Infineon FF1500R17IP5 High power converter Datasheet

FF1500R17IP5
PrimePACK™3+ModulmitTrench/FeldstoppIGBT5,EmitterControlled5DiodeundNTC
PrimePACK™3+modulewithTrench/FieldstopIGBT5,EmitterControlled5diodeandNTC
VCES = 1700V
IC nom = 1500A / ICRM = 3000A
PotentielleAnwendungen
• Hochleistungsumrichter
• Motorantriebe
• Traktionsumrichter
• Windgeneratoren
PotentialApplications
• Highpowerconverters
• Motordrives
• Tractiondrives
• Windturbines
ElektrischeEigenschaften
• ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop
• HoheStromdichte
• NiedrigeSchaltverluste
• NiedrigesVCEsat
• Tvjop=175°C
ElectricalFeatures
• ExtendedoperatingtemperatureTvjop
• Highcurrentdensity
• Lowswitchinglosses
• LowVCEsat
• Tvjop=175°C
MechanischeEigenschaften
• GehäusemitCTI>400
• GroßeLuft-undKriechstrecken
• HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit
• HoheLeistungsdichte
MechanicalFeatures
• PackagewithCTI>400
• Highcreepageandclearancedistances
• Highpowerandthermalcyclingcapability
• Highpowerdensity
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
Datasheet
www.infineon.com
ContentoftheCode
Digit
ModuleSerialNumber
ModuleMaterialNumber
ProductionOrderNumber
Datecode(ProductionYear)
Datecode(ProductionWeek)
1-5
6-11
12-19
20-21
22-23
PleasereadtheImportantNoticeandWarningsattheendofthisdocument
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
1700
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 90°C, Tvj max = 175°C
IC nom 1500
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
3000
A
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 1500 A, VGE = 15 V
IC = 1500 A, VGE = 15 V
IC = 1500 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
VCE sat
typ.
max.
1,75
2,10
2,30
2,20
2,65
2,90
V
V
V
5,80
6,25
V
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 54,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V, VCE = 900V
QG
7,50
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
1,0
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
88,0
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
2,70
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 1700 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 = 1500 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,51 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 1500 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,51 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 1500 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 0,82 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 1500 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 0,82 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 1500 A, VCE = 900 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 8550 A/µs (Tvj = 175°C) Tvj = 125°C
RGon = 0,51 Ω
Tvj = 175°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
5,35
0,30
0,31
0,32
µs
µs
µs
0,15
0,16
0,16
µs
µs
µs
0,66
0,74
0,80
µs
µs
µs
0,11
0,16
0,17
µs
µs
µs
Eon
335
500
595
mJ
mJ
mJ
IC = 1500 A, VCE = 900 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 2750 V/µs (Tvj = 175°C) Tvj = 125°C
RGoff = 0,82 Ω
Tvj = 175°C
Eoff
330
465
545
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
6000
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
tP ≤ 10 µs, Tvj = 175°C
td on
tr
td off
tf
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
Datasheet
2
19,0 K/kW
15,5
-40
K/kW
175
°C
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
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 = 175°C
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 175°C
VRRM 1700
V
IF
1500
A
IFRM
3000
A
I²t
580
485
PRQM 1500
kW
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
kA²s
kA²s
typ.
max.
VF
1,75
1,70
1,70
2,10
2,05
2,05
IF = 1500 A, - diF/dt = 8550 A/µs (Tvj=175°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 175°C
IRM
1250
1450
1550
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 1500 A, - diF/dt = 8550 A/µs (Tvj=175°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 175°C
Qr
325
550
700
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 1500 A, - diF/dt = 8550 A/µs (Tvj=175°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 175°C
Erec
185
325
425
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 1500 A, VGE = 0 V
IF = 1500 A, VGE = 0 V
IF = 1500 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
V
V
V
35,0 K/kW
18,5
-40
K/kW
175
°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
kΩ
5
%
20,0
mW
AngabengemäßgültigerApplicationNote.
Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
Datasheet
3
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
VISOL 4,0
kV
Cu
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate
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
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
max.
LsCE
10
nH
RCC'+EE'
RAA'+CC'
0,10
0,09
mΩ
Tstg
-40
150
°C
3,00
6,00
Nm
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
typ.
G
1,8
-
2,1
Nm
8,0
-
10
Nm
1400
g
Höchstzulässige Bodenplattenbetriebstemperatur TBPmax = 150°C
Maximum baseplate operation temperature
TBPmax = 150°C
Datasheet
4
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=175°C
3000
3000
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
2800
2600
2600
2200
2200
2000
2000
1800
1800
1600
1600
IC [A]
2400
IC [A]
2400
1400
1400
1200
1200
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
VGE = 20V
VGE = 15V
VGE = 12V
VGE = 10V
VGE = 9V
VGE = 8V
2800
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6 2,0
VCE [V]
2,4
2,8
3,2
0
3,6
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=0.51Ω,RGoff=0.82Ω,VCE=900V
3000
1800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
2800
2600
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 175°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 175°C
1600
2400
1400
2200
2000
1200
1800
1000
IC [A]
E [mJ]
1600
1400
800
1200
1000
600
800
400
600
400
200
200
0
5
Datasheet
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0
12
5
0
500
1000
1500
IC [A]
2000
2500
3000
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=1500A,VCE=900V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
2200
100
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 175°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 175°C
2000
ZthJC : IGBT
1800
1600
10
ZthJC [K/kW]
1400
E [mJ]
1200
1000
800
1
600
400
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 0,524 2,36 15
1,16
τi[s]:
0,0009 0,012 0,0503 1,85
200
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5 3,0
RG [Ω]
3,5
4,0
4,5
0,1
0,001
5,0
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=0.82Ω,Tvj=175°C
3600
IC, Modul
IC, Chip
0,1
t [s]
1
10
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
3000
2800
2600
3000
0,01
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 175°C
2400
2200
2400
2000
1800
IF [A]
IC [A]
1600
1800
1400
1200
1200
1000
800
600
600
400
200
0
0
Datasheet
200
400
600
0
800 1000 1200 1400 1600 1800
VCE [V]
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
VF [V]
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=0.51Ω,VCE=900V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=1500A,VCE=900V
600
500
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 175°C
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 175°C
450
500
400
350
400
E [mJ]
E [mJ]
300
300
250
200
200
150
100
100
50
0
0
500
1000
1500
IF [A]
2000
2500
0
3000
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5 3,0
RG [Ω]
3,5
4,0
4,5
5,0
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=175°C
100
3300
ZthJC : Diode
IR, Modul
3000
2700
2400
1800
IR [A]
ZthJC [K/kW]
2100
10
1500
1200
900
600
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 2,02
9,55
20,7
2,7
τi[s]:
0,0009 0,0172 0,0659 1,44
1
0,001
Datasheet
0,01
0,1
t [s]
1
300
0
10
7
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
VR [V]
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
100000
Rtyp
R[Ω]
10000
1000
100
0
Datasheet
25
50
75
TC [°C]
100
125
150
8
V3.0
2017-09-19
FF1500R17IP5
Schaltplan/Circuitdiagram
7
6
5
Gehäuseabmessungen/Packageoutlines
8
36
0,2
4
(2x)
8
(8x)
0,1
18
3
0,2
2
1
(4x)
F
250
1
A
224
E
187
recommended design height lower side
bus bar to baseplate
150
113
76
38,25
screwing depth
max. 8mm (8x)
0,25
58
0,8 A B C
5,5 - 0,2 (14x)
0,5 A B C
8x
14x
10 (6x)
D
M8 (8x)
24
6
7,5 + 0,5
0,25
11,8
26
0,3
max. 2
B
89
39
screwing depth
max. 16mm (8x)
(2x)
0,3
22,1
(2x)
M4 (8x)
0,3
0,3
20,6
( 5,5)
25,1
(8x)
C
3,8 (8x)
37
23,6
0,5
0,3
73
max. 3
( 5,5)
0,8 A B C
14
C
8x
25
recommended design height lower side
PCB to baseplate
39
64
78
92
103
B
117
156
195
234
Kanten:
Zul. Abweichung: Oberfl che: Ma stab: 1 : 1
ISO 13715
ISO 2768 - mK
Datum
Bearb. 16.03.2015
Gepr. 17.06.2015
Norm
A
Mat.-Nr.: 36002 ba
EN ISO 1302 Werkstoff:
Name
EU\froebusd
EU\noellem
Dokumentstatus:
Benennung:
Serienfreigabe
Modul
Datenblattskizze PP3+
Revision: Blat
02 Korrektur
01 Korrektur
Revision
8
7
6
5
4
nderungen
3
21.10.2015 R M
26.08.2015 R M
Datum
Name
D00062172
Modell: A00062169
02
Ersatz f r: D00046423_00 Ersetzt durch:
2
1
Alle Rechte bei INFINEON TECHNOLOGIES AG , auch f r den Fall von Schutzrechtanmeld
Datasheet
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V3.0
2017-09-19
Trademarks
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Edition2017-09-19
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(“Beschaffenheitsgarantie“)dar.FürBeispiele,HinweiseodertypischeWerte,dieindiesemDokumententhaltensind,und/oderAngaben,
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einschließlich,ohnehieraufbeschränktzusein,dieGewährdafür,dasskeingeistigesEigentumDritterverletztist.
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DokumentfestgelegtenVerpflichtungendesKundensowieallerimHinblickaufdasProduktdesKundensowiedieNutzungdesInfineon
ProduktesindenAnwendungendesKundenanwendbarengesetzlichenAnforderungen,NormenundStandardsdurchdenKunden.
DieindiesemDokumententhaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilungder
EignungdiesesProduktesfürdiebeabsichtigteAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderindiesemDokumententhaltenen
ProduktdatenfürdieseAnwendungobliegtdentechnischenFachabteilungendesKunden.
SolltenSievonunsweitereInformationenimZusammenhangmitdemProdukt,derTechnologie,Lieferbedingungenbzw.Preisen
benötigen,wendenSiesichbitteandasnächsteVertriebsbürovonInfineonTechnologies(www.infineon.com).
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ProduktenthaltenenSubstanzen,setzenSiesichbittemitdemnächstenVertriebsbürovonInfineonTechnologiesinVerbindung.
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Dokumentzugestimmthat,dürfenProduktevonInfineonTechnologiesnichtinAnwendungeneingesetztwerden,inwelchen
vernünftigerweiseerwartetwerdenkann,dasseinFehlerdesProduktesoderdieFolgenderNutzungdesProdukteszu
Personenverletzungenführen.
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(“Beschaffenheitsgarantie”).Withrespecttoanyexamples,hintsoranytypicalvaluesstatedhereinand/oranyinformationregardingthe
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