European PowerSemiconductor and Electronics Company Marketing Information TT 200 F 28,5 35 5 6 115 80 9 18 AK M8 92 18 K A K1 G1 K2 G2 VWK Okt. 1996 TT 200 F, TD 200 F, DT 200 F Elektrische Eigenschaften Höchstzulässige Werte Electrical properties Maximum rated values Periodische Vorwärts- und Rückwärts- repetitive peak forward off-state and tvj = -40°C...t vj max Spitzensperrspannung reverse voltages Vorwärts-Stoßspitzenspannung non-repetitive peak forward off-state tvj = -40°C...t vj max voltage Rückwärts-Stoßspitzenspannung non-repetitive peak reverse voltage tvj = +25°C...t vj max VDRM , VRRM Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert RMS on-state current ITRMSM Dauergrenzstrom average on-state current ITAVM tc = 85°C VDSM = VDRM VRSM = VRRM tc = 68°C Stoßstrom-Grenzwert surge current tvj = 25°C, t p = 10 ms tvj = tvj max , tp = 10 ms Grenzlastintegral ∫I2 t-value Kritische Stromsteilheit critical rate of rise of on-state current Kritische Spannungssteilheit critical rate of rise of off-state voltage tvj = tvj max , VD = 67% V DRM tvj = 25°C, t p = 10 ms ITSM ∫I2 t + 100 V 410 A 200 A 261 A 7200 A 6400 A 260000 A2s 205000 A2s 200 A/µs (dvD/dt)cr 1) 2) IGM =1A, diG/dt=1A/µs 50 50 6.Kennbuchstabe/6th letter B 500 500 6.Kennbuchstabe/6th letter C 500 50 6.Kennbuchstabe/6th letter L 1000 500 6.Kennbuchstabe/6th letter M Charakteristische Werte Characteristic values Durchlaßspannung on-state voltage tvj = tvj max , iT = 700 A vT Schleusenspannung threshold voltage tvj = tvj max VT(TO) Ersatzwiderstand slope resistance tvj = tvj max rT Zündstrom gate trigger current tvj = 25 °C, v D = 6 V Zündspannung gate trigger voltage tvj = 25 °C, v D = 6 V Nicht zündender Steuerstrom gate non-trigger current Nicht zündende Steuerspannung Haltestrom Einraststrom Vorwärts- und Rückwärts-Sperrstrom V (diT/dt)cr tvj = tvj max , tp = 10 ms VD≤67%VDRM , f0=50Hz 800 1000 1100 1200 1300 max. 1,8 V/µs V/µs V/µs V/µs V 1,2 V 0,75 mΩ IGT max. 250 mA VGT max. 2,2 V tvj = tvj max , vD = 6 V IGD max. 10 mA gate non-trigger voltage tvj = tvj max , vD = 0,5 V DRM VGD max. 0,2 V holding current tvj = 25 °C, v D = 6 V, R A = 10 Ω IH max. 250 mA latching current tvj = 25 °C,v D = 6 V, R GK > = 20 Ω IL max. 1 A forward off-state and reverse iGM = 1 A, di G/dt = 1 A/µs, t g = 10 µs tvj = tvj max iD , i R max. 50 mA currents vD = VDRM , vR = VRRM max. 1,2 µs Zündverzug gate controlled delay time tvj = 25°C, i GM =1 A, di G/dt =1 A/µs Freiwerdezeit circuit commutated turn-off time siehe techn. Erl./see Techn. Inf. tgd tq, S: max. 18 µs E: max. 20 µs F: VISOL max. 25 3 µs kV max. 0,065 °C/W max. 0,13 °C/W DC: pro Modul/per module max. 0,062 °C/W pro Zweig/per arm pro Modul/per module max. 0,124 max. 0,02 °C/W °C/W Isolations-Prüfspannung insulation test voltage RMS, f = 50 Hz, 1 min. Thermische Eigenschaften Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction Θ =180°el. sin: pro Modul/per module RthJC to case pro Zweig/per arm Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink RthCK Höchstzul.Sperrschichttemperatur max. junction temperature tvj max max. 0,04 °C/W 125 °C Betriebstemperatur operating temperature tc op -40...+125 °C Lagertemperatur storage temperature -40...