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TechnischeInformation/technicalinformation FS400R07A1E3_H5 HybridPACK™1ModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC H...
Author: Daniela Otto
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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





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





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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.

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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.

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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]

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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]

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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]

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dateofpublication:2012-09-27

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revision:2.1 8

100

120

140

160

TechnischeInformation/technicalinformation

FS400R07A1E3_H5 VorläufigeDaten Preliminarydata

Schaltplan/circuitdiagram

J

Gehäuseabmessungen/packageoutlines

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dateofpublication:2012-09-27

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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.

Terms&Conditionsofusage 

Thedatacontainedinthisproductdatasheetisexclusivelyintendedfortechnicallytrainedstaff.Youandyourtechnical departmentswillhavetoevaluatethesuitabilityoftheproductfortheintendedapplicationandthecompletenessoftheproduct datawithrespecttosuchapplication. Thisproductdatasheetisdescribingthecharacteristicsofthisproductforwhichawarrantyisgranted.Anysuchwarrantyis grantedexclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.Therewillbenoguaranteeofanykindforthe productanditscharacteristics.Theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered. Shouldyourequireproductinformationinexcessofthedatagiveninthisproductdatasheetorwhichconcernsthespecific applicationofourproduct,pleasecontactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou(seewww.infineon.com,sales&contact). Forthosethatarespecificallyinterestedwemayprovideapplicationnotes. Duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.Forinformationonthetypesinquestionplease contactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou. ShouldyouintendtousetheProductinaviationapplications,inhealthorliveendangeringorlifesupportapplications,please notify.Pleasenote,thatforanysuchapplicationsweurgentlyrecommend -toperformjointRiskandQualityAssessments; -theconclusionofQualityAgreements; -toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey, andthatwemaymakedeliverydependedontherealization ofanysuchmeasures. Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers. Changesofthisproductdatasheetarereserved.

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revision:2.1 10