FP40R12KE3G. TechnischeInformation/TechnicalInformation. ModuleLabelCode BarcodeCode128. IGBT-Module IGBT-modules

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1 EconoPIM 3ModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC EconoPIM 3modulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandNTC VCES = 12V IC nom = 4 / ICRM = 8 Typischenwendungen Typicalpplications Hilfsumrichter uxiliaryinverters Medizinischenwendungen Medicalpplications Motorantriebe MotorDrives Servoumrichter ServoDrives ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures NiedrigeSchaltverluste LowSwitchingLosses VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit HighPowerandThermalCyclingCapability IntegrierterNTCTemperaturSensor IntegratedNTCtemperaturesensor Kupferbodenplatte CopperBasePlate Lötverbindungstechnik SolderContactTechnology Standardgehäuse StandardHousing ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code ContentoftheCode ModuleSerialNumber ModuleMaterialNumber ProductionOrderNumber Datecode(ProductionYear) Datecode(ProductionWeek) Digit ULapproved(E83335) 1

2 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage VCES 12 V TC = 8 C, Tvj max = 15 C TC = 25 C, Tvj max = 15 C IC nom tp = 1 ms ICRM 8 TC = 25 C, Tvj max = 15 Ptot 2 W VGES +/-2 V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage Gateladung Gatecharge InternerGatewiderstand Internalgateresistor Eingangskapazität Inputcapacitance Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 4, VGE = 15 V IC = 4, VGE = 15 V IC VCE sat ,8 2,15 2,3 V V IC = 1,5 m, VCE = VGE, VGEth 5, 5,8 6,5 V VGE = -15 V V QG,33 µc RGint 6, Ω f = 1 MHz,, VCE = 25 V, VGE = V Cies 2,5 nf f = 1 MHz,, VCE = 25 V, VGE = V Cres,9 nf VCE = 12 V, VGE = V, ICES 1, m VCE = V, VGE = 2 V, IGES n IC = 4, VCE = 6 V RGon = 13 Ω td on,9,9 nstiegszeit,induktivelast Risetime,inductiveload IC = 4, VCE = 6 V RGon = 13 Ω tr,3,5 bschaltverzögerungszeit,induktivelast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 4, VCE = 6 V RGoff = 13 Ω td off,42,52 Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 4, VCE = 6 V RGoff = 13 Ω tf,7,9 EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 4, VCE = 6 V, LS = 45 nh RGon = 13 Ω Eon 4, 4,6 bschaltverlustenergiepropuls Turn-offenergylossperpulse IC = 4, VCE = 6 V, LS = 45 nh RGoff = 13 Ω Eoff 3, 4,2 Kurzschlußverhalten SCdata Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper Thermalresistance,casetoheatsink TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions VGE 15 V, VCC = 72 V VCEmax = VCES -LsCE di/dt tp, proigbt/perigbt RthJC,6 K/W proigbt/perigbt λpaste=1w/(m K)/λgrease=1W/(m K) ISC 16 RthCH,135 K/W Tvj op C 2

3 Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage Dauergleichstrom ContinuousDCforwardcurrent PeriodischerSpitzenstrom Repetitivepeakforwardcurrent Grenzlastintegral I²t-value VRRM 12 V IF 4 tp = 1 ms IFRM 8 VR = V, tp = ms, I²t 32 ²s CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. Durchlassspannung Forwardvoltage Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 4, VGE = V IF = 4, VGE = V IF = 4, - dif/dt = 9 / (Tvj=125 C) VR = 6 V VGE = -15 V VF IRM 1,75 1,75 39, 38, 2,3 V V Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 4, - dif/dt = 9 / (Tvj=125 C) VR = 6 V VGE = -15 V Qr 4,2 7,8 µc µc bschaltenergiepropuls Reverserecoveryenergy IF = 4, - dif/dt = 9 / (Tvj=125 C) VR = 6 V VGE = -15 V Erec 1,35 3,45 Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase prodiode/perdiode RthJC,95 K/W Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper Thermalresistance,casetoheatsink TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions prodiode/perdiode λpaste=1w/(m K)/λgrease=1W/(m K) RthCH,215 K/W Tvj op C Diode,Gleichrichter/Diode,Rectifier HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage DurchlassstromGrenzeffektivwertproChip MaximumRMSforwardcurrentperchip GleichrichterusgangGrenzeffektivstrom MaximumRMScurrentatrectifieroutput StoßstromGrenzwert Surgeforwardcurrent Grenzlastintegral I²t-value VRRM 16 V TC = 8 C IFRMSM 6 TC = 8 C IRMSM 8 tp = ms, tp = ms, Tvj = 15 C tp = ms, tp = ms, Tvj = 15 C CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. Durchlassspannung Forwardvoltage Sperrstrom Reversecurrent Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper Thermalresistance,casetoheatsink TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions IFSM I²t Tvj = 15 C, IF = 4 VF 1, V ²s ²s Tvj = 15 C, VR = 16 V IR 1, m prodiode/perdiode RthJC,9 K/W prodiode/perdiode λpaste=1w/(m K)/λgrease=1W/(m K) RthCH,25 K/W Tvj op C 3

