Infineon FD800R17HP4-K B2 Ihm-b modul mit chopper konfiguration Datasheet

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FD800R17HP4-K_B2
IHM-BModulmitChopperKonfiguration
IHM-Bmodulewithchopperconfiguration
VCES = 1700V
IC nom = 800A / ICRM = 1600A
TypischeAnwendungen
• Chopper-Anwendungen
• Hochleistungsumrichter
• Traktionsumrichter
• Windgeneratoren
TypicalApplications
• Chopperapplications
• Highpowerconverters
• Tractiondrives
• Windturbines
ElektrischeEigenschaften
• ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop
• NiedrigesVCEsat
ElectricalFeatures
• ExtendedoperatingtemperatureTvjop
• LowVCEsat
MechanischeEigenschaften
• 4kVAC1minIsolationsfestigkeit
• AlSiC Bodenplatte für erhöhte thermische
Lastwechselfestigkeit
• GehäusemitCTI>400
• GroßeLuft-undKriechstrecken
• HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit
• HoheLeistungsdichte
• IHMBGehäuse
MechanicalFeatures
• 4kVAC1mininsulation
• AlSiC base plate for increased thermal cycling
capability
• PackagewithCTI>400
• Highcreepageandclearancedistances
• Highpowerandthermalcyclingcapability
• Highpowerdensity
• IHMBhousing
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
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
FD800R17HP4-K_B2
IGBT,Brems-Chopper/IGBT,Brake-Chopper
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = -40°C
Tvj = 25°C
Tvj = 150°C
VCES
1570
1700
1700
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 100°C, Tvj max = 175°C
IC nom 800
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
1600
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
5,20
kW
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 800 A, VGE = 15 V
IC = 800 A, VGE = 15 V
IC = 800 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VCE sat
typ.
max.
1,90
2,30
2,40
2,25
V
V
V
5,80
6,40
V
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 48,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V
QG
8,50
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
1,9
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
65,0
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
2,10
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 1570 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
VGEth
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 800 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,39 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 800 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,39 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 800 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 2,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 800 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 2,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 800 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH
VGE = ±15 V
RGon = 0,39 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 800 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH
VGE = ±15 V
RGoff = 2,2 Ω
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
5,20
0,50
0,55
0,55
µs
µs
µs
0,10
0,12
0,12
µs
µs
µs
1,10
1,20
1,25
µs
µs
µs
0,40
0,70
0,75
µs
µs
µs
Eon
180
245
265
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Eoff
240
325
345
mJ
mJ
mJ
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
ISC
3800
A
td on
tr
td off
tf
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
2
23,2 K/kW
30,0
-40
K/kW
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FD800R17HP4-K_B2
Diode,Brems-Chopper/Diode,Brake-Chopper
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage
Tvj = -40°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°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
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 125°C
Mindesteinschaltdauer
Minimumturn-ontime
VRRM 1570
1700
1700
V
IF
800
A
IFRM
1600
A
I²t
160
150
PRQM 1200
kW
ton min 10,0
µs
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
kA²s
kA²s
typ.
max.
2,10
VF
1,65
1,65
1,65
IF = 800 A, - diF/dt = 6800 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
990
1150
1200
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 800 A, - diF/dt = 6800 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
220
390
440
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 800 A, - diF/dt = 6800 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
115
235
265
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 800 A, VGE = 0 V
IF = 800 A, VGE = 0 V
IF = 800 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
3
V
V
V
31,9 K/kW
33,0
-40
K/kW
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FD800R17HP4-K_B2
Diode,Revers/Diode,Reverse
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage
Tvj = -40°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°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
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 125°C
Mindesteinschaltdauer
Minimumturn-ontime
VRRM 1570
1700
1700
V
IF
800
A
IFRM
1600
A
I²t
105
95,0
PRQM 800
kW
ton min 10,0
µs
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
kA²s
kA²s
typ.
max.
2,20
VF
1,80
1,90
1,95
IF = 800 A, - diF/dt = 6500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
IRM
900
1000
1050
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 800 A, - diF/dt = 6500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Qr
190
320
360
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 800 A, - diF/dt = 6500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Erec
110
200
230
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 800 A, VGE = 0 V
IF = 800 A, VGE = 0 V
IF = 800 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
4
V
V
V
39,1 K/kW
33,0
-40
K/kW
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FD800R17HP4-K_B2
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
VISOL MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate
kV
4,0
AlSiC
Kriechstrecke
Creepagedistance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
32,2
32,2
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
19,1
19,1
mm
> 400
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
min.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
18
nH
RCC'+EE'
RAA'+CC'
0,28
0,25
mΩ
Tstg
-40
150
°C
4,25
5,75
Nm
SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque
SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
G
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
5
max.
LsCE
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
Gewicht
Weight
typ.
