IGBT Transistor - Infineon

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF450R07ME4_B11
EconoDUAL™3ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlledDiodeundPressFIT/NTC
EconoDUAL™3modulewithtrench/fieldstopIGBT4andEmitterControlledDiodeandPressFIT/NTC
VCES = 650V
IC nom = 450A / ICRM = 900A
TypischeAnwendungen
• Hybrid-Nutzfahrzeuge
• Motorantriebe
• SolarAnwendungen
• USV-Systeme
TypicalApplications
• CommercialAgricultureVehicles
• MotorDrives
• SolarApplications
• UPSSystems
ElektrischeEigenschaften
• ErhöhteSperrspannungsfestigkeitauf650V
• ErhöhteZwischenkreisspannung
• Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender
Kurzschlussstrom
• HoheStromdichte
• TrenchIGBT4
• Tvjop=150°C
• hoheStoßstromfestigkeit
ElectricalFeatures
• Increasedblockingvoltagecapabilityto650V
• IncreasedDClinkVoltage
• High Short Circuit Capability, Self Limiting Short
CircuitCurrent
• HighCurrentDensity
• TrenchIGBT4
• Tvjop=150°C
• Highsurgecurrentcapability
MechanischeEigenschaften
• HoheLeistungsdichte
• IntegrierterNTCTemperaturSensor
• IsolierteBodenplatte
• Kupferbodenplatte
• PressFITVerbindungstechnik
• RobusteselbsteinpressendeMontage
• Standardgehäuse
MechanicalFeatures
• HighPowerDensity
• IntegratedNTCtemperaturesensor
• IsolatedBasePlate
• CopperBasePlate
• PressFITContactTechnology
• RuggedselfactingPressFITassembly
• StandardHousing
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
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
FF450R07ME4_B11
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
650
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 70°C, Tvj max = 175°C
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
IC nom
IC
450
560
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
900
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
1450
W
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 450 A, VGE = 15 V
IC = 450 A, VGE = 15 V
IC = 450 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VCE sat
A
A
typ.
max.
1,55
1,70
1,75
1,95
V
V
V
5,80
6,40
V
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 7,20 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V
QG
4,80
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
0,67
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
27,5
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
0,82
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 650 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C
ICES
1,0
mA
Gate-Emitter-Reststrom
Gate-emitterleakagecurrent
VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C
IGES
100
nA
VGEth
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 450 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,8 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 450 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,8 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 450 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 450 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 450 A, VCE = 300 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 4900 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 1,8 Ω
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
5,10
0,085
0,089
0,093
µs
µs
µs
0,082
0,087
0,088
µs
µs
µs
0,48
0,51
0,52
µs
µs
µs
0,067
0,093
0,099
µs
µs
µs
Eon
3,40
4,60
4,90
mJ
mJ
mJ
IC = 450 A, VCE = 300 V, LS = 30 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 2600 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 1,8 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
23,5
28,5
30,0
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
2400
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
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:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
2
0,102 K/W
0,039
-40
K/W
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF450R07ME4_B11
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
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C
VRRM 650
V
IF
450
A
IFRM
900
A
I²t
15000
14500
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
A²s
A²s
typ.
max.
1,95
VF
1,55
1,50
1,45
IF = 450 A, - diF/dt = 4900 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 300 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
185
270
285
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 450 A, - diF/dt = 4900 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 300 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
26,5
30,0
35,5
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 450 A, - diF/dt = 4900 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C
VR = 300 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
5,90
8,90
10,5
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 450 A, VGE = 0 V
IF = 450 A, VGE = 0 V
IF = 450 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
V
V
V
0,165 K/W
0,04
-40
K/W
150
°C
NTC-Widerstand/NTC-Thermistor
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
Nennwiderstand
Ratedresistance
TC = 25°C
AbweichungvonR100
DeviationofR100
TC = 100°C, R100 = 493 Ω
Verlustleistung
Powerdissipation
TC = 25°C
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/50
3375
K
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/80
3411
K
B-Wert
B-value
R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))]
B25/100
3433
K
R25
∆R/R
5,00
-5
P25
AngabengemäßgültigerApplicationNote.
Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
3
kΩ
5
%
20,0
mW
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF450R07ME4_B11
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
VISOL 2,5
kV
Cu
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate
InnereIsolation
Internalisolation
Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)
Al2O3
Kriechstrecke
Creepagedistance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
14,5
13,0
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
12,5
10,0
mm
> 200
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
min.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
20
nH
RCC'+EE'
1,00
mΩ
Tstg
-40
125
°C
6,00
Nm
6,0
Nm
SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
3,00
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque
SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
3,0
G
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
4
max.
LsCE
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
Gewicht
Weight
typ.
345
g
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF450R07ME4_B11
IGBT-Modul
IGBT-Module
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=150°C
900
900
750
750
600
600
IC [A]
IC [A]
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
450
450
300
300
150
150
0
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
VCE [V]
2,0
2,4
0
2,8
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
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,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=1.8Ω,RGoff=1.8Ω,VCE=300V
900
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
750
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
80
600
E [mJ]
IC [A]
60
450
40
300
20
150
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0
12
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
5
0
150
300
450
IC [A]
600
750
900
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF450R07ME4_B11
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=450A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
100
1
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
80
ZthJC : IGBT
0,1
E [mJ]
ZthJC [K/W]
60
40
0,01
20
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,00759 0,01554 0,07309 0,00565
τi[s]:
0,0003 0,00633 0,0367 1,67943
0
0
2
4
6
8
RG [Ω]
10
12
14
0,001
0,0001
16
0,001
0,01
0,1
1
t [s]
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=1.8Ω,Tvj=150°C
1000
IC, Modul
IC, Chip
900
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
900
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
750
800
700
600
IF [A]
IC [A]
600
500
450
400
300
300
200
150
100
0
0
100
200
300
400
VCE [V]
500
600
0
700
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
6
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
VF [V]
10
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF450R07ME4_B11
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=1.8Ω,VCE=300V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=450A,VCE=300V
14
14
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
10
10
8
8
E [mJ]
12
E [mJ]
12
6
6
4
4
2
2
0
0
150
300
450
IF [A]
600
750
0
900
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0
2
4
6
8
10
RG [Ω]
12
14
16
18
140
160
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
1
100000
ZthJC : Diode
Rtyp
10000
R[Ω]
ZthJC [K/W]
0,1
0,01
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,01757 0,03075 0,10847 0,00781
τi[s]:
0,00023 0,00599 0,03565 1,10676
0,001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1
100
10
t [s]
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
7
0
20
40
60
80
100
TC [°C]
120
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF450R07ME4_B11
Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
In fin e o n
preparedby:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FF450R07ME4_B11
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:KY
dateofpublication:2014-12-15
approvedby:KV
revision:3.1
9