FP10R12KE3 - Infineon Technologies

Technische Information / Technical Information

IGBT-Module

IGBT-Modules FP10R12KE3

V

orläufi

g

Preliminar

y

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties

Höchstzulässige Werte / Maximum rated values

Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier

Periodische Rückw. Spitzensperrspannung

repetitive peak reverse voltage Tvj =25°C VRRM 1600 V

Durchlaßstrom Grenzeffektivwert pro Chip

RMS forward current per chip TC =80°C IFRMSM 25 A

Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom

maximum RMS current at Rectifier output TC =80°C IRMSmax 36 A

Stoßstrom Grenzwert tP = 10 ms, Tvj = 25°C IFSM 196 A

surge forward current tP = 10 ms, Tvj = 150°C 158 A

Grenzlastintegral tP = 10 ms, Tvj = 25°C I2t192 A2s

I2t - value tP = 10 ms, Tvj = 150°C 125 A2s

Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter

Kollektor-Emitter-Sperrspannung

collector-emitter voltage Tvj =25°C VCES 1200 V

Kollektor-Dauergleichstrom TC = 80°C IC,nom. 10 A

DC-collector current TC = 25 °C IC15 A

Periodischer Kollektor Spitzenstrom

repetitive peak collector current tP = 1 ms, TC =80°C ICRM 20 A

Gesamt-Verlustleistung

total power dissipation TC = 25°C Ptot 55 W

Gate-Emitter-Spitzenspannung

gate-emitter peak voltage VGES +/- 20V V

Diode Wechselrichter/ Diode Inverter

Dauergleichstrom

DC forward current IF10 A

Periodischer Spitzenstrom

repetitive peak forw. current tP = 1 ms IFRM 20 A

Grenzlastintegral

I2t - value VR = 0V, tp = 10ms, Tvj = 125°C I2t20 A2s

Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper

Kollektor-Emitter-Sperrspannung

collector-emitter voltage Tvj =25°C VCES 1200 V

Kollektor-Dauergleichstrom TC = 80 °C IC,nom. 10 A

DC-collector current TC = 25 °C IC15 A

Periodischer Kollektor Spitzenstrom

repetitive peak collector current tP = 1 ms, TC = 80°C ICRM 20 A

Gesamt-Verlustleistung

total power dissipation TC = 25°C Ptot 55 W

Gate-Emitter-Spitzenspannung

gate-emitter peak voltage VGES +/- 20V V

Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper

Dauergleichstrom

DC forward current IF10 A

Periodischer Spitzenstrom

repetitive peak forw. current tP = 1 ms IFRM 20 A

prepared by: Thomas Passe date of publication: 2002-02-14

approved by: Ingo Graf revision: 6

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IGBT-Module

IGBT-Modules FP10R12KE3

Vorläufig

Preliminary

Modul Isolation/ Module Isolation

Isolations-Prüfspannung

insulation test voltage

RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.

NTC connected to Baseplate VISOL 2,5 kV

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties

Charakteristische Werte / Characteristic values

Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier min. typ. max.

Durchlaßspannung

forward voltage Tvj = 150°C, IF = 10 A VF- 0,95 - V

Schleusenspannung

threshold voltage Tvj = 150°C V(TO) - 0,78 V

Ersatzwiderstand

slope resistance Tvj = 150°C rT-17 mW

Sperrstrom

reverse current Tvj = 150°C, VR = 1600 V IR-5-mA

Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip

lead resistance, terminals-chip TC = 25°C RAA'+CC' - 11 - mW

Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter min. typ. max.

Kollektor-Emitter Sättigungsspannung VGE = 15V, Tvj = 25°C, IC = 10 A VCE sat - 1,9 2,45 V

collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, IC = 10 A - 2,3 - V

Gate-Schwellenspannung

gate threshold voltage VCE = VGE, Tvj = 25°C, IC = 0,3mA VGE(TO) 4,5 5,5 6,5 V

Eingangskapazität

input capacitance

f = 1MHz, Tvj = 25°C

VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies - 0,6 - nF

Kollektor-Emitter Reststrom

collector-emitter cut-off current

Gate-Emitter Reststrom

gate-emitter leakage current VCE = 0V, VGE =20V, Tvj =25°C IGES - - 400 nA

Einschaltverzögerungszeit (ind. Last) IC = INenn, VCC = 600 V

turn on delay time (inductive load) VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 100 Ohm td,on -52-ns

VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 100 Ohm - 50 - ns

Anstiegszeit (induktive Last) IC = INenn, VCC = 600 V

rise time (inductive load) VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 100 Ohm tr-20-ns

VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 100 Ohm - 30 - ns

Abschaltverzögerungszeit (ind. Last) IC = INenn, VCC = 600 V

turn off delay time (inductive load) VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 100 Ohm td,off - 292 - ns

VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 100 Ohm - 391 - ns

Fallzeit (induktive Last) IC = INenn, VCC = 600 V

fall time (inductive load) VGE = ±15V, Tvj = 25°C, RG = 100 Ohm tf-65-ns

VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 100 Ohm - 90 - ns

Einschaltverlustenergie pro Puls IC = INenn, VCC = 600 V

turn-on energy loss per pulse VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 100 Ohm Eon - 1,42 - mWs

