FS50R12U1T4BPSA1

TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS50R12U1T4 SmartPACK1ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4DiodeundPressFIT/NTC SmartPACK1modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diodeandPressFIT/NTC J VCES = 1200V IC nom = 50A / ICRM = 100A TypischeAnwendungen • Klimaanlagen • Motorantriebe • Servoumrichter • USV-Systeme TypicalApplications • AirConditioning • MotorDrives • ServoDrives • UPSSystems ElektrischeEigenschaften • NiedrigeSchaltverluste • NiedrigesVCEsat • TrenchIGBT4 • VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten ElectricalFeatures • LowSwitchingLosses • LowVCEsat • TrenchIGBT4 • VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient MechanischeEigenschaften • Al2O3 Substrat mit kleinem thermischen Widerstand • KompaktesDesign • PressFITVerbindungstechnik • RobusteDuplex-RahmenKonstruktion MechanicalFeatures • Al2O3SubstratewithLowThermalResistance • Compactdesign • PressFITContactTechnology • RuggedDuplexframeconstruction ModuleLabelCode BarcodeCode128 DMX-Code preparedby:CM dateofpublication:2014-11-05 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-Modul IGBT-Module FS50R12U1T4 IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues Kollektor-Emitter-Sperrspannung Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES Kollektor-Dauergleichstrom ContinuousDCcollectorcurrent TC = 90°C, Tvj max = 175°C TC = 25°C, Tvj max = 175°C IC nom  IC 50 90  PeriodischerKollektor-Spitzenstrom Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM  100  A Gesamt-Verlustleistung Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot  250  W VGES  +/-20  V Gate-Emitter-Spitzenspannung Gate-emitterpeakvoltage 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  V 1200 VCE sat A A typ. max. 1,85 2,15 2,25 2,15 V V V 5,80 6,40 V Gate-Schwellenspannung Gatethresholdvoltage IC = 1,60 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C Gateladung Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG 0,38 µC InternerGatewiderstand Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 4,0 Ω Eingangskapazität Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 2,80 nF Rückwirkungskapazität Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,10 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 100 nA VGEth Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGon = 15 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Anstiegszeit,induktiveLast Risetime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGon = 15 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGoff = 15 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Fallzeit,induktiveLast Falltime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V VGE = ±15 V RGoff = 15 Ω Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C EinschaltverlustenergieproPuls Turn-onenergylossperpulse IC = 50 A, VCE = 600 V, LS = 35 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, di/dt = 1500 A/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGon = 15 Ω Tvj = 150°C AbschaltverlustenergieproPuls Turn-offenergylossperpulse 5,20 0,045 0,05 0,05 µs µs µs 0,027 0,035 0,045 µs µs µs 0,27 0,37 0,40 µs µs µs 0,11 0,18 0,19 µs µs µs Eon 4,20 5,50 6,20 mJ mJ mJ IC = 50 A, VCE = 600 V, LS = 35 nH Tvj = 25°C VGE = ±15 V, du/dt = 3800 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C RGoff = 15 Ω Tvj = 150°C Eoff 2,90 4,20 4,60 mJ mJ mJ Kurzschlußverhalten SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 800 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC 180 A Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT tP ≤ 10 µs, Tvj = 150°C td on tr td off tf RthJC 0,50 0,60 K/W Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,40 K/W TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op preparedby:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 2 -40 150 °C TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS50R12U1T4 Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues PeriodischeSpitzensperrspannung Repetitivepeakreversevoltage VRRM  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 1200  V IF  50  A IFRM  100  A I²t  385 355  CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. A²s A²s typ. max. 2,15 VF 1,70 1,65 1,65 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C IRM 56,0 60,0 62,5 A A A IF = 50 A, - diF/dt = 1500 A/µs (Tvj=150°C) VR = 600 V VGE = -15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Qr 3,90 7,10 8,10 µC µC µC IF = 50 A, - diF/dt = 1500 A/µs (Tvj=150°C) VR = 600 V VGE = -15 V Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C Erec 1,20 