600V IGBTモジュール評価ボード 1. 概要 3. 対象とするIGBT モジュール型式 評価ボード「FA5650N_7MBR100VP060」は、富士電 7MBR50VP060-50 機製の600V耐圧IGBTモジュールと高耐圧ドライバICを 7MBR75VP060-50 組合わせて評価するための開発支援ツールです。 IGBT 7MBR100VP060-50 モジュールは整流ダイオードブリッジと3相インバータおよ 600V耐圧パワー集積モジュール（PIM）のみ。 びブレーキ回路を内蔵したパワー集積モジュール（PIM） を対象にしています。高耐圧ドライバICとブートストラップ 回路を内蔵しているので、 ゲート駆動用に単電源を供給 し、CPUからPWM信号を直接入力するだけで3相イン バータをスイッチングすることが出来ます。 2. 特徴 入力電圧AC170~264V, 50/60Hz モータ定格AC200V, 7.5kW まで駆動可能 制御信号3.3V ロジック対応 単電源DC+15V ブートストラップ回路内蔵 ハイサイド・ローサイドドライバIC内蔵 直流バスラインの電流検出器内蔵 図1. 評価ボード FA5650N_7MBR100VP060 外観写真 190 x 120 mm AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 1 600V IGBTモジュール評価ボード 4. ブロック図 P N FA5650N_7MBR100VP060 B [Converter] [Brake] [Inverter] R U S V [Thermistor] T + Over Current Signal output M W HVIC Brake Pulse Signal input 6 phase PWM Pulse Signal input DC+15V 図 2. 評価ボードFA5650N_7MBR100VP060のブロック図 5. IGBTモジュール評価の前準備 - IGBT モジュールを評価ボードに半田付け - IGBT モジュールの銅ベース面にサーマルコンパウンドを塗布して、ヒートシンクにネジ止め - 3相交流電源を評価ボード端子台TM1のR,S,T端子にネジ止め - 電解コンデンサを評価ボードTM2のP,N端子にネジ止め - モータケーブルを評価ボードTM3のU,V,W端子にネジ止め - 制御電源、ゲートパルスをCN1,2,3に接続 AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 2 600V IGBTモジュール評価ボード 6. 回路 図 3. 評価ボードFA5650N_7MBR100VP060の回路図 AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 3 600V IGBTモジュール評価ボード 7. ピン配置 表 1. 主端子 表 2. 制御端子 TM1 CN1 記号 機能 No. 記号 機能 R AC電源 R相入力 1 VP V相ハイサイドのPWM信号入力 S AC電源 T相入力 2 VN V相ローサイドのPWM信号入力 T AC電源 S相入力 3 GND 制御電源グランド 4 UP U相ハイサイドのPWM信号入力 5 UN U相ローサイドのPWM信号入力 6 VCC 制御電源入力 TM2 記号 機能 P 直流バスライン （プラス） N 直流バスライン （マイナス） CN2 B ブレーキIGBT コレクタ端子 No. 記号 機能 1 VCC 制御電源入力 2 WP W相ハイサイドのPWM信号入力 TM3 記号 機能 3 WN W相ローサイドのPWM信号入力 U インバータ U相出力 4 GND 制御電源グランド V インバータ V相出力 W インバータ W相出力 No. 記号 機能 1 T1 NTCサーミスタ出力 2 T2 NTCサーミスタ出力 3 VCC 制御電源入力 4 GND 制御電源グランド 5 OC 直流過電流のロジック信号出力 6 BR ブレーキIGBTゲート信号入力 7 GND 制御電源グランド CN3 CN1: ハウジングXAP-06V-1, 2.5mmピッチ CN2: ハウジングXAP-04V-1, 2.5mmピッチ CN3: ハウジングXAP-07V-1, 2.5mmピッチ 日本圧着端子製造 AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 4 600V IGBTモジュール評価ボード 8. 動作試験結果（代表例） 表 3. 試験条件 項目 値 直流入力電圧 300V インバータ出力電流 50Apeak インバータ出力周波数 50Hz キャリア周波数 8kHz デッドタイム 4usec インバータ出力電流 20A/div 図 4. インバータ出力電流波形 表 4. 電流検出器の出力特性 直流電流 [A] 出力電圧 [V] 5 0.8023 10 1.0017 15 1.2016 20 1.4000 25 1.5955 AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 5 600V IGBTモジュール評価ボード 9. 部品表 (1/3) Description CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR CONNECTOR CONNECTOR CONNECTOR SMT-DIODE-ST SMT-DIODE-ST SMT-DIODE-ST ZENER-DIODE ZENER-DIODE ZENER-DIODE ZENER-DIODE ZENER-DIODE ZENER-DIODE SMT-DIODE-SCHOTTKY SMT-DIODE-SCHOTTKY SMT-DIODE-SCHOTTKY SMT-DIODE-SCHOTTKY SMT-DIODE-SCHOTTKY SMT-DIODE-SCHOTTKY Designator C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 CN1 CN2 CN3 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 Quantity 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Text Field1 ECQE6474kF TMK107BJ105KA GRM21BB31E475KA75L