TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FS200R07A1E3 HybridPACK™1ModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC HybridPACK™1modulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandNTC VCES = 650V IC nom = 200A / ICRM = 400A TypischeAnwendungen • AnwendungenimAutomobil • Hybrid-Elektrofahrzeuge(H)EV • Hybrid-Nutzfahrzeuge • Motorantriebe TypicalApplications • AutomotiveApplications • HybridElectricalVehicles(H)EV • CommercialAgricultureVehicles • MotorDrives ElektrischeEigenschaften • NiedrigeSchaltverluste • NiedrigesVCEsat • TrenchIGBT3 • Tvjop=150°C • VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten ElectricalFeatures • LowSwitchingLosses • LowVCEsat • TrenchIGBT3 • Tvjop=150°C • VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient MechanischeEigenschaften • 2,5kVAC1minIsolationsfestigkeit • Al2O3 Substrat mit kleinem thermischen Widerstand • HohemechanischeRobustheit • IntegrierterNTCTemperaturSensor • Kupferbodenplatte • RoHSkonform • Standardgehäuse MechanicalFeatures • 2.5kVAC1minInsulation • Al2O3SubstratewithLowThermalResistance • • • • • Highmechanicalrobustness IntegratedNTCtemperaturesensor CopperBasePlate RoHScompliant StandardHousing ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 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-Module IGBT-modules FS200R07A1E3 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 650 V Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TC = 65°C, Tvj max = 175°C TC = 25°C, Tvj max = 175°C IC nom IC 200 250 PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 400 A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 790 W Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage min. IC = 200 A, VGE = 15 V IC = 200 A, VGE = 15 V IC = 200 A, VGE = 15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 3,20 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VCE sat A A typ. max. 1,45 1,60 1,70 1,90 V V V VGEth 4,9 5,8 6,5 V VGE = -15 V ... +15 V QG 2,15 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 13,0 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,38 nF Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent VCE = 650 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 1,0 mA Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 400 nA td on 0,05 0,06 0,06 µs µs µs tr 0,05 0,05 0,06 µs µs µs td off 0,36 0,38 0,39 µs µs µs tf 0,05 0,09 0,10 µs µs µs Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 200 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGon = 3,6 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 200 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGon = 3,6 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 200 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 3,6 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 200 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 3,6 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 200 A, VCE = 300 V, LS = 25 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 4200 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGon = 3,6 Ω Tvj = 150°C Eon 2,25 2,90 3,20 mJ mJ mJ AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse IC = 200 A, VCE = 300 V, LS = 25 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 3500 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGoff = 3,6 Ω Tvj = 150°C Eoff 5,50 7,20 7,50 mJ mJ mJ Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC 1400 1000 A A Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,085 TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 2 tP ≤ 8 µs, Tvj = 25°C tP ≤ 6 µs, Tvj = 150°C 0,19 K/W K/W 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FS200R07A1E3 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 200 A IFRM 400 A I²t 2400 2200 CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. 1,55 1,50 1,45 1,95 A²s A²s Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 200 A, VGE = 0 V IF = 200 A, VGE = 0 V IF = 200 A, VGE = 0 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C VF Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 200 A, - diF/dt = 4200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C IRM 145 180 190 A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 200 A, - diF/dt = 4200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Qr 8,00 16,5 18,5 µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 200 A, - diF/dt = 4200 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 300 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Erec 1,90 3,70 4,35 mJ mJ mJ proDiode/perdiode RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,09 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 0,31 K/W K/W °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:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 3 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FS200R07A1E3 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 2,5 kV Cu Al2O3 Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 12,0 6,1 mm Luftstrecke Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 12,0 6,1 mm VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex CTI > 200 min. typ. max. LsCE 30 nH RCC'+EE' 1,00 mΩ Tstg -40 125 °C SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 6,00 Nm Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,0 - 6,0 Nm Gewicht Weight G 485 g preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch Lagertemperatur Storagetemperature Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting 4 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS200R07A1E3 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 400 400 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 350 300 300 250 250 IC [A] IC [A] 350 200 150 100 100 50 50 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 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 VCE [V] 3,5 4,0 4,5 5,0 16 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 350 250 10 E [mJ] 12 200 8 150 6 100 4 50 2 5 6 7 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 14 300 0 0,0 SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=3.6Ω,RGoff=3.6Ω,VCE=300V 400 IC [A] 200 150 0 VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V 8 9 VGE [V] 10 11 0 12 preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 5 0 50 100 150 200 IC [A] 250 300 350 400 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS200R07A1E3 IGBT-Module IGBT-modules SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=200A,VCE=300V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJC=f(t) 45 1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 40 ZthJC : IGBT 35 0,1 ZthJC [K/W] E [mJ] 30 25 20 15 0,01 10 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,02248 0,10266 0,05308 0,01177 τi[s]: 0,00036 0,01937 0,03762 0,98695 5 0 0 3 6 9 0,001 0,001 12 15 18 21 24 27 30 33 36 RG [Ω] SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=3.6Ω,Tvj=150°C 500 Ic, Modul IC, Chip 450 0,01 0,1 t [s] 1 10 DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) 400 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 350 400 300 350 250 IF [A] IC [A] 300 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0 100 200 300 400 VCE [V] 500 600 0 700 preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 6 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 VF [V] 1,4 1,6 1,8 2,0 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS200R07A1E3 IGBT-Module IGBT-modules SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=3.6Ω,VCE=300V SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=200A,VCE=300V 8 6 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 7 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 5 6 4 E [mJ] E [mJ] 5 4 3 3 2 2 1 1 0 0 50 100 150 200 IF [A] 250 300 350 0 400 TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJC=f(t) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 RG [Ω] NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) 1 100000 ZthJC : Diode Rtyp 10000 R[Ω] ZthJC [K/W] 0,1 0,01 1000 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,04633 0,19362 0,05997 0,00996 τi[s]: 0,00051 0,01769 0,04823 1,81616 0,001 0,001 0,01 0,1 t [s] 1 100 10 preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 7 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 120 140 160 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FS200R07A1E3 Schaltplan/circuit_diagram_headline J Gehäuseabmessungen/packageoutlines preparedby:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 8 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FS200R07A1E3 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:JZ dateofpublication:2013-11-05 approvedby:LB revision:3.1 9