FP75R12KE3. Technische Information / Technical Information. Elektrische Eigenschaften / Electrical properties. IGBT-Module IGBT-Modules

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1 s Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage T vj = 25 C V RRM 16 V Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom maximum RMS current at Rectifier output T C = 8 C I RMSmax 115 A Durchlaßstrom Grenzeffektivwert prochip Forward current RMS maximum per Chip T C = 8 C I FRMSM 8 A Stoßstrom Grenzwert t P = 1 ms, T vj = 25 C I FSM 5 A surge forward current t P = 1 ms, T vj = 15 C 4 A Grenzlastintegral t P = 1 ms, T vj = 25 C I 2 t 125 A 2 s I 2 t - value t P = 1 ms, T vj = 15 C 8 A 2 s Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage T vj = 25 C V CES 1 V Kollektor-Dauergleichstrom Tc = 8 C I C,nom. 75 A DC-collector current T C = 25 C I C 15 A Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current t P = 1 ms, T C = 8 C I CRM 15 A Gesamt-Verlustleistung total power dissipation T C = 25 C P tot 35 W Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage V GES +/- V V Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current Grenzlastintegral I 2 t - value I F 75 A t P = 1 ms I FRM 15 A V R = V, t p = 1ms, T vj = 125 C I 2 t 1.19 A 2 s Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage T vj = 25 C V CES 1 V Kollektor-Dauergleichstrom T C = 8 C I C,nom. 4 A DC-collector current T C = 25 C I C 55 A Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current t P = 1 ms, T C = 8 C I CRM 8 A Gesamt-Verlustleistung total power dissipation T C = 25 C P tot W Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage V GES +/- V V Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Dauergleichstrom DC forward current I F 25 A Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current t P = 1 ms I FRM 5 A prepared by: Andreas Schulz date of publication: approved by: Robert Severin revision: 2 1(11)

2 s Modul Isolation/ Module Isolation Isolations-Prüfspannung insulation test voltage RMS, f = 5 Hz, t = 1 min. NTC connected to Baseplate V ISOL 2,5 kv Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier min. typ. max. Durchlaßspannung forward voltage T vj = 15 C, I F = 75 A V F - 1,15 - V Schleusenspannung threshold voltage T vj = 15 C V (TO) - -,8 V Ersatzwiderstand slope resistance T vj = 15 C r T - - 6,5 mω Sperrstrom reverse current T vj = 15 C, V R = 16 V I R ma Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip T C = 25 C R AA'+CC' mω Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter min. typ. max. Kollektor-Emitter Sättigungsspannung V GE = 15V, T vj = 25 C, I C = 75 A V CE sat - 1,7 2,15 V collector-emitter saturation voltage V GE = 15V, T vj = 125 C, I C = 75 A V Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage V CE = V GE, T vj = 25 C, I C = 3, ma V GE(TO) 5, 5,8 6,5 V Eingangskapazität input capacitance Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current f = 1MHz, T vj = 25 C V CE = 25 V, V GE = V C ies - 5,3 - nf V GE = V, T vj = 25 C, V CE = 1 V I CES ma V CE = V, V GE =V, T vj =25 C I GES na Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V turn on delay time (inductive load) V GE = ±15V, T vj = 25 C, R G = 5 Ohm t d,on ns V GE = ±15V, T vj = 125 C, R G = 5 Ohm ns Anstiegszeit (induktive Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V rise time (inductive load) V GE = ±15V, T vj = 25 C, R G = 5 Ohm t r ns V GE = ±15V, T vj = 125 C, R G = 5 Ohm ns Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V turn off delay time (inductive load) V GE = ±15V, T vj = 25 C, R G = 5 Ohm t d,off ns V GE = ±15V, T vj = 125 C, R G = 5 Ohm ns Fallzeit (induktive Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V fall time (inductive load) V GE = ±15V, T vj = 25 C, R G = 5 Ohm t f ns V GE = ±15V, T vj = 125 C, R G = 5 Ohm ns Einschaltverlustenergie pro Puls I C = I Nenn, V CC = 6 V turn-on energy loss per pulse V GE = ±15V, T vj = 125 C, R G = 5 Ohm E on - 9,4 - mws L σ = 45 nh Abschaltverlustenergie pro Puls I C = I Nenn, V CC = 6 V turn-off energy loss per pulse V GE = ±15V, T vj = 125 C, R G = 5 Ohm E off - 9,4 - mws L σ = 45 nh Kurzschlußverhalten t P 1µs, V GE 15V, R G = 5 Ohm SC Data T vj 125 C, V CC = 7 V I SC A 2(11)

