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 3 34 32 36 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 31 35 32 36 33 37 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 747-6 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 53 955 I TSM 22. 2. I²t 2.42. 2.. (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 747-6 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: 6.3.3 approved by: J. Novotny revision: 1 BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 1/12
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 -4...+125 C T stg -4...+13 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 46 244 A 2,8 x,8 G typ. 275 g 36 mm f = 5 Hz 5 m/s² file-no. E 83336 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
TZ53N Maßbild Maßbild Maßbild 2 1 4 5 TZ BIP AC / -8-21, K.-A. Rüther A 17/ Seite/page 3/12
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 1 2 3 4 5 6 7 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 1 2 3 4 5 6 7 R thn [ C/W],214,35,245 τ n [s] 9,89 13 31,3 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
TZ53N,5 Diagramme,4 Trans. Wärmewiderstand bei Sinus 18 Θ= 6 12 DC,3,2,1,,1,1,1 t [s] 1 1 1 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
TZ53N 25 Diagramme 2 15 18 Durchgangsverluste bei Sinus 9 6 = 3 12 18 1 5 2 4 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 25 2 15 18 = 3 6 9 12 18 DC 1 5 5 1 15 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
TZ53N 14 12 1 Gehäusetemperatur bei Sinus 18 8 6 4 2 = 3 6 9 12 18 2 4 6 8 1 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 12 1 18 8 6 4 2 = 3 6 9 12 18 DC 5 1 15 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
, 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 1,6,8,1,15,2,3 2 4 6 8 1 12 T A [ C] 2 4 6 8 1 12 14 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 1,1,15,2,4 2 4 6 8 1 12 T A [ C] 2 4 6 8 1 12 14 16 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
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 5,8,1,15,2,3,4,6 2 4 6 8 1 12 T A [ C] 5 1 15 2 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 1,1,15,2,4 2 4 6 8 1 12 T A [ C] 5 1 15 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
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
TZ53N 1 Sperrverzögerungsladung i TM = 2A 1A 5A 2A 1A 5A 1 1 1 -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 12. 1. a 8. 6. 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
TZ53N 1. 8. 6. I Überstrom TAV (vor) = A 25 A 4 A 52 A 6 A 65 A 4. 2.,1,1 1 1 1 1 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
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