
50
A
Stoßstrom Grenzwert
tP = 10 ms, T vj =
surge forward current
tP = 10 ms, T vj = 150°C
Grenzlastintegral
tP = 10 ms, T vj =
2
I t - value
25°C
IFSM I2 t
25°C
tP = 10 ms, T vj = 150°C
315
A
260
A
500
A2s
340
A2s
Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage
Tvj = 25°C
VCES
1200
V
Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current
Tc = 80 °C TC = 25 °C
IC,nom.
40
A
IC
55
A
Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current
tP = 1 ms,
ICRM
80
A
Gesamt-Verlustleistung total power dissipation
TC = 25°C
Ptot
200
W
VGES
+/- 20V
V
IF
40
A
IFRM
80
A
2 It
320
A2s
Tvj = 25°C
VCES
1200
V
TC = 80 °C
IC,nom.
40
A
TC = 25 °C
IC
55
A
T C = 80 °C
Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current
tP = 1 ms
Grenzlastintegral I2t - value
VR = 0V, tp = 10ms, Tvj = 125°C
Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current
tP = 1 ms, TC = 80°C
ICRM
80
A
Gesamt-Verlustleistung total power dissipation
TC = 25°C
Ptot
200
W
VGES
+/- 20V
V
IF
15
A
IFRM
30
A
Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current
tP = 1 ms
prepared by: Andreas Schulz
date of publication:23.04.2002
approved by: Robert Severin
revision: 2
1(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Modul Isolation/ Module Isolation Isolations-Prüfspannung insulation test voltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. NTC connected to Baseplate
VISOL
2,5
kV
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values min.
typ.
max.
VF
-
1,2
-
V
Tvj = 150°C
V(TO)
-
-
0,8
V
Ersatzwiderstand slope resistance
Tvj = 150°C
rT
-
-
10,5
mΩ
Sperrstrom reverse current
Tvj = 150°C,
IR
-
2
-
mA
RAA'+CC'
-
4
-
mΩ
min.
typ.
max.
-
1,8
2,3
V
-
2,15
-
V
VGE(TO)
5,0
5,8
6,5
V
Cies
-
2,5
-
nF
ICES
-
-
5
mA
IGES
-
-
400
nA
Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Durchlaßspannung forward voltage
Tvj = 150°C,
Schleusenspannung threshold voltage
I F = 40 A
V R = 1600 V
Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip TC = 25°C lead resistance, terminals-chip Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C,
IC =
40 A
IC =
40 A
Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage
VCE = VGE,
IC =
1,5 mA
Eingangskapazität input capacitance
f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V
Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut off current
VGE = 0V,
Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current
VCE = 0V, VGE =20V, Tvj =25°C
Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn on delay time (inductive load) Anstiegszeit (induktive Last) rise time (inductive load) Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn off delay time (inductive load) Fallzeit (induktive Last) fall time (inductive load) Einschaltverlustenergie pro Puls turn-on energy loss per pulse Abschaltverlustenergie pro Puls turn-off energy loss per pulse Kurzschlußverhalten SC Data
Tvj = 25°C,
Tvj = 25°C, V CE =
IC = INenn,
V CC =
1200 V
600 V
VGE = ±15V, Tvj = 25°C, R G =
27 Ohm
VGE = ±15V, Tvj = 125°C, R G =
27 Ohm
IC = INenn,
600 V
V CC =
VGE = ±15V, Tvj = 25°C, R G =
