Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage VRRM 1600 V Durchlaßstrom Grenzeffektivwert RMS forward current per chip I FRMSM 40 A Id 15 A I FSM 300 A Dauergleichstrom DC forward current TC = 80°C Stoßstrom Grenzwert tP = 10 ms, Tvj = surge forward current tP = 10 ms, Tvj = 150°C Grenzlastintegral tP = 10 ms, Tvj = 2 I t - value 25°C 230 A 450 As 260 As VCES 1200 V I C,nom. 15 A IC 35 A I CRM 30 A Ptot 180 W VGES +/- 20V V IF 15 A I FRM 30 A I 2t 125 A2s VCES 1200 V TC = 80 °C I C,nom. 10 A TC = 25 °C IC 20 A 2 25°C I t tP = 10 ms, Tvj = 150°C 2 2 Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current Tc = 80 °C TC = 25 °C Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current tP = 1 ms, Gesamt-Verlustleistung total power dissipation TC = 25°C TC = 80 °C Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Dauergleichstrom DC forward current Tc = 80 °C Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current tP = 1 ms Grenzlastintegral I 2t - value VR = 0V, tp = 10ms, Tvj = 125°C Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current tP = 1 ms, TC = 80°C I CRM 20 A Gesamt-Verlustleistung total power dissipation TC = 25°C Ptot 100 W VGES +/- 20V V IF 10 A I FRM 20 A Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Dauergleichstrom DC forward current Tc = 80 °C Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current tP = 1 ms prepared by: Andreas Schulz date of publication:29.03.2001 approved by: Robert Severin revision: 6 1(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Modul Isolation/ Module Isolation Isolations-Prüfspannung insulation test voltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. NTC connected to Baseplate VISOL 2,5 kV Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values min. typ. max. VF - 0,95 1 V Tvj = 150°C V(TO) - - 0,8 V Ersatzwiderstand slope resistance Tvj = 150°C rT - - 10,5 mΩ Sperrstrom reverse current Tvj = 150°C, IR - 2 - mA Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip TC = 25°C RAA'+CC' - 8 - mΩ min. typ. max. - 2,2 2,55 V - 2,5 - V VGE(TO) 4,5 5,5 6,5 V Cies - 1,0 - nF Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Durchlaßspannung forward voltage Tvj = 150°C, Schleusenspannung threshold voltage IF = 15 A VR = 1600 V Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, IC = 15 A IC = 15 A IC = 0,6 mA Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage VCE = VGE, Eingangskapazität input capacitance f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current VGE = 0V, Tvj = 25°C, VCE = 1200 V VGE = 0V, Tvj =125°C, VCE = 1200 V Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn on delay time (inductive load) Anstiegszeit (induktive Last) rise time (inductive load) Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn off delay time (inductive load) Fallzeit (induktive Last) fall time (inductive load) Einschaltverlustenergie pro Puls turn-on energy loss per pulse Abschaltverlustenergie pro Puls turn-off energy loss per pulse Tvj = 25°C, VCE = 0V, VGE =20V, Tvj =25°C I C = INenn, VCC = 47 Ohm VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 47 Ohm I C = INenn, 600 V VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 47 Ohm VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 47 Ohm I C = INenn, 600 V VCC = VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 47 Ohm VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 47 Ohm I C = INenn, 600 V VCC = VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 47 Ohm VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 47 Ohm I C = INenn, 600 V VCC = VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = I C = INenn, 75 nH VCC = 600 V LS = Kurzschlußverhalten SC Data 47 Ohm LS = VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = I CES - 1,0 500 µA - 1,2 - mA I GES - - 300 nA td,on - 65 - ns - 66 - ns - 65 - ns - 55 - ns 600 V VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = VCC = VCE sat 47 Ohm tr td,off - 370 - ns - 410 - ns - 50 - ns - 55 - ns Eon - 2 - mWs Eoff - 1,7 - mWs I SC - 90 - A tf 75 nH tP ≤ 10µs, VGE ≤ 15V, RG = 47 Ohm Tvj≤125°C, VCC = 720 V dI/dt = 1200 A/µs 2(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Modulinduktivität stray inductance module Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip TC = 25°C Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Durchlaßspannung forward voltage VGE = 0V, Tvj = 25°C, IF = 15 A VGE = 0V, Tvj = 125°C, IF = 15 A Rückstromspitze peak reverse recovery current Sperrverzögerungsladung recovered charge Abschaltenergie pro Puls reverse recovery energy I F=INenn, - diF/dt = 600 V VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V I F=INenn, 1000A/µs VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V I F=INenn, 1000A/µs - diF/dt = VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, IC = 10,0 A IC = 10,0 A IC = 0,35mA Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage VCE = VGE, Eingangskapazität input capacitance f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current VGE = 0V, Tvj = 25°C, VCE = 1200 V VGE = 0V, Tvj = 125°C, VCE = 1200 V Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current Tvj = 25°C, VCE = 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Tvj = 25°C, Durchlaßspannung forward voltage Tvj = 125°C, 10,0 A IF = 10,0 A TC = 25°C Abweichung von R100 deviation of R100 TC = 100°C, R100 = 493 Ω Verlustleistung power dissipation TC = 25°C B-Wert B-value R2 = R1 exp [B(1/T2 - 1/T1)] max. LσCE - - 100 nH RCC'+EE' - 11 - mΩ min. typ. max. - 1,75 2,2 V - 1,6 - V - 22 - A - 25 - A - 1,6 - µAs - 3,2 - µAs - 0,5 - mWs - 1,2 - mWs min. typ. max. - 2,4 2,85 V - 2,75 - V VGE(TO) 4,5 5,5 6,5 V Cies - 0,6 - nF VF I RM Qr ERQ VCE sat I CES - 0,5 500 µA - 0,8 - mA - - 300 nA min. typ. max. - 2,2 2,55 V - 2,1 - V min. typ. max. R25 - 5 - kΩ ∆R/R -5 5 % 20 mW I GES IF = NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor Nennwiderstand rated resistance typ. 1000A/µs VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = - diF/dt = min. VF P25 B25/50 3375 K 3(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case RthJC Gleichr. Diode/ Rectif. Diode min. typ. max. - - 1 K/W Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - - 0,7 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 - 0,08 - K/W - 0,04 - K/W - 0,08 - K/W Übergangs-Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode λPaste=1W/m*K thermal resistance, case to heatsink Trans. Wechsr./ Trans. Inverter λgrease=1W/m*K RthCK Diode Wechsr./ Diode Inverter Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature Tvj - - 150 °C Betriebstemperatur operation temperature Top -40 - 125 °C Lagertemperatur storage temperature Tstg -40 - 125 °C Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation Al2O3 CTI comperative tracking index 225 M Anzugsdrehmoment f. mech. Befestigung mounting torque 3 Nm ±10% Gewicht weight G 180 g 4(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE) Output characteristic Inverter (typical) VGE = 15 V 30 25 Tj = 25°C Tj = 125°C IC [A] 20 15 10 5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 4 4,5 5 VCE [V] Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE) Output characteristic Inverter (typical) Tvj = 125°C 30 VGE = 17V 25 VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V IC [A] 20 VGE = 9V 15 10 5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 VCE [V] 5(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) IC = f (VGE) Transfer characteristic Inverter (typical) VCE = 20 V 30 25 Tj = 25°C 20 IC [A] Tj = 125°C 15 10 5 0 0 2 4 6 8 10 12 14 VGE [V] Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) Forward characteristic of FWD Inverter (typical) IF = f (VF) 30 25 Tj = 25°C 20 IF [A] Tj = 125°C 15 10 5 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 VF [V] 6(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Schaltverluste Wechselr. (typisch) Eon = f (IC), Eoff = f (IC), Erec = f (IC) Switching losses Inverter (typical) Tj = 125°C, VGE = ±15 V, VCC = RGon = RGoff = 600 V 47 Ohm 6 Eon 5 Eoff Erec E [mWs] 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 IC [A] Schaltverluste Wechselr. (typisch) Switching losses Inverter (typical) Eon = f (RG), Eoff = f (RG), Erec = f (RG) Tj = 125°C, VGE = +-15 V , Ic = Inenn , VCC = 600 V 3 Eon Eoff 2,5 Erec E [mWs] 2 1,5 1 0,5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 RG [Ω ] 7(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter ZthJC = f (t) 10 Zth-IGBT ZthJC [K/W] Zth-FWD 1 0,1 0,01 0,001 0,01 0,1 1 10 t [s] Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA) IC = f (VCE) Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA) Tvj = 125°C, VGE = ±15V, RG = 47 Ohm 35 30 25 IC,Modul IC,Chip IC [A] 20 15 10 5 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 VCE [V] 8(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical) IC = f (VCE) VGE = 15 V 20 18 16 Tj = 25°C Tj = 125°C 14 IC [A] 12 10 8 6 4 2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 VCE [V] Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF) Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical) 20 18 16 14 Tj = 25°C Tj = 125°C IF [A] 12 10 8 6 4 2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 VF [V] 9(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical) IF = f (VF) 30 25 20 Tj = 25°C IF [A] Tj = 150°C 15 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 120 140 160 VF [V] NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T) NTC- temperature characteristic (typical) 100000 Rtyp R[Ω ] 10000 1000 100 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 10(11) DB-PIM-10 (2).xls Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules BSM15GP120 Schaltplan/ Circuit diagram 21 8 22 20 1 2 3 23 19 7 14 18 13 24 4 12 9 16 17 5 15 6 NTC 11 10 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) DB-PIM-10 (2).xls