+130 °C Mechanische Eigenschaften Mechanical properties tstg Si-Elemente mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact Innere Isolation internal insulation Anzugsdrehmomente mechanische Befestigung tightening torques mounting torque Toleranz/tolerance +/- 15% M1 6 Nm elektrische Anschlüsse terminal connection torque Toleranz/tolerance +5%/-10% M2 12 Nm Gewicht weight Kriechstrecke Schwingfestigkeit creepage distance vibration resistance Maßbild outline pro Zweig/per arm 1) AIN G f = 50 Hz Werte nach DIN 41787 (ohne vorausgehende Kommutierung) / Values according to DIN 41787 (without prior commutation) 2) Unmittelbar nach der Freiwerdezeit. / Immediately after turn-off time. Daten der Dioden siehe unter DD 242 S bei V RRM ≤ 1000 V und DD 241 S bei V RRM ≥ 1200 V For data of the diode refer to DD 242 S at V RRM ≤ 1000 V and DD 241 S at V RRM ≥ 1200 V TT 200 F, TD 200 F, DT 200 F können auch mit gemeinsamer Anode oder gemeiensamer Kathode geliefert werden. TT 200 F, TD 200 F, DT 200 F can also be supplied with common anode or common cathode. typ. 800 g 17 5 ⋅ 9,81 mm m/s² 8 TT 200 F 1 04 8 1 03 8 t C = 60°C f 0 [ kHz ] [A] 2 2 3 1 0,4 0,25 0,1 5 6 4 TT 200 F4/1 1 03 8 t C = 80°C f 0 [ kH z ] [A] t C = 80°C f 0 [ kHz ] 3 1 03 8 6 2 2 1 0,4 0,25 0,1 3 4 ≤ 0,4 0,05 1 0 , 4 2 1 3 4 2 0,0 5 5 2 2 10 8 5 2 3 6 4 TT 200 F5/2 1 03 8 t C = 100°C f 0 [ kH z ] i TM 4 2 5 TT 200 F14/5 tC = 100°C f 0 [ kHz ] TM [ A] [A] 4 3 3 ≤ 0,4 0,05 1 0 , 2 4 2 10 8 6 4 2 3 1 0,4 0,25 0,1 5 2 10 5 TT 200 F13/4 i TM TM 4 2 3 1 02 8 [A] i 2 5 0,0 5 2 1 02 1 04 8 3 2 4 i 4 3 1 03 8 6 1 02 1 04 8 ≤ 0,4 0,4 1 1 2 i TM i TM 4 [A] t C = 60°C f 0 [ kH z ] 0,0 5 3 1 1 02 8 5 6 4 10 2 6 2 4 6 8 10 3 TT 200 F6/3 2 4 6 8 10 4 t p [µs] 4 2 3 5 5 6 10 1 8 2 3 4 5 TT 200 F15/6 6 8 10 2 + diT/dt [A/µs] Bild / Fig. 1, 2, 3 Höchstzulässige Strombelastbarkeit in Abhängigkeit von der Halbschwingungsdauer für einen Zweig bei: sinusförmigem Stromverlauf, der angegebenen Gehäusetemperatur tC, Vorwärts-Sperrspannung VDM ≤ 0,67 VDRM; Freiwerdezeit tq gemäß 5. Kennbuchstaben, Spannungssteilheit dvD/dt gemäß 6. Kennbuchstaben. Bild / Fig. 4, 5, 6 Höchstzulässige Strombelastbarkeit in Abhängigkeit von der Stromsteilheit für einen Zweig bei: trapezförmigem Stromverlauf, der angegebenen Gehäusetemperatur tC; Vorwärts-Sperrspannung vDM ≤ 0,67 VDRM, Freiwerdezeit tq gemäß 5. Kennbuchstabe, Spannungssteiheit dv/dt gemäß 6. Kennbuchstabe. Ausschaltverlustleistung: - Berücksichtigt für den Betrieb bei f0 = 50 Hz...0,4 kHz für dvR/dt ≤ 500 V/µs und Anstieg auf vRM ≤ 0,67 VRRM; - nicht Berücksichtigt für Betrieb bei f0 ≥ 1 kHz. Diese Kurven gelten jedoch für den Betrieb mit antiparalleler Diode oder dvR/dt ≤ 100 V/µs und Anstieg auf VRM ≤ 50 V. Ausschaltverlustleistung berücksichtigt; die Kurven gelten für: _______ Betrieb mit antiparalleler Diode oder dv /dt ≤ 100 V/µs bei Anstieg auf v ≤ 50 V. _ _ _ _ _ dvR /dt ≤ 600 V/µs und Anstieg auf vRM = 0,67 V R RM RRM. Maximum allowable current load versus halfwave duration per arm at: sinusoidal current waveform, given case temperature tC, forward off-state voltage vDM ≤ 0,67 VDRM, circuit commutated turn-off time tq according to 5th code letter, rate of rise of voltage dvD/dt according to 6th code letter. Turn-of losses: - taken into account for