27 Ohm
VGE = ±15V, Tvj = 125°C, R G =
27 Ohm
IC = INenn,
600 V
V CC =
VGE = ±15V, Tvj = 25°C, R G =
27 Ohm
VGE = ±15V, Tvj = 125°C, R G =
27 Ohm
IC = INenn,
600 V
V CC =
VGE = ±15V, Tvj = 25°C, R G =
27 Ohm
VGE = ±15V, Tvj = 125°C, R G =
27 Ohm
IC = INenn,
600 V
V CC =
VGE = ±15V, Tvj = 125°C, R G = Lσ = V CC =
IC = INenn,
VGE = ±15V, Tvj = 125°C, R G =
VCE sat
27 Ohm
td,on
tr
td,off
tf
-
85
-
ns
-
90
-
ns
-
30
-
ns
-
45
-
ns
-
420
-
ns
-
520
-
ns
-
65
-
ns
-
90
-
ns
Eon
-
6
-
mWs
Eoff
-
4,2
-
mWs
ISC
-
160
-
A
45 nH 600 V 27 Ohm 45 nH
tP ≤ 10µs, VGE ≤ 15V,
Lσ = RG =
Tvj≤125°C,
VCC =
720 V
27 Ohm
2(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Modulinduktivität stray inductance module Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip TC = 25°C lead resistance, terminals-chip Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Durchlaßspannung forward voltage Rückstromspitze peak reverse recovery current Sperrverzögerungsladung recovered charge Abschaltenergie pro Puls reverse recovery energy
VGE = 0V, Tvj = 25°C,
IF =
40 A
VGE = 0V, Tvj = 125°C,
IF =
40 A
IF=INenn,
- diF/dt =
600 V
VGE = -10V, Tvj = 125°C, V R =
600 V
- diF/dt =
600 V
VGE = -10V, Tvj = 125°C, V R =
600 V
- diF/dt =
600 V
VGE = -10V, Tvj = 125°C, V R =
600 V
Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C,
IC =
40 A
IC =
40 A
Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage
VCE = VGE,
IC =
1,5 mA
Eingangskapazität input capacitance
f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V
Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut off current
VGE = 0V, Tvj = 25°C, V CE =
Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current
VCE = 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C
Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions
siehe Wechselrichter in diesem Datenblatt see inverter in this datasheet
Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Tvj = 25°C, Durchlaßspannung forward voltage Tvj = 125°C, Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions
LσCE
-
-
60
nH
RCC'+EE'
-
7
-
mΩ
min.
typ.
max.
-
1,75
2,3
V
-
1,75
-
V
VF
IRM
-
39
-
A
-
38
-
A
Qr
-
4,2
-
µAs
-
7,8
-
µAs
900 A/µs
VGE = -10V, Tvj = 25°C, V R =
Tvj = 25°C,
max.
900 A/µs
VGE = -10V, Tvj = 25°C, V R = IF=INenn,
typ.
900 A/µs
VGE = -10V, Tvj = 25°C, V R = IF=INenn,
min.
1200 V
IF =
40 A
IF =
40 A
Erec
-
1,35
-
mWs
-
2,8
-
mWs
min.
typ.
max.
-
1,8
2,3
V
-
2,15
-
V
VGE(TO)
5,0
5,8
6,5
V
Cies
-
2,5
-
nF
ICES
-
5,0
500
mA
IGES
-
-
400
nA
min.
typ.
max.
-
2,35
2,8
V
-
2,55
-
V
min.
typ.
max.
R25
-
5
-
kΩ
∆R/R
-5
5
%
20
mW
VCE sat
VF
siehe Wechselrichter in Dbl FP15R12KE3 see inverter in datasheet FP15R12KE3
NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor Nennwiderstand rated resistance
TC = 25°C
Abweichung von R100 deviation of R100
TC = 100°C, R 100 = 493 Ω
Verlustleistung power dissipation
TC = 25°C
B-Wert B-value
R2 = R1 exp [B(1/T2 - 1/T1)]
P25 B25/50
3375
K
3(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Thermische Eigenschaften / Thermal properties min.
typ.
