Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules FP10R12KE3 Vorläufig Preliminary Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Höchstzulässige Werte / Maximum rated values Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Periodische Rückw. Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage T vj =25°C VRRM 1600 V Durchlaßstrom Grenzeffektivwert pro Chip RMS forward current per chip T C =80°C IFRMSM 25 A Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom maximum RMS current at Rectifier output T C =80°C IRMSmax 36 A Stoßstrom Grenzwert tP = 10 ms, T vj = IFSM 196 A surge forward current tP = 10 ms, T vj = 150°C Grenzlastintegral tP = 10 ms, T vj = I2t - value tP = 10 ms, T vj = 150°C 25°C I2t 25°C 158 A 192 A2s 125 A2s Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current T vj =25°C VCES 1200 V T C = 80°C IC,nom. 10 A T C = 25 °C IC 15 A ICRM 20 A Ptot 55 W VGES +/- 20V V IF 10 A IFRM 20 A I2t 20 A2s T vj =25°C VCES 1200 V T C = 80 °C IC,nom. 10 A T C = 25 °C IC 15 A Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current tP = 1 ms, Gesamt-Verlustleistung total power dissipation T C = 25°C T C =80°C Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current tP = 1 ms Grenzlastintegral I2t - value VR = 0V, tp = 10ms, T vj = 125°C Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper Kollektor-Emitter-Sperrspannung collector-emitter voltage Kollektor-Dauergleichstrom DC-collector current Periodischer Kollektor Spitzenstrom repetitive peak collector current tP = 1 ms, T C = 80°C ICRM 20 A Gesamt-Verlustleistung total power dissipation T C = 25°C Ptot 55 W VGES +/- 20V V IF 10 A IFRM 20 A Gate-Emitter-Spitzenspannung gate-emitter peak voltage Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper Dauergleichstrom DC forward current Periodischer Spitzenstrom repetitive peak forw. current tP = 1 ms prepared by: Thomas Passe date of publication: 2002-02-14 approved by: Ingo Graf revision: 6 1(12) Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules FP10R12KE3 Vorläufig Preliminary Modul Isolation/ Module Isolation Isolations-Prüfspannung insulation test voltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. NTC connected to Baseplate VISOL 2,5 kV Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values min. typ. max. VF - 0,95 - T vj = 150°C V(TO) - 0,78 V Ersatzwiderstand slope resistance T vj = 150°C rT - 17 mW Sperrstrom reverse current T vj = 150°C, IR - 5 - mA Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip T C = 25°C RAA'+CC' - 11 - mW min. typ. max. - 1,9 2,45 V - 2,3 - V VGE(TO) 4,5 5,5 6,5 V Cies - 0,6 - nF ICES - 5,0 - mA IGES - - 400 nA Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier Durchlaßspannung forward voltage T vj = 150°C, Schleusenspannung threshold voltage IF = VR = 1600 V Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage VCE = VGE, Eingangskapazität input capacitance f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn on delay time (inductive load) Anstiegszeit (induktive Last) rise time (inductive load) Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) turn off delay time (inductive load) Fallzeit (induktive Last) fall time (inductive load) Einschaltverlustenergie pro Puls turn-on energy loss per pulse VGE = 0V, T vj = 25°C, IC = 10 A IC = 10 A IC = 0,3mA Tvj =125°C, VCE = 1200V VCE = 0V, VGE =20V, Tvj =25°C IC = INenn, VCC = 100 Ohm VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = 100 Ohm IC = INenn, VCC = 100 Ohm VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = 100 Ohm VCC = 100 Ohm VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = 100 Ohm VCC = 100 Ohm VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = 100 Ohm VCC = VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = IC = INenn, VCC = VGE = ±15V, T vj = 125°C, RG = LS = Kurzschlußverhalten SC Data - ns - ns tr - 20 - ns - 30 - ns td,off - 292 - ns - 391 - ns tf - 65 - ns - 90 - ns Eon - 1,42 - mWs Eoff - 1,22 - mWs ISC - 40 - A 600 V 100 Ohm 80 nH 600 V 100 Ohm 80 nH tP £ 10µs, VGE £ 15V, RG = 100 Ohm T vj£125°C, VCC = 720 V 2(12) 52 50 600 V VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = IC = INenn, - 600 V VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = IC = INenn, td,on 600 V VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = IC = INenn, VCE sat V 600 V VGE = ±15V, T vj = 25°C, RG = LS = Abschaltverlustenergie pro Puls turn-off energy loss per pulse 10 A Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules FP10R12KE3 Vorläufig Preliminary Elektrische Eigenschaften / Electrical properties Charakteristische Werte / Characteristic values Modulinduktivität stray inductance module Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip lead resistance, terminals-chip Diode Wechselrichter/ Diode Inverter Durchlaßspannung forward voltage Rückstromspitze peak reverse recovery current Sperrverzögerungsladung recovered charge Abschaltenergie pro Puls reverse recovery energy T C = 25°C VGE = 0V, Tvj = 25°C, IF = 10 A VGE = 0V, Tvj = 125°C, IF = 10 A IF=INenn, - diF/dt = 600 V VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V IF=INenn, 550 A/us VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V IF=INenn, 550 A/us - diF/dt = VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper VGE = 15V, Tvj = 25°C, Kollektor-Emitter Sättigungsspannung collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, Gate-Schwellenspannung gate threshold voltage VCE = VGE, Eingangskapazität input capacitance f = 1MHz, Tvj = 25°C VCE = 25 V, VGE = 0 V Kollektor-Emitter Reststrom collector-emitter cut-off current Gate-Emitter Reststrom gate-emitter leakage current T vj = 25°C, typ. max. LsCE - - 40 nH RCC'+EE' - 14 - mW min. typ. max. - 1,7 2,1 V - 1,7 - V VF 550 A/us VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = - diF/dt = min. IC = 10,0 A IC = 10,0 A IC = 0,3mA IRM Qr Erec Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper T vj = 25°C, Durchlaßspannung forward voltage T vj = 125°C, 10,0 A IF = 10,0 A NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor Nennwiderstand rated resistance T C = 25°C Abweichung von R100 deviation of R100 T C = 100°C, R100 = 493 W Verlustleistung power dissipation T C = 25°C B-Wert B-value R2 = R1 exp [B(1/T2 - 1/T 1)] - A - A - 1 - µAs - 1,8 - µAs - 0,26 - mWs 0,56 - mWs min. typ. max. - 1,9 2,45 V - 2,3 - V VGE(TO) 4,5 5,5 6,5 V Cies - 0,6 - nF - 5,0 - mA - - 400 nA min. typ. max. - 1,8 2,3 V - 1,85 - V min. typ. max. R25 - 5 - kW DR/R -5 5 % 20 mW VCE sat IGES IF = 14 15 - VGE = 0V, Tvj = 125°C, VCE = 1200V VCE = 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C - VF P25 3(12) B25/50 3375 K Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules FP10R12KE3 Vorläufig Preliminary Thermische Eigenschaften / Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to heatsink min. typ. max. - 1,9 - K/W - 2,6 - K/W Diode Wechsr./ Diode Inverter - 3,7 - K/W Trans. Bremse/ Trans. Brake - 2,6 - K/W - 4,0 - K/W - - 1,9 K/W Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - - 2,2 K/W Diode Wechsr./ Diode Inverter - - 2,7 K/W Trans. Bremse/ Trans. Brake - - 2,2 K/W Diode Bremse/ Diode Brake - - 2,9 K/W - 0,2 - K/W Gleichr. Diode/ Rectif. Diode lPaste=1W/m*K Trans. Wechsr./ Trans. Inverter lgrease=1W/m*K RthJH Diode Bremse/ Diode Brake Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance, case to heatsink RthJC Gleichr. Diode/ Rectif. Diode Gleichr. Diode/ Rectif. Diode lPaste=1W/m*K Trans. Wechsr./ Trans. Inverter lgrease=1W/m*K RthCH Diode Wechsr./ Diode Inverter - 0,6 - K/W - 1,3 - K/W Trans. Bremse/ Trans. Brake - 0,6 - K/W Diode Bremse/ Diode Brake - 1,4 - K/W Höchstzulässige Sperrschichttemperatur maximum junction temperature T vj - - 150 °C Betriebstemperatur operation temperature T op -40 - 125 °C Lagertemperatur storage temperature T stg -40 - 125 °C Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties