FF900R12IE4 Data Sheet (1.7 MB, EN/DE)

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FF900R12IE4
PrimePACK™2ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4DiodeundNTC
PrimePACK™2modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diodeandNTC
VorläufigeDaten/PreliminaryData
VCES = 1200V
IC nom = 900A / ICRM = 1800A
TypischeAnwendungen
• Motorantriebe
• AnwendungenfürResonanzUmrichter
• Traktionsumrichter
• USV-Systeme
• Windgeneratoren
TypicalApplications
• MotorDrives
• ResonantInverterAppliccations
• TractionDrives
• UPSSystems
• WindTurbines
ElektrischeEigenschaften
• ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop
• GroßeDC-Festigkeit
• Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender
Kurzschlussstrom
• NiedrigeSchaltverluste
• SehrgroßeRobustheit
• VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten
ElectricalFeatures
• ExtendedOperationTemperatureTvjop
• HighDCStability
• High Short Circuit Capability, Self Limiting Short
CircuitCurrent
• LowSwitchingLosses
• UnbeatableRobustness
• VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient
MechanischeEigenschaften
• 4kVAC1minIsolationsfestigkeit
• GehäusemitCTI>400
• GroßeLuft-undKriechstrecken
• HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit
• HoheLeistungsdichte
• SubstratfürkleinenthermischenWiderstand
MechanicalFeatures
• 4kVAC1minInsulation
• PackagewithCTI>400
• HighCreepageandClearanceDistances
• HighPowerandThermalCyclingCapability
• HighPowerDensity
• SubstrateforLowThermalResistance
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
1
ContentoftheCode
Digit
ModuleSerialNumber
ModuleMaterialNumber
ProductionOrderNumber
Datecode(ProductionYear)
Datecode(ProductionWeek)
1-5
6-11
12-19
20-21
22-23
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FF900R12IE4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
1200
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 100°C, Tvj max = 175°C
IC nom 900
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
1800
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
5,10
kW
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
VGES
+/-20
V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 900 A, VGE = 15 V
IC = 900 A, VGE = 15 V
IC = 900 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 33,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VCE sat
typ.
max.
1,75
2,05
2,10
2,05
V
V
V
VGEth
5,2
5,8
6,4
V
VGE = -15 V ... +15 V
QG
6,40
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
1,2
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
54,0
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
3,00
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
td on
0,20
0,22
0,22
µs
µs
µs
tr
0,11
0,12
0,13
µs
µs
µs
td off
0,66
0,75
0,79
µs
µs
µs
tf
0,09
0,14
0,15
µs
µs
µs
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 900 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 900 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 900 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 900 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 900 A, VCE = 600 V, LS = 45 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 5700 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 1,3 Ω
Tvj = 150°C
Eon
55,0
70,0
80,0
mJ
mJ
mJ
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 900 A, VCE = 600 V, LS = 45 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 3200 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 1,5 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
85,0
120
130
mJ
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
14,0
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
2
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
3600
A
29,5 K/kW
K/kW
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FF900R12IE4
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
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C
VRRM 1200
V
IF
900
A
IFRM
1800
A
I²t
91,0
88,0
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
1,90
1,85
1,80
2,30
kA²s
kA²s
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 900 A, VGE = 0 V
IF = 900 A, VGE = 0 V
IF = 900 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VF
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
IF = 900 A, - diF/dt = 5700 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
500
660
710
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 900 A, - diF/dt = 5700 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
90,0
150
195
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 900 A, - diF/dt = 5700 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
40,0
80,0
90,0
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
25,5
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
150
min.
typ.
max.
R25
5,00
kΩ
∆R/R
-5
5
%
P25
20,0
mW
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
V
V
V
53,5 K/kW
K/kW
°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:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
3
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FF900R12IE4
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 4,0
kV
Cu
Al2O3
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
33,0
33,0
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
19,0
19,0
mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
> 400
min.
typ.
RthCH
4,50
LsCE
18
nH
RCC'+EE'
0,30
mΩ
Tstg
-40
150
°C
SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
3,00
-
6,00
Nm
SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
1,8
-
2,1
Nm
M
8,0
-
10
Nm
Gewicht
Weight
G
825
g
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
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
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque
4
max.
K/kW
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF900R12IE4
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=150°C
1800
1800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1600
1200
1200
1000
1000
IC [A]
1400
IC [A]
1400
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0,0
0,5
1,0
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
1600
1,5
2,0
VCE [V]
2,5
3,0
0
3,5
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=1.3Ω,RGoff=1.5Ω,VCE=600V
1800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1600
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
250
1400
200
1200
E [mJ]
IC [A]
1000
800
150
100
600
400
50
200
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0
12
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
5
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
IC [A]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF900R12IE4
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=900A,VCE=600V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
450
100
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
400
ZthJC : IGBT
350
10
ZthJC [K/kW]
E [mJ]
300
250
200
150
1
100
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 1,2
6
20
2,3
τi[s]:
0,0008 0,013 0,05 0,6
50
0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
RG [Ω]
5,0
6,0
7,0
0,1
0,001
8,0
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=1.5Ω,Tvj=150°C
2000
IC, Modul
IC, Chip
1800
0,01
0,1
t [s]
1
10
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
1800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1600
1600
1400
1400
1200
1200
IF [A]
IC [A]
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0
200
400
600
800
VCE [V]
1000
1200
0
1400
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
6
0,0
0,5
1,0
1,5
VF [V]
2,0
2,5
3,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF900R12IE4
IGBT-Module
IGBT-modules
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=1.3Ω,VCE=600V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=900A,VCE=600V
120
120
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
110
100
100
90
90
80
70
70
E [mJ]
E [mJ]
80
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
110
0
200
400
600
0
800 1000 1200 1400 1600
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
RG [Ω]
5,0
6,0
7,0
8,0
140
160
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
100
100000
ZthJC : Diode
Rtyp
10000
R[Ω]
ZthJC [K/kW]
10
1
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 4,5
12,7 35,4 0,9
τi[s]:
0,0008 0,013 0,05 0,6
0,1
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
100
10
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
7
0
20
40
60
80
100
TC [°C]
120
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FF900R12IE4
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
approvedby:MS
revision:2.4
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FF900R12IE4
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.
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preparedby:AC
dateofpublication:2013-11-05
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