-
-
1
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter
-
-
0,6
K/W
Diode Wechsr./ Diode Inverter
-
-
0,95
K/W
RthJC
Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case
max. K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake
-
-
0,6
K/W
Diode Bremse/ Diode Brake
-
-
1,5
K/W
-
0,04
-
K/W
-
0,02
-
K/W
-
0,04
-
K/W
Übergangs-Wärmewiderstand
Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
λ Paste=1W/m*K
thermal resistance, case to heatsink
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter
λ grease=1W/m*K
RthCK
Diode Wechsr./ Diode Inverter Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature
Tvj
-
-
150
°C
Betriebstemperatur operation temperature
Top
-40
-
125
°C
Lagertemperatur storage temperature
Tstg
-40
-
125
°C
6
Nm
Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation
Al2O3
CTI comperative tracking index
225 Schraube M 5
Anzugsdrehmoment f. mech. Befestigung mounting torque
M
3
-
screw M 5
Gewicht weight
G
300
g
Luftstrecke clearance
Pin-Erde Pin-GND
7,5
mm
Kriechstrecke creeping distance
Pin-Erde Pin-GND
10
mm
Transiente Thermische Eigenschaften / Transient Thermal properties IGBT-Wechselrichter IGBT-Inverter
Diode-Wechselrichter Diode-Inverter
ri [K/W]
τi [s]
ri [K/W]
τi [s]
1
6,769E-02
2,345E-03
9,674E-02
3,333E-03
2
1,052E-01
2,820E-01
6,249E-01
3,429E-02
3
2,709E-01
2,820E-02
1,800E-01
1,294E-01
4
1,523E-01
1,128E-01
5,701E-02
7,662E-01
4(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch)
IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical)
VGE = 15 V
80 70 Tvj = 25°C
60
Tvj = 125°C
IC [A]
50 40 30 20 10 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
4
4,5
5
VCE [V]
Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch)
IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical)
Tvj = 125°C
80 Vge=19V Vge=17V
70
Vge=15V Vge=13V
60
Vge=11V Vge=9V
IC [A]
50 40 30 20 10 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
VCE [V]
5(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch)
IC = f (VGE)
Transfer characteristic Inverter (typical)
VCE = 20 V
80 70 60 Tvj=25°C Tvj=125°C
IC [A]
50 40 30 20 10 0 0
2
4
6
8
10
12
14
VGE [V]
Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) Forward characteristic of FWD Inverter (typical)
IF = f (VF)
80 70 Tvj = 25°C 60
Tvj = 125°C
IF [A]
50 40 30 20 10 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
VF [V]
6(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Schaltverluste Wechselr. (typisch)
Eon = f (IC), Eoff = f (IC), Erec = f (IC)
Switching losses Inverter (typical)
Tj = 125°C,
V GE = ±15 V,
VCC =
RGon = RGoff =
600 V 27 Ohm
16 14
Eon Eoff
E [mWs]
12
Erec
10 8 6 4 2 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
IC [A]
Schaltverluste Wechselr. (typisch) Switching losses Inverter (typical)
Eon = f (RG), Eoff = f (RG), Erec = f (RG) Tj = 125°C, V GE = +-15 V ,
I c = Inenn ,
VCC =
600 V
10 9 Eon
8
Eoff Erec
E [mWs]
7 6 5 4 3 2 1 0 0
10
20
30
40
50
60
RG [Ω Ω]
7(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter
ZthJC = f (t)
1
Zth-IGBT
ZthJC [K/W]
Zth-FWD
0,1
Ri und ti-Werte siehe S. 4 Ri and ti-Values see P. 4
0,01 0,001
0,01
0,1
1
10
t [s]
Sicherer Arbeitsbereich IGBT-Wechselr. (RBSOA) Reverse bias save operating area (RBSOA) VGE = 15V,
T j = 125°C
90 80 70 IC,Modul
60
IC,Chip
IC [A]
50 40 30 20 10 0 0
200
400
600
800
1000
1200
1400
VCE [V]
8(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch)
IC = f (VCE)
Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical)
VGE = 15 V
80 70 Tvj = 25°C Tvj = 125°C
60
IC [A]
50 40 30 20 10 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
VCE [V]
Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF) Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical) 80 70 60 Tvj = 25°C Tvj = 125°C
IF [A]
50 40 30 20 10 0 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
VF [V]
9(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical)
IF = f (VF)
80 70 60 Tvj = 25°C
IF [A]
50
Tvj = 150°C
40 30 20 10 0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
VF [V]
NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T) NTC- temperature characteristic (typical) 100000
Rtyp
R[Ω Ω]
10000
1000
100 0
20
40
60
80
100
120
140
160
TC [°C]
10(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP40R12KE3G
Schaltplan/ Circuit diagram 21
8
22 20
1
2
3
23
19
7 14
18
13
24
4 12
9
16 17
5
15
6
NTC
11 10
Gehäuseabmessungen/ Package outlines
Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Sie gilt in Verbindung mit den zugehörigen Technischen Erläuterungen.
This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. It is valid in combination with the belonging technical notes.
11(11) DB-PIM-IGBT3_2Serie.xls
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