FP15R12KS4C. Technische Information / Technical Information. Elektrische Eigenschaften / Electrical properties. IGBT-Module IGBT-Modules

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1 Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage Durchlaßstrom Grenzeffektivwert RMS forward current per chip Dauergleichstrom DC forward current V RRM 16 V I FRMSM 4 A T C = 8 C I d A Stoßstrom Grenzwert t P = ms, T vj = 2 C I FSM 3 A surge forward current t P = ms, T vj = C 23 A Grenzlastintegral t P = ms, T vj = 2 C I 2 t 4 A 2 s I 2 t - value t P = ms, T vj = C 26 A 2 s Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage V CES 12 V Kollektor-Dauergleichstrom Tc = 8 C I C,nom. A DC-collector current T C = 2 C I C 3 A Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current Gesamt-Verlustleistung total power dissipation Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage t P = 1 ms, T C = 8 C I CRM 3 A T C = 2 C P tot 18 W V GES +/- 2V V Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current Grenzlastintegral I 2 t - value Tc = 8 C I F A t P = 1 ms I FRM 3 A V R = V, t p = ms, T vj = 12 C I 2 t 12 A 2 s Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage V CES 12 V Kollektor-Dauergleichstrom T C = 8 C I C,nom. A DC-collector current T C = 2 C I C 2 A Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current Gesamt-Verlustleistung total power dissipation Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current t P = 1 ms, T C = 8 C I CRM 2 A T C = 2 C P tot W V GES +/- 2V V Tc = 8 C I F A t P = 1 ms I FRM 2 A prepared by: A.Schulz date of publication: approved by: M.Hierholzer revision: 2 1/11

2 Modul Isolation/ Module Isolation Isolations-Prüfspannung insulation test voltage RMS, f = Hz, t = 1 min. NTC connected to Baseplate V ISOL 2, kv Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier min. typ. max. Durchlaßspannung forward voltage Schleusenspannung threshold voltage Ersatzwiderstand slope resistance Sperrstrom reverse current Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip T vj = C, I F = A V F -,9 - V T vj = C V (TO) - -,8 V T vj = C r T - -, mω T vj = C, V R = 16 V I R ma T C = 2 C R AA'+CC' mω Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter min. typ. max. Kollektor-Emitter Sättigungsspannung V GE = V, T vj = 2 C, I C = A V CE sat - 3,2 3,7 V collector-emitter saturation voltage V GE = V, T vj = 12 C, I C = A - 3,8 - V Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage Eingangskapazität input capacitance Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current V CE = V GE, T vj = 2 C, I C =,6 ma V GE(TO) 4,, 6, V f = 1MHz, T vj = 2 C V CE = 2 V, V GE = V C ies - 1, - nf V GE = V, T vj = 2 C, V CE = 12 V I CES - - V CE = V, V GE =2V, T vj =2 C I GES na Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V turn on delay time (inductive load) V GE = ±V, T vj = 2 C, R G = 47 Ohm t d,on ns V GE = ±V, T vj = 12 C, R G = 47 Ohm ns Anstiegszeit (induktive Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V rise time (inductive load) V GE = ±V, T vj = 2 C, R G = 47 Ohm t r - - ns V GE = ±V, T vj = 12 C, R G = 47 Ohm - - ns Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V turn off delay time (inductive load) V GE = ±V, T vj = 2 C, R G = 47 Ohm t d,off ns V GE = ±V, T vj = 12 C, R G = 47 Ohm ns Fallzeit (induktive Last) I C = I Nenn, V CC = 6 V fall time (inductive load) V GE = ±V, T vj = 2 C, R G = 47 Ohm t f - - ns V GE = ±V, T vj = 12 C, R G = 47 Ohm ns Einschaltverlustenergie pro Puls I C = I Nenn, V CC = 6 V turn-on energy loss per pulse V GE = ±V, T vj = 12 C, R G = 47 Ohm E on mws Abschaltverlustenergie pro Puls I C = I Nenn, V CC = 6 V turn-off energy loss per pulse V GE = ±V, T vj = 12 C, R G = 47 Ohm E off mws Kurzschlußverhalten t P µs, V GE V, R G = 47 Ohm SC Data T vj 12 C, V CC = 72 V I SC A L S = L S = di/dt = 7 nh 7 nh 12 A/µs ma 2/11

