TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS800R07A2E3_B31 HybridPACK™2ModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC HybridPACK™2modulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandNTC T T T VCES = 650V IC nom = 800A / ICRM = 1600A TypischeAnwendungen • AnwendungenimAutomobil • Hybrid-Elektrofahrzeuge(H)EV • Hybrid-Nutzfahrzeuge • Motorantriebe TypicalApplications • AutomotiveApplications • HybridElectricalVehicles(H)EV • CommercialAgricultureVehicles • MotorDrives ElektrischeEigenschaften • ErhöhteSperrspannungsfestigkeitauf650V • ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop • HoheStromdichte • NiederinduktivesDesign • NiedrigeSchaltverluste • NiedrigesVCEsat • Tvjop=150°C • Tvjop=175°C • TrenchIGBT3 • VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten ElectricalFeatures • Increasedblockingvoltagecapabilityto650V • ExtendedOperationTemperatureTvjop • HighCurrentDensity • LowInductiveDesign • LowSwitchingLosses • LowVCEsat • Tvjop=150°C • Tvjop=175°C • TrenchIGBT3 • VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient MechanischeEigenschaften • 2,5kVAC1minIsolationsfestigkeit • DirektgekühlteBodenplatte • HoheLeistungsdichte • IntegrierterNTCTemperaturSensor • IsolierteBodenplatte • Kupferbodenplatte ModuleLabelCode • RoHSkonform BarcodeCode128 MechanicalFeatures • 2.5kVAC1minInsulation • DirectCooledBasePlate • HighPowerDensity • IntegratedNTCtemperaturesensor • IsolatedBasePlate • CopperBasePlate • RoHScompliant ContentoftheCode Digit ModuleSerialNumber ModuleMaterialNumber ProductionOrderNumber Datecode(ProductionYear) Datecode(ProductionWeek) DMX-Code preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 1 1-5 6-11 12-19 20-21 22-23 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS800R07A2E3_B31 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C ImplementierterKollektor-Strom Implementedcollectorcurrent VCES 650 V ICN 800 A Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TF = 75°C, Tvj max = 175°C TF = 25°C, Tvj max = 175°C IC nom IC 550 700 PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 1600 A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TF = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 1550 W VGES +/-20 V Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage min. IC = 550 A, VGE = 15 V IC = 550 A, VGE = 15 V IC = 550 A, VGE = 15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C VCE sat A A typ. max. 1,30 1,35 1,40 1,50 V V V 5,8 6,5 V Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 13,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG 8,60 µC InternerGatewiderstand Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 0,5 Ω Eingangskapazität Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 52,0 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 1,50 nF Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent VCE = 650 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 = 550 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGon = 1,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 550 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGon = 1,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 550 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 0,75 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 550 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 0,75 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 550 A, VCE = 300 V, LS = 20 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 5500 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGon = 1,8 Ω Tvj = 150°C AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse Kurzschlußverhalten SCdata 4,9 0,12 0,12 0,13 µs µs µs 0,10 0,10 0,10 µs µs µs 0,51 0,53 0,55 µs µs µs 0,04 0,06 0,07 µs µs µs Eon 10,5 12,0 12,5 mJ mJ mJ IC = 550 A, VCE = 300 V, LS = 20 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 2700 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGoff = 0,75 Ω Tvj = 150°C Eoff 21,0 25,0 26,0 mJ mJ mJ VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC 5600 4000 A A tP ≤ 8 µs, Tvj = 25°C tP ≤ 6 µs, Tvj = 150°C td on tr td off tf Wärmewiderstand,ChipbisKühl-Flüssigkeit proIGBT/perIGBT Thermalresistance,junctiontocoolingfluid coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol;∆V/∆t= 10,0dm³/min RthJF TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 2 0,097 K/W -40 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS800R07A2E3_B31 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 650 V IF 550 A IFRM 1600 A I²t 15000 14500 CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. A²s A²s typ. max. 1,75 VF 1,40 1,35 1,30 IF = 550 A, - diF/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C IRM 200 330 360 A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 550 A, - diF/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Qr 17,0 40,0 45,0 µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 550 A, - diF/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Erec 4,00 9,50 11,5 mJ mJ mJ Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 550 A, VGE = 0 V IF = 550 A, VGE = 0 V IF = 550 A, VGE = 0 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent Wärmewiderstand,ChipbisKühl-Flüssigkeit proDiode/perdiode Thermalresistance,junctiontocoolingfluid coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol;∆V/∆t= 10,0dm³/min RthJF TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op V V V 0,135 K/W -40 150 °C NTC-Widerstand/NTC-Thermistor CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. 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 R25 ∆R/R 5,00 -5 P25 AngabengemäßgültigerApplicationNote. Specificationaccordingtothevalidapplicationnote. preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 3 kΩ 5 % 20,0 mW TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS800R07A2E3_B31 Modul/Module Isolations-Prüfspannung Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 2,5 kV Cu MaterialModulgrundplatte Materialofmodulebaseplate InnereIsolation Internalisolation Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140) basicinsulation(class1,IEC61140) Al2O3 Kriechstrecke Creepagedistance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 7,0 5,5 mm Luftstrecke Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 7,0 5,0 mm > 200 VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex CTI min. DruckabfallimKühlkreislauf* Pressuredropincoolingcircuit* ∆V/∆t = 10,0 dm³/min; TF = 25°C cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol HöchstzulässigerDruckimKühlkreislauf Maximumpressureincoolingcircuit TF=25°C,proSchalter/perswitch Lagertemperatur Storagetemperature max. 119 p Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip ∆p typ. mbar 2,5 bar LsCE 14 nH RCC'+EE' 0,80 mΩ Tstg -40 125 °C Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 6,00 Nm Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 2,5 - 5,0 Nm Gewicht Weight G 1340 g * Kühleraufbau gemäß gültiger Application Note. * Cooler setup according to the valid application note. Kundenspezifisch/Customized min. Collector-emitter voltage (tested end of line) T vj = 25°C Temperature under switching conditions Max. 30h over life time inverter / brake-chopper for 10s within period of 10min Short circuit ruggedness specified at 150°C s. IGBT characteristic values preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 Vces 4 T vj op typ. max. 680 V 175 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation FS800R07A2E3_B31 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 1600 1600 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 1500 1400 1400 1200 1100 1100 1000 1000 900 900 IC [A] 1300 1200 IC [A] 1300 800 800 700 700 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V 1500 0 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 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 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=1.8Ω,RGoff=0.75Ω,VCE=300V 1600 40 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 1500 1400 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 35 1300 1200 30 1100 1000 25 E [mJ] IC [A] 900 800 700 600 20 15 500 400 10 300 200 5 100 0 5 6 7 8 9 VGE [V] 10 11 0 12 preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 5 0 100 200 300 400 IC [A] 500 600 700 800 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS800R07A2E3_B31 IGBT-Modul IGBT-Module SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=550A,VCE=300V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min) 160 1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 140 ZthJF : IGBT 120 0,1 ZthJF [K/W] E [mJ] 100 80 60 0,01 40 i: 1 2 3 4 5 ri[K/W]: 0,006 0,0213 0,0231 0,0369 0,0097 τi[s]: 0,0005 0,02 0,058 0,45 2,19 20 0 0 2 4 6 8 10 RG [Ω] 12 14 16 0,001 0,001 18 SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=0.75Ω,Tvj=150°C 1700 0,01 0,1 t [s] 1 10 WärmewiderstandIGBT,Wechselrichter thermalimpedanceIGBT,Inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol 0,104 RthJF: IGBT 1600 1500 0,102 1400 1300 0,100 1200 1100 RthJF [K/W] IC [A] 1000 900 800 700 0,098 0,096 600 500 0,094 400 300 IC, Modul IC, Chip 200 0,092 100 0 0 100 200 300 400 VCE [V] 500 600 0,090 700 preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 6 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ∆V/∆t [dm³/min] TechnischeInformation/TechnicalInformation FS800R07A2E3_B31 IGBT-Modul IGBT-Module DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=1.8Ω,VCE=300V 1600 16 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 1500 1400 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 14 1300 1200 12 1100 1000 10 E [mJ] IF [A] 900 800 700 600 8 6 500 400 4 300 200 2 100 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 VF [V] 1,4 1,6 1,8 0 2,0 SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=550A,VCE=300V 0 100 200 300 400 IF [A] 500 600 700 800 TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min) 16 1 ZthJF : Diode Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 14 12 ZthJF [K/W] E [mJ] 10 8 0,1 6 4 i: 1 2 3 4 5 ri[K/W]: 0,0122 0,0376 0,0401 0,0319 0,0131 τi[s]: 0,0006 0,017 0,053 0,39 3,2 2 0 0 2 4 6 8 10 RG [Ω] 12 14 16 0,01 0,001 18 preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 7 0,01 0,1 t [s] 1 10 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS800R07A2E3_B31 IGBT-Modul IGBT-Module WärmewiderstandDiode,Wechselrichter thermalimpedanceDiode,Inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) 0,142 100000 RthJF: Diode Rtyp 0,140 0,138 0,136 R[Ω] RthJF [K/W] 10000 0,134 1000 0,132 0,130 0,128 5 6 7 8 100 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ∆V/∆t [dm³/min] DruckabfallimKühlkreislauf* pressuredropincoolingcircuit* ∆p=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol,TF=25°C 400 ∆p: Modul 360 320 280 ∆p [mbar] 240 200 160 120 80 40 0 0 2 4 6 8 10 12 ∆V/∆t [dm³/min] 14 16 18 20 preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 8 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 120 140 160 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS800R07A2E3_B31 Schaltplan/circuit_diagram_headline P3 P2 P1 T11 C5 C3 G5 G3 E5 E3 C1 T T12 G1 E1 3 T21 2 1 C6 C4 C2 G6 G4 G2 E6 E4 E2 T T22 T31 T T32 N3 N2 N1 Gehäuseabmessungen/packageoutlines preparedby:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 9 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS800R07A2E3_B31 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:WJ dateofpublication:2014-06-02 approvedby:MM revision:3.1 10