2,30 2,70 mJ mJ mJ RthJC 0,60 0,70 K/W Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode Thermalresistance,casetoheatsink λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,50 K/W TemperaturimSchaltbetrieb Temperatureunderswitchingconditions Tvj op 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 Rückstromspitze Peakreverserecoverycurrent IF = 50 A, - diF/dt = 1500 A/µs (Tvj=150°C) VR = 600 V VGE = -15 V Sperrverzögerungsladung Recoveredcharge AbschaltenergieproPuls Reverserecoveryenergy Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse Thermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode -40 150 V V V °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:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 3 kΩ 5 % 20,0 mW TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS50R12U1T4 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  11,5 6,3  mm Luftstrecke Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal  10,0 5,0  mm  > 200  VergleichszahlderKriechwegbildung Comperativetrackingindex VISOL  CTI min. Modulstreuinduktivität Strayinductancemodule LsCE Lagertemperatur Storagetemperature Tstg -40 M 8,0 Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse Terminalconnectiontorque SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote Gewicht Weight G 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:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 4  kV 2,5 typ. max. 35 34 nH 125 °C 9,0 Nm g TechnischeInformation/TechnicalInformation FS50R12U1T4 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 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 1,5 VGE = 19V VGE = 17V VGE = 15V VGE = 13V VGE = 11V VGE = 9V 90 IC [A] IC [A] 90 2,0 2,5 3,0 VCE [V] 3,5 4,0 4,5 0 5,0 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=15Ω,RGoff=15Ω,VCE=600V 100 18 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 16 80 14 70 12 E [mJ] IC [A] 60 50 10 8 40 6 30 4 20 2 10 0 5 6 7 8 9 VGE [V] 10 11 12 0 13 preparedby:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 5 0 10 20 30 40 50 60 IC [A] 70 TechnischeInformation/TechnicalInformation FS50R12U1T4 IGBT-Modul IGBT-Module SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch) switchinglossesIGBT,Inverter(typical) Eon=f(RG),Eoff=f(RG) VGE=±15V,IC=50A,VCE=600V TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter transientthermalimpedanceIGBT,Inverter ZthJH=f(t) 28 10 Eon, Tvj = 125°C Eoff, Tvj = 125°C Eon, Tvj = 150°C Eoff, Tvj = 150°C 26 24 ZthJH : IGBT 22 20 1 18 ZthJH [K/W] E [mJ] 16 14 12 10 0,1 8 6 4 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,036 0,079 0,335 0,45 τi[s]: 0,0005 0,005 0,05 0,2 2 0 0 15 30 45 60 75 90 RG [Ω] 0,01 0,001 105 120 135 150 SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter (RBSOA) reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA) IC=f(VCE) VGE=±15V,RGoff=15Ω,Tvj=150°C 120 IC, Modul 110 IC, Chip 0,01 0,1 t [s] 1 10 DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical) IF=f(VF) 100 90 100 Tvj = 25°C Tvj = 125°C Tvj = 150°C 80 90 70 80 60 IF [A] IC [A] 70 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 200 400 600 800 VCE [V] 1000 1200 0 1400 preparedby:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 6 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 FS50R12U1T4 IGBT-Modul IGBT-Module SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(IF) RGon=15Ω,VCE=600V SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch) switchinglossesDiode,Inverter(typical) Erec=f(RG) IF=50A,VCE=600V 4,0 3,5 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 3,5 Erec, Tvj = 125°C Erec, Tvj = 150°C 3,0 3,0 2,5 2,5 E [mJ] E [mJ] 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 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 15 30 45 60 75 90 RG [Ω] 105 120 135 150 NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch) NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical) R=f(T) 10 100000 ZthJH : Diode Rtyp 10000 R[Ω] ZthJH [K/W] 1 0,1 1000 i: 1 2 3 4 ri[K/W]: 0,06 0,15 0,44 0,45 τi[s]: 0,0005 0,005 0,05 0,2 0,01 0,001 0,01 0,1 t [s] 1 100 10 preparedby:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 7 0 20 40 60 80 100 TC [°C] 120 140 160 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS50R12U1T4 Schaltplan/circuit_diagram_headline J Gehäuseabmessungen/packageoutlines In fin e o n preparedby:CM dateofpublication:2014-11-05 approvedby:MB revision:3.0 8 TechnischeInformation/TechnicalInformation IGBT-Modul IGBT-Module FS50R12U1T4 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. 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