FS400R07A1E3_H5

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.
ShouldyouintendtousetheProductinaviationapplications,inhealthorliveendangeringorlifesupportapplications,pleasenotify.Please
note,thatforanysuchapplicationsweurgentlyrecommend
-toperformjointRiskandQualityAssessments;
-theconclusionofQualityAgreements;
-toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey,andthatwemaymakedeliverydependedon
therealizationofanysuchmeasures.
Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers.
Changesofthisproductdatasheetarereserved.
preparedby:TG
dateofpublication:2014-12-02
approvedby:MM
revision:3.0
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