Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP15R12KE3 Vorläufig Preliminary
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage
T vj =25°C
VRRM
1600
V
Durchlaßstrom Grenzeffektivwert pro Chip RMS forward current per chip
T C =80°C
IFRMSM
25
A
Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom maximum RMS current at Rectifier output
T C =80°C
IRMSmax
36
A
IFSM
196
A
Stoßstrom Grenzwert
tP = 10 ms, T vj =
surge forward current
tP = 10 ms, T vj = 150°C
Grenzlastintegral
tP = 10 ms, T vj =
I2t - value
tP = 10 ms, T vj = 150°C
25°C
I2t
25°C
158
A
192
A2s
125
A2s
Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current
T vj =25°C
VCES
1200
V
T C = 80°C
IC,nom.
15
A
T C = 25 °C
IC
27
A
ICRM
30
A
Ptot
89
W
VGES
+/- 20V
V
IF
15
A
IFRM
30
A
I2t
44
A2s
T vj =25°C
VCES
1200
V
T C = 80 °C
IC,nom.
15
A
T C = 25 °C
IC
27
A
ICRM
30
A
Ptot
89
W
VGES
+/- 20V
V
IF
15
A
IFRM
30
A
Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current
tP = 1 ms,
Gesamt-Verlustleistung total power dissipation
T C = 25°C
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, T vj = 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,
Gesamt-Verlustleistung total power dissipation
T C = 25°C
T C = 80°C
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: Thomas Passe
date of publication: 2002-02-13
approved by: Ingo Graf
revision: 6
1(12)
Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP15R12KE3 Vorläufig Preliminary
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
-
1,05
-
V
T vj = 150°C
V(TO)
-
0,80
-
V
Ersatzwiderstand slope resistance
T vj = 150°C
rT
-
15
-
mW
Sperrstrom reverse current
T vj = 150°C,
IR
-
5
-
mA
Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip
T C = 25°C
RAA'+CC'
-
11
-
mW
min.
typ.
max.
-
1,7
2,15
V
-
2
-
V
VGE(TO)
4,5
5,5
6,5
V
Cies
-
1,0
-
nF
ICES
-
5,0
-
mA
IGES
-
-
400
nA
Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Durchlaßspannung forward voltage
T vj = 150°C,
Schleusenspannung threshold voltage
IF =
VR = 1600 V
Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage
VCE = VGE,
Eingangskapazität input capacitance
f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V
Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current 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
VGE = 0V,
T vj = 25°C,
IC =
15 A
IC =
15 A
IC =
0,5mA
Tvj =125°C, VCE = 1200V
VCE = 0V, VGE =20V, Tvj =25°C IC = INenn,
VCC =
68 Ohm
VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG =
68 Ohm
IC = INenn,
VCC =
68 Ohm
VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG =
68 Ohm
VCC =
68 Ohm
VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG =
68 Ohm
VCC =
68 Ohm
VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG =
68 Ohm
VCC =
VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = IC = INenn,
VCC =
VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = LS =
Kurzschlußverhalten SC Data
-
ns
-
ns
tr
-
30
-
ns
-
40
-
ns
td,off
-
337
-
ns
-
421
-
ns
tf
-
66
-
ns
-
87
-
ns
Eon
-
2,2
-
mWs
Eoff
-
1,6
-
mWs
ISC
-
68
-
A
600 V 68 Ohm 80 nH 600 V 68 Ohm 80 nH
tP £ 10µs, VGE £ 15V,
RG =
68 Ohm
T vj£125°C,
VCC =
720 V
2(12)
56 57
600 V
VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = IC = INenn,
-
600 V
VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = IC = INenn,
td,on
600 V
VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = IC = INenn,
VCE sat
600 V
VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG =
LS = Abschaltverlustenergie pro Puls turn-off energy loss per pulse
15 A
Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP15R12KE3 Vorläufig Preliminary
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Modulinduktivität stray inductance module Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip
T C = 25°C
Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Durchlaßspannung forward voltage
VGE = 0V, Tvj = 25°C,
IF =
15 A
VGE = 0V, Tvj = 125°C,
IF =
15 A
Rückstromspitze peak reverse recovery current Sperrverzögerungsladung recovered charge Abschaltenergie pro Puls reverse recovery energy
IF=INenn,
- diF/dt =
600 V
VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR =
600 V
IF=INenn,
500 A/us
VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR =
600 V
VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR =
600 V
IF=INenn,
500 A/us
- diF/dt =
VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR =
600 V
VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR =
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, Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage
VCE = VGE,
Eingangskapazität input capacitance
f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V
Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current
T vj = 25°C,
typ.
max.
