FF1400R12IP4P Data Sheet (637 KB, EN/DE)

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1400R12IP4P
PrimePACK™3ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlledDiode
PrimePACK™3modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlleddiode
VCES = 1200V
IC nom = 1400A / ICRM = 2800A
TypischeAnwendungen
• Hochleistungsumrichter
• Motorantriebe
• Windgeneratoren
TypicalApplications
• Highpowerconverters
• Motordrives
• Windturbines
ElektrischeEigenschaften
• HoheKurzschlussrobustheit
• HoheStoßstromfestigkeit
• HoheStromdichte
• Tvjop=150°C
• VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten
ElectricalFeatures
• Highshort-circuitcapability
• Highsurgecurrentcapability
• Highcurrentdensity
• Tvjop=150°C
• VCEsatwithpositivetemperaturecoefficient
MechanischeEigenschaften
• 4kVAC1minIsolationsfestigkeit
• GehäusemitCTI>400
• GroßeLuft-undKriechstrecken
• IntegrierterNTCTemperaturSensor
• RoHSkonform
• Thermisches Interface Material bereits
aufgetragen
MechanicalFeatures
• 4kVAC1mininsulation
• PackagewithCTI>400
• Highcreepageandclearancedistances
• IntegratedNTCtemperaturesensor
• RoHScompliant
• Pre-appliedThermalInterfaceMaterial
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
ContentoftheCode
Digit
ModuleSerialNumber
ModuleMaterialNumber
ProductionOrderNumber
Datecode(ProductionYear)
Datecode(ProductionWeek)
1-5
6-11
12-19
20-21
22-23
ULapproved(E83335)
1
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1400R12IP4P
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
1200
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TH = 60°C, Tvj max = 175°C
IC nom 1400
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
2800
A
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 1400 A, VGE = 15 V
IC = 1400 A, VGE = 15 V
IC = 1400 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VCE sat
typ.
max.
1,75
2,05
2,15
2,05
2,40
2,50
V
V
V
5,80
6,50
V
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 49,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V
QG
9,60
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
0,8
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
82,0
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
4,60
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 1200 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C
ICES
5,0
mA
Gate-Emitter-Reststrom
Gate-emitterleakagecurrent
VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C
IGES
400
nA
VGEth
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 1400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,0 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 1400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,0 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 1400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,0 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 1400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,0 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 1400 A, VCE = 600 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 8600 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 1,0 Ω
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
5,00
0,20
0,21
0,21
µs
µs
µs
0,12
0,13
0,13
µs
µs
µs
0,87
0,95
0,97
µs
µs
µs
0,20
0,23
0,23
µs
µs
µs
Eon
65,0
80,0
95,0
mJ
mJ
mJ
IC = 1400 A, VCE = 600 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 2500 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 1,0 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
215
280
305
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 800 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
5600
A
Wärmewiderstand,ChipbisKühlkörper
Thermalresistance,junctiontoheatsink
proIGBT/perIGBT
validwithIFXpre-appliedthermalinterfacematerial
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
td on
tr
td off
tf
RthJH
Tvj op
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
2
30,5 K/kW
-40
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1400R12IP4P
Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage
Tvj = 25°C
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent
tP = 1 ms
Grenzlastintegral
I²t-value
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 125°C
VRRM 1200
V
IF
1400
A
IFRM
2800
A
I²t
165
160
PRQM 1400
kW
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
kA²s
kA²s
typ.
max.
VF
1,90
1,85
1,80
2,30
2,25
2,20
IF = 1400 A, - diF/dt = 8600 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
780
1000
1050
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 1400 A, - diF/dt = 8600 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
135
235
270
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 1400 A, - diF/dt = 8600 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
70,0
110
130
mJ
mJ
mJ
Wärmewiderstand,ChipbisKühlkörper
Thermalresistance,junctiontoheatsink
proDiode/perdiode
validwithIFXpre-appliedthermalinterfacematerial
RthJH
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 1400 A, VGE = 0 V
IF = 1400 A, VGE = 0 V
IF = 1400 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
V
V
V
54,1 K/kW
-40
150
°C
NTC-Widerstand/NTC-Thermistor
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
Nennwiderstand
Ratedresistance
TNTC = 25°C
AbweichungvonR100
DeviationofR100
TNTC = 100°C, R100 = 493 Ω
Verlustleistung
Powerdissipation
TNTC = 25°C
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/50
3375
K
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/80
3411
K
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/100
3433
K
R25
∆R/R
5,00
-5
P25
AngabengemäßgültigerApplicationNote.
Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
3
kΩ
5
%
20,0
mW
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1400R12IP4P
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
VISOL 4,0
kV
Cu
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate
InnereIsolation
Internalisolation
Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)
Al2O3
Kriechstrecke
Creepagedistance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
33,0
33,0
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
19,0
19,0
mm
> 400
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
min.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TH=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
10
nH
RCC'+EE'
0,20
mΩ
-40
TBPmax
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque
SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
Gewicht
Weight
G
Lagerung und Transport von Modulen mit TIM: siehe AN2012-07
Storage and shipment of modules with TIM: see AN2012-07
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
4
max.
LsCE
Tstg
Höchstzulässige
Bodenplattenbetriebstemperatur
Maximumbaseplateoperationtemperature
typ.
3,00
125
°C
125
°C
6,00
Nm
1,8
-
2,1
Nm
8,0
-
10
Nm
1200
g
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1400R12IP4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=150°C
2800
2800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
2600
2400
2400
2000
2000
1800
1800
1600
1600
IC [A]
2200
IC [A]
2200
1400
1400
1200
1200
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
2600
0,0
0,5
1,0
1,5
VCE [V]
2,0
2,5
0
3,0
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5 3,0
VCE [V]
3,5
4,0
4,5
5,0
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=1Ω,RGoff=1Ω,VCE=600V
2800
800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
2600
2400
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
700
2200
600
2000
1800
500
IC [A]
E [mJ]
1600
1400
400
1200
300
1000
800
200
600
400
100
200
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0
12
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
5
0
400
800
1200 1600
IC [A]
2000
2400
2800
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1400R12IP4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=1400A,VCE=600V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJH=f(t)
1000
100
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
900
ZthJH : IGBT
800
700
10
ZthJH [K/kW]
E [mJ]
600
500
400
1
300
200
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 1,91
12,7
9,88 5,98
τi[s]:
0,00578 0,0467 0,181 0,902
100
0
0
1
2
3
4
5
6
RG [Ω]
7
8
9
0,1
0,001
10
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=1Ω,Tvj=150°C
3000
1
10
2800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
2520
2600
2400
2240
2200
1960
2000
1800
1680
IF [A]
IC [A]
1600
1400
1400
1200
1120
1000
840
800
600
560
400
280
200
0
0,1
t [s]
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
IC, Modul
IC, Chip
2800
0,01
0
200
400
600
800
VCE [V]
1000
1200
0
1400
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
6
0,0
0,5
1,0
1,5
VF [V]
2,0
2,5
3,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1400R12IP4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=1Ω,VCE=600V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=1400A,VCE=600V
200
180
170
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
180
150
160
140
130
140
120
110
E [mJ]
120
E [mJ]
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
160
100
80
100
90
80
70
60
60
50
40
40
30
20
20
10
0
0
400
800
1200 1600
IF [A]
2000
2400
0
2800
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJH=f(t)
0
1
2
3
4
5
6
RG [Ω]
7
8
9
10
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=150°C
100
3000
ZthJH : Diode
IR, Modul
2800
2600
2400
2200
10
2000
ZthJH [K/kW]
1800
IR [A]
1600
1400
1200
1
1000
800
600
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 3,96
16,7
24
9,45
τi[s]:
0,00131 0,0259 0,105 0,736
0,1
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
400
200
0
10
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
7
0
200
400
600
800
VR [V]
1000
1200
1400
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1400R12IP4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
100000
Rtyp
R[Ω]
10000
1000
100
0
20
40
60
80
100
TNTC [°C]
120
140
160
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1400R12IP4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
Schaltplan/Circuitdiagram
Gehäuseabmessungen/Packageoutlines
1
232
60
6,5
restricted area for Thermal Interface Material
36 0,2
screwing depth
max. 16 (6x)
18 0,2 (4x)
22 +- 0,6
0
3 0,1
36,5 0,3
screwing depth
max. 8 (7x)
A
250 0,5
224
187
150
113
103
92
recommeded design height
lower side PCB to baseplate
76
58
8 0,1 (7x)
25,9 0,25
+
5,5 - 00,1
0,25 A B C
(10x)
0,4 A
(7x)
37,7 0,25
recommeded design height B
lower side bus bar to baseplate
10
25
28 0,1
5,5
39
M8
0,6 A B C
(6x)
17 0,1
5,5
24,5 0,5
39
14
20 0,1
12,3 0,3
4,3
89 0,5
73
21 0,3
M4
0,6 A B C
(7x)
10
21,5 0,3
1 MAX
C
64
78
117
156
195
234
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
9
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
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preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-30
approvedby:RN
revision:V3.1
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