TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules F4-75R12KS4_B11 EconoPACK™2ModulmitschnellemIGBT2fürhochfrequentesSchaltenundPressFIT/NTC EconoPACK™2modulewiththefastIGBT2forhigh-frequencyswitchingandPressFIT/NTC VorläufigeDaten/PreliminaryData VCES = 1200V IC nom = 75A / ICRM = 150A TypischeAnwendungen • InduktivesErwärmenundSchweißen • USV-Systeme TypicalApplications • InductiveHeatingandWelding • UPSSystems ElektrischeEigenschaften • Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender Kurzschlussstrom • NiedrigeSchaltverluste ElectricalFeatures • High Short Circuit Capability, Self Limiting Short CircuitCurrent • LowSwitchingLosses MechanischeEigenschaften • IsolierteBodenplatte • Kupferbodenplatte • PressFITVerbindungstechnik • RoHSkonform • Standardgehäuse MechanicalFeatures • IsolatedBasePlate • CopperBasePlate • PressFITContactTechnology • RoHScompliant • StandardHousing ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 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-Module IGBT-modules F4-75R12KS4_B11 VorläufigeDaten PreliminaryData IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1200 V Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TC = 65°C, Tvj max = 150°C TC = 25°C, Tvj max = 150°C IC nom IC 75 100 PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 150 A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 150°C Ptot 500 W Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage IC = 75 A, VGE = 15 V IC = 75 A, VGE = 15 V Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 3,00 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge Tvj = 25°C Tvj = 125°C VCE sat A A typ. max. 3,20 3,85 3,75 V V VGEth 4,5 5,5 6,5 V VGE = -15 V ... +15 V QG 0,80 µC InternerGatewiderstand Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 5,0 Ω Eingangskapazität Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 5,10 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,30 nF Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 1,0 mA Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 100 nA Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 75 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGon = 7,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C td on 0,12 0,13 µs µs Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 75 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGon = 7,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C tr 0,05 0,06 µs µs Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 75 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGoff = 7,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C td off 0,31 0,36 µs µs Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 75 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGoff = 7,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C tf 0,02 0,03 µs µs EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 75 A, VCE = 600 V, LS = 30 nH VGE = ±15 V, di/dt = 2000 A/µs RGon = 7,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Eon 5,00 9,00 mJ mJ AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse IC = 75 A, VCE = 600 V, LS = 30 nH VGE = ±15 V, du/dt = 7000 V/µs RGoff = 7,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Eoff 2,60 3,80 mJ mJ Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 900 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,12 TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 2 tP ≤ 10 µs, Tvj = 125°C 450 A 0,25 K/W K/W 125 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules F4-75R12KS4_B11 VorläufigeDaten PreliminaryData 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 VRRM 1200 V IF 75 A IFRM 150 A I²t 2450 A²s CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. 2,00 1,70 2,55 Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 75 A, VGE = 0 V IF = 75 A, VGE = 0 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 75 A, - diF/dt = 2000 A/µs (Tvj=125°C) VR = 600 V VGE = -15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C IRM 43,0 62,0 A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 75 A, - diF/dt = 2000 A/µs (Tvj=125°C) VR = 600 V VGE = -15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Qr 4,50 13,0 µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 75 A, - diF/dt = 2000 A/µs (Tvj=125°C) VR = 600 V VGE = -15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Erec 1,70 4,70 mJ mJ RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,26 TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 125 min. typ. max. R25 5,00 kΩ ∆R/R -5 5 % P25 20,0 mW Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode VF V V 0,55 K/W K/W °C NTC-Widerstand/NTC-Thermistor CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Nennwiderstand Ratedresistance TC = 25°C AbweichungvonR100 DeviationofR100 TC = 100°C, R100 = 493 Ω Verlustleistung Powerdissipation TC = 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 AngabengemäßgültigerApplicationNote. Specificationaccordingtothevalidapplicationnote. preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 3 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules F4-75R12KS4_B11 VorläufigeDaten PreliminaryData Modul/Module Isolations-Prüfspannung Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. MaterialModulgrundplatte Materialofmodulebaseplate InnereIsolation Internalisolation Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140) basicinsulation(class1,IEC61140) Kriechstrecke Creepagedistance VISOL 2,5 kV Cu Al203 Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 10,0 mm Luftstrecke Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 7,5 mm VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex CTI > 200 min. typ. RthCH 0,02 LsCE 30 nH RCC'+EE' 2,20 mΩ Tstg -40 125 °C SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 6,00 Nm Gewicht Weight G 180 g preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proModul/permodule Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch Lagertemperatur Storagetemperature Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting 4 max. K/W TechnischeInformation/TechnicalInformation F4-75R12KS4_B11 IGBT-Module IGBT-modules VorläufigeDaten PreliminaryData AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch) outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VCE) VGE=15V AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch) outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VCE) Tvj=125°C 150 150 Tvj = 25°C Tvj = 125°C 120 120 105 105 90 90 75 75 60 60 45 45 30 30 15 15 0 VGE = 20V VGE = 15V VGE = 12V VGE = 10V VGE = 9V VGE = 8V 135 IC [A] IC [A] 135 0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 VCE [V] 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 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 VCE [V] SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=7.5Ω,RGoff=7.5Ω,VCE=600V 150 28 Tvj = 25°C Tvj = 125°C 135 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C 24 120 20 105 16 E [mJ] IC [A] 90 75 12 60 45 8 30 4 15 0 5 6 7 8 9 VGE [V] 10 11 0 12 preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 5 0 20 40 60 80 IC [A] 100 120 140 TechnischeInformation/TechnicalInformation F4-75R12KS4_B11 IGBT-Module IGBT-modules VorläufigeDaten PreliminaryData SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=75A,VCE=600V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJC=f(t) 35 1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C ZthJC : IGBT 30 25 E [mJ] ZthJC [K/W] 20 15 0,1 10 5 0 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,015 0,0825 0,08 0,0725 τi[s]: 0,01 0,02 0,05 0,1 0 0,01 0,001 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 RG [Ω] SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=7.5Ω,Tvj=125°C 175 IC, Modul IC, Chip 0,01 0,1 t [s] 1 10 DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) 150 135 Tvj = 25°C Tvj = 125°C 150 120 125 105 90 IF [A] IC [A] 100 75 75 60 45 50 30 25 15 0 0 200 400 600 800 VCE [V] 1000 1200 0 1400 preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 6 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 VF [V] TechnischeInformation/TechnicalInformation F4-75R12KS4_B11 IGBT-Module IGBT-modules VorläufigeDaten PreliminaryData SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=7.5Ω,VCE=600V SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=75A,VCE=600V 6,0 6,0 Erec, Tvj = 125°C 5,0 5,0 4,5 4,5 4,0 4,0 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0 20 40 60 Erec, Tvj = 125°C 5,5 E [mJ] E [mJ] 5,5 80 IF [A] 100 120 0,0 140 TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJC=f(t) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 RG [Ω] NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) 1 100000 ZthJC : Diode Rtyp R[Ω] ZthJC [K/W] 10000 0,1 1000 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,033 0,1815 0,176 0,1595 τi[s]: 0,01 0,02 0,05 0,1 0,01 0,001 0,01 0,1 t [s] 1 100 10 preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 7 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 120 140 160 TechnischeInformation/TechnicalInformation F4-75R12KS4_B11 IGBT-Module IGBT-modules VorläufigeDaten PreliminaryData Schaltplan/circuit_diagram_headline J Gehäuseabmessungen/packageoutlines In fin e o n preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 8 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules F4-75R12KS4_B11 VorläufigeDaten PreliminaryData Nutzungsbedingungen DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilung derEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestelltenProduktdatenfürdiese AnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen. IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistungübernehmen.Eine solcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenenBestimmungen.Garantien jeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngabenindengültigenAnwendungs-und MontagehinweisendesModulssindzubeachten. SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine spezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroin Verbindung(siehewww.infineon.com,Vertrieb&Kontakt).FürInteressentenhaltenwirApplicationNotesbereit. AufgrunddertechnischenAnforderungenkönnteunserProduktgesundheitsgefährdendeSubstanzenenthalten.BeiRückfragenzudenin diesemProduktjeweilsenthaltenenSubstanzensetzenSiesichbitteebenfallsmitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroinVerbindung. SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinAnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoderlebenserhaltenden Anwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirumMitteilung.Wirweisendaraufhin,dasswirfürdieseFälle -diegemeinsameDurchführungeinesRisiko-undQualitätsassessments; -denAbschlussvonspeziellenQualitätssicherungsvereinbarungen; -diegemeinsameEinführungvonMaßnahmenzueinerlaufendenProduktbeobachtungdringendempfehlenund gegebenenfallsdieBelieferungvonderUmsetzungsolcherMaßnahmenabhängigmachen. Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben. InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten. Terms&Conditionsofusage Thedatacontainedinthisproductdatasheetisexclusivelyintendedfortechnicallytrainedstaff.Youandyourtechnicaldepartmentswill havetoevaluatethesuitabilityoftheproductfortheintendedapplicationandthecompletenessoftheproductdatawithrespecttosuch application. Thisproductdatasheetisdescribingthecharacteristicsofthisproductforwhichawarrantyisgranted.Anysuchwarrantyisgranted exclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.Therewillbenoguaranteeofanykindfortheproductandits characteristics.Theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered. Shouldyourequireproductinformationinexcessofthedatagiveninthisproductdatasheetorwhichconcernsthespecificapplicationof ourproduct,pleasecontactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou(seewww.infineon.com).Forthosethatarespecifically interestedwemayprovideapplicationnotes. Duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.Forinformationonthetypesinquestionpleasecontactthe salesoffice,whichisresponsibleforyou. ShouldyouintendtousetheProductinaviationapplications,inhealthorliveendangeringorlifesupportapplications,pleasenotify.Please note,thatforanysuchapplicationsweurgentlyrecommend -toperformjointRiskandQualityAssessments; -theconclusionofQualityAgreements; -toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey,andthatwemaymakedeliverydependedon therealizationofanysuchmeasures. Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers. Changesofthisproductdatasheetarereserved. preparedby:NK dateofpublication:2013-11-05 approvedby:RS revision:2.0 9