TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ2400R17HP4_B29
IHM-BModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlledDiode
IHM-BmodulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlleddiode
VCES = 1700V
IC nom = 2400A / ICRM = 4800A
TypischeAnwendungen
• AnwendungenfürResonanzUmrichter
• Hochleistungsumrichter
• Traktionsumrichter
• Windgeneratoren
TypicalApplications
• Resonantinverterapplications
• Highpowerconverters
• Tractiondrives
• Windturbines
ElektrischeEigenschaften
• ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop
• NiedrigesVCEsat
• VerstärkteDiodefürRückspeisebetrieb
ElectricalFeatures
• ExtendedoperatingtemperatureTvjop
• LowVCEsat
• Enlargeddiodeforregenerativeoperation
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:2016-01-21
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
FZ2400R17HP4_B29
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 25°C
VCES
1700
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 100°C, Tvj max = 175°C
IC nom
2400
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
4800
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
Ptot
15,5
kW
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
min.
IC = 2400 A, VGE = 15 V
IC = 2400 A, VGE = 15 V
IC = 2400 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 = 96,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V
QG
25,0
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
0,65
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
195
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
6,30
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 1700 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 = 2400 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,6 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 2400 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,6 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 2400 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 0,4 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 2400 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 0,4 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 2400 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, di/dt = 13500 A/µs (Tvj = 150°C)Tvj = 125°C
RGon = 0,6 Ω
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
5,20
0,41
0,46
0,48
µs
µs
µs
0,17
0,175
0,185
µs
µs
µs
1,15
1,30
1,30
µs
µs
µs
0,28
0,46
0,50
µs
µs
µs
Eon
300
450
470
mJ
mJ
mJ
IC = 2400 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH
Tvj = 25°C
VGE = ±15 V, du/dt = 3100 V/µs (Tvj = 150°C) Tvj = 125°C
RGoff = 0,4 Ω
Tvj = 150°C
Eoff
660
870
920
mJ
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
ISC
11000
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:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
2
7,74 K/kW
10,0
-40
K/kW
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ2400R17HP4_B29
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
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 125°C
Mindesteinschaltdauer
Minimumturn-ontime
VRRM
1700
V
IF
2400
A
IFRM
4800
A
I²t
1400
1350
PRQM
3600
kW
ton min
10,0
µs
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
kA²s
kA²s
typ.
max.
2,10
VF
1,65
1,65
1,65
IF = 2400 A, - diF/dt = 13500 A/µs (Tvj=150°C)Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
IRM
2800
3200
3300
A
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 2400 A, - diF/dt = 13500 A/µs (Tvj=150°C)Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Qr
665
1150
1300
µC
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 2400 A, - diF/dt = 13500 A/µs (Tvj=150°C)Tvj = 25°C
VR = 900 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Tvj = 150°C
Erec
470
840
950
mJ
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 2400 A, VGE = 0 V
IF = 2400 A, VGE = 0 V
IF = 2400 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:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
3
V
V
V
10,6 K/kW
11,0
-40
K/kW
150
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ2400R17HP4_B29
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'
0,10
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:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
4
max.
LsCE
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
Gewicht
Weight
typ.
1,8
-
2,1
Nm
8,0
-
10
Nm
1200
g
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ2400R17HP4_B29
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
4800
4800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
4400
3600
3600
3200
3200
2800
2800
IC [A]
4000
IC [A]
4000
2400
2400
2000
2000
1600
1600
1200
1200
800
800
400
400
0
VGE = 20V
VGE = 15V
VGE = 12V
VGE = 10V
VGE = 9V
VGE = 8V
4400
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
VCE [V]
2,5
3,0
3,5
0
4,0
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
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=0.6Ω,RGoff=0.4Ω,VCE=900V
4800
2500
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
4400
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
4000
2000
3600
3200
1500
IC [A]
E [mJ]
2800
2400
2000
1000
1600
1200
500
800
400
0
5
6
7
8
9
VGE [V]
10
11
12
0
13
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
5
0
800
1600
2400
IC [A]
3200
4000
4800
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ2400R17HP4_B29
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=2400A,VCE=900V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
5000
100
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
4500
ZthJC : IGBT
4000
3500
10
E [mJ]
ZthJC [K/kW]
3000
2500
2000
1
1500
1000
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 1,48
4,23
1,35 0,68
τi[s]:
0,0016 0,0375 0,364 6,11
500
0
0,0
1,0
2,0
3,0
RG [Ω]
4,0
5,0
0,1
0,001
6,0
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=0.4Ω,Tvj=150°C
5600
0,01
0,1
t [s]
1
10
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
4800
IC, Modul
IC, Chip
4400
4800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
4000
3600
4000
3200
2800
IF [A]
IC [A]
3200
2400
2400
2000
1600
1600
1200
800
800
400
0
0
200
400
600
0
800 1000 1200 1400 1600 1800
VCE [V]
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
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
FZ2400R17HP4_B29
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=0.6Ω,VCE=900V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=2400A,VCE=900V
1200
1200
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1100
900
900
800
800
E [mJ]
1000
E [mJ]
1000
700
700
600
600
500
500
400
400
300
300
200
0
600
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
1100
200
1200 1800 2400 3000 3600 4200 4800
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0,0
1,0
2,0
3,0
RG [Ω]
4,0
5,0
6,0
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=150°C
100
5600
ZthJC : Diode
IR, Modul
4800
4000
10
IR [A]
ZthJC [K/kW]
3200
2400
1
1600
800
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 2,37
5,37
1,93 0,93
τi[s]:
0,00142 0,0325 0,268 5,81
0,1
0,001
0,01
0,1
t [s]
1
0
10
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
7
0
200
400
600
800 1000 1200 1400 1600 1800
VR [V]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ2400R17HP4_B29
Schaltplan/Circuitdiagram
Gehäuseabmessungen/Packageoutlines
preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ2400R17HP4_B29
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preparedby:WB
dateofpublication:2016-01-21
approvedby:IB
revision:V3.1
9