European PowerSemiconductor and Electronics Company GmbH + Co. KG Leistungsgleichrichterdioden Power Rectifier Diodes D 251 N 8,4 8,4 E-Cu-Seil 25mm² E-CE-Rope 25 mm ² E-Cu-Seil 25mm² E-Cu-Rope 25 mm² Siliconschlauch Silicon tube Siliconschlauch Silicon tube SW27 Bohrung für Tem peraturmessung 3,2 x 15 Bore for temperature measurem ent 3,2 x 15 Typ Type Schaltsymbol Kathode Circuit symbol Cathode ø36 M12 Anode Anode Schutzschlauch Prot. flex. tubing Typ Type Schaltsymbol Kathode Circuit symbol Cathode Anode Anode Schutzschlauch Prot. flex. tubing N Seil Rope Gehäuse Case rot red N Seil Rope Gewinde Thread rot red K Gehäuse Case Seil Rope blau blue K Gewinde Thread Seil Rope blau blue VW K July 1996 D 251 N Elektrische Eigenschaften Electrical properties Höchstzulässige Werte Maximum rated values Periodische Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak reverse voltage tvj = +25°C... t vj max VRSM = V RRM Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert RMS forward current Dauergrenzstrom mean forward current tvj = -40°C... t vj max tc = 130 °C VRRM 800, 1200, 1400 1800, 2000 V + 100 V IFRMSM 400 A IFAVM 250 A 255 A 6,3 kA 5,3 kA 198,5 kA2s 140,5 kA2s 1,57 V tc = 129 °C Stoßstrom-Grenzwert surge forward current tvj = 25°C, t p = 10 ms IFSM tvj = tvj max , tp = 10 ms 2 Grenzlastintegral I t-value tvj = 25°C, t p = 10 ms 2 I t tvj = tvj max , tp = 10 ms Charakteristische Werte Characteristic values Durchlaßspannung on-state voltage tvj = tvj max , iF = 800 A VT Schleusenspannung threshold voltage tvj = tvj max VT(TO) Ersatzwiderstand slope resistance tvj = tvj max rT Sperrstrom reverse current tvj = tvj max , VR = V RRM iR Thermische Eigenschaften Thermal properties thermal resistance, junction Θ = 180° sin R thJC to case DC Innerer Widerstand Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance,case to heatsink V R thCK max. max. 0,8 V 0,85 mΩ 30 mA max. 0,151 °C/W max. 0,145 °C/W max. 0,04 °C/W Höchstzul.Sperrschichttemperatur max. junction temperature tvj max 180 °C Betriebstemperatur operating temperature tc op -40...+180 °C Lagertemperatur storage temperature tstg -40...+180 °C Mechanische Eigenschaften Mechanical properties Si-Element mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact ∅ = 21 mm ( ∅ 23 mm) 1) Anzugsdrehmoment tightening torque Gehäuseform/case design B 20 Nm Anpreßkraft clamping force Gehäuseform/case design E Gewicht weight Kriechstrecke creepage distance Feuchteklasse humidity classification DIN 40040 vibration resistance f = 50 Hz Maßbild outline Polarität polarity diameter 23 mm only for V RRM = 2000 V RRM = 2000 V F G Schwingfestigkeit 1) Durchmesser 23 mm nur für V M typ. 3,5 kN 175 g 12 mm 50 m/s 2 C Seite/page Anode=Gehäuse/case D 251 N 1000 1,0 800 i F [A] ⌠i²dt 0,9 ⌡ (normiert) 0,8 600 0,7 400 0,6 200 0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0 0 v F [V] D251N_1 1 2 3 4 5 6 7 D251K_4 Bild/Fig. 1 Grenzdurchlaßkennlinie Limiting forward characteristic iF = f (vF) 8 9 10 t p [ms] Bild / Fig. 2 Normiertes Grenzlastintegral / Normalized i²t ∫i²dt = f(tp) tvj = °C tvj= 25 °C 8 IF(0V)M 7 IF(0V)M vR vR 7 IF(0V)M 6 IF(0V)M [kA] 6 [kA] 5 5 4 1a + 1b + 1c 4 1a + 1b + 1c 3 2b 2a 3 2c 2 2a 2b 2 2c 1 1 0 0 0 D251N_5 0,1 0,3 0,2 t [s] Bild / Fig. 3 Grenzstrom / Maximum overload forward current IF(0V)M = f(t) 1 - IFAV(vor) = 0 A; tvj = tC = 25 °C 2 - IFAV(vor) = 250 A; tC = 130 °C; tvj = 180 °C a - vR ≤ 50 V b - vR = 0,5 VRRM c - vR = 0,8 VRRM 0 D251N_6 0,1 0,3 0,2 t [s] Bild / Fig. 4 Grenzstrom / Maximum overload forward current IF(0V)M = f(t) 1 - IFAV(vor) = 0 A; tvj = tC = 25 °C 2 - IFAV(vor) = 250 A; tC = 130 °C; tvj = 180 °C a - vR ≤ 50 V b - vR = 0,5 VRRM c - vR = 0,8 VRRM D 251 N 10 4 9 0,06 8 7 6 Θ 0,05 5 T 4 ∆ RthJC [°C/W] 0,04 Qr [µAs] 3 i FM [A] 2 800 400 200 100 Θ 0,03 10 3 9 T 50 8 7 6 5 0,02 25 4 3 0,01 2 Θ T 0 30 10 60 90 150 120 180 0,1 Θ [°el] D251N_3 2 10 1 D251N_7 Bild / Fig. 5 Differenz zwischen den Wärmewiderständen für Pulsstrom und DC Difference between the values of thermal resistance for pulse current and DC Parameter: Stromkurvenform / Current waveform 100 -di F /dt [A/µs] Bild / Fig. 6 Sperrverzögerungsladung / Recovered charge Qr = f(-diF/dt) tvj = tvjmax; vR ≤ 0,5 VRRM; VRM = 0,8 VRRM Beschaltung / Snubber: C = 0,47 µF; R = 8,2 Ω Parameter: Durchlaßstrom / Forward current iFM 0,20 Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes ZthJC für DC Analytical elements of transient thermal impedance ZthJC for DC 0,18 0,16 Z (th)JC [°C/W] 0,14 1 Pos. n 1 2 3 Rthn °C/W 0,0008 0,00622 0,0121 0,000161 0,00171 0,0171 τn [s] 4 ZthJC = 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0 10 -3 D251N_2 10 -2 10-1 100 101 t [s] Bild / Fig. 7 Transienter innerer Wärmewiderstand Transient thermal impedance ZthJC = f(t), DC 1 - Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling 2 - Anodenseitige Kühlung / Anode-sided cooling 3 - Kathodenseitige Kühlung / Cathode-sided cooling 102 nmax Σ Rthn(1-EXP(-t/τn)) n=1 6 7 0,0283 0,0311 0,149 0,946 2,79 Analytische Funktion / Analytical function: 0,12 5 0,00408 0,0624 0,263