LS = 80 nH

Abschaltverlustenergie pro Puls IC = INenn, VCC = 600 V

turn-off energy loss per pulse VGE = ±15V, Tvj = 125°C, RG = 100 Ohm Eoff - 1,22 - mWs

LS = 80 nH

Kurzschlußverhalten tP £ 10µs, VGE £ 15V, RG = 100 Ohm

SC Data Tvj£125°C, VCC =720 V ISC -40- A

-mA

ICES - 5,0

VGE = 0V, Tvj =125°C, VCE = 1200V

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Vorläufig

Preliminary

Elektrische Eigenschaften / Electrical properties

Charakteristische Werte / Characteristic values

min. typ. max.

Modulinduktivität

stray inductance module LsCE - - 40 nH

Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip

lead resistance, terminals-chip TC = 25°C RCC'+EE' - 14 - mW

Diode Wechselrichter/ Diode Inverter min. typ. max.

Durchlaßspannung VGE = 0V, Tvj = 25°C, IF = 10 A VF- 1,7 2,1 V

forward voltage VGE = 0V, Tvj = 125°C, IF = 10 A - 1,7 - V

Rückstromspitze IF=INenn, - diF/dt = 550 A/us

peak reverse recovery current VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V IRM -14- A

VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V - 15 - A

Sperrverzögerungsladung IF=INenn, - diF/dt = 550 A/us

recovered charge VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V Qr- 1 - µAs

VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V - 1,8 - µAs

Abschaltenergie pro Puls IF=INenn, - diF/dt = 550 A/us

reverse recovery energy VGE = -10V, Tvj = 25°C, VR = 600 V Erec - 0,26 - mWs

VGE = -10V, Tvj = 125°C, VR = 600 V - 0,56 - mWs

Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper min. typ. max.

Kollektor-Emitter Sättigungsspannung VGE = 15V, Tvj = 25°C, IC = 10,0 A VCE sat - 1,9 2,45 V

collector-emitter saturation voltage VGE = 15V, Tvj = 125°C, IC = 10,0 A - 2,3 - V

Gate-Schwellenspannung

gate threshold voltage VCE = VGE, Tvj = 25°C, IC = 0,3mA VGE(TO) 4,5 5,5 6,5 V

Eingangskapazität

input capacitance

f = 1MHz, Tvj = 25°C

VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies - 0,6 - nF

Kollektor-Emitter Reststrom - 5,0 - mA

collector-emitter cut-off current

Gate-Emitter Reststrom

gate-emitter leakage current VCE = 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C IGES - - 400 nA

Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper min. typ. max.

Durchlaßspannung Tvj = 25°C, IF = 10,0 A VF- 1,8 2,3 V

forward voltage Tvj = 125°C, IF = 10,0 A - 1,85 - V

NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor min. typ. max.

Nennwiderstand

rated resistance TC = 25°C R25 -5-

kW

Abweichung von R100

deviation of R100 TC = 100°C, R100 = 493 WDR/R -5 5 %

Verlustleistung

power dissipation TC = 25°C P25 20 mW

B-Wert

B-value R2 = R1 exp [B(1/T2 - 1/T1)] B25/50 3375 K

VGE = 0V, Tvj = 125°C, VCE = 1200V

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Vorläufig

Preliminary

Thermische Eigenschaften / Thermal properties

min. typ. max.

Innerer Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode lPaste=1W/m*K RthJH - 1,9 - K/W

thermal resistance, junction to heatsink Trans. Wechsr./ Trans. Inverter lgrease=1W/m*K - 2,6 - K/W

Diode Wechsr./ Diode Inverter - 3,7 - K/W

Trans. Bremse/ Trans. Brake - 2,6 - K/W

Diode Bremse/ Diode Brake - 4,0 - K/W

Innerer Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode RthJC - - 1,9 K/W

thermal resistance, junction to case Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - - 2,2 K/W

Diode Wechsr./ Diode Inverter - - 2,7 K/W

Trans. Bremse/ Trans. Brake - - 2,2 K/W

Diode Bremse/ Diode Brake - - 2,9 K/W

Übergangs-Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode lPaste=1W/m*K RthCH - 0,2 - K/W

thermal resistance, case to heatsink Trans. Wechsr./ Trans. Inverter lgrease=1W/m*K - 0,6 - K/W

Diode Wechsr./ Diode Inverter - 1,3 - K/W

Trans. Bremse/ Trans. Brake - 0,6 - K/W

Diode Bremse/ Diode Brake - 1,4 - K/W

Höchstzulässi

g

e Sperrschichttemperatur

maximum junction temperature Tvj - - 150 °C

Betriebstemperatur

operation temperature Top -40 - 125 °C

La

g

ertemperatur

storage temperature Tstg -40 - 125 °C

Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties

Innere Isolation

internal insulation Al2O3

CTI

comperative tracking index 225

Anpreßkraft f. mech. Befestigung pro Feder F N

mounting force per clamp

Gewicht

weight G36g

Kriechstrecke

creeping distance 13,5 mm

Luftstrecke

clearance 12 mm

Kriechstrecke

creeping distance 7,5 mm

Luftstrecke

clearance 7,5 mm

Terminal - Terminal

terminal to terminal

40...80

Kontakt - Kühlkörper

terminal to heatsink

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Vorläufig

Preliminary

IC [A]