4 IGBT,Brems-Chopper/IGBT,Brake-Chopper HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage VCES 12 V TC = 8 C, Tvj max = 15 C TC = 25 C, Tvj max = 15 C IC nom tp = 1 ms ICRM 8 TC = 25 C, Tvj max = 15 Ptot 2 W VGES +/-2 V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage Gateladung Gatecharge InternerGatewiderstand Internalgateresistor Eingangskapazität Inputcapacitance Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 4, VGE = 15 V IC = 4, VGE = 15 V IC VCE sat ,8 2,15 2,3 V V IC = 1,5 m, VCE = VGE, VGEth 5, 5,8 6,5 V VGE = -15 V V QG,33 µc RGint 6, Ω f = 1 MHz,, VCE = 25 V, VGE = V Cies 2,5 nf f = 1 MHz,, VCE = 25 V, VGE = V Cres,9 nf VCE = 12 V, VGE = V, ICES 1, m VCE = V, VGE = 2 V, IGES n IC = 4, VCE = 6 V RGon = 27 Ω td on,9,9 nstiegszeit,induktivelast Risetime,inductiveload IC = 4, VCE = 6 V RGon = 27 Ω tr,3,5 bschaltverzögerungszeit,induktivelast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 4, VCE = 6 V RGoff = 27 Ω td off,42,52 Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 4, VCE = 6 V RGoff = 27 Ω tf,7,9 EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 4, VCE = 6 V, LS = 5 nh RGon = 27 Ω Eon 4, 6, bschaltverlustenergiepropuls Turn-offenergylossperpulse IC = 4, VCE = 6 V, LS = 5 nh RGoff = 27 Ω Eoff 3, 4,2 Kurzschlußverhalten SCdata Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper Thermalresistance,casetoheatsink TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions VGE 15 V, VCC = 72 V VCEmax = VCES -LsCE di/dt tp, proigbt/perigbt RthJC,6 K/W proigbt/perigbt λpaste=1w/(m K)/λgrease=1W/(m K) ISC 16 RthCH,135 K/W Tvj op C 4

5 Diode,Brems-Chopper/Diode,Brake-Chopper HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage Dauergleichstrom ContinuousDCforwardcurrent PeriodischerSpitzenstrom Repetitivepeakforwardcurrent Grenzlastintegral I²t-value VRRM 12 V IF 15 tp = 1 ms IFRM 3 VR = V, tp = ms, I²t 6, ²s CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. Durchlassspannung Forwardvoltage Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 15, VGE = V IF = 15, VGE = V IF = 15, - dif/dt = 4 / (Tvj=125 C) VR = 6 V IRM VF 1,65 1,65 16, 15, 2,2 V V Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 15, - dif/dt = 4 / (Tvj=125 C) VR = 6 V Qr 1,8 3, µc µc bschaltenergiepropuls Reverserecoveryenergy IF = 15, - dif/dt = 4 / (Tvj=125 C) VR = 6 V Erec,55 1, Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper Thermalresistance,casetoheatsink TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions prodiode/perdiode RthJC 1,5 K/W prodiode/perdiode λpaste=1w/(m K)/λgrease=1W/(m K) RthCH,34 K/W Tvj op C NTC-Widerstand/NTC-Thermistor CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. Nennwiderstand Ratedresistance bweichungvonr DeviationofR Verlustleistung Powerdissipation B-Wert B-value B-Wert B-value B-Wert B-value ngabengemäßgültigerpplicationnote. Specificationaccordingtothevalidapplicationnote. TC = 25 C R25 5, kω TC = C, R = 493 Ω R/R -5 5 % TC = 25 C P25 2, mw R2 = R25 exp [B25/5(1/T2-1/(298,15 K))] B25/ K R2 = R25 exp [B25/8(1/T2-1/(298,15 K))] B25/ K R2 = R25 exp [B25/(1/T2-1/(298,15 K))] B25/ 3433 K 5

