TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS400R07A1E3_H5 HybridPACK™1ModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundNTC HybridPACK™1modulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandNTC VCES = 650V IC nom = 400A / ICRM = 800A TypischeAnwendungen • AnwendungenimAutomobil • Hybrid-Elektrofahrzeuge(H)EV • Hybrid-Nutzfahrzeuge • Motorantriebe TypicalApplications • AutomotiveApplications • HybridElectricalVehicles(H)EV • CommercialAgricultureVehicles • MotorDrives ElektrischeEigenschaften • ErhöhteSperrspannungsfestigkeitauf650V • NiedrigeSchaltverluste • NiedrigesVCEsat • Tvjop=150°C • VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten ElectricalFeatures • Increasedblockingvoltagecapabilityto650V • LowSwitchingLosses • LowVCEsat • Tvjop=150°C • VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient MechanischeEigenschaften • 2,5kVAC1minIsolationsfestigkeit • Al2O3 Substrat mit kleinem thermischen Widerstand • DirektgekühlteBodenplatte • HohemechanischeRobustheit • IntegrierterNTCTemperaturSensor • Kupferbodenplatte • RoHSkonform • Standardgehäuse MechanicalFeatures • 2.5kVAC1minInsulation • Al2O3SubstratewithLowThermalResistance • • • • • • DirectCooledBasePlate Highmechanicalrobustness IntegratedNTCtemperaturesensor CopperBasePlate RoHScompliant StandardHousing ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM 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-Modul IGBT-Module FS400R07A1E3_H5 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 650 V Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TF = 75°C, Tvj max = 175°C TF = 25°C, Tvj max = 175°C IC nom IC 400 500 PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 800 A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TF = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 750 W VGES +/-20 V Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage min. IC = 400 A, VGE = 15 V IC = 400 A, VGE = 15 V IC = 400 A, VGE = 15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C VCE sat A A typ. max. 1,45 1,60 1,70 1,90 V V V 5,80 6,50 V Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 6,40 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG 4,30 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 26,0 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,76 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 VGEth Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 400 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 = 400 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 = 400 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 1,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 400 A, VCE = 300 V VGE = ±15 V RGoff = 1,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 400 A, VCE = 300 V, LS = 25 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 4,90 0,10 0,11 0,12 µs µs µs 0,08 0,08 0,08 µs µs µs 0,46 0,50 0,50 µs µs µs 0,05 0,07 0,08 µs µs µs Eon 2,90 4,20 4,50 mJ mJ mJ IC = 400 A, VCE = 300 V, LS = 25 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 3000 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGoff = 1,8 Ω Tvj = 150°C Eoff 13,0 16,0 17,0 mJ mJ mJ VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC 2800 2000 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:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 2 0,20 K/W -40 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS400R07A1E3_H5 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 400 A IFRM 800 A I²t 8800 8500 CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. A²s A²s typ. max. 1,95 VF 1,55 1,50 1,45 IF = 400 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 210 280 300 A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 400 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 18,0 30,0 34,0 µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 400 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 3,60 7,25 8,30 mJ mJ mJ Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 400 A, VGE = 0 V IF = 400 A, VGE = 0 V IF = 400 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 0,28 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:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 3 kΩ 5 % 20,0 mW TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS400R07A1E3_H5 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 12,0 6,1 mm Luftstrecke Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 12,0 6,1 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 30 nH RCC'+EE' 1,00 mΩ Tstg -40 125 °C 6,00 Nm 6,0 Nm M 3,00 Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,0 G preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 4 bar LsCE SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote Der Kollektor-Dauergleichstrom / Dioden-Dauergleichstrom ist durch die Lastanschlüsse begrenzt. DC-Collector current / diode forward current is limited by the power terminals. mbar 2,0 Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting Gewicht Weight max. 50 p Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip ∆p typ. 665 g TechnischeInformation/TechnicalInformation FS400R07A1E3_H5 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 800 800 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 700 600 600 500 500 IC [A] IC [A] 700 400 400 300 300 200 200 100 100 0 VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V 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=1.8Ω,VCE=300V 800 30 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 700 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 25 600 20 E [mJ] IC [A] 500 400 15 300 10 200 5 100 0 5 6 7 8 9 VGE [V] 10 11 0 12 preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 5 0 100 200 300 IC [A] 400 500 600 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS400R07A1E3_H5 IGBT-Modul IGBT-Module SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=400A,VCE=300V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min) 80 1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 70 ZthJF: IGBT 60 ZthJF [K/W] E [mJ] 50 40 0,1 30 20 i: 1 2 3 4 5 ri[K/W]: 0,0133 0,0711 0,0198 0,02 0,0758 τi[s]: 0,00044 0,02502 0,0934 0,0952 0,811 10 0 0 2 4 6 8 10 RG [Ω] 12 14 16 0,01 0,001 18 SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=1.8Ω,Tvj=150°C 900 IC, Modul IC, Chip 800 0,01 0,1 t [s] 1 10 WärmewiderstandIGBT,Wechselrichter thermalimpedanceIGBT,Inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol 0,215 RthJF: IGBT 0,210 700 0,205 RthJF [K/W] IC [A] 600 500 400 300 0,200 0,195 200 0,190 100 0 0 100 200 300 400 VCE [V] 500 600 0,185 700 preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 6 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ∆V/∆t [dm³/min] TechnischeInformation/TechnicalInformation FS400R07A1E3_H5 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 800 12 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 700 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 10 600 8 E [mJ] IF [A] 500 400 6 300 4 200 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=400A,VCE=300V 0 100 200 300 IF [A] 400 500 600 TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min) 12 1 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C ZthJF : Diode 10 ZthJF [K/W] E [mJ] 8 6 0,1 4 2 0 i: 1 2 3 4 5 ri[K/W]: 0,0242 0,0995 0,0397 0,0433 0,0733 τi[s]: 0,00037 0,017 0,0619 0,0619 0,81515 0 2 4 6 8 10 RG [Ω] 12 14 16 0,01 0,001 18 preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 7 0,01 0,1 t [s] 1 10 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS400R07A1E3_H5 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) 0,292 100000 RthJF: Diode Rtyp 0,289 0,286 10000 R[Ω] RthJF [K/W] 0,283 0,280 0,277 1000 0,274 0,271 0,268 5 6 7 8 100 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ∆V/∆t [dm³/min] preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 8 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 120 140 160 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS400R07A1E3_H5 Schaltplan/circuit_diagram_headline J Gehäuseabmessungen/packageoutlines preparedby:TG dateofpublication:2014-12-02 approvedby:MM revision:3.0 9 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS400R07A1E3_H5 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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