operation at f0 = 50 Hz to 0.4 kHz for dvR/dt ≤ 500V/µs and rise up to vRM ≤ 0.67 VRRM; - not taken into account for operation at f 0 ≥ 1 kHz. But the curves are valid for operation with inverse paralleled diode or dvR/dt ≤ 100 V/µs and rise up to vRM ≤ 50 V. i iTM tp _ T=1 f t R RC-Glied/RC network: R [Ω] ≥ 0,02 . v DM [V] C ≤ 0,22µF C 0 Parameter: Wiederholfrequenz f0 [kHz] Steuergenerator/Pulse generator: iG = 1 A, ta = 1µs Repetition rate f0 [kHz] Maximum allowable current load versus of rise of current per arm at: trapezoidal current waveform, given case temperature tC, forward off-state voltage vDM ≤ 0.67 VDRM, circuit commutated turn-off tq according to 5th code letter, rate of rise of voltage dv/dt according to 6th code letter. Turn-off losses taken into account; the curves apply for: _______ Operation with inverse paralleled diod or dv /dt ≤ 100 V/µs rising up to v ≤ 50 V. _ _ _ _ _ dvR /dt ≤ 600 V/µs rising up to vRM = 0.67 V R RM RRM. i -diT /dt iTM +di/dt _ T 2 t _ T=1 f R RC-Glied/RC network: R[Ω] ≥ 0,02 . vDM [V] C ≤ 0,33µF C 0 Parameter: Wiederholfrequenz f0 [kHz] Steuergenerator/Pulse generator: iG = 1 A, ta = 1µs Repetition rate f0 [kHz] TT 200 F 1 04 8 4 i TM 4 [A] 0,6 2 1 03 8 6 4 6 i 2 1 1 04 8 ± diT/dt = 25 A/µs Parameter: Wtot [Ws] 20 10 2 0,2 2 4 1 02 T 318 F11/7 4 10 6 ± diT/dt = 50 A/µs Parameter: Wtot [Ws] 20 2 1 04 8 2 0,6 i TM 4 2 4 0,1 10 6 2 1 0,6 0,15 0,1 2 80 mWs 6 0 mWs 1 0 2 T 290 F15/11 T 195 F14/8 T 318 F14/8 4 10 6 ± diT/dt = 100 A/µs Parameter: Wtot [Ws] 20 1 04 8 i TM 2 [A] 1 T 408 F15/11 4 6 10 ± diT/dt = 100 A/µs Parameter: Wtot [Ws] 20 4 2 2 1 0,6 0,6 1 03 8 0,4 6 0,3 0,2 4 0,2 0,15 0,1 2 60 mWs 1 02 40 4 0,4 1 03 8 0,4 6 4 T 290 F14/10 T 408 F14/10 1 03 8 6 0,2 40 mWs [A] ± diT/dt = 50 A/µs Parameter: Wtot [Ws] 40 mWs [A] 60 1 04 8 20 0,6 0,1 80 mWs i TM 4 1 2 mWs 2 0,4 60 0,4 10 ± diT/dt = 25 A/µs Parameter: Wtot [Ws] 2 mWs 1 03 8 0,2 6 4 20 0,2 1 0 2 T 195 F11/7 [A] 10 1 03 8 0,15 6 0,1 i TM 4 6 1 [A] 60 mWs 40 2 mWs 1 04 8 2 TM 4 0,4 4 2 0,12 0,1 60 100 200 µs 400 600 1 2 ms T 195 F13/9 T 318 F13/9 4 6 10 tw 1 02 40 60 100 T 290 F16/12 T 408 F16/12 200 µs 400 600 1 2 ms 4 6 10 tw Bild / Fig. 7, 8, 9 Diagramme zur Ermittlung der Gesamtenergie Wtot für einen trapezförmigen Durchlaß-Strompuls, für einen Zweig bei: der angegebenen Stromsteilheit diT/dt, Vorwärts-Sperrspannung vDM ≤ 0,67 VDRM, Rückwärts-Sperrspannung vRM ≤ 50V, Spannungssteilheit dvR/dt ≤ 100 V/µs. Bild / Fig. 10, 11, 12 Diagramme zur Ermittlung der Gesamtenergie Wtot für einen trapezförmigen Durchlaß-Strompuls, für einen Zweig bei: der angegebenen Stromsteilheit diT/dt, Vorwärts-Sperrspannung vDM ≤ 0,67 VDRM, Rückwärts-Sperrspannung vRM ≤ 0,67VRRM, Spannungssteilheit dvR/dt ≤ 600 V/µs. Diagram for the determination of the total energy Wtot for a trapezoidal current pulse for one arm at: given rate of rise of on-state current diT/dt, forward off-state voltage vDM ≤ 0,67 VDRM, maximum reverse voltage vRM ≤ 50 V, rate of rise of off-state voltage dvR/dt ≤ 100 V/µs. Diagram for the determination of the total energy Wtot for a trapezoidal current pulse for one arm at: given rate of rise of on-state current diT/dt, forward off-state voltage vDM ≤ 0,67 VDRM, maximum reverse voltage vRM ≤ 0.67 VRRM, rate