Innere Isolation internal insulation Al2O3 CTI comperative tracking index 225 Anpreßkraft f. mech. Befestigung pro Feder mounting force per clamp F Gewicht weight Kontakt - Kühlkörper terminal to heatsink Terminal - Terminal terminal to terminal G 40...80 N 36 g 13,5 mm Luftstrecke clearance 12 mm Kriechstrecke creeping distance 7,5 mm Luftstrecke clearance 7,5 mm Kriechstrecke creeping distance 4(12) Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE) Output characteristic Inverter (typical) VGE = 15 V 20 Tj = 25°C 18 Tj = 125°C 16 14 IC [A] 12 10 8 6 4 2 0 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 3,00 3,50 VCE [V] Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE) Output characteristic Inverter (typical) Tvj = 125°C 20 18 16 9V IC [A] 11V 14 13V 12 15V 17V 10 19V 8 6 4 2 0 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 VCE [V] 5(12) 2,50 Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) Transfer characteristic Inverter (typical) IC = f (VGE) VCE = 20 V 20 18 Tj = 25°C Tj = 125°C 16 14 IC [A] 12 10 8 6 4 2 0 6 7 8 9 10 11 12 2,5 3 VGE [V] Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) Forward characteristic of FWD Inverter (typical) IF = f (VF) 20 Tj = 25°C 18 Tj = 125°C 16 14 IF [A] 12 10 8 6 4 2 0 0 0,5 1 1,5 2 VF [V] 6(12) Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Schaltverluste Wechselr. (typisch) Eon = f (IC), Eoff = f (IC), Erec = f (IC) VCC = 600 V Switching losses Inverter (typical) Tj = 125°C, 100 Ohm VGE = ±15 V, RGon = RGoff = 5 Eon 4,5 Eoff 4 Erec E [mWs] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 5 10 15 20 25 IC [A] Schaltverluste Wechselr. (typisch) Switching losses Inverter (typical) Eon = f (RG), Eoff = f (RG), Erec = f (RG) Tj = 125°C, VGE = +-15 V , Ic = Inenn , VCC = 600 V 3 Eon 2,5 Eoff Erec E [mWs] 2 1,5 1 0,5 0 100 120 140 160 180 RG [W] 7(12) 200 220 Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Transient thermal impedance Inverter ZthJH = f (t) 10,000 Zth-IGBT ZthJH [K/W] Zth-FWD 1,000 i 1 IGBT: ri [K/W]: 169,8e-3 2 850,1e-3 3 667,8e-3 ti [s]: 3e-6 FWD: r i [K/W]: 245,4e-3 78,7e-3 1,22 10,1e-3 956,8e-3 80,4e-3 10,35e-3 ti [s]: 0,100 0,001 3e-6 0,01 0,1 4 912,3e-3 225,6e-3 1,27 227,3e-3 1 10 t [s] Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA) IC = f (VCE) Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA) Tvj = 125°C, VGE = ±15V, RG = 100 Ohm 25 IC,Chip 20 IC [A] 15 10 5 0 0 200 400 600 800 VCE [V] 8(12) 1000 1200 1400 Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical) IC = f (VCE) VGE = 15 V 20 18 Tj = 25°C Tj = 125°C 16 14 IC [A] 12 10 8 6 4 2 0 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 3 3,5 VCE [V] Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF) Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical) 20 Tj = 25°C 18 Tj = 125°C 16 14 IF [A] 12 10 8 6 4 2 0 0 0,5 1 1,5 2 VF [V] 9(12) 2,5 Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) Forward characteristic of Rectifier Diode (typical) 20 IF = f (VF) Tj = 25°C Tj = 150°C 18 16 14 IF [A] 12 10 8 6 4 2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 VF [V] NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T) NTC- temperature characteristic (typical) 100000 Rtyp R[W] 10000 1000 100 0 20 40 60 80 TC [°C] 10(12) 100 120 140 Technische Information / Technical Information FP10R12KE3 IGBT-Module IGBT-Modules Vorläufig Preliminary Schaltplan/ Circuit diagram J Gehäuseabmessungen/ Package outlines Bohrplan / drilling layout 11(12) Technische Information / Technical Information IGBT-Module IGBT-Modules FP10R12KE3 Gehäuseabmessungen Forts. / Package outlines contd. Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine Eigenschaften zugesichert. Diese gilt in Verbindung mit den zugehörigen Technischen Erläuterungen. This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. It is valid in combination with the belonging technical notes. 12(12)