3 s Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values min. typ. max. Modulinduktivität stray inductance module L σce nh Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip T C = 25 C R CC'+EE' mω Diode Wechselrichter/ Diode Inverter min. typ. max. Durchlaßspannung V GE = V, T vj = 25 C, I F = 75 A V F - 1,65 2,15 V forward voltage V GE = V, T vj = 125 C, I F = 75 A - 1,65 - V Rückstromspitze I F =I Nenn, - di F /dt = A/µs peak reverse recovery current V GE = -1V, T vj = 25 C, V R = 6 V I RM A V GE = -1V, T vj = 125 C, V R = 6 V A Sperrverzögerungsladung I F =I Nenn, - di F /dt = A/µs recovered charge V GE = -1V, T vj = 25 C, V R = 6 V Q r - 9,3 - µas V GE = -1V, T vj = 125 C, V R = 6 V - 16,3 - µas Abschaltenergie pro Puls I F =I Nenn, - di F /dt = A/µs reverse recovery energy V GE = -1V, T vj = 25 C, V R = 6 V E rec - 3,2 - mws V GE = -1V, T vj = 125 C, V R = 6 V - 6,5 - mws Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper min. typ. max. Kollektor-Emitter Sättigungsspannung V GE = 15V, T vj = 25 C, I C = 4 A V CE sat - 1,8 2,3 V collector-emitter saturation voltage V GE = 15V, T vj = 125 C, I C = 4 A - 2,15 - V Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage V CE = V GE, T vj = 25 C, I C = 1,5 ma V GE(TO) 5, 5,8 6,5 V Eingangskapazität input capacitance Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions f = 1MHz, T vj = 25 C V CE = 25 V, V GE = V C ies - 2,5 - nf V GE = V, T vj = 25 C, V CE = 1 V I CES - 5, 5 ma V CE = V, V GE = V, T vj = 25 C I GES na Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper min. typ. max. Durchlaßspannung T vj = 25 C, I F = 4 A V F - 1,95 2,5 V forward voltage T vj = 125 C, I F = 4 A - 2,5 - V Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions siehe Wechselrichter in Dbl FP4R12KE3 see inverter in datasheet FP4R12KE3 siehe Wechselrichter in Dbl FP25R12KE3 see inverter in datasheet FP25R12KE3 NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor min. typ. max. Nennwiderstand rated resistance T C = 25 C R kω Abweichung von R 1 deviation of R 1 T C = 1 C, R 1 = 493 Ω R/R -5 5 % Verlustleistung power dissipation B-Wert B-value T C = 25 C P 25 mw R 2 = R 1 exp [B(1/T 2-1/T 1 )] B 25/ K 3(11)

