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TechnischeInformation/TechnicalInformation

FF600R12IE4IGBT-ModuleIGBT-modules

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dateofpublication:2013-11-05revision:2.4

PrimePACK™2ModulmitTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4DiodeundNTCPrimePACK™2modulewithTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diodeandNTC

VorläufigeDaten/PreliminaryData

VCES = 1200VIC nom = 600A / ICRM = 1200A

TypischeAnwendungen TypicalApplications• •Motorantriebe MotorDrives• •AnwendungenfürResonanzUmrichter ResonantInverterAppliccations• •Traktionsumrichter TractionDrives• •USV-Systeme UPSSystems• •Windgeneratoren WindTurbines

ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures• •ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop ExtendedOperationTemperatureTvjop

• •GroßeDC-Festigkeit HighDCStability• •Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierenderKurzschlussstrom

High Short Circuit Capability, Self Limiting ShortCircuitCurrent

• •NiedrigeSchaltverluste LowSwitchingLosses• •SehrgroßeRobustheit UnbeatableRobustness• •VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient

MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures• •4kVAC1minIsolationsfestigkeit 4kVAC1minInsulation• •GehäusemitCTI>400 PackagewithCTI>400• •GroßeLuft-undKriechstrecken HighCreepageandClearanceDistances• •HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit HighPowerandThermalCyclingCapability• •HoheLeistungsdichte HighPowerDensity• •SubstratfürkleinenthermischenWiderstand SubstrateforLowThermalResistance

ModuleLabelCodeBarcodeCode128

DMX-Code

ContentoftheCode DigitModuleSerialNumber 1-5ModuleMaterialNumber 6-11ProductionOrderNumber 12-19Datecode(ProductionYear) 20-21Datecode(ProductionWeek) 22-23

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VorläufigeDatenPreliminaryData

IGBT,Wechselrichter/IGBT,InverterHöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValuesKollektor-Emitter-SperrspannungCollector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1200 V

Kollektor-DauergleichstromContinuousDCcollectorcurrent TC = 100°C, Tvj max = 175°C IC nom 600 A

PeriodischerKollektor-SpitzenstromRepetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 1200 A

Gesamt-VerlustleistungTotalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 3,35 kW

Gate-Emitter-SpitzenspannungGate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V

CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.

Kollektor-Emitter-SättigungsspannungCollector-emittersaturationvoltage

IC = 600 A, VGE = 15 VIC = 600 A, VGE = 15 VIC = 600 A, VGE = 15 V

VCE sat

1,752,052,10

2,05

VVV

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

Gate-SchwellenspannungGatethresholdvoltage IC = 23,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 5,2 5,8 6,4 V

GateladungGatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG 4,40 µC

InternerGatewiderstandInternalgateresistor Tvj = 25°C RGint 1,8 Ω

EingangskapazitätInputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 37,0 nF

RückwirkungskapazitätReversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 2,05 nF

Kollektor-Emitter-ReststromCollector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 5,0 mA

Gate-Emitter-ReststromGate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 400 nA

Einschaltverzögerungszeit,induktiveLastTurn-ondelaytime,inductiveload

IC = 600 A, VCE = 600 VVGE = ±15 VRGon = 1,8 Ω

td on

0,240,290,31

µsµsµs

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

Anstiegszeit,induktiveLastRisetime,inductiveload

IC = 600 A, VCE = 600 VVGE = ±15 VRGon = 1,8 Ω

tr

0,090,100,10

µsµsµs

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

Abschaltverzögerungszeit,induktiveLastTurn-offdelaytime,inductiveload

IC = 600 A, VCE = 600 VVGE = ±15 VRGoff = 2,2 Ω

td off

0,700,800,85

µsµsµs

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

Fallzeit,induktiveLastFalltime,inductiveload

IC = 600 A, VCE = 600 VVGE = ±15 VRGoff = 2,2 Ω

tf

0,150,160,17

µsµsµs

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

EinschaltverlustenergieproPulsTurn-onenergylossperpulse

IC = 600 A, VCE = 600 V, LS = 45 nHVGE = ±15 V, di/dt = 4800 A/µs (Tvj = 150°C)RGon = 1,8 Ω

Eon 49,061,065,0

mJmJmJ

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

AbschaltverlustenergieproPulsTurn-offenergylossperpulse

IC = 600 A, VCE = 600 V, LS = 45 nHVGE = ±15 V, du/dt = 3100 V/µs (Tvj = 150°C)RGoff = 2,2 Ω

Eoff 53,073,082,0

mJmJmJ

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

KurzschlußverhaltenSCdata

VGE ≤ 15 V, VCC = 800 V VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC

2400 A

Tvj = 150°C

tP ≤ 10 µs,

Wärmewiderstand,ChipbisGehäuseThermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 45,0 K/kW

Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörperThermalresistance,casetoheatsink

proIGBT/perIGBTλPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 14,0 K/kW

TemperaturimSchaltbetriebTemperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C

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VorläufigeDatenPreliminaryData

Diode,Wechselrichter/Diode,InverterHöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValuesPeriodischeSpitzensperrspannungRepetitivepeakreversevoltage Tvj = 25°C VRRM 1200 V

DauergleichstromContinuousDCforwardcurrent IF 600 A

PeriodischerSpitzenstromRepetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 1200 A

GrenzlastintegralI²t-value

VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°CVR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C I²t 51,0

49,0 kA²skA²s

CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.

DurchlassspannungForwardvoltage

IF = 600 A, VGE = 0 VIF = 600 A, VGE = 0 VIF = 600 A, VGE = 0 V

VF

1,801,751,70

2,20

VVV

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

RückstromspitzePeakreverserecoverycurrent

IF = 600 A, - diF/dt = 4800 A/µs (Tvj=150°C)VR = 600 VVGE = -15 V

IRM 395450495

AAA

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

SperrverzögerungsladungRecoveredcharge

IF = 600 A, - diF/dt = 4800 A/µs (Tvj=150°C)VR = 600 VVGE = -15 V

Qr 60,0110125

µCµCµC

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

AbschaltenergieproPulsReverserecoveryenergy

IF = 600 A, - diF/dt = 4800 A/µs (Tvj=150°C)VR = 600 VVGE = -15 V

Erec 31,045,057,0

mJmJmJ

Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

Wärmewiderstand,ChipbisGehäuseThermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode RthJC 75,0 K/kW

Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörperThermalresistance,casetoheatsink

proDiode/perdiodeλPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 24,0 K/kW

TemperaturimSchaltbetriebTemperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C

NTC-Widerstand/NTC-ThermistorCharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.

NennwiderstandRatedresistance TC = 25°C R25 5,00 kΩ

AbweichungvonR100DeviationofR100 TC = 100°C, R100 = 493 Ω ∆R/R -5 5 %

VerlustleistungPowerdissipation TC = 25°C P25 20,0 mW

B-WertB-value R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/50 3375 K

B-WertB-value R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/80 3411 K

B-WertB-value R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/100 3433 K

AngabengemäßgültigerApplicationNote.Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.

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VorläufigeDatenPreliminaryData

Modul/ModuleIsolations-PrüfspannungIsolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 4,0 kV

MaterialModulgrundplatteMaterialofmodulebaseplate Cu

InnereIsolationInternalisolation

Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)basicinsulation(class1,IEC61140) Al2O3

KriechstreckeCreepagedistance

Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsinkKontakt-Kontakt/terminaltoterminal 33,0

33,0 mm

LuftstreckeClearance

Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsinkKontakt-Kontakt/terminaltoterminal 19,0

19,0 mm

VergleichszahlderKriechwegbildungComperativetrackingindex CTI > 400

min. typ. max.

Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörperThermalresistance,casetoheatsink

proModul/permoduleλPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 4,50 K/kW

ModulstreuinduktivitätStrayinductancemodule LsCE 18 nH

Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-ChipModuleleadresistance,terminals-chip

TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' 0,30 mΩ

LagertemperaturStoragetemperature Tstg -40 150 °C

Anzugsdrehmomentf.ModulmontageMountingtorqueformodulmounting

SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschriftScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 6,00 Nm

Anzugsdrehmomentf.elektr.AnschlüsseTerminalconnectiontorque

SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschriftScrewM4-MountingaccordingtovalidapplicationnoteSchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschriftScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote

M1,8

8,0

-

-

2,1

10

Nm

Nm

GewichtWeight G 825 g

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VorläufigeDatenPreliminaryData

AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)IC=f(VCE)VGE=15V

VCE [V]

IC [A

]

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,50

200

400

600

800

1000

1200Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)IC=f(VCE)Tvj=150°C

VCE [V]

IC [A

]

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,00

200

400

600

800

1000

1200VGE = 19VVGE = 17VVGE = 15VVGE = 13VVGE = 11VVGE = 9V

ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)IC=f(VGE)VCE=20V

VGE [V]

IC [A

]

5 6 7 8 9 10 11 120

200

400

600

800

1000

1200Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)switchinglossesIGBT,Inverter(typical)Eon=f(IC),Eoff=f(IC)VGE=±15V,RGon=1.8Ω,RGoff=2.2Ω,VCE=600V

IC [A]

E [m

J]

0 200 400 600 800 1000 12000

30

60

90

120

150

180

210

240Eon, Tvj = 125°CEon, Tvj = 150°CEoff, Tvj = 125°CEoff, Tvj = 150°C

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VorläufigeDatenPreliminaryData

SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)switchinglossesIGBT,Inverter(typical)Eon=f(RG),Eoff=f(RG)VGE=±15V,IC=600A,VCE=600V

RG [Ω]

E [m

J]

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,00

20

40

60

80

100

120

140

160

180Eon, Tvj = 125°CEon, Tvj = 150°CEoff, Tvj = 125°CEoff, Tvj = 150°C

TransienterWärmewiderstandIGBT,WechselrichtertransientthermalimpedanceIGBT,InverterZthJC=f(t)

t [s]

Zth

JC [K

/kW

]

0,001 0,01 0,1 1 100,1

1

10

100ZthJC : IGBT

i: ri[K/kW]: τi[s]:

1 1,8 0,0008

2 9,1 0,013

3 30,5 0,05

4 3,6 0,6

SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter(RBSOA)reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)IC=f(VCE)VGE=±15V,RGoff=2.2Ω,Tvj=150°C

VCE [V]

IC [A

]

0 200 400 600 800 1000 1200 14000

200

400

600

800

1000

1200

1400IC, ModulIC, Chip

DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)IF=f(VF)

VF [V]

IF [A

]

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,00

120

240

360

480

600

720

840

960

1080

1200Tvj = 25°CTvj = 125°CTvj = 150°C

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VorläufigeDatenPreliminaryData

SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)switchinglossesDiode,Inverter(typical)Erec=f(IF)RGon=1.8Ω,VCE=600V

IF [A]

E [m

J]

0 200 400 600 800 1000 12000

20

40

60

80

100Erec, Tvj = 125°CErec, Tvj = 150°C

SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)switchinglossesDiode,Inverter(typical)Erec=f(RG)IF=600A,VCE=600V

RG [Ω]

E [m

J]

0,0 2,0 4,0 6,0 8,00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Erec, Tvj = 125°CErec, Tvj = 150°C

TransienterWärmewiderstandDiode,WechselrichtertransientthermalimpedanceDiode,InverterZthJC=f(t)

t [s]

Zth

JC [K

/kW

]

0,001 0,01 0,1 1 100,1

1

10

100ZthJC : Diode

i: ri[K/kW]: τi[s]:

1 6,4 0,0008

2 17,8 0,013

3 49,6 0,05

4 1,2 0,6

NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)R=f(T)

TC [°C]

R[Ω

]

0 20 40 60 80 100 120 140 160100

1000

10000

100000Rtyp

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VorläufigeDatenPreliminaryDataSchaltplan/circuit_diagram_headline

Gehäuseabmessungen/packageoutlines

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VorläufigeDatenPreliminaryData

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