Technical Information. Module Label Code Barcode Code 128. IGBT-Module IGBT-modules

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF450R17IE4 PrimePACK™2ModulundNTC PrimePACK™2moduleandNTC VCES = 170...
Author: Dominik Bäcker
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TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules

FF450R17IE4

PrimePACK™2ModulundNTC PrimePACK™2moduleandNTC

VCES = 1700V IC nom = 450A / ICRM = 900A TypischeAnwendungen • 3-Level-Applikationen • Hilfsumrichter • Hochleistungsumrichter • Motorantriebe • Windgeneratoren

TypicalApplications • 3-Level-Applications • AuxiliaryInverters • HighPowerConverters • MotorDrives • WindTurbines

ElektrischeEigenschaften • ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop • GroßeDC-Festigkeit • HoheStromdichte • NiedrigeSchaltverluste • Tvjop=150°C • NiedrigesVCEsat

ElectricalFeatures • ExtendedOperationTemperatureTvjop • HighDCStability • HighCurrentDensity • LowSwitchingLosses • Tvjop=150°C • LowVCEsat

MechanischeEigenschaften • GehäusemitCTI>400 • GroßeLuft-undKriechstrecken • HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit • HoheLeistungsdichte • Kupferbodenplatte • Standardgehäuse

MechanicalFeatures • PackagewithCTI>400 • HighCreepageandClearanceDistances • HighPowerandThermalCyclingCapability • HighPowerDensity • CopperBasePlate • StandardHousing

ModuleLabelCode BarcodeCode128

DMX-Code

preparedby:RH

dateofpublication:2013-11-05

approvedby:MS

revision:3.1 1

ContentoftheCode

Digit

ModuleSerialNumber ModuleMaterialNumber ProductionOrderNumber Datecode(ProductionYear) Datecode(ProductionWeek)

1-5 6-11 12-19 20-21 22-23

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules

FF450R17IE4

IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage

Tvj = 25°C

VCES



1700

 V

Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent

TC = 100°C, Tvj max = 175°C TC = 25°C, Tvj max = 175°C

IC nom  IC

450 620



PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent

tP = 1 ms

ICRM



900

 A

Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation

TC = 25°C, Tvj max = 175°C

Ptot



2,80

 kW

Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage



VGES



+/-20

 V

CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage

min.

IC = 450 A, VGE = 15 V IC = 450 A, VGE = 15 V IC = 450 A, VGE = 15 V

Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage

IC = 16,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C

Gateladung Gatecharge

VCE sat

A A

typ.

max.

2,00 2,35 2,45

2,45 2,80

V V V

VGEth

5,2

5,8

6,4

V

VGE = -15 V ... +15 V

QG



4,60



µC

InternerGatewiderstand Internalgateresistor

Tvj = 25°C

RGint



2,9





Eingangskapazität Inputcapacitance

f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V

Cies



36,0



nF

Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance

f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V

Cres



1,20



nF

Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent

VCE = 1700 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C

ICES





5,0

mA

Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent

VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C

IGES





400

nA

td on



0,50 0,55 0,55



µs µs µs

tr



0,09 0,10 0,10



µs µs µs

td off



1,00 1,20 1,20



µs µs µs

tf



0,30 0,50 0,60



µs µs µs

Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload

IC = 450 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGon = 2,7 Ω

Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload

IC = 450 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGon = 2,7 Ω

Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload

IC = 450 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGoff = 4,7 Ω

Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload

IC = 450 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGoff = 4,7 Ω

Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse

IC = 450 A, VCE = 900 V, LS = 45 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 4200 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGon = 2,7 Ω Tvj = 150°C

Eon



150 200 215



mJ mJ mJ

AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse

IC = 450 A, VCE = 900 V, LS = 45 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 3000 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGoff = 4,7 Ω Tvj = 150°C

Eoff



92,0 140 160



mJ mJ mJ

Kurzschlußverhalten SCdata

VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt

ISC



Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase

proIGBT/perIGBT

RthJC





Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)

RthCH



14,0

TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions



Tvj op

-40



preparedby:RH

dateofpublication:2013-11-05

approvedby:MS

revision:3.1 2

tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C

1800



A

54,0 K/kW K/kW 150

°C

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules

FF450R17IE4

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 

1700

 V

IF



450

 A

IFRM



900

 A

I²t



24,0 23,0



CharakteristischeWerte/CharacteristicValues

min.

typ.

max.

1,85 1,95 1,95

2,25 2,35

kA²s kA²s

Durchlassspannung Forwardvoltage

IF = 450 A, VGE = 0 V IF = 450 A, VGE = 0 V IF = 450 A, VGE = 0 V

Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

VF

Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent

IF = 450 A, - diF/dt = 4200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C

IRM



490 540 565



A A A

Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge

IF = 450 A, - diF/dt = 4200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C

Qr



105 180 205



µC µC µC

AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy

IF = 450 A, - diF/dt = 4200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C

Erec



56,0 105 120



mJ mJ mJ

proDiode/perdiode

RthJC





Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)

RthCH



27,0

TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions

Tvj op

-40



150

min.

typ.

max.

R25



5,00



kΩ

∆R/R

-5



5

%

P25





20,0

mW

Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase



V V V

100 K/kW K/kW °C

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.

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dateofpublication:2013-11-05

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revision:3.1 3

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules

FF450R17IE4

Modul/Module Isolations-Prüfspannung Isolationtestvoltage

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

MaterialModulgrundplatte Materialofmodulebaseplate





InnereIsolation Internalisolation

Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140) basicinsulation(class1,IEC61140)

Kriechstrecke Creepagedistance

VISOL 

4,0

 kV



Cu









Al2O3





Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal





33,0 33,0

 mm

Luftstrecke Clearance

Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal





19,0 19,0

 mm

VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex



CTI



> 400





min.

typ.