GRM1882C1H101JA01D GRM1882C1H471JA01D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM188B31H104KA92D GRM1882C1H101JA01D GRM1882C1H101JA01D GRM1882C1H101JA01D GRM1882C1H101JA01D GRM1882C1H101JA01D GRM1882C1H101JA01D GRM21BB31E475KA75L GRM21BB31E475KA75L GRM21BB31E475KA75L GRM21BB31E475KA75L GRM21BB31E475KA75L GRM21BB31E475KA75L EKMG250ELL470ME11D TMK107BJ105KA GRM188B31H104KA92D TMK107BJ105KA B06B-XASK-1 B04B-XASK-1 B07B-XASK-1 D3FK60 D3FK60 D3FK60 RD18S-A RD18S-A RD18S-A RD18S-A RD18S-A RD18S-A M1FS4 M1FS4 M1FS4 M1FS4 M1FS4 M1FS4 Text Field2 630V 25V 25V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 50V 25V 25V 25V 25V 25V 25V 25V 25V 50V 25V 250V 250V 250V 600V 600V 600V 18V 18V 18V 18V 18V 18V 40V 40V 40V 40V 40V 40V AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. Comment 0.47uF 25V1uF 25V4.7uF 100p 470p NM 0.1uF NM NM 0.1uF NM NM 0.1uF NM 0.1uF 100pF 100pF 100pF 100pF 100pF 100pF 4.7uF 4.7uF 4.7uF 4.7uF 4.7uF 4.7uF 25V1uF NM 25V1uF D3FK60 D3FK60 D3FK60 DZ-18S DZ-18S DZ-18S DZ-18S DZ-18S DZ-18S M1FS4 M1FS4 M1FS4 M1FS4 M1FS4 M1FS4 Text Field5 松下 Taiyo Yuden MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA MURATA 日本ケミコン Taiyo Yuden MURATA Taiyo Yuden 日本圧着端子 日本圧着端子 日本圧着端子 新電元 新電元 新電元 Renesas Renesas Renesas Renesas Renesas Renesas 新電元 新電元 新電元 新電元 新電元 新電元 NM ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 6 600V IGBTモジュール評価ボード 9. 部品表 (2/3) Description LED High Side Driver High Side Driver High Side Driver DUAL Comparator 3TERM REGULATOR 3TERM REGULATOR IGBT Module Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Designator D16 IC1 IC2 IC3 IC4 IC5 IC6 Q1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 R29 R30 R31 R32 R33 R34 R35 R36 R37 R38 R39 R40 R41 Quantity 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 Text Field1 PR5304S FA5650N-A2 FA5650N-A2 FA5650N-A2 LM393AD NJM78L07UA RP173N501B 7MBR100VP060-50 RK73H2ATTD2203F RK73H2ATTD1202F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RK73H2ATTD1001F RPC10KT242F RK73Z2ATTD 000 RK73Z2ATTD 000 RK73H2ATTD2202F RK73H2ATTD2202F RK73H2ATTD2202F RK73H2ATTD2202F RK73H2ATTD2202F RK73H2ATTD2202F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F Text Field2 Comment RED LED PR5304S 830V U-FA5650N 830V U-FA5650N 830V U-FA5650N MONO POWERLM393A 5V NJM78L07UA 5V(1%) 600V100A 1/8W 100kF 1/8W 12kF 1/8W 1kF 1/8W 1kF 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 1k 1/8W 100 1/8W 2.4kF 2A 0 2A 0 1/8W 22k 1/8W 22k 1/8W 22k 1/8W 22k 1/8W 22k 1/8W 22k 1/8W 30 1/8W NM 1/8W NM 1/8W NM 1/8W 30 1/8W NM 1/8W NM 1/8W NM 1/8W 30 1/8W NM 1/8W NM 1/8W NM 1/8W 30 1/8W NM 1/8W NM 1/8W NM 1/8W 30 1/8W NM 1/8W NM AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. Text Field5 スタンレー FUJIDENKI FUJIDENKI FUJIDENKI Renesas JRC JRC Fuji electric KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA 太陽舎 KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA NM ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 7 600V IGBTモジュール評価ボード 9. 