VCE [V]

IC [A]

VCE [V]

Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE)

Output characteristic Inverter (typical)

VGE = 15 V

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50

Tj = 25°C

Tj = 125°C

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50

9V

11V

13V

15V

17V

19V

Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE)

Output characteristic Inverter (typical)

Tvj = 125°C

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Vorläufig

Preliminary

IC [A]

VGE [V]

IF [A]

VF [V]

Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) IF = f (VF)

Forward characteristic of FWD Inverter (typical)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

6 7 8 9 10 11 12

Tj = 25°C

Tj = 125°C

Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) IC = f (VGE)

Transfer characteristic Inverter (typical)

VCE = 20 V

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Tj = 25°C

Tj = 125°C

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Vorläufig

Preliminary

600 V

100 Ohm

E [mWs]

IC [A]

600 V

E [mWs]

RG [W]

Schaltverluste Wechselr. (typisch) E

on = f (IC), Eoff = f (IC), Erec = f (IC) VCC =

Switching losses Inverter (typical) Tj = 125°C, VGE = ±15 V, RGon = RGoff =

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

100 120 140 160 180 200 220

Eon

Eoff

Erec

Schaltverluste Wechselr. (typisch) E

on = f (RG), Eoff = f (RG), Erec = f (RG)

Switching losses Inverter (typical)

Tj = 125°C, VGE = +-15 V , Ic = Inenn , VCC =

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 5 10 15 20 25

Eon

Eoff

Erec

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Vorläufig

Preliminary

ZthJH [K/W]

t [s]

100 Ohm

IC [A]

VCE [V]

Transienter Wärmewiderstand Wechselr. ZthJH = f (t)

Transient thermal impedance Inverter

0,100

1,000

10,000

0,001 0,01 0,1 1 10

Zth-IGBT

Zth-FWD

i 1 2 3 4

IGBT: ri [K/W]: 169,8e-3 850,1e-3 667,8e-3 912,3e-3

ti [s]: 3e-6 78,7e-3 10,1e-3 225,6e-3

FWD: ri [K/W]: 245,4e-3 1,22 956,8e-3 1,27

ti [s]: 3e-6 80,4e-3 10,35e-3 227,3e-3

Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA) IC = f (VCE)

Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA)

Tvj = 125°C, VGE = ±15V, RG =

IC,Chip

0

5

10

15

20

25

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

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Vorläufig

Preliminary

IC [A]

VCE [V]

IF [A]

VF [V]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50

Tj = 25°C

Tj = 125°C

Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF)

Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical)

Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) IC = f (VCE)

Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical)

VGE = 15 V

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Tj = 25°C

Tj = 125°C

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Vorläufig

Preliminary

IF [A]

VF [V]

R[W]

TC [°C]

Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) IF = f (VF)

Forward characteristic of Rectifier Diode (typical)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Tj = 25°C

Tj = 150°C

NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T)

NTC- temperature characteristic (typical)

Rtyp

100

1000

10000

100000

0 20 40 60 80 100 120 140

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Vorläufig

Preliminary

Schaltplan/ Circuit diagram

Gehäuseabmessungen/ Package outlines

J

Bohrplan /

drilling layout

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Gehäuseabmessungen Forts. / Package outlines contd.

Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine

Eigenschaften zugesichert. Diese gilt in Verbindung mit den zugehörigen Technischen Erläuterungen.

This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. It is

valid in combination with the belonging technical notes.

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Vertriebsbüro in Verbindung (siehe www.eupec.com, Vertrieb&Kontakt). Für Interessenten halten wir Application Notes bereit.

Aufgrund der technischen Anforderungen könnte unser Produkt gesundheitsgefährdende Substanzen enthalten. Bei Rückfragen zu

den in diesem Produkt jeweils enthaltenen Substanzen setzen Sie sich bitte ebenfalls mit dem für Sie zuständigen Vertriebsbüro in

Verbindung.

Sollten Sie beabsichtigen, das Produkt in Anwendungen der Luftfahrt, in gesundheits- oder lebensgefährdenden oder

lebenserhaltenden Anwendungsbereichen einzusetzen, bitten wir um Mitteilung. Wir we isen darauf hin, dass wir für diese Fälle

- die gemeinsame Durchführung eines Risiko- und Qualitätsassessments;

- den Abschluss von speziellen Qualitätssicherungsvereinbarungen;

- die gemeinsame Einführung von Maßnahmen zu einer laufenden Produktbeobachtung dringend

empfehlen und gegebenenfalls die Belieferung von der Umsetzung solcher Maßnahmen abhängig

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