Infineon FF1000R17IE4P Primepackâ ¢3 modul mit trench/feldstopp igbt4 und emitter controlled diode Datasheet

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1000R17IE4P
PrimePACK™3ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlledDiode
PrimePACK™3modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlleddiode
VCES = 1700V
IC nom = 1000A / ICRM = 2000A
TypischeAnwendungen
• Hochleistungsumrichter
• Motorantriebe
• Windgeneratoren
TypicalApplications
• Highpowerconverters
• Motordrives
• Windturbines
ElektrischeEigenschaften
• HoheKurzschlussrobustheit
• HoheStoßstromfestigkeit
• HoheStromdichte
• NiedrigeSchaltverluste
• Tvjop=150°C
• VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten
ElectricalFeatures
• Highshort-circuitcapability
• Highsurgecurrentcapability
• Highcurrentdensity
• Lowswitchinglosses
• 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:2016-03-08
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
FF1000R17IE4P
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
1700
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TH = 60°C, Tvj max = 175°C
IC nom 1000
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
2000
A
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 1000 A, VGE = 15 V
IC = 1000 A, VGE = 15 V
IC = 1000 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VCE sat
typ.
max.
2,00
2,35
2,45
2,45
2,80
3,00
V
V
V
5,80
6,40
V
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 36,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V
QG
10,0
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
1,5
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
81,0
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
2,60
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 = 1000 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 1000 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 1000 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 1000 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 1000 A, VCE = 900 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 8000 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 1,2 Ω
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
5,20
0,55
0,60
0,60
µs
µs
µs
0,10
0,12
0,12
µs
µs
µs
1,00
1,25
1,30
µs
µs
µs
0,29
0,50
0,59
µs
µs
µs
Eon
265
390
415
mJ
mJ
mJ
IC = 1000 A, VCE = 900 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 3000 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
200
295
330
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
4000
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:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
2
37,1 K/kW
-40
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1000R17IE4P
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
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 125°C
VRRM 1700
V
IF
1000
A
IFRM
2000
A
I²t
140
kA²s
PRQM 1000
kW
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
VF
1,85
1,95
1,95
2,25
2,40
2,40
IF = 1000 A, - diF/dt = 8000 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
1050
1200
1250
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 1000 A, - diF/dt = 8000 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
245
410
480
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 1000 A, - diF/dt = 8000 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
115
205
245
mJ
mJ
mJ
Wärmewiderstand,ChipbisKühlkörper
Thermalresistance,junctiontoheatsink
proDiode/perdiode
validwithIFXpre-appliedthermalinterfacematerial
RthJH
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 1000 A, VGE = 0 V
IF = 1000 A, VGE = 0 V
IF = 1000 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
V
V
V
68,5 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:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
3
kΩ
5
%
20,0
mW
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1000R17IE4P
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:2016-03-08
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
FF1000R17IE4P
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
2000
2000
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1800
1400
1400
1200
1200
IC [A]
1600
IC [A]
1600
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
VCE [V]
2,5
3,0
3,5
0
4,0
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=1.2Ω,RGoff=1.8Ω,VCE=900V
2000
1100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1800
Eon, Tvj = 150°C
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
1000
900
1600
800
1400
700
IC [A]
E [mJ]
1200
1000
800
600
500
400
600
300
400
200
200
0
VGE = 20V
VGE = 15V
VGE = 12V
VGE = 10V
VGE = 9V
VGE = 8V
1800
100
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0
12
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
5
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
IC [A]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1000R17IE4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=1000A,VCE=900V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJH=f(t)
1200
100
Eon, Tvj = 150°C
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
1100
1000
ZthJH: IGBT
900
800
10
ZthJH [K/kW]
E [mJ]
700
600
500
400
1
300
200
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 2,98
10,4
15,9 7,77
τi[s]:
0,000794 0,0294 0,117 0,795
100
0
0
1
2
3
4
5
RG [Ω]
6
7
8
0,1
0,001
9
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=1.8Ω,Tvj=150°C
2200
0,1
t [s]
1
10
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
2000
IC, Modul
IC, Chip
2000
0,01
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1800
1800
1600
1600
1400
1400
1200
IF [A]
IC [A]
1200
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0
200
400
600
0
800 1000 1200 1400 1600 1800
VCE [V]
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
6
0,0
0,5
1,0
1,5
VF [V]
2,0
2,5
3,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1000R17IE4P
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=1.2Ω,VCE=900V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=1000A,VCE=900V
350
350
Erec, Tvj = 150°C
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
Erec, Tvj = 125°C
250
250
200
200
E [mJ]
300
E [mJ]
300
150
150
100
100
50
50
0
0
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJH=f(t)
0
1
2
3
4
5
RG [Ω]
6
7
8
9
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=150°C
100
2400
ZthJH: Diode
IR, Modul
2000
IR [A]
ZthJH [K/kW]
1600
10
1200
800
400
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 4,99
21,9
30,8 10,8
τi[s]:
0,00115 0,0259 0,105 0,778
1
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
0
10
preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
7
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
VR [V]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1000R17IE4P
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:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF1000R17IE4P
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:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
9
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF1000R17IE4P
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81726München,Germany
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preparedby:SM
dateofpublication:2016-03-08
approvedby:RN
revision:V3.1
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