Datenblatt / Data sheet

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1 TZ53N TZ53N Kenndaten Elektrische Eigenschaften Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Periodische Vorwärts- und Rückwärts-Spitzensperrspannung repetitive peak forward off-state and reverse voltages T vj = -4 C... T vj max V DRM,V RRM V V Vorwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak forward off-state voltage Rückwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak reverse voltage T vj = -4 C... T vj max V DSM 3 34 T vj = +25 C... T vj max V RSM V V V V Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert maximum RMS on-state current Dauergrenzstrom average on-state current Stoßstrom-Grenzwert surge current Grenzlastintegral I²t-value Kritische Stromsteilheit critical rate of rise of on-state current Kritische Spannungssteilheit critical rate of rise of off-state voltage T C = 85 C T C = 3 C T vj = 25 C, t P = 1 ms T vj = T vj max, t P = 1 ms T vj = 25 C, t P = 1 ms T vj = T vj max, t P = 1 ms DIN IEC f = 5 Hz, i GM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs T vj = T vj max, v D =,67 V DRM 6.Kennbuchstabe / 6 th letter C 6.Kennbuchstabe / 6 th letter F I TRMSM 15 A I TAVM I TSM I²t (di T/dt) cr (dv D/dt) cr 5 1 A A A A A²s A²s 8 A/µs V/µs V/µs Charakteristische Werte / Characteristic values Durchlaßspannung on-state voltage Schleusenspannung threshold voltage Ersatzwiderstand slope resistance Zündstrom gate trigger current Zündspannung gate trigger voltage Nicht zündender Steuerstrom gate non-trigger current Nicht zündende Steuerspannung gate non-trigger voltage Haltestrom holding current Einraststrom latching current Vorwärts- und Rückwärts-Sperrstrom forward off-state and reverse current Zündverzug gate controlled delay time T vj = T vj max, i T = 3 A v T max. 2,65 V T vj = T vj max V (TO) 1,5 V T vj = T vj max r T,49 mω T vj = 25 C, v D = 6 V I GT max. 25 ma T vj = 25 C, v D = 6 V V GT max. 2 V T vj = T vj max, v D = 6 V I GD max. T vj = T vj max, v D =,5 V DRM max. T vj = T vj max, v D =,5 V DRM V GD max.,25 V 1 5 ma ma T vj = 25 C, v D = 6 V, R A = 5 Ω I H max. 5 ma T vj = 25 C, v D = 6 V, R GK 1 Ω i GM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs, t g = 2 µs I L max. 25 ma T vj = T vj max i D, i R max. 25 ma v D = V DRM, v R = V RRM DIN IEC T vj = 25 C,i GM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs t gd max. 4 µs prepared by: C.Drilling date of publication: approved by: J. Novotny revision: 1 BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 1/12

2 TZ53N Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Freiwerdezeit circuit commutated turn-off time T vj = T vj max, i TM = I TAVM v RM = 1 V, v DM =,67 V DRM dv D/dt = 2 V/µs, -di T/dt = 1 A/µs 5.Kennbuchstabe / 5 th letter O t q typ. 4 µs Isolations-Prüfspannung insulation test voltage RMS, f = 5 Hz, t = 1 min RMS, f = 5 Hz, t = 1 sec V ISOL 3, 3,6 kv kv Thermische Eigenschaften Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case pro Modul / per Module, Θ = 18 sin pro Modul / per Module, DC R thjc max. max.,45,435 C/W C/W Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature Betriebstemperatur operating temperature Lagertemperatur storage temperature pro Modul / per Module R thch max.,1 C/W T vj max 125 C T c op C T stg C Mechanische Eigenschaften Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Gehäuse, siehe Anlage case, see annex Si-Element mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact Innere Isolation internal insulation Anzugsdrehmoment für mechanische Anschlüsse mounting torque Anzugsdrehmoment für elektrische Anschlüsse terminal connection torque Steueranschlüsse control terminals Gewicht weight Kriechstrecke creepage distance Schwingfestigkeit vibration resistance Seite 3 page 3 Toleranz / Tolerance ± 15% M1 6 Nm Toleranz / Tolerance ± 1% M2 18 Nm AlN DIN A 2,8 x,8 G typ. 275 g 36 mm f = 5 Hz 5 m/s² file-no. E Mit diesem Datenblatt werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Es gilt in Verbindung mit den zugehörigen technischen Erläuterungen. This data sheet specifies semiconductor devices, but promises no characteristics. It is valid in combination with the belonging technical notes. BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 2/12