部品表 (3/3) Description Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor Resistor VOLUME TERMINAL TERMINAL TERMINAL TERMINAL TERMINAL TERMINAL TERMINAL TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN TEST PIN Current Transducer Designator R42 R43 R44 R45 R46 R47 R48 R49 R50 R51 R52 R53 R54 R55 R56 R57 RV1 TM1_R TM1_S TM1_T TM2 TM3_U TM3_V TM3_W TP1 TP2 TP3 TP4 TP5 TP6 TP7 TP8 TP9 TP10 TP11 TP12 TP13 TP14 TP15 TP16 TP17 TP18 TP19 TP20 TP21 TP22 TP23 TP24 X1 Quantity 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Text Field1 RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD30R0F RK73H2ATTD10R0F RK73H2ATTD10R0F RK73H2ATTD10R0F RK73H2ATTD1002F RK73H2ATTD1002F RK73H2ATTD1002F RK73H2ATTD1002F RK73H2ATTD1002F RK73H2ATTD1002F RPC10KT272F RN732ATTD8200C25 CT-6EP 10K OT-048 OT-048 OT-048 ML-300-3P OT-048 OT-048 OT-048 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ACS758LCB-100U-PFF-T Text Field2 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 1/8W 10K OHM MAX 60A 60A 60A 3P 60A 60A 60A φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 φ1.0 100A 5V AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. Comment NM 30 NM NM NM 10 10 10 10kF 10kF 10kF 10kF 10kF 10kF 2.7k 820 CT6P 10K OT-048 OT-048 OT-048 ML-300-3P OT-048 OT-048 OT-048 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 ST-6-2 Text Field5 KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA KOA 太陽舎 KOA コパル電子 OSADA OSADA OSADA サトーパーツ OSADA OSADA OSADA マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト マックエイト Allegro NM ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 8 600V IGBTモジュール評価ボード 10. レイアウト (1/3) AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 9 600V IGBTモジュール評価ボード 10. レイアウト (2/3) AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 10 600V IGBTモジュール評価ボード 10. レイアウト (3/3) AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 11 600V IGBTモジュール評価ボード 11. IGBTモジュール 詳しくは、IGBTモジュール仕様書を参照ください。 A) 外形図 ( shows theoretical dimension. ) shows reference dimension. Section A-A B) 等価回路 AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 12 600V IGBTモジュール評価ボード 12. ハイサイド・ローサイドドライバIC FA5650N 詳しくは、FA5650Nアプリケーションノートを参照ください。 A) ブロック図 Level-Shift VB(8) UV detect Delay=1.5us R Driver Signal/Noise Separator Input voltage detect circuit HIN（1） + - HO(7) VS(6) Pulse genarator VREG (5.0V) VCC(5) UV detect Delay=3us Input voltage detect circuit LIN(2) + - Timing adjustment R Driver LO(4) GND(3) B) ピン配置 端子 1 2 3 4 5 6 7 8 記号 HIN LIN GND LO VCC VS HO VB 機能 ハイサイドコントロール信号入力 ローサイドコントロール信号入力 グランド ローサイド出力 ローサイド用電源入力 (GND間直近にコンデンサを接続) ハイサイド基準電位 ハイサイド出力 ハイサイド電源入力 (VS間直近にコンデンサを接続) AN-135J Rev.1.0 Jun.2014 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. 13