LsCE
-
-
40
nH
RCC'+EE'
-
14
-
mW
min.
typ.
max.
-
1,7
2,1
V
-
1,7
-
V
VF
500 A/us
VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = - diF/dt =
min.
IC =
15,0 A
IC =
15,0 A
IC =
0,5mA
IRM
Qr
Erec
Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper T vj = 25°C, Durchlaßspannung forward voltage T vj = 125°C,
15A
IF =
15A
NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor Nennwiderstand rated resistance
T C = 25°C
Abweichung von R100 deviation of R100
T C = 100°C, R100 = 493 W
Verlustleistung power dissipation
T C = 25°C
B-Wert B-value
R2 = R1 exp [B(1/T2 - 1/T 1)]
-
A
-
A
-
1,6
-
µAs
-
2,8
-
µAs
-
0,5
-
mWs
1
-
mWs
min.
typ.
max.
-
1,7
2,15
V
-
2
-
V
VGE(TO)
4,5
5,5
6,5
V
Cies
-
1,1
-
nF
-
5,0
-
mA
-
-
400
nA
min.
typ.
max.
-
2,05
2,65
V
-
2,15
-
V
min.
typ.
max.
R25
-
5
-
kW
DR/R
-5
5
%
20
mW
VCE sat
IGES
IF =
18 16
-
VGE = 0V, Tvj = 125°C, VCE = 1200V VCE = 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C
-
VF
P25
3(12)
B25/50
3375
K
Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP15R12KE3 Vorläufig Preliminary
Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to heatsink
min.
typ.
max.
-
1,9
-
K/W
-
1,6
-
K/W
Diode Wechsr./ Diode Inverter
-
3,2
-
K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake
-
1,6
-
K/W
-
4,0
-
K/W
-
-
1,9
K/W
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter
-
-
1,4
K/W
Diode Wechsr./ Diode Inverter
-
-
2,4
K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake
-
-
1,4
K/W
Diode Bremse/ Diode Brake
-
-
2,9
K/W
-
0,2
-
K/W
-
0,3
-
K/W
-
1
-
K/W
Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
lPaste=1W/m*K
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter
lgrease=1W/m*K
RthJH
Diode Bremse/ Diode Brake Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case
Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink
RthJC
Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
lPaste=1W/m*K
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter
lgrease=1W/m*K
RthCH
Diode Wechsr./ Diode Inverter Trans. Bremse/ Trans. Brake
-
0,3
-
K/W
Diode Bremse/ Diode Brake
-
1,4
-
K/W
Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature
T vj
-
-
150
°C
Betriebstemperatur operation temperature
T op
-40
-
125
°C
Lagertemperatur storage temperature
T stg
-40
-
125
°C
Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation
Al2O3
CTI comperative tracking index
225
Anpreßkraft f. mech. Befestigung mounting force
F
Gewicht weight Kontakt - Kühlkörper terminal to heatsink
Terminal - Terminal terminal - terminal
G
40...80
N
36
g
13,5
mm
Luftstrecke clearance
12
mm
Kriechstrecke creeping distance
7,5
mm
Luftstrecke clearance
7,5
mm
Kriechstrecke creeping distance
4(12)
Technische Information / Technical Information
FP15R12KE3
IGBT-Module IGBT-Modules
Vorläufig Preliminary Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch)
IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical)
VGE = 15 V
30 Tj = 25°C Tj = 125°C
25
IC [A]
20
15
10
5
0 0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
3,00
3,50
VCE [V]
Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch)
IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical)
Tvj = 125°C
30 9V 25
11V 13V
20
15V 17V
IC [A]
19V 15
10
5
0 0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
VCE [V]
5(12)
2,50
Technische Information / Technical Information
