F4-50R06W1E3 Data Sheet (803 KB, EN/DE)

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
F4-50R06W1E3
EasyPACKModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC
EasyPACKmodulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandNTC
J
VCES = 600V
IC nom = 50A / ICRM = 100A
TypischeAnwendungen
• Hilfsumrichter
• InduktivesErwärmenundSchweißen
• Servoumrichter
• USV-Systeme
TypicalApplications
• AuxiliaryInverters
• InductiveHeatingandWelding
• ServoDrives
• UPSSystems
ElektrischeEigenschaften
• NiederinduktivesDesign
• NiedrigeSchaltverluste
• TrenchIGBT3
• NiedrigesVCEsat
ElectricalFeatures
• Lowinductivedesign
• LowSwitchingLosses
• TrenchIGBT3
• LowVCEsat
MechanischeEigenschaften
• Al2O3 Substrat mit kleinem thermischen
Widerstand
• KompaktesDesign
• Lötverbindungstechnik
• Robuste Montage durch integrierte
Befestigungsklammern
MechanicalFeatures
• Al2O3SubstratewithLowThermalResistance
• Compactdesign
• SolderContactTechnology
• Rugged mounting due to integrated mounting
clamps
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
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
F4-50R06W1E3
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
600
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 80°C, Tvj max = 175°C
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
IC nom
IC
50
75
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
100
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175
Ptot
225
W
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
VGES
+/-20
V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 0,80 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
0,50
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
0,0
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
3,10
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
0,095
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 600 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
0,023
0,023
0,023
µs
µs
µs
tr
0,015
0,018
0,02
µs
µs
µs
td off
0,20
0,22
0,23
µs
µs
µs
tf
0,10
0,13
0,14
µs
µs
µs
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 50 A, VCE = 300 V, LS = 45 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 2600 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 150°C
Eon
0,46
0,56
0,65
mJ
mJ
mJ
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 50 A, VCE = 300 V, LS = 45 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 4200 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
1,20
1,50
1,60
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
350
250
A
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
RthJC
0,60
0,66 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,70
K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
2
tP ≤ 8 µs, Tvj = 25°C
tP ≤ 6 µs, Tvj = 150°C
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
F4-50R06W1E3
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 600
V
IF
50
A
IFRM
100
A
I²t
370
330
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
1,55
1,50
1,45
1,95
A²s
A²s
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VF
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
IF = 50 A, - diF/dt = 2600 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
IRM
60,0
68,0
72,0
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 50 A, - diF/dt = 2600 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Qr
2,10
3,40
3,95
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 50 A, - diF/dt = 2600 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Erec
0,42
0,71
0,83
mJ
mJ
mJ
RthJC
0,80
0,90 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,70
K/W
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
proDiode/perdiode
V
V
V
°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:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
3
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
F4-50R06W1E3
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
InnereIsolation
Internalisolation
Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)
Al2O3
Kriechstrecke
Creepagedistance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
11,5
6,3
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
10,0
5,0
mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
> 200
VISOL kV
2,5
min.
typ.
max.
LsCE
20
nH
RCC'+EE'
8,00
mΩ
Tstg
-40
125
°C
Anpresskraft für mech. Bef. pro Feder
mountig force per clamp
F
20
-
50
N
Gewicht
Weight
G
24
g
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
Der Strom im Dauerbetrieb ist auf 30 A effektiv pro Anschlusspin begrenzt.
The current under continuous operation is limited to 30 A rms per connector pin.
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
4
TechnischeInformation/TechnicalInformation
F4-50R06W1E3
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
100
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,0
0,5
1,0
VGE = 19 V
VGE = 17 V
VGE = 15 V
VGE = 13 V
VGE = 11 V
VGE = 9 V
90
IC [A]
IC [A]
90
1,5
VCE [V]
2,0
2,5
0
3,0
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 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
VCE [V]
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=8.2Ω,RGoff=8.2Ω,VCE=300V
100
3,0
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
90
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
2,5
80
70
2,0
E [mJ]
IC [A]
60
50
1,5
40
1,0
30
20
0,5
10
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0,0
12
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
5
0
10
20
30
40
50 60
IC [A]
70
80
90
100
TechnischeInformation/TechnicalInformation
F4-50R06W1E3
IGBT-Module
IGBT-modules
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=50A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJH=f(t)
6,0
10
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
5,5
5,0
ZthJH : IGBT
4,5
4,0
1
ZthJH [K/W]
E [mJ]
3,5
3,0
2,5
2,0
0,1
1,5
1,0
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,074 0,173 0,526 0,527
τi[s]:
0,0005 0,005 0,05 0,2
0,5
0,0
0
10
20
30
40
50
RG [Ω]
60
70
80
0,01
0,0001
90
0,1
1
10
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
90
90
80
80
70
70
60
60
IF [A]
IC [A]
0,01
t [s]
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=8.2Ω,Tvj=150°C
110
IC, Modul
IC, Chip
100
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,001
0
200
400
VCE [V]
600
0
800
0,0
0,4
0,8
1,2
VF [V]
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
6
1,6
2,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
F4-50R06W1E3
IGBT-Module
IGBT-modules
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=8.2Ω,VCE=300V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=50A,VCE=300V
1,4
1,2
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1,3
1,2
1,0
1,1
0,9
1,0
0,8
0,9
0,7
E [mJ]
E [mJ]
0,8
0,7
0,6
0,6
0,5
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0,0
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1,1
0
10
20
30
40
50 60
IF [A]
70
80
90
0,0
100
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJH=f(t)
0
10
20
30
40
50
RG [Ω]
60
70
80
90
140
160
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
10
100000
ZthJH : Diode
Rtyp
10000
R[Ω]
ZthJH [K/W]
1
0,1
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,123 0,264 0,594 0,468
τi[s]:
0,0005 0,005 0,05 0,2
0,01
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
100
10
t [s]
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
7
0
20
40
60
80
100
TC [°C]
120
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
F4-50R06W1E3
Schaltplan/circuit_diagram_headline
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
Infineon
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
F4-50R06W1E3
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.
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Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers.
Changesofthisproductdatasheetarereserved.
preparedby:DK
dateofpublication:2013-10-03
approvedby:MB
revision:3.0
9