FS400R12A2T4

TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 HybridPACK™2ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4DiodeundNTC HybridPACK™2modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diodeandNTC T T T V†Š» = 1200V I† ÒÓÑ = 400A / I†ç¢ = 800A TypischeAnwendungen • Anwendungen im Automobil • Hochleistungsumrichter • Hybrid-Elektrofahrzeuge (H)EV • Hybrid-Nutzfahrzeuge • Motorantriebe TypicalApplications • Automotive Applications • High Power Converters • Hybrid Electrical Vehicles (H)EV • Commercial Agriculture Vehicles • Motor Drives ElektrischeEigenschaften • Erhöhte Zwischenkreisspannung • Niederinduktives Design • Niedrige Schaltverluste • Trench IGBT 4 • TÝÎ ÓÔ = 150°C • V†ŠÙÈÚ mit positivem Temperaturkoeffizienten ElectricalFeatures • Increased DC link Voltage • Low inductive design • Low Switching Losses • Trench IGBT 4 • TÝÎ ÓÔ = 150°C • V†ŠÙÈÚ with positive Temperature Coefficient MechanischeEigenschaften • 2,5 kV AC 1min Isolationsfestigkeit • Direkt gekühlte Bodenplatte • Hohe Leistungsdichte • Integrierter NTC Temperatur Sensor • Isolierte Bodenplatte • Kupferbodenplatte • RoHS konform MechanicalFeatures • 2.5 kV AC 1min Insulation • Direct Cooled Base Plate • High Power Density • Integrated NTC temperature sensor • Isolated Base Plate • Copper Base Plate • RoHS compliant ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code ContentoftheCode Digit ModuleSerialNumber ModuleMaterialNumber ProductionOrderNumber Datecode(ProductionYear) Datecode(ProductionWeek) 1-5 6-11 12-19 20-21 22-23 preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 materialno:36841 approvedby:MM revision:3.0 ULapproved(E83335) 1 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 IGBT-Wechselrichter/IGBT-inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C ImplementierterKollektor-Strom Implementedcollectorcurrent  Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent VCES  1200  V ICN  400  A TF = 75°C, Tvj = 175°C TF = 25°C, Tvj = 175°C IC nom  IC 300 400  PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM  800  A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TF = 25°C, Tvj = 175°C Ptot  1500  W Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage  VGES  +/-20  V CharakteristischeWerte/CharacteristicValues Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung Collector-emittersaturationvoltage min. IC = 300 A, VGE = 15 V IC = 300 A, VGE = 15 V IC = 300 A, VGE = 15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 13,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VCE sat A A typ. max. 1,55 1,75 1,80 1,85 V V V VGEth 5,2 5,8 6,4 V VGE = -15 V ... +15 V QG  3,20  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  25,0  nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres  1,10  nF Kollektor-Emitter-Reststrom Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 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   400 nA td on  0,16 0,18 0,19  µs µs µs tr  0,05 0,05 0,06  µs µs µs td off  0,42 0,53 0,61  µs µs µs tf  0,04 0,09 0,09  µs µs µs Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 300 A, VCE = 500 V VGE = ±15 V RGon = 1,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 300 A, VCE = 500 V VGE = ±15 V RGon = 1,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 300 A, VCE = 500 V VGE = ±15 V RGoff = 1,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 300 A, VCE = 500 V VGE = ±15 V RGoff = 1,5 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 300 A, VCE = 500 V, LS = 20 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 5500 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 125°C RGon = 1,5 Ω Tvj = 150°C Eon  17,0 24,0 26,0  mJ mJ mJ AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse IC = 300 A, VCE = 500 V, LS = 20 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 2550 V/µs (Tvj=150°C) Tvj = 125°C RGoff = 1,5 Ω Tvj = 150°C Eoff  13,0 26,0 30,0  mJ mJ mJ Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 900 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC  2300 2000  A A Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase pro IGBT / per IGBT cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol; ∆V/∆t = 10,0 dm³/min RthJF   preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 2 tP ≤ 8 µs, Tvj = 25°C tP ≤ 6 µs, Tvj = 150°C 0,10 K/W TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 Diode-Wechselrichter/Diode-inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage Tvj = 25°C ImplementierterDurchlassstrom Implementedforwardcurrent  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  1200  V IFN  400  A IF  300  A IFRM  800  A I²t  13000 15000 CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min.  typ. max. 1,55 1,50 1,45 1,80 A²s A²s Durchlassspannung Forwardvoltage IF = 300 A, VGE = 0 V IF = 300 A, VGE = 0 V IF = 300 A, VGE = 0 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C VF Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 300 A, - diF/dt = 3150 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 500 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C IRM  315 400 400  A A A Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge IF = 300 A, - diF/dt = 3150 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 