of rise of off-state voltage dvR/dt ≤ 600 V/µs. iT iT iT M R diT/dt -diT/dt tw t Steuergenerator/Pulse generator: iG = 1 A, t a = 1µs C RC-Glied/RC network: R [Ω] ≥ 0,02 . vDM [V] C ≤ 0,33µF i TM R -diT/dt di T/dt tw t Steuergenerator/Pulse generator: iG = 1 A, ta = 1µs C RC-Glied/RC network: R [Ω] ≥ 0,02 . vDM [V] C ≤ 0,33µF TT 200 F 10 kA 6000 iT 60 kW PTT + PT =100kW 2000 [A] 40 kW 20 kW 10 kW 6 kW 4 kW 2 kW 1000 1 kW 600 W 600 400 400 W 200 200 W 100 100 W 60 40 60 W 40 W 104 8 i TM 2 4 6 10 20 40 60 100 200 T 290 F3/13 T 408 F3/13 400 600 1ms t [µs] 4 [A] 2 2 1 0,6 0,4 60 4 mWs 40 20 2 mWs 10 2 40 60 100 T 280 F4/14 T 408 F4/14 Bild / Fig. 13 Diagramm zur Ermittlung der Summe aus Einschalt- und Durchlaßverlustleistung (PTT + PT) je Zweig. Diagram for the determination of the sum of the turn-on and on-state power loss per arm (PTT + PT). 100 60 [V] vG 8 tgd c b 6 [µs] a 4 2 200 µs 400 600 1 2 ms 4 6 10 tw Bidl / Fig. 14 Diagramm zur Ermittlung der Gesamtenergie Wtot für einen sinusförmigen Durchlaß-Strompuls für einen Zweig. Diagram for the determination of the total energy Wtot for a sinusoidal on-state current pulse for one arm. Lastkreis/load circuit: RC-Glied/RC network: iT vDM ≤ 0,67 VDRM R[Ω] ≥ 0,02 . vDM [V] i TM R vRM ≤ 50 V C ≤ 0,22µF dvR/dt ≤ 100 V/µs C tp 20 15 20 Ws 10 10 3 0,2 8 0,1 Ws 6 20 10 1 W tot = 6 Ws 4 t Steuergenerator/Pulse generator: iG = 1 A, ta = 1µs 20 10 6 4 2 1 0,8 0,6 0,6 0,4 0,4 0,2 a 1 b 0,2 10 20 40 60 100 mA 200 400 600 T 670 F21/15 1 2 A 4 6 10 iG iTM = 1000 A [µAs] Qr 800 500 A 200 A 600 100 A 400 50 A 200 0 20 A TT 200 F 08...13 50 100 Bild / Fig. 17 Sperrverzögerungsladung Qr = f(di/dt) tvj = t vj max, vR = 0,5 VRRM, vRM = 0,8 VRRM Parameter: Durchlaßstrom ITM / Recovert charge Qr = f(di/dt) tvj = t vj max, vR = 0,5 VRRM, vRM = 0,8 VRRM Parameter: on-state current ITM 150 - diT/dt [A/µs] 20 T 195 F17/16 T 290 F17/16 Bild / Fig. 15 Zündbereich und Spitzensteuerleistung bei vD = 6V. Gate characteristic and peak power dissipation at vD = 6V. Parameter: a b c ___________________________________________________________ Steuerimpulsdauer/Pulse duration tg [ms] 10 1 0,5 ___________________________________________________________ Höchstzulässige Spitzensteuerleistung/ Maximum allowable peak gate power [W] 20 40 60 ___________________________________________________________ 1000 0,1 10 200 40 60 100 mA 200 400 600 Bild / Fig. 16 Zündverzug/Gate controlled delay time tgd, DIN 41787, ta = 1 µs, t vj = 25°C. a - außerster Verlauf/limiting characteristic b - typischer Verlauf/typical charcteristic 1 2 A 4 iG 6 10 TT 200 F 0,16 0,14 [°C/W] ZthJC 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 Θ =60° 0,02 Θ=180° 120° 180° DC 0 10-3 2 4 6 810-2 2 4 6 810 -12 4 6 810 2 4 6 810 1 2 t [s] 4 6 8100 2 TT 200 F1/17 Bild / Fig. 18 Transienter innerer Wärmewiderstand je Zweig Z(th)JC. Transient thermal impedance per arm Z(th)JC, junction to case. Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes ZthJC pro Zweig für DC Analytical elements of transient thermal impedance ZthJC per arm for DC Pos. n R thn [°C/W] τ n [s] 1 2 3 nmax Σ n=1 5 0,0097 0,0257 0,0429 0,0426 0,0009 0,008 0,11 0,61 3,06 Analytische Funktion / Analytical function: ZthJC = 4 0,0031 t Rthn (1-e τn ) 6 7