RthCH



4,50

LsCE



18



nH

RCC'+EE'



0,30



mΩ

Tstg

-40



150

°C

SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote

M

3,00

-

6,00

Nm

SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote

1,8

-

2,1

Nm

M 8,0

-

10

Nm

Gewicht Weight



G



825



g

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dateofpublication:2013-11-05

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revision:3.1

Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proModul/permodule Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule



Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip

TC=25°C,proSchalter/perswitch

Lagertemperatur Storagetemperature



Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque

4

max. K/kW

TechnischeInformation/TechnicalInformation

FF450R17IE4

IGBT-Module IGBT-modules

AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch) outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VCE) VGE=15V

AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch) outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VCE) Tvj=150°C

900

900 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

700

700

600

600

500

500

400

400

300

300

200

200

100

100

0

0,0

0,5

1,0

VGE = 20V VGE = 15V VGE = 12V VGE = 10V VGE = 9V VGE = 8V

800

IC [A]

IC [A]

800

1,5

2,0 VCE [V]

2,5

3,0

3,5

0

4,0

ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch) transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VGE) VCE=20V

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5 3,0 VCE [V]

3,5

4,0

4,5

5,0

800

900

SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=2.7Ω,RGoff=4.7Ω,VCE=900V

900

700 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

800

Eon, Tvj = 150°C Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 125°C

650 600 550

700

500 450 400

500

E [mJ]

IC [A]

600

400

350 300 250

300

200 200

150 100

100

50 0

5

6

7

8 9 VGE [V]

10

11

0

12

preparedby:RH

dateofpublication:2013-11-05

approvedby:MS

revision:3.1 5

0

100

200

300

400 500 IC [A]

600

700

TechnischeInformation/TechnicalInformation

FF450R17IE4

IGBT-Module IGBT-modules

SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=450A,VCE=900V

TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJC=f(t)

700

100 Eon, Tvj = 150°C Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 125°C

600

ZthJC : IGBT

500

E [mJ]

ZthJC [K/kW]

400

300

10

200

100

0

i: 1 2 3 4 ri[K/kW]: 1,8 8,3 38,3 5,7 τi[s]: 0,0008 0,013 0,05 0,6

0

2

4

6

8

10 12 RG [Ω]

14

16

18

1 0,001

20

SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=4.7Ω,Tvj=150°C 1000 IC, Modul IC, Chip 900

0,01

0,1 t [s]

1

10

DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) 900 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C

800

800

700

700

600

IF [A]

IC [A]

600 500

500 400

400 300

300

200

200

100

100 0

0

200

400

600

0

800 1000 1200 1400 1600 1800 VCE [V]

preparedby:RH

dateofpublication:2013-11-05

approvedby:MS

revision:3.1 6

0,0

0,5

1,0

1,5 VF [V]

2,0

2,5

3,0

TechnischeInformation/TechnicalInformation

FF450R17IE4

IGBT-Module IGBT-modules

SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=2.7Ω,VCE=900V

SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=450A,VCE=900V

160

160 Erec, Tvj = 150°C Erec, Tvj = 125°C

140

120

120

100

100 E [mJ]

E [mJ]

140

80

80

60

60

40

40

20

20

0

0

100

200

300

Erec, Tvj = 150°C Erec, Tvj = 125°C

400 500 IF [A]

600

700

800

0

900

TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJC=f(t)

0

2

4

6

8

10 12 RG [Ω]

14

16

18

20

NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T)

1000

100000 ZthJC : Diode

Rtyp

10000

R[Ω]

ZthJC [K/kW]

100

10

1000

i: 1 2 3 4 ri[K/kW]: 6,3 23,8 62,9 7 τi[s]: 0,0008 0,013 0,05 0,6

1 0,001

0,01

0,1 t [s]

1

100

10

preparedby:RH

dateofpublication:2013-11-05

approvedby:MS

revision:3.1 7

0

20

40

60

80 100 TC [°C]

120

140

160

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules

FF450R17IE4

Schaltplan/circuit_diagram_headline

Gehäuseabmessungen/packageoutlines

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dateofpublication:2013-11-05

approvedby:MS

revision:3.1 8

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules

FF450R17IE4

Nutzungsbedingungen 

DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilung derEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestelltenProduktdatenfürdiese AnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen. IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistungübernehmen.Eine solcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenenBestimmungen.Garantien jeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngabenindengültigenAnwendungs-und MontagehinweisendesModulssindzubeachten. SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine spezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroin Verbindung(siehewww.infineon.com,Vertrieb&Kontakt).FürInteressentenhaltenwirApplicationNotesbereit. AufgrunddertechnischenAnforderungenkönnteunserProduktgesundheitsgefährdendeSubstanzenenthalten.BeiRückfragenzudenin diesemProduktjeweilsenthaltenenSubstanzensetzenSiesichbitteebenfallsmitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroinVerbindung. SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinAnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoderlebenserhaltenden Anwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirumMitteilung.Wirweisendaraufhin,dasswirfürdieseFälle -diegemeinsameDurchführungeinesRisiko-undQualitätsassessments; -denAbschlussvonspeziellenQualitätssicherungsvereinbarungen; -diegemeinsameEinführungvonMaßnahmenzueinerlaufendenProduktbeobachtungdringendempfehlenund gegebenenfallsdieBelieferungvonderUmsetzungsolcherMaßnahmenabhängigmachen. Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben. InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten.

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revision:3.1 9