FD16001200R17HP4B2BOSA2

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 IHM-BModulmitChopperKonfiguration IHM-Bmodulewithchopperconfiguration VCES = 1700V IC nom = 1600A / ICRM = 3200A 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:2016-01-19 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 FD1600/1200R17HP4_B2 IGBT-Chopper/IGBT-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  1600  A PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM  3200  A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot  10,5  kW VGES  +/-20  V Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage min. IC = 1600 A, VGE = 15 V IC = 1600 A, VGE = 15 V IC = 1600 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 = 64,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG 17,0 µC InternerGatewiderstand Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 0,97 Ω Eingangskapazität Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 130 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 4,20 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 = 1600 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGon = 1,1 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 1600 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGon = 1,1 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 1600 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGoff = 0,6 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 1600 A, VCE = 900 V VGE = ±15 V RGoff = 0,6 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 1600 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH VGE = ±15 V RGon = 1,1 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse IC = 1600 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH VGE = ±15 V RGoff = 0,6 Ω Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT 5,20 0,40 0,43 0,45 µs µs µs 0,18 0,20 0,20 µs µs µs 1,05 1,20 1,20 µs µs µs 0,30 0,46 0,51 µs µs µs Eon 380 500 535 mJ mJ mJ Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Eoff 420 570 600 mJ mJ mJ tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C ISC 7500 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:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 2 11,6 K/kW 15,0 -40 K/kW 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 Diode,Brems-Chopper/Diode,Brake-Chopper HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage Tvj = -40°C Tvj = 25°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  1600  A IFRM  3200  A I²t  630 595  PRQM  2400  kW ton min  10,0  µs CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. kA²s kA²s typ. max. 2,10 VF 1,65 1,65 1,65 IF = 1600 A, - diF/dt = 9000 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C IRM 1700 1950 2000 A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 1600 A, - diF/dt = 9000 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Qr 450 740 840 µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 1600 A, - diF/dt = 9000 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Erec 250 460 525 mJ mJ mJ proDiode/perdiode RthJC Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 1600 A, VGE = 0 V IF = 1600 A, VGE = 0 V IF = 1600 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:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 3 V V V 15,9 K/kW 16,0 -40 K/kW 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 Diode,Revers/Diode,Reverse HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage Tvj = -40°C Tvj = 25°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  1200  A IFRM  2400  A I²t  140 130  PRQM  1200  kW ton min  10,0  µs CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. kA²s kA²s typ. max. 2,20 VF 1,80 1,90 1,95 IF = 1200 A, - diF/dt = 7700 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C Tvj = 150°C IRM 1250 1350 1400 A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 1200 A, - diF/dt = 7700 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C Tvj = 150°C Qr 280 460 510 µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 1200 A, - diF/dt = 7700 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 900 V Tvj = 125°C Tvj = 150°C Erec 180 300 345 mJ mJ mJ proDiode/perdiode RthJC Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 1200 A, VGE = 0 V IF = 1200 A, VGE = 0 V IF = 1200 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:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 4 V V V 31,9 K/kW 32,5 -40 K/kW 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_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 6,0 nH RCC'+EE' RAA'+CC' 0,15 0,24 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:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 5 max. LsCE Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting Gewicht Weight typ. 1,8 - 2,1 Nm 8,0 - 10 Nm 1200 g TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 AusgangskennlinieIGBT-Chopper(typisch) outputcharacteristicIGBT-Chopper(typical) IC=f(VCE) VGE=15V AusgangskennlinienfeldIGBT-Chopper(typisch) outputcharacteristicIGBT-Chopper(typical) IC=f(VCE) Tvj=150°C 3200 3200 