3 Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Modulinduktivität stray inductance module Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip min. typ. max. L σce - - nh T C = 2 C R CC'+EE' mω Diode Wechselrichter/ Diode Inverter min. typ. max. Durchlaßspannung V GE = V, T vj = 2 C, I F = A V F - 1,7 2,1 V forward voltage V GE = V, T vj = 12 C, I F = A - 1,6 - V Rückstromspitze I F =I Nenn, - di F /dt = A/µs peak reverse recovery current V GE = -V, T vj = 2 C, V R = 6 V I RM A V GE = -V, T vj = 12 C, V R = 6 V A Sperrverzögerungsladung I F =I Nenn, - di F /dt = A/µs recovered charge V GE = -V, T vj = 2 C, V R = 6 V Q r - 1,6 - µas V GE = -V, T vj = 12 C, V R = 6 V - 3,2 - µas Abschaltenergie pro Puls I F =I Nenn, - di F /dt = A/µs reverse recovery energy V GE = -V, T vj = 2 C, V R = 6 V E RQ -, - mws V GE = -V, T vj = 12 C, V R = 6 V - 1,2 - mws Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper min. typ. max. Kollektor-Emitter Sättigungsspannung V GE = V, T vj = 2 C, I C =, A V CE sat - 2,4 2,8 V collector-emitter saturation voltage V GE = V, T vj = 12 C, I C =, A - 2,7 - V Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage Eingangskapazität input capacitance V CE = V GE, T vj = 2 C, I C =,3mA V GE(TO) 4,, 6, V f = 1MHz, T vj = 2 C V CE = 2 V, V GE = V C ies -,6 - nf Kollektor-Emitter Reststrom V GE = V, T vj = 2 C, V CE = 12 V I CES -, µa collector-emitter cut-off current V GE = V, T vj = 12 C, V CE = 12 V -,8 - ma Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions V CE = V, V GE = 2V, T vj = 2 C I GES na siehe Datenblatt (Wechselrichter) see datasheet (inverter) BSMGP12 Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper min. typ. max. Durchlaßspannung T vj = 2 C, I F =, A V F - 2,2 2, V forward voltage T vj = 12 C, I F =, A - 2,1 - V Schaltverluste und -bedingungen Switching losses and conditions siehe Datenblatt (Wechselrichter) see datasheet (inverter) BSMGP12 NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor min. typ. max. Nennwiderstand rated resistance T C = 2 C R kω Abweichung von R deviation of R T C = C, R = 493 Ω R/R - % Verlustleistung power dissipation B-Wert B-value T C = 2 C P 2 2 mw R 2 = R 1 exp [B(1/T 2-1/T 1 )] B 2/ 337 K 3/11

4 Thermische Eigenschaften / Thermal properties min. typ. max. Innerer Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode R thjc K/W thermal resistance, junction to case Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - -,7 K/W Diode Wechsr./ Diode Inverter - - 1,2 K/W Trans. Bremse/ Trans. Brake - - 1,2 K/W Diode Bremse/ Diode Brake - - 2,3 K/W Übergangs-Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode λ Paste=1W/m*K R thck -,8 - K/W thermal resistance, case to heatsink Trans. Wechsr./ Trans. Inverter λ grease=1w/m*k -,4 - K/W Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature Betriebstemperatur operation temperature Lagertemperatur storage temperature Diode Wechsr./ Diode Inverter -,8 - K/W T vj max - - C T vj op C T stg C Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation Al 2 O 3 CTI comperative tracking index Anzugsdrehmoment f. mech. Befestigung M 3 Nm mounting torque ±% Gewicht weight 22 G 18 g 4/11

5 Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) I C = f (V CE ) Output characteristic Inverter (typical) V GE = V Tj = 2 C Tj = 12 C IC [A] V CE [V] 3 Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) I C = f (V CE ) Output characteristic Inverter (typical) T vj = 12 C 2 2 VGE = 2V VGE = V VGE = 12V VGE = V VGE = 8V IC [A] V CE [V] /11

6 Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) I C = f (V GE ) Transfer characteristic Inverter (typical) V CE = 2 V Tj = 2 C Tj = 12 C IC [A] V GE [V] 3 Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) I F = f (V F ) Forward characteristic of FWD Inverter (typical) 2 2 Tj = 2 C Tj = 12 C IF [A], 1 1, 2 2, V F [V] 6/11

7 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 = 12 C, V GE = ± V, R Gon = R Goff = 6 V 47 Ohm 6 4 Eon Eoff Erec E [mws] I C [A] 3 Schaltverluste Wechselr. (typisch) E on = f (R G ), E off = f (R G ), E rec = f (R G ) Switching losses Inverter (typical) T j = 12 C, V GE = +- V, I c = I nenn, V CC = 6 V 2, 2 Eon Eoff Erec E [mws] 1, 1, R G [W] 7/11

8 Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter Z thjc = f (t) Zth-IGBT Zth-FWD ZthJC [K/W] 1,1,1,1,1,1 1 t [s] 3 Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA) I C = f (V CE ) Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA) T vj = 12 C, V GE = ±V, R G = 47 Ohm IC,Modul IC,Chip IC [A] V CE [V] 8/11

9 Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) I C = f (V CE ) Output characteristic brake-chopper-igbt (typical) V GE = V Tj = 2 C Tj = 12 C 12 IC [A] , 1 1, 2 2, 3 3, 4 4, V CE [V] Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) I F = f (V F ) Forward characteristic of brake-chopper-fwd (typical) Tj = 2 C Tj = 12 C IF [A] , 1 1, 2 2, 3 V F [V] 9/11

10 3 Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) I F = f (V F ) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical) 2 2 Tj = 2 C Tj = C IF [A],2,4,6,8 1 1,2 1,4 1,6 V F [V] NTC- Temperaturkennlinie (typisch) NTC- temperature characteristic (typical) R = f (T) Rtyp R[W] T C [ C] /11

11 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

12 Nutzungsbedingungen 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 Anwendungen der Luftfahrt, 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 aviation applications, 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.