FP15R12KE3
IGBT-Module IGBT-Modules
Vorläufig Preliminary Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) Transfer characteristic Inverter (typical)
IC = f (VGE) VCE = 20 V
30 Tj = 25°C Tj = 125°C
25
IC [A]
20
15
10
5
0 4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
12,00
13,00
VGE [V]
Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) Forward characteristic of FWD Inverter (typical)
IF = f (VF)
30 Tj = 25°C Tj = 125°C 25
IF [A]
20
15
10
5
0 0
0,5
1
1,5
VF [V]
6(12)
2
2,5
3
Technische Information / Technical Information
FP15R12KE3
IGBT-Module IGBT-Modules
Vorläufig Preliminary Schaltverluste Wechselr. (typisch)
Eon = f (IC), Eoff = f (IC), Erec = f (IC) VCC =
600 V
Switching losses Inverter (typical)
Tj = 125°C,
68 Ohm
VGE = ±15 V,
RGon = RGoff =
8 Eon Eoff
7
Erec
E [mWs]
6 5 4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
25
30
IC [A]
Schaltverluste Wechselr. (typisch) Switching losses Inverter (typical)
Eon = f (RG), Eoff = f (RG), Erec = f (RG) Tj = 125°C, VGE = +-15 V ,
Ic = Inenn ,
600 V
VCC =
4 Eon 3,5
Eoff Erec
E [mWs]
3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 60
70
80
90
100
110
RG [W]
7(12)
120
130
140
150
Technische Information / Technical Information
FP15R12KE3
IGBT-Module IGBT-Modules
Vorläufig Preliminary Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter
ZthJH = f (t)
10,000 Zth-IGBT
ZthJH [K/W]
Zth-FWD
1,000
i 1 IGBT: ri [K/W]: 107,8e-3
2 417,3e-3
ti [s]: 3e-6 FWD: r i [K/W]: 208,9e-3
10,56e-3 1,05
ti [s]:
0,100 0,001
3e-6
0,01
78,7e-3
3 538,1e-3
4 536,8e-3
82,6,3e-3 821,9e-3 10,16e-3
0,1
229,7e-3 1,12 225,6e-3
1
10
t [s]
Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA)
IC = f (VCE)
Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA) Tvj = 125°C, VGE = ±15V, RG =
68 Ohm
35
Ic,chip 30
25
IC [A]
20
15
10
5
0 0
200
400
600
800
VCE [V]
8(12)
1000
1200
1400
Technische Information / Technical Information
FP15R12KE3
IGBT-Module IGBT-Modules
Vorläufig Preliminary Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch)
IC = f (VCE)
Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical)
VGE = 15 V
30
25 Tj = 25°C Tj = 125°C
IC [A]
20
15
10
5
0 0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
VCE [V]
Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF) Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical) 30
25 Tj = 25°C Tj = 125°C
IF [A]
20
15
10
5
0 0
0,5
1
1,5
VF [V]
9(12)
2
2,5
3
Technische Information / Technical Information
FP15R12KE3
IGBT-Module IGBT-Modules
Vorläufig Preliminary Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical)
IF = f (VF)
30
25 Tj = 25°C Tj = 150°C
IF [A]
20
15
10
5
0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
VF [V]
NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T) NTC- temperature characteristic (typical) 100000
Rtyp
R[W]
10000
1000
100 0
20
40
60
80
TC [°C]
10(12)
100
120
140
Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP15R12KE3 Vorläufig Preliminary
Schaltplan/ Circuit diagram
J
Gehäuseabmessungen/ Package outlines
Bohrplan / drilling layout
11(12)
Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules
FP15R12KE3
Gehäuseabmessungen Forts. / Package outlines contd.
Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Diese 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.
12(12)
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