500 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Qr  27,0 52,0 60,0  µC µC µC AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy IF = 300 A, - diF/dt = 3150 A/µs (Tvj=150°C) Tvj = 25°C VR = 500 V Tvj = 125°C VGE = -15 V Tvj = 150°C Erec  7,00 18,0 21,0  mJ mJ mJ RthJF   min. typ. max. R25  5,00  kΩ ∆R/R -5  5 % P25   20,0 mW Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse pro Diode / per diode Thermalresistance,junctiontocoolingfluid cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol; ∆V/∆t = 10,0 dm³/min V V V 0,13 K/W NTC-Widerstand/NTC-thermistor CharakteristischeWerte/CharacteristicValues 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 AngabengemäßgültigerApplicationNote. Specificationaccordingtothevalidapplicationnote. preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 3 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 Modul/Module Isolations-Prüfspannung Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. MaterialModulgrundplatte Materialofmodulebaseplate   InnereIsolation Internalisolation Basisisolierung (Schutzklasse 1, EN61140) basic insulation (class 1, IEC 61140) Kriechstrecke Creepagedistance VISOL  2,5  kV  Cu     Al2O3   Kontakt - Kühlkörper / terminal to heatsink Kontakt - Kontakt / terminal to terminal   7,0 5,5  mm Luftstrecke Clearance Kontakt - Kühlkörper / terminal to heatsink Kontakt - Kontakt / terminal to terminal   7,0 5,0  mm VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex  CTI  > 200 DruckabfallimKühlkreislauf* Pressuredropincoolingcircuit* ∆V/∆t = 10,0 dm³/min; TF = 25°C cooling fluid = 50% water/50% ethylenglycol HöchstzulässigerDruckimKühlkreislauf Maximumpressureincoolingcircuit   min. typ. ∆p  100  p   2,5 bar Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule  LsCE  14  nH Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip Moduleleadresistance,terminals-chip TF = 25°C, pro Schalter / per switch RCC'+EE'  0,80  mΩ HöchstzulässigeSperrschichttemperatur Maximumjunctiontemperature Wechselrichter, Brems-Chopper / Inverter, Brake-Chopper Tvj max   175 °C TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Wechselrichter, Brems-Chopper / Inverter, Brake-Chopper Tvj op -40  150 °C Lagertemperatur Storagetemperature  Tstg -40  125 °C Anzugsdrehmomentf.Modulmontage Mountingtorqueformodulmounting Schraube M6 - Montage gem. gültiger Applikation Note screw M6 - mounting according to valid application note M 3,00 - 6,00 Nm Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque Schraube M6 - Montage gem. gültiger Applikation Note screw M6 - mounting according to valid application note M 2,5 - 5,0 Nm Gewicht Weight  G  1250  g *KühleraufbaugemäßgültigerApplicationNote. *Coolersetupaccordingtothevalidapplicationnote. *AccordingtoIEC60664(MaterialgroupIIIaandPD2)themax.DClinkvoltageshouldberestrictedto550V preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 4 max. mbar TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 AusgangskennlinieIGBT-Wechselr.(typisch) outputcharacteristicIGBT-inverter(typical) IC=f(VCE) VGE=15V AusgangskennlinienfeldIGBT-Wechselr.(typisch) outputcharacteristicIGBT-inverter(typical) IC=f(VCE) Tvj=150°C 800 800 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 750 700 650 650 600 600 550 550 500 500 450 450 IC [A] IC [A] 700 400 350 400 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0,0 0,5 VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V 750 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0 3,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 VCE [V] 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 VCE [V] ÜbertragungscharakteristikIGBT-Wechselr.(typisch) transfercharacteristicIGBT-inverter(typical) IC=f(VGE) VCE=20V SchaltverlusteIGBT-Wechselr.(typisch) switchinglossesIGBT-inverter(typical) Eon=f(IC),Eoff=f(IC) VGE=±15V,RGon=1.5Ω,RGoff=1.5Ω,VCE=500V 800 100 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 750 700 90 650 80 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 600 70 550 60 450 E [mJ] IC [A] 500 400 350 50 40 300 250 30 200 20 150 100 10 50 0 5 6 7 8 9 10 11 12 0 100 13 VGE [V] 200 300 400 500 IC [A] preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 5 600 700 800 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 SchaltverlusteIGBT-Wechselr.(typisch) switchinglossesIGBT-Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=300A,VCE=500V TransienterWärmewiderstandIGBT-Wechselr. transientthermalimpedanceIGBT-inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min) 100 1 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 90 80 ZthJF : IGBT 70 0,1 ZthJF [K/W] E [mJ] 60 50 40 0,01 30 20 i: 1 2 3 4 5 ri[K/W]: 0,0062 0,022 0,0238 0,038 0,01 τi[s]: 0,0005 0,02 0,058 0,45 2,19 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 0,001 0,001 16 0,01 RG [Ω] 0,1 1 10 t [s] SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT-Wr.(RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT-inv.