6 Modul/Module Isolations-Prüfspannung Isolationtestvoltage MaterialModulgrundplatte Materialofmodulebaseplate InnereIsolation Internalisolation Kriechstrecke Creepagedistance Luftstrecke Clearance VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper Thermalresistance,casetoheatsink Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule Modulleitungswiderstand,nschlüsse- Chip Moduleleadresistance,terminals-chip Lagertemperatur Storagetemperature nzugsdrehmomentf.modulmontage Mountingtorqueformodulmounting Gewicht Weight RMS, f = 5 Hz, t = 1 min VISOL 2,5 kv Cu Basisisolierung(Schutzklasse1,EN6114) basicinsulation(class1,iec6114) Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal I23 CTI > 2 promodul/permodule λpaste=1w/(m K)/λgrease=1W/(m K), 7,5 min. typ. max. mm mm RthCH,9 K/W LsCE 6 nh TC=25 C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' R'+CC' 7, 4, Tstg C SchraubeM5-Montagegem.gültigerpplikationsschrift ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote mω M 3, - 6, Nm G 3 g bei Betrieb mit Vge = V/+15V empfehlen wir einen Rgon,min von 27 Ohm und eine Rgoff,min von 27 Ohm (siehe N 26-1) for operation with Vge= V/+15V we recommend a Rgon,min of 27 ohms and a Rgoff,min of 27 ohms (see N 26-1) 6

7 usgangskennlinieigbt,wechselrichter(typisch) outputcharacteristicigbt,inverter(typical) IC=f(VCE) VGE=15V usgangskennlinienfeldigbt,wechselrichter(typisch) outputcharacteristicigbt,inverter(typical) IC=f(VCE) Tvj=125 C VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V 5 5 IC [] 4 IC [] ,,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 VCE [V],,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 5, VCE [V] ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch) transfercharacteristicigbt,inverter(typical) IC=f(VGE) VCE=2V SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesigbt,inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=13Ω,RGoff=13Ω,VCE=6V Eon, Eoff, IC [] 4 E [] VGE [V] IC [] 7

8 SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesigbt,inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=4,VCE=6V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceigbt,inverter ZthJC=f(t) 9 Eon, Eoff, 1 ZthJC : IGBT E [] 5 4 ZthJC [K/W], RG [Ω] i: ri[k/w]: τi[s]: 1,6769,2345 2,279,28 3,1523,1128 4,52,282,1,1,1,1 1 t [s] SichererRückwärts-rbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSO) reversebiassafeoperatingareaigbt,inverter(rbso) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=13Ω,Tvj=125 C 9 IC, Modul IC, Chip 8 7 DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofdiode,inverter(typical) IF=f(VF) IC [] 5 4 IF [] VCE [V],,5 1, 1,5 2, 2,5 3, VF [V] 8