1,8
-
2,1
Nm
8,0
-
10
Nm
800
g
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FD800R17HP4-K_B2
IGBT-Modul
IGBT-Module
AusgangskennlinieIGBT,Brems-Chopper(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Brake-Chopper(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT,Brems-Chopper(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Brake-Chopper(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=150°C
1600
1600
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1400
1400
1000
1000
IC [A]
1200
IC [A]
1200
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0,0
0,5
1,0
VGE = 20V
VGE = 15V
VGE = 12V
VGE = 10V
VGE = 9V
VGE = 8V
1,5
2,0
VCE [V]
2,5
3,0
3,5
0
4,0
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Brems-Chopper(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Brake-Chopper(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,Brems-Chopper(typisch)
switchinglossesIGBT,Brake-Chopper(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=0.39Ω,RGoff=2.2Ω,VCE=900V
1600
900
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1400
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
800
700
1200
600
E [mJ]
IC [A]
1000
800
500
400
600
300
400
200
200
0
100
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
12
0
13
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
6
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600
IC [A]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FD800R17HP4-K_B2
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteIGBT,Brems-Chopper(typisch)
switchinglossesIGBT,Brake-Chopper(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=800A,VCE=900V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Brems-Chopper
transientthermalimpedanceIGBT,Brake-Chopper
ZthJC=f(t)
1000
100
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
900
ZthJC : IGBT
800
700
10
ZthJC [K/kW]
E [mJ]
600
500
400
1
300
200
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 4,41
12,56 4,2
2,03
τi[s]:
0,0016 0,037 0,348 5,9
100
0
0
2
4
6
8
10 12
RG [Ω]
14
16
18
20
0,1
0,001
22
SichererRückw.-Arbeitsber.IGBT,Brems-Chopper(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Brake-Chopper
(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=2.2Ω,Tvj=150°C
2000
0,1
t [s]
1
10
DurchlasskennliniederDiode,Brems-Chopper(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Brake-Chopper(typical)
IF=f(VF)
1600
IC, Modul
IC, Chip
1800
0,01
1400
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1600
1200
1400
1000
IF [A]
IC [A]
1200
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
0
200
400
600
0
800 1000 1200 1400 1600 1800
VCE [V]
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
7
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
VF [V]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FD800R17HP4-K_B2
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteDiode,Brems-Chopper(typisch)
switchinglossesDiode,Brake-Chopper(typical)
Erec=f(IF)
RGon=0.39Ω,VCE=900V
SchaltverlusteDiode,Brems-Chopper(typisch)
switchinglossesDiode,Brake-Chopper(typical)
Erec=f(RG)
IF=800A,VCE=900V
350
350
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
250
250
200
200
E [mJ]
300
E [mJ]
300
150
150
100
100
50
50
0
0
200
400
600
0
800 1000 1200 1400 1600
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Brems-Chopper
transientthermalimpedanceDiode,Brake-Chopper
ZthJC=f(t)
0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9
RG [Ω]
SichererArbeitsbereichDiode,Brems-Chopper(SOA)
safeoperationareaDiode,Brake-Chopper(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=150°C
100
2000
ZthJC : Diode
IR, Modul
1800
1600
1200
IR [A]
ZthJC [K/kW]
1400
10
1000
800
600
400
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 7,06
15,64 6,33 2,87
τi[s]:
0,00141 0,0309 0,233 5,4
1
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
200
0
10
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
8
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
VR [V]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FD800R17HP4-K_B2
IGBT-Modul
IGBT-Module
DurchlasskennliniederDiode,Revers(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Reverse(typical)
IF=f(VF)
SchaltverlusteDiode,Revers(typisch)
switchinglossesDiode,Reverse(typical)
Erec=f(IF)
RGon=0.39Ω,VCE=900V
1600
350
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
1400
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
300
1200
250
1000
E [mJ]
IF [A]
200
800
150
600
100
400
50
200
0
0,0
0,5
1,0
1,5
VF [V]
2,0
2,5
0
3,0
SchaltverlusteDiode,Revers(typisch)
switchinglossesDiode,Reverse(typical)
Erec=f(RG)
IF=800A,VCE=900V
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Revers
transientthermalimpedanceDiode,Reverse
ZthJC=f(t)
300
100
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
ZthJC : Diode
250
ZthJC [K/kW]
E [mJ]
200
150
10
100
50
0
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 9,19
18,65 7,76 3,5
τi[s]:
0,00138 0,026 0,172 4,42
1
0,001
0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9
RG [Ω]
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
9
0,01
0,1
t [s]
1
10
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FD800R17HP4-K_B2
IGBT-Modul
IGBT-Module
SichererArbeitsbereichDiode,Revers(SOA)
safeoperationareaDiode,Reverse(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=150°C
2000
IR, Modul
1800
1600
1400
IR [A]
1200
1000
800
600
400
200
0
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
VR [V]
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
10
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FD800R17HP4-K_B2
Schaltplan/Circuitdiagram
Gehäuseabmessungen/Packageoutlines
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
11
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FD800R17HP4-K_B2
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dateofpublication:2016-01-21
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revision:V3.1
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