(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=1.5Ω,Tvj=150°C WärmewiderstandIGBT-Wechselr. thermalimpedanceIGBT-inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol 900 0,120 RthJF: IGBT 800 0,115 700 600 RthJF [K/W] IC [A] 0,110 500 400 0,105 300 200 100 0 900 0,100 IC, Modul IC, Chip 1000 1100 1200 0,095 1300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ∆V/∆t [dm³/min] VCE [V] preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 6 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 DurchlasskennliniederDiode-Wechselr.(typisch) forwardcharacteristicofdiode-inverter(typical) IF=f(VF) SchaltverlusteDiode-Wechselr.(typisch) switchinglossesdiode-inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=1.5Ω,VCE=500V 800 35 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 750 700 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 30 650 600 550 25 450 E [mJ] IF [A] 500 400 350 20 300 15 250 200 150 10 100 50 0 0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 5 2,4 0 100 200 300 VF [V] 400 500 600 700 800 IF [A] SchaltverlusteDiode-Wechselr.(typisch) switchinglossesdiode-inverter(typical) Erec=f(RG) IF=300A,VCE=500V TransienterWärmewiderstandDiode-Wechselr. transientthermalimpedancediode-inverter ZthJF=f(t)(∆V/∆t=10dm³/min) 25 1 ZthJF : Diode Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 21 0,1 E [mJ] ZthJF [K/W] 17 13 0,01 9 i: 1 2 3 4 5 ri[K/W]: 0,0026 0,0241 0,0517 0,0431 0,0095 τi[s]: 0,0006 0,017 0,053 0,39 3,2 5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0,001 0,001 18 RG [Ω] 0,01 0,1 t [s] preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 7 1 10 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 WärmewiderstandDiode-Wechselr. thermalimpedancediode-inverter RthJF=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol NTC-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) 0,150 100000 RthJF: Diode Rtyp 0,145 10000 R[Ω] RthJF [K/W] 0,140 0,135 0,130 1000 0,125 0,120 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ∆V/∆t [dm³/min] 325 ∆p: Modul 275 250 225 ∆p [mbar] 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0 2 4 6 8 10 12 ∆V/∆t [dm³/min] 20 40 60 80 TC [°C] DruckabfallimKühlkreislauf* pressuredropincoolingcircuit* ∆p=f(∆V/∆t) coolingfluid=50%water/50%ethylenglycol,TF=25°C 300 0 14 16 18 20 preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 8 100 120 140 160 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 Schaltplan/circuitdiagram P3 P2 P1 T11 C5 C3 G5 G3 E5 E3 C1 T T12 G1 E1 3 T21 2 1 C6 C4 C2 G6 G4 G2 E6 E4 E2 T T22 T31 T T32 N3 N2 N1 Gehäuseabmessungen/packageoutlines preparedby:AU dateofpublication:2012-11-06 approvedby:MM revision:3.0 9 TechnischeInformation/technicalinformation FS400R12A2T4 Nutzungsbedingungen  DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.Die BeurteilungderEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestellten ProduktdatenfürdieseAnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen. IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistung übernehmen.EinesolcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenen Bestimmungen.GarantienjeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngaben indengültigenAnwendungs-undMontagehinweisendesModulssindzubeachten. SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenund insbesondereeinespezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSie zuständigenVertriebsbüroinVerbindung(siehewww.infineon.com,Vertrieb&Kontakt).FürInteressentenhaltenwirApplication Notesbereit. AufgrunddertechnischenAnforderungenkönnteunserProduktgesundheitsgefährdendeSubstanzenenthalten.BeiRückfragen zudenindiesemProduktjeweilsenthaltenenSubstanzensetzenSiesichbitteebenfallsmitdemfürSiezuständigen VertriebsbüroinVerbindung. SolltenSiebeabsichtigen,dasProduktinAnwendungenderLuftfahrt,ingesundheits-oderlebensgefährdendenoder lebenserhaltendenAnwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirumMitteilung.Wirweisendaraufhin,dasswirfürdieseFälle -diegemeinsameDurchführungeinesRisiko-undQualitätsassessments; -denAbschlussvonspeziellenQualitätssicherungsvereinbarungen; -diegemeinsameEinführungvonMaßnahmenzueinerlaufendenProduktbeobachtungdringendempfehlenund gegebenenfallsdieBelieferungvonderUmsetzungsolcherMaßnahmenabhängigmachen. Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben. InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten. Terms&Conditionsofusage  Thedatacontainedinthisproductdatasheetisexclusivelyintendedfortechnicallytrainedstaff.Youandyourtechnical departmentswillhavetoevaluatethesuitabilityoftheproductfortheintendedapplicationandthecompletenessoftheproduct datawithrespecttosuchapplication. Thisproductdatasheetisdescribingthecharacteristicsofthisproductforwhichawarrantyisgranted.Anysuchwarrantyis grantedexclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.Therewillbenoguaranteeofanykindforthe productanditscharacteristics.Theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered. Shouldyourequireproductinformationinexcessofthedatagiveninthisproductdatasheetorwhichconcernsthespecific applicationofourproduct,pleasecontactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou(seewww.infineon.com,sales&contact). Forthosethatarespecificallyinterestedwemayprovideapplicationnotes. Duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.Forinformationonthetypesinquestionplease contactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou. 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