4 s Thermische Eigenschaften / Thermal properties min. typ. max. Innerer Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode R thjc - -,65 K/W thermal resistance, junction to case Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - -,35 K/W Diode Wechsr./ Diode Inverter - -,58 K/W Trans. Bremse/ Trans. Brake - -,6 K/W Diode Bremse/ Diode Brake - - 1,2 K/W Übergangs-Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode λpaste=1w/m*k R thck -,4 - K/W thermal resistance, case to heatsink Trans. Wechsr./ Trans. Inverter λ grease=1w/m*k -,2 - K/W Diode Wechsr./ Diode Inverter -,4 - K/W Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature T vj C Betriebstemperatur operation temperature T op C Lagertemperatur storage temperature T stg C Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation Al 2 O 3 CTI comperative tracking index 225 Anzugsdrehmoment f. mech. Befestigung Schraube M 5 M 3-6 Nm mounting torque screw M 5 Gewicht weight G 3 g Luftstrecke clearance Kriechstrecke creeping distance Pin-Erde Pin-GND Pin-Erde Pin-GND 7,5 mm 1 mm Transiente Thermische Eigenschaften / Transient Thermal properties IGBT-Wechselrichter IGBT-Inverter Diode-Wechselrichter Diode-Inverter r i [K/W] τ i [s] r i [K/W] τ i [s] 1 3,949E-2 2,345E-3 5,96E-2 3,333E-3 2 6,139E-2 2,8E-1 3,815E-1 3,429E-2 3 1,58E-1 2,8E-2 1,99E-1 1,294E-1 4 8,884E-2 1,128E-1 3,48E-2 7,662E-1 4(11)

5 s Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) I C = f (V CE ) Output characteristic Inverter (typical) V GE = 15 V Tvj = 25 C Tvj = 125 C IC [A] 8 6 4,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 V CE [V] Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) I C = f (V CE ) Output characteristic Inverter (typical) T vj = 125 C Vge=19V Vge=17V Vge=15V Vge=13V Vge=11V Vge=9V IC [A] 8 6 4,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 V CE [V] 5(11)

6 s Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) I C = f (V GE ) Transfer characteristic Inverter (typical) V CE = V Tvj=25 C Tvj=125 C IC [A] V GE [V] Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) I F = f (V F ) Forward characteristic of FWD Inverter (typical) Tvj = 25 C Tvj = 125 C IF [A] 8 6 4,5 1 1,5 2 2,5 3 V F [V] 6(11)

7 s Schaltverluste Wechselr. (typisch) E on = f (I C ), E off = f (I C ), E rec = f (I C ) V CC = Switching losses Inverter (typical) T j = 125 C, V GE = ±15 V, R Gon = R Goff = 6 V 4,7 Ohm 3 25 Eon Eoff Erec E [mws] I C [A] 25 Schaltverluste Wechselr. (typisch) E on = f (R G ), E off = f (R G ), E rec = f (R G ) Switching losses Inverter (typical) T j = 125 C, V GE = +-15 V, I c = I nenn, V CC = 6 V Eon Eoff Erec E [mws] R G [Ω] 7(11)

8 s Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter Z thjc = f (t) 1 Zth-IGBT Zth-FWD ZthJC [K/W],1 Ri und ti-werte siehe S. 4 Ri and ti-values see P. 4,1,1,1,1 1 1 t [s] 16 Sicherer Arbeitsbereich IGBT-Wechselr. (RBSOA) Reverse bias save operating area (RBSOA) V GE = 15V, T j = 125 C IC,Modul IC,Chip IC [A] V CE [V] 8(11)

9 s Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) I C = f (V CE ) Output characteristic brake-chopper-igbt (typical) V GE = 15 V Tvj = 25 C Tvj = 125 C 5 IC [A] 4 3 1,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 V CE [V] 8 Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) I F = f (V F ) Forward characteristic of brake-chopper-fwd (typical) Tvj = 25 C Tvj = 125 C IF [A] 4 3 1,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 V F [V] 9(11)

10 s Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) I F = f (V F ) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical) Tvj = 25 C Tvj = 15 C IF [A] 8 6 4,2,4,6,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 V F [V] NTC- Temperaturkennlinie (typisch) NTC- temperature characteristic (typical) R = f (T) 1 Rtyp 1 R[Ω] T C [ C] 1(11)

11 s Schaltplan/ Circuit diagram NTC 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)

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