3 TZ53N Maßbild Maßbild Maßbild TZ BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 3/12

4 TZ53N R,T Werte Di R,T-Werte Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thjc für DC Analytical elements of transient thermal impedance Z thjc for DC Pos. n R thn [ C/W],11,275,942,23157,721 τ n [s],1,188,3347 4,994 9,98 Analytische Funktion / Analytical function: Z thjc n max n=1 R thn 1 - e t n Verstärkte Kühlung / Forced cooling 1 Modul pro Kühlkörper / 1 module per heatsink Kühlkörper / Heatsink type: KW 7 (4l/min) Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes Z thca Analytical elements of transient thermal impedance Z thca Pos. n R thn [ C/W],214,35,245 τ n [s] 9, ,3 Analytische Funktion / Analytical function: Z thca n max n=1 R thn 1 - e t n BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 4/12

5 TZ53N,5 Diagramme,4 Trans. Wärmewiderstand bei Sinus 18 Θ= 6 12 DC,3,2,1,,1,1,1 t [s] Transienter innerer Wärmewiderstand je Zweig / Transient thermal impedance per arm Z thjc = f(t) Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current,5,4 Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ Trans. Wärmewiderstand bei Rechteck 18 Θ= 6 18,3,2,1,,1,1 1 t [s] 1 1 Transienter innerer Wärmewiderstand je Zweig / Transient thermal impedance per arm Z thjc = f(t) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 5/12

6 TZ53N 25 Diagramme Durchgangsverluste bei Sinus 9 6 = I TAV [A] 8 1 Durchlassverlustleistung je Zweig / On-state power loss per arm P TAV = f(i TAV) 3 Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Strombelastung je Zweig / Current load per arm Berechnungsgrundlage P TAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base P TAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle Θ Durchgangsverluste bei Rechteck = DC I TAV [A] Durchlassverlustleistung je Zweig / On-state power loss per arm P TAV = f(i TAV) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Strombelastung je Zweig / Current load per arm Berechnungsgrundlage P TAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base P TAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle Θ BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 6/12

7 TZ53N Gehäusetemperatur bei Sinus = I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) 14 Sinusförmiger Strom / Sinusoidal current Strombelastung je Zweig / Current load per arm Berechnungsgrundlage P TAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base P TAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ Gehäusetemperatur bei Rechteck = DC I TAVM [A] Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Maximum allowable case temperature T C = f(i TAVM) Rechteckförmiger Strom / Rectangular current Strombelastung je Zweig / Current load per arm Berechnungsgrundlage P TAV (Schaltverluste gesondert berücksichtigen) Calculation base P TAV (switching losses should be considered separately) Parameter: Stromflußwinkel Θ / Current conduction angle Θ BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 7/12

8 , N TZ53N 5 4,1,15 R thca [ C/W] B2 I D + Maximaler Strom bei B2 und B6 R-Last R-load 3,2,3 - L-Last L-load 2,4 1,6,8,1,15,2, T A [ C] I D [A] Höchstzulässiger Ausgangsstrom / Maximum rated output current I D B2- Zweipuls-Brückenschaltung / Two-pulse bridge circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit P tot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäusen und Umgebung / Thermal resistance cases to ambient R thca 6,1 R thca [ C/W] B6 I D + 5,15 3 4,2-3 2,25,3,4,6 1,1,15,2, T A [ C] I D [A] Höchstzulässiger Ausgangsstrom / Maximum rated output current I D B6- Sechspuls-Brückenschaltung / Six-pulse bridge circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit P tot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäusen und Umgebung / Thermal resistance cases to ambient R thca BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 8/12

9 TZ53N 3 25,2,1 R thca [ C/W] W 1C I Maximaler Strom RMS bei W1C und W3C 2,3,4 15,6 1 5,8,1,15,2,3,4, T A [ C] I RMS [A] Höchstzulässiger Effektivstrom / Maximum rated RMS current I RMS W1C - Einphasen-Wechselwegschaltung / Single-phase inverse parallel circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit P tot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäuse und Umgebung / Thermal resistance case to ambient R thca 6,1 R thca [ C/W] W 3C I RMS 5,15 4,2 3,25,3 2,4,6 1,1,15,2, T A [ C] I RMS [A] Höchstzulässiger Effektivstrom / Maximum rated RMS current I RMS W3C - Dreiphasen-Wechselwegschaltung / Three-phase inverse parallel circuit Gesamtverlustleistung der Schaltung / Total power dissipation at circuit P tot Parameter: Wärmewiderstand zwischen den Gehäusen und Umgebung / Thermal resistance cases to ambient R thca BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 9/12

10 1 TZ53N Steuercharakteristik 1 a b c 1,1 1 1 i G [ma] 1 1 Steuercharakteristik v G = f (i G) mit Zündbereichen für V D = 6 V Gate characteristic v G = f (i G) with triggering area for V D = 6 V Höchstzulässige Spitzensteuerverlustleistung / Maximum rated peak gate power dissipation P GM = f (t g) : 1 a - 2 W/1ms b - 4 W/1ms c - 6 W/,5ms Zündverzug 1 1 a 1 b,1 1 1 i GM [ma] 1 1 Zündverzug / Gate controlled delay time t gd = f(i G) T vj = 25 C, di G/dt = i GM/1µs a - maximaler Verlauf / Limiting characteristic b - typischer Verlauf / Typical characteristic BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 1/12

11 TZ53N 1 Sperrverzögerungsladung i TM = 2A 1A 5A 2A 1A 5A di/dt [A/µs] 1 Sperrverzögerungsladung / Recovered charge Q r = f(-di/dt) T vj = T vjmax, v R,5 V RRM, v RM =,8 V RRM 14. Parameter: Durchlaßstrom / On-state current i TM Grenzstrom a T a = 25 C 4. b 2.,1,1 t [s] 1 Grenzstrom / Maximum overload on-state current I T(OV)M = f(t), v RM =,8 V RRM a: Leerlauf / No-load conditions b: nach Belastung mit I TAVM / after load with I TAVM T A = 25 C, Wasserkühlung / water cooling BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 11/12

12 TZ53N I Überstrom TAV (vor) = A 25 A 4 A 52 A 6 A 65 A 4. 2.,1, t [s] Überstrom je Zweig / Overload on-state current I T(OV) B6- Sechspuls-Brückenschaltung, 12 Rechteck / Six-pulse bridge circuit, 12 rectangular Kühlkörper / Heatsink type KW7 ( 4l/min. ) Wasserkühlung / water cooling at T A = 25 C Parameter: Vorlaststrom je Zweig / Pre-load current per arm I TAV(vor) BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 12/12

13 utzungsbedingungen Die in diesem Produktdatenblatt enthaltenen Daten sind ausschließlich für technisch geschultes Fachpersonal bestimmt. Die Beurteilung der Geeignetheit dieses Produktes für die von Ihnen anvisierte Anwendung sowie die Beurteilung der Vollständigkeit der bereitgestellten Produktdaten für diese Anwendung obliegt Ihnen bzw. Ihren technischen Abteilungen. In diesem Produktdatenblatt werden diejenigen Merkmale beschrieben, für die wir eine liefervertragliche Gewährleistung übernehmen. Eine solche Gewährleistung richtet sich ausschließlich nach Maßgabe der im jeweiligen Liefervertrag enthaltenen Bestimmungen. Garantien jeglicher Art werden für das Produkt und dessen Eigenschaften keinesfalls übernommen. Sollten Sie von uns Produktinformationen benötigen, die über den Inhalt dieses Produktdatenblatts hinausgehen und insbesondere eine spezifische Verwendung und den Einsatz dieses Produktes betreffen, setzen Sie sich bitte mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in Verbindung (siehe Vertrieb&Kontakt). Für Interessenten halten wir Application Notes bereit. Aufgrund der technischen Anforderungen könnte unser Produkt gesundheitsgefährdende Substanzen enthalten. Bei Rückfragen zu den in diesem Produkt jeweils enthaltenen Substanzen setzen Sie sich bitte ebenfalls mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in Verbindung. Sollten Sie beabsichtigen, das Produkt in gesundheits- oder lebensgefährdenden oder lebenserhaltenden Anwendungsbereichen einzusetzen, bitten wir um Mitteilung. Wir weisen darauf hin, dass wir für diese Fälle - die gemeinsame Durchführung eines Risiko- und Qualitätsassessments; - den Abschluss von speziellen Qualitätssicherungsvereinbarungen; - die gemeinsame Einführung von Maßnahmen zu einer laufenden Produktbeobachtung dringend empfehlen und gegebenenfalls die Belieferung von der Umsetzung solcher Maßnahmen abhängig machen. Soweit erforderlich, bitten wir Sie, entsprechende Hinweise an Ihre Kunden zu geben. Inhaltliche Änderungen dieses Produktdatenblatts bleiben vorbehalten. Terms & Conditions of usage The data contained in this product data sheet is exclusively intended for technically trained staff. You and your technical departments will have to evaluate the suitability of the product for the intended application and the completeness of the product data with respect to such application. This product data sheet is describing the characteristics of this product for which a warranty is granted. Any such warranty is granted exclusively pursuant the terms and conditions of the supply agreement. There will be no guarantee of any kind for the product and its characteristics. Should you require product information in excess of the data given in this product data sheet or which concerns the specific application of our product, please contact the sales office, which is responsible for you (see sales&contact). For those that are specifically interested we may provide application notes. Due to technical requirements our product may contain dangerous substances. For information on the types in question please contact the sales office, which is responsible for you. Should you intend to use the Product in health or live endangering or life support applications, please notify. Please note, that for any such applications we urgently recommend - to perform joint Risk and Quality Assessments; - the conclusion of Quality Agreements; - to establish joint measures of an ongoing product survey, and that we may make delivery depended on the realization of any such measures. If and to the extent necessary, please forward equivalent notices to your customers. Changes of this product data sheet are reserved.