TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF650R17IE4 PrimePACK™2ModulundNTC PrimePACK™2moduleandNTC VCES = 1700V IC nom = 650A / ICRM = 1300A TypischeAnwendungen • 3-Level-Applikationen • Hilfsumrichter • Hochleistungsumrichter • Motorantriebe • Windgeneratoren TypicalApplications • 3-Level-Applications • AuxiliaryInverters • HighPowerConverters • MotorDrives • WindTurbines ElektrischeEigenschaften • ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop • GroßeDC-Festigkeit • HoheStromdichte • NiedrigeSchaltverluste • Tvjop=150°C • NiedrigesVCEsat ElectricalFeatures • ExtendedOperationTemperatureTvjop • HighDCStability • HighCurrentDensity • LowSwitchingLosses • Tvjop=150°C • LowVCEsat MechanischeEigenschaften • GehäusemitCTI>400 • GroßeLuft-undKriechstrecken • HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit • HoheLeistungsdichte • Kupferbodenplatte • Standardgehäuse MechanicalFeatures • PackagewithCTI>400 • HighCreepageandClearanceDistances • HighPowerandThermalCyclingCapability • HighPowerDensity • CopperBasePlate • StandardHousing ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code preparedby:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 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 FF650R17IE4 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1700 V Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TC = 100°C, Tvj max = 175°C TC = 25°C, Tvj max = 175°C IC nom IC 650 930 PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 1300 A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 4,15 kW Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage min. IC = 650 A, VGE = 15 V IC = 650 A, VGE = 15 V IC = 650 A, VGE = 15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 24,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VCE sat A A typ. max. 2,00 2,35 2,45 2,45 2,80 V V V VGEth 5,2 5,8 6,4 V VGE = -15 V ... +15 V QG 7,00 µC InternerGatewiderstand Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 2,3 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 1,70 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 td on 0,55 0,60 0,60 µs µs µs tr 0,09 0,11 0,12 µs µs µs td off 1,00 1,25 1,30 µs µs µs tf 0,29 0,49 0,57 µs µs µs Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 650 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGon = 1,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 650 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGon = 1,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 650 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGoff = 2,7 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 650 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGoff = 2,7 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 650 A, VCE = 900 V, LS = 45 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 5000 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGon = 1,8 Ω Tvj = 150°C Eon 205 300 320 mJ mJ mJ AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse IC = 650 A, VCE = 900 V, LS = 45 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 3200 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGoff = 2,7 Ω Tvj = 150°C Eoff 140 205 230 mJ mJ mJ Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 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:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 2 tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C 2700 A 36,0 K/kW K/kW 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF650R17IE4 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 650 A IFRM 1300 A I²t 70,5 kA²s PRQM 650 kW CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. 1,85 1,95 1,95 2,25 2,35 Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 650 A, VGE = 0 V IF = 650 A, VGE = 0 V IF = 650 A, VGE = 0 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C VF Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 650 A, - diF/dt = 5200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C IRM 695 760 805 A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 650 A, - diF/dt = 5200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Qr 160 265 310 µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 650 A, - diF/dt = 5200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Erec 76,0 135 160 mJ mJ mJ proDiode/perdiode RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 27,0 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 71,5 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:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 3 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF650R17IE4 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:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 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 FF650R17IE4 IGBT-Module IGBT-modules AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch) outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VCE) VGE=15V AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch) outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VCE) Tvj=150°C 1300 1300 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 1200 1100 1100 900 900 800 800 700 700 IC [A] 1000 IC [A] 1000 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0,0 0,5 1,0 VGE = 20V VGE = 15V VGE = 12V VGE = 10V VGE = 9V VGE = 8V 1200 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 SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=1.8Ω,RGoff=2.7Ω,VCE=900V 1300 550 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 1200 1100 Eon, Tvj = 150°C Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 125°C 500 450 1000 400 900 350 700 E [mJ] IC [A] 800 600 500 300 250 200 400 150 300 100 200 50 100 0 5 6 7 8 9 VGE [V] 10 11 0 12 preparedby:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 5 0 200 400 600 800 IC [A] 1000 1200 5,0 TechnischeInformation/TechnicalInformation FF650R17IE4 IGBT-Module IGBT-modules SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=650A,VCE=900V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJC=f(t) 1000 100 Eon, Tvj = 150°C Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 125°C 900 800 ZthJC : IGBT 700 10 ZthJC [K/kW] E [mJ] 600 500 400 1 300 200 i: 1 2 3 4 ri[K/kW]: 1,2 5,5 25,5 3,8 τi[s]: 0,0008 0,013 0,05 0,6 100 0 0 2 4 6 8 10 12 0,1 0,001 14 0,01 0,1 t [s] RG [Ω] SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=2.7Ω,Tvj=150°C 1400 IC, Modul IC, Chip 1 10 DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) 1300 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 1200 1200 1100 1000 1000 900 800 IF [A] IC [A] 800 600 700 600 500 400 400 300 200 200 100 0 0 200 400 600 0 800 1000 1200 1400 1600 1800 VCE [V] preparedby:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 6 0,0 0,5 1,0 1,5 VF [V] 2,0 2,5 3,0 TechnischeInformation/TechnicalInformation FF650R17IE4 IGBT-Module IGBT-modules SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=1.8Ω,VCE=900V SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=650A,VCE=900V 220 220 Erec, Tvj = 150°C Erec, Tvj = 125°C 180 180 160 160 140 140 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 200 400 Erec, Tvj = 150°C Erec, Tvj = 125°C 200 E [mJ] E [mJ] 200 600 IF [A] 800 1000 0 1200 0 2 4 6 8 10 12 14 RG [Ω] TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJC=f(t) SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA) safeoperationareaDiode,Inverter(SOA) IR=f(VR) Tvj=150°C 1000 ZthJC : Diode 1400 IR, Modul 1200 1000 IR [A] ZthJC [K/kW] 100 800 600 10 400 i: 1 2 3 4 ri[K/kW]: 4,5 17 45 5 τi[s]: 0,0008 0,013 0,05 0,6 1 0,001 0,01 0,1 t [s] 1 200 0 10 preparedby:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 7 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 VR [V] TechnischeInformation/TechnicalInformation FF650R17IE4 IGBT-Module IGBT-modules NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) 100000 Rtyp R[Ω] 10000 1000 100 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 120 140 160 preparedby:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 8 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF650R17IE4 Schaltplan/circuit_diagram_headline Gehäuseabmessungen/packageoutlines preparedby:TA dateofpublication:2013-11-05 approvedby:PL revision:3.3 9 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF650R17IE4 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. 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