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 2800 2800 2000 2000 IC [A] 2400 IC [A] 2400 1600 1600 1200 1200 800 800 400 400 0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 VCE [V] 2,5 3,0 3,5 0 4,0 ÜbertragungscharakteristikIGBT-Chopper(typisch) transfercharacteristicIGBT-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-Chopper(typisch) switchinglossesIGBT-Chopper(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=1.1Ω,RGoff=0.6Ω,VCE=900V 3200 1600 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 2800 2000 1000 IC [A] E [mJ] 1200 1600 800 1200 600 800 400 400 200 5 6 7 Eon, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 150°C 1400 2400 0 VGE = 20V VGE = 15V VGE = 12V VGE = 10V VGE = 9V VGE = 8V 8 9 VGE [V] 10 11 12 0 13 preparedby:WB dateofpublication:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 6 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 IC [A] TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 SchaltverlusteIGBT-Chopper(typisch) switchinglossesIGBT-Chopper(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=1600A,VCE=900V TransienterWärmewiderstandIGBT-Chopper transientthermalimpedanceIGBT-Chopper ZthJC=f(t) 3400 100 Eon, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 150°C 3200 3000 2800 ZthJC : IGBT 2600 2400 10 2200 E [mJ] ZthJC [K/kW] 2000 1800 1600 1400 1200 1 1000 800 600 i: 1 2 3 4 ri[K/kW]: 2,2 6,28 2,1 1,02 τi[s]: 0,0016 0,037 0,348 5,9 400 200 0 0,1 0,001 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 RG [Ω] SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT-Chopper(RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT-Chopper(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=0.6Ω,Tvj=150°C 0,01 0,1 t [s] 1 10 DurchlasskennliniederDiode,Brems-Chopper(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Brake-Chopper(typical) IF=f(VF) 4000 3200 IC, Modul IC, Chip 3600 2800 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 3200 2400 2800 2000 IF [A] IC [A] 2400 2000 1600 1600 1200 1200 800 800 400 400 0 0 200 400 600 0 800 1000 1200 1400 1600 1800 VCE [V] preparedby:WB dateofpublication:2016-01-19 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 IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 SchaltverlusteDiode,Brems-Chopper(typisch) switchinglossesDiode,Brake-Chopper(typical) Erec=f(IF) RGon=1.1Ω,VCE=900V SchaltverlusteDiode,Brems-Chopper(typisch) switchinglossesDiode,Brake-Chopper(typical) Erec=f(RG) IF=1600A,VCE=900V 800 700 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 700 600 600 500 E [mJ] E [mJ] 500 400 400 300 300 200 200 100 0 400 800 100 1200 1600 2000 2400 2800 3200 IF [A] TransienterWärmewiderstandDiode,Brems-Chopper transientthermalimpedanceDiode,Brake-Chopper ZthJC=f(t) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 RG [Ω] SichererArbeitsbereichDiode,Brems-Chopper(SOA) safeoperationareaDiode,Brake-Chopper(SOA) IR=f(VR) Tvj=150°C 100 4000 ZthJC : Diode IR, Modul 3600 3200 2400 IR [A] ZthJC [K/kW] 2800 10 2000 1600 1200 800 i: 1 2 3 4 ri[K/kW]: 3,52 7,79 3,16 1,43 τi[s]: 0,00141 0,0309 0,233 5,4 1 0,001 0,01 0,1 t [s] 1 400 0 10 preparedby:WB dateofpublication:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 8 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 VR [V] TechnischeInformation/TechnicalInformation FD1600/1200R17HP4_B2 IGBT-Modul IGBT-Module DurchlasskennliniederDiode,Revers(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Reverse(typical) IF=f(VF) SchaltverlusteDiode,Revers(typisch) switchinglossesDiode,Reverse(typical) Erec=f(IF) RGon=1.1Ω,VCE=900V 2400 600 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 2200 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 2000 500 1800 1600 400 IF [A] E [mJ] 1400 1200 300 1000 800 200 600 400 100 200 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=1200A,VCE=900V 400 800 1200 IF [A] 1600 2000 2400 TransienterWärmewiderstandDiode,Revers transientthermalimpedanceDiode,Reverse ZthJC=f(t) 500 450 0 100 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C ZthJC : Diode 400 350 ZthJC [K/kW] E [mJ] 300 250 200 10 150 100 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 50 0 1 0,001 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 RG [Ω] preparedby:WB dateofpublication:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 9 0,01 0,1 t [s] 1 10 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 SichererArbeitsbereichDiode,Revers(SOA) safeoperationareaDiode,Reverse(SOA) IR=f(VR) Tvj=150°C 2800 IR, Modul 2400 2000 IR [A] 1600 1200 800 400 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 VR [V] preparedby:WB dateofpublication:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 10 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 Schaltplan/Circuitdiagram Gehäuseabmessungen/Packageoutlines preparedby:WB dateofpublication:2016-01-19 approvedby:IB revision:V3.1 11 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FD1600/1200R17HP4_B2 Publishedby InfineonTechnologiesAG 81726München,Germany ©InfineonTechnologiesAG2015. 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