9 SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesdiode,inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=13Ω,VCE=6V SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesdiode,inverter(typical) Erec=f(RG) IF=4,VCE=6V 5, 4,5 Erec, 4, 3,5 Erec, 4, 3,5 3, 3, 2,5 E [] 2,5 E [] 2, 2, 1,5 1,5 1, 1,,5,5, IF [], RG [Ω] TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedancediode,inverter ZthJC=f(t) DurchlasskennliniederDiode,Gleichrichter(typisch) forwardcharacteristicofdiode,rectifier(typical) IF=f(VF) 1 ZthJC : Diode 8 7 Tvj = 15 C 6 5 ZthJC [K/W],1 IF [] i: ri[k/w]: τi[s]: 1,9674,3333 2,6249,3429 3,18,1294 4,571,7662,1,1,1,1 1 t [s],,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 VF [V] 9

10 usgangskennlinieigbt,brems-chopper(typisch) outputcharacteristicigbt,brake-chopper(typical) IC=f(VCE) VGE=15V DurchlasskennliniederDiode,Brems-Chopper(typisch) forwardcharacteristicofdiode,brake-chopper(typical) IF=f(VF) IC [] 4 IF [] ,,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 VCE [V],,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, VF [V] NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) Rtyp R[Ω] TC [ C]

11 Schaltplan/circuit_diagram_headline Gehäuseabmessungen/packageoutlines Infineon 11

12 12 TechnischeInformation/TechnicalInformation Nutzungsbedingungen DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilung dereignungdiesesproduktesfürihrenwendungsowiediebeurteilungdervollständigkeitderbereitgestelltenproduktdatenfürdiese nwendungobliegtihnenbzw.ihrentechnischenbteilungen. IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistungübernehmen.Eine solchegewährleistungrichtetsichausschließlichnachmaßgabederimjeweiligenliefervertragenthaltenenbestimmungen.garantien jeglicherrtwerdenfürdasproduktunddesseneigenschaftenkeinesfallsübernommen.diengabenindengültigennwendungs-und MontagehinweisendesModulssindzubeachten. SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine spezifischeverwendungunddeneinsatzdiesesproduktesbetreffen,setzensiesichbittemitdemfürsiezuständigenvertriebsbüroin Verbindung(siehewww.infineon.com,Vertrieb&Kontakt).FürInteressentenhaltenwirpplicationNotesbereit. ufgrunddertechnischennforderungenkönnteunserproduktgesundheitsgefährdendesubstanzenenthalten.beirückfragenzudenin diesemproduktjeweilsenthaltenensubstanzensetzensiesichbitteebenfallsmitdemfürsiezuständigenvertriebsbüroinverbindung. SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoderlebenserhaltenden nwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirummitteilung.wirweisendaraufhin,dasswirfürdiesefälle -diegemeinsamedurchführungeinesrisiko-undqualitätsassessments; -denbschlussvonspeziellenqualitätssicherungsvereinbarungen; -diegemeinsameeinführungvonmaßnahmenzueinerlaufendenproduktbeobachtungdringendempfehlenund gegebenenfallsdiebelieferungvonderumsetzungsolchermaßnahmenabhängigmachen. Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben. InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten. Terms&Conditionsofusage Thedatacontainedinthisproductdatasheetisexclusivelyintendedfortechnicallytrainedstaff.Youandyourtechnicaldepartmentswill havetoevaluatethesuitabilityoftheproductfortheintendedapplicationandthecompletenessoftheproductdatawithrespecttosuch application. Thisproductdatasheetisdescribingthecharacteristicsofthisproductforwhichawarrantyisgranted.nysuchwarrantyisgranted exclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.therewillbenoguaranteeofanykindfortheproductandits characteristics.theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered. Shouldyourequireproductinformationinexcessofthedatagiveninthisproductdatasheetorwhichconcernsthespecificapplicationof ourproduct,pleasecontactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou(seewww.infineon.com).forthosethatarespecifically interestedwemayprovideapplicationnotes. Duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.Forinformationonthetypesinquestionpleasecontactthe salesoffice,whichisresponsibleforyou. ShouldyouintendtousetheProductinaviationapplications,inhealthorliveendangeringorlifesupportapplications,pleasenotify.Please note,thatforanysuchapplicationsweurgentlyrecommend -toperformjointriskandqualityssessments; -theconclusionofqualitygreements; -toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey,andthatwemaymakedeliverydependedon therealizationofanysuchmeasures. Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers. Changesofthisproductdatasheetarereserved.