TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF150R12KS4 62mmC-SerienModulmitschnellemIGBT2fürhochfrequentesSchalten 62mmC-SeriesmodulewiththefastIGBT2forhigh-frequencyswitching VCES = 1200V IC nom = 150A / ICRM = 300A TypischeAnwendungen • AnwendungenmithohenSchaltfrequenzen • MedizinischeAnwendungen • Motorantriebe • AnwendungenfürResonanzUmrichter • Servoumrichter • USV-Systeme TypicalApplications • HighFrequencySwitchingApplication • MedicalApplications • MotorDrives • ResonantInverterAppliccations • ServoDrives • UPSSystems ElektrischeEigenschaften • Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender Kurzschlussstrom • NiedrigeSchaltverluste • SehrgroßeRobustheit • VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten ElectricalFeatures • High Short Circuit Capability, Self Limiting Short CircuitCurrent • LowSwitchingLosses • UnbeatableRobustness • VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient MechanischeEigenschaften • GehäusemitCTI>400 • GroßeLuft-undKriechstrecken • IsolierteBodenplatte • Kupferbodenplatte • Standardgehäuse MechanicalFeatures • PackagewithCTI>400 • HighCreepageandClearanceDistances • IsolatedBasePlate • CopperBasePlate • StandardHousing ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 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 FF150R12KS4 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1200 V Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TC = 75°C, Tvj max = 150°C TC = 25°C, Tvj max = 150°C IC nom IC 150 225 PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 300 A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 150 Ptot 1250 W Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage IC = 150 A, VGE = 15 V IC = 150 A, VGE = 15 V Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 6,00 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge Tvj = 25°C Tvj = 125°C VCE sat A A typ. max. 3,20 3,85 3,70 V V VGEth 4,5 5,5 6,5 V VGE = -15 V ... +15 V QG 1,60 µC InternerGatewiderstand Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 2,5 Ω Eingangskapazität Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 11,0 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,50 nF Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 5,0 mA Gate-Emitter-Reststrom Gate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 400 nA Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGon = 6,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C td on 0,10 0,11 µs µs Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGon = 6,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C tr 0,06 0,07 µs µs Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGoff = 6,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C td off 0,53 0,55 µs µs Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGoff = 6,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C tf 0,03 0,04 µs µs EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 150 A, VCE = 600 V, LS = 60 nH VGE = ±15 V, di/dt = 1500 A/µs RGon = 6,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Eon 14,5 mJ mJ AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse IC = 150 A, VCE = 600 V, LS = 60 nH VGE = ±15 V RGoff = 6,8 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Eoff 11,0 mJ mJ Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 900 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,03 TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 2 tP ≤ 10 µs, Tvj = 125°C 950 A 0,10 K/W K/W 125 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF150R12KS4 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 VRRM 1200 V IF 150 A IFRM 300 A I²t 4500 A²s CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max. 2,00 1,70 2,40 Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 150 A, VGE = 0 V IF = 150 A, VGE = 0 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C VF Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 150 A, - diF/dt = 1500 A/µs (Tvj=125°C) Tvj = 25°C VR = 600 V Tvj = 125°C VGE = -15 V IRM 105 160 A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 150 A, - diF/dt = 1500 A/µs (Tvj=125°C) Tvj = 25°C VR = 600 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Qr 8,70 24,0 µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 150 A, - diF/dt = 1500 A/µs (Tvj=125°C) Tvj = 25°C VR = 600 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Erec 3,20 8,40 mJ mJ proDiode/perdiode RthJC Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,06 TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase 3 V V 0,25 K/W K/W 125 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF150R12KS4 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 29,0 23,0 mm Luftstrecke Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 23,0 11,0 mm VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex CTI > 400 min. typ. RthCH 0,01 LsCE 20 nH RCC'+EE' 0,70 mΩ Tstg -40 125 °C SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 6,00 Nm Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 2,5 - 5,0 Nm Gewicht Weight G 340 g preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proModul/permodule Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch Lagertemperatur Storagetemperature Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting 4 max. K/W TechnischeInformation/TechnicalInformation FF150R12KS4 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=125°C 300 300 250 250 200 200 IC [A] IC [A] Tvj = 25°C Tvj = 125°C 150 150 100 100 50 50 0 0 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] ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch) transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical) IC=f(VGE) VCE=20V VGE =8V VGE =9V VGE =10V VGE =12V VGE =15V VGE =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=6.8Ω,RGoff=6.8Ω,VCE=600V 300 45 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C 40 250 35 30 E [mJ] IC [A] 200 150 100 25 20 15 10 50 5 0 5 6 7 8 9 VGE [V] 10 11 0 12 preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 5 0 50 100 150 IC [A] 200 250 300 TechnischeInformation/TechnicalInformation FF150R12KS4 IGBT-Module IGBT-modules SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=150A,VCE=600V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJC=f(t) 60 1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C ZthJC : IGBT 50 0,1 ZthJC [K/W] E [mJ] 40 30 20 0,01 10 0 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,006 0,033 0,032 0,029 τi[s]: 0,01 0,02 0,05 0,1 0 5 10 15 RG [Ω] 20 25 0,001 0,001 30 SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=6.8Ω,Tvj=125°C 350 IC, Modul IC, Chip 0,01 0,1 t [s] 1 10 DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) 300 Tvj = 25°C Tvj = 125°C 300 250 250 200 IF [A] IC [A] 200 150 150 100 100 50 50 0 0 200 400 600 800 VCE [V] 1000 1200 0 1400 preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 6 0,0 0,5 1,0 1,5 VF [V] 2,0 2,5 3,0 TechnischeInformation/TechnicalInformation FF150R12KS4 IGBT-Module IGBT-modules SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=6.8Ω,VCE=600V SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=150A,VCE=600V 15 15 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 125°C 9 9 E [mJ] 12 E [mJ] 12 6 6 3 3 0 0 50 100 150 IF [A] 200 250 0 300 TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter transientthermalimpedanceDiode,Inverter ZthJC=f(t) 1 ZthJC : Diode ZthJC [K/W] 0,1 0,01 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,015 0,0825 0,08 0,0725 τi[s]: 0,01 0,02 0,05 0,1 0,001 0,001 0,01 0,1 t [s] 1 10 preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 7 0 5 10 15 20 25 30 RG [Ω] 35 40 45 50 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF150R12KS4 Schaltplan/circuit_diagram_headline Gehäuseabmessungen/packageoutlines In fin e o n preparedby:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 8 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Module IGBT-modules FF150R12KS4 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:MB dateofpublication:2013-10-02 approvedby:WR revision:3.4 9