TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07U1E4
SmartPACK1ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlledDiodeundPressFIT/NTC
SmartPACK1modulewithtrench/fieldstopIGBT4andEmitterControlledDiodeandPressFIT/NTC
J
VCES = 650V
IC nom = 50A / ICRM = 100A
TypischeAnwendungen
• Klimaanlagen
• Motorantriebe
• Servoumrichter
• USV-Systeme
TypicalApplications
• AirConditioning
• MotorDrives
• ServoDrives
• UPSSystems
ElektrischeEigenschaften
• ErhöhteSperrspannungsfestigkeitauf650V
• Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender
Kurzschlussstrom
• TrenchIGBT4
• Tvjop=150°C
ElectricalFeatures
• Increasedblockingvoltagecapabilityto650V
• High Short Circuit Capability, Self Limiting Short
CircuitCurrent
• TrenchIGBT4
• Tvjop=150°C
MechanischeEigenschaften
• Al2O3 Substrat mit kleinem thermischen
Widerstand
• KompaktesDesign
• PressFITVerbindungstechnik
• RobusteDuplex-RahmenKonstruktion
MechanicalFeatures
• Al2O3SubstratewithLowThermalResistance
• Compactdesign
• PressFITContactTechnology
• RuggedDuplexframeconstruction
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
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-Module
IGBT-modules
FS50R07U1E4
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
650
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 100°C, Tvj max = 175°C
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
IC nom
IC
50
75
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
100
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
230
W
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
VGES
+/-20
V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 0,80 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VCE sat
A
A
typ.
max.
1,55
1,70
1,75
1,95
V
V
V
VGEth
5,0
5,8
6,5
V
VGE = -15 V ... +15 V
QG
0,50
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
0,0
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
3,10
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
0,095
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
td on
0,013
0,013
0,014
µs
µs
µs
tr
0,019
0,022
0,023
µs
µs
µs
td off
0,18
0,21
0,21
µs
µs
µs
tf
0,053
0,063
0,064
µs
µs
µs
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 50 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 50 A, VCE = 300 V, LS = 35 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 2250 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGon = 8,2 Ω
Tvj = 150°C
Eon
0,55
0,80
0,90
mJ
mJ
mJ
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 50 A, VCE = 300 V, LS = 35 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 3300 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 8,2 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
1,60
2,30
2,40
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
240
190
A
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
RthJC
0,60
0,65 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,60
K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
2
tP ≤ 10 µs, Tvj = 25°C
tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07U1E4
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
50
A
IFRM
100
A
I²t
330
300
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
1,55
1,50
1,45
1,95
A²s
A²s
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
VF
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
IF = 50 A, - diF/dt = 2250 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
IRM
50,0
63,0
66,0
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 50 A, - diF/dt = 2250 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Qr
2,00
4,00
4,60
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 50 A, - diF/dt = 2250 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Erec
0,50
1,00
1,15
mJ
mJ
mJ
RthJC
0,90
1,00 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
0,80
K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
-40
150
min.
typ.
max.
R25
5,00
kΩ
∆R/R
-5
5
%
P25
20,0
mW
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proDiode/perdiode
V
V
V
°C
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:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
3
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07U1E4
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
InnereIsolation
Internalisolation
Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)
Al2O3
Kriechstrecke
Creepagedistance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
12,7
6,3
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
8,5
5,0
mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
> 200
VISOL
kV
2,5
min.
typ.
max.
LsCE
35
nH
RCC'+EE'
RAA'+CC'
4,00
6,00
mΩ
Tstg
-40
125
°C
SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
8,00
-
9,00
Nm
G
34
g
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
Gewicht
Weight
Der Strom im Dauerbetrieb ist auf 25A effektiv pro Anschlusspin begrenzt.
The current under continuous operation is limited to 25A rms per connector pin.
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
4
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS50R07U1E4
IGBT-Module
IGBT-modules
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=150°C
100
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
80
80
70
70
60
60
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,0
0,5
1,0
VGE = 19 V
VGE = 17 V
VGE = 15 V
VGE = 13 V
VGE = 11 V
VGE = 9 V
90
IC [A]
IC [A]
90
1,5
VCE [V]
2,0
2,5
0
3,0
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(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
80
90
100
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=8.2Ω,RGoff=8.2Ω,VCE=300V
100
4,0
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
90
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
3,5
80
3,0
70
2,5
E [mJ]
IC [A]
60
50
40
2,0
1,5
30
1,0
20
0,5
10
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
0,0
12
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
5
0
10
20
30
40
50 60
IC [A]
70
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS50R07U1E4
IGBT-Module
IGBT-modules
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=50A,VCE=300V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJH=f(t)
8,0
10
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
7,0
ZthJH : IGBT
6,0
1
ZthJH [K/W]
E [mJ]
5,0
4,0
3,0
0,1
2,0
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,048 0,1045 0,4461 0,6014
τi[s]:
0,0005 0,005 0,05
0,2
1,0
0,0
0
10
20
30
40
50
RG [Ω]
60
70
80
0,01
0,001
90
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=8.2Ω,Tvj=150°C
110
IC, Modul
IC, Chip
100
1
10
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
90
80
80
70
70
60
60
IF [A]
IC [A]
0,1
t [s]
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
90
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0,01
0
100
200
300
400
VCE [V]
500
600
0
700
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
6
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0 1,2
VF [V]
1,4
1,6
1,8
2,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FS50R07U1E4
IGBT-Module
IGBT-modules
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=8.2Ω,VCE=300V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=50A,VCE=300V
2,0
1,4
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1,8
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1,2
1,6
1,0
1,4
0,8
E [mJ]
E [mJ]
1,2
1,0
0,6
0,8
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
0,0
0
10
20
30
40
50 60
IF [A]
70
80
90
0,0
100
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJH=f(t)
0
10
20
30
40
50
RG [Ω]
60
70
80
90
140
160
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
10
100000
ZthJH : Diode
Rtyp
R[Ω]
ZthJH [K/W]
10000
1
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/W]: 0,0966 0,223 0,6854 0,695
τi[s]:
0,0005 0,005 0,05
0,2
0,1
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
100
10
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
7
0
20
40
60
80
100
TC [°C]
120
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07U1E4
Schaltplan/circuit_diagram_headline
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
In fin e o n
preparedby:NK
dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Module
IGBT-modules
FS50R07U1E4
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.
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dateofpublication:2013-11-11
approvedby:MB
revision:3.0
9
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