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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ250R65KE3
IGBT-Modul
IGBT-Module
preparedby:DTH
approvedby:DTS
dateofpublication:2014-06-16
revision:3.0 ULapproved(E83335)
hochisolierendesModul
highinsulatedmodule
VCES = 6500V
IC nom = 250A / ICRM = 500A
TypischeAnwendungen TypicalApplications
• •Mittelspannungsantriebe MediumVoltageConverters
• •Traktionsumrichter TractionDrives
ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures
• •NiedrigesVCEsat LowVCEsat
MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures
• •AlSiC Bodenplatte für erhöhte thermische
Lastwechselfestigkeit AlSiC Base Plate for increased Thermal Cycling
Capability
• •Erweiterter Lagertemperaturbereich bis zu Tstg =
-55°C Extended Storage Temperature down to Tstg =
-55°C
• •GehäusemitCTI>600 PackagewithCTI>600
• •Gehäuse mit erweiterten
Isolationseigenschaftenvon10,2kVAC1min Package with enhanced Insulation of 10.2kV AC
1min
• •GroßeLuft-undKriechstrecken HighCreepageandClearanceDistances
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
ContentoftheCode Digit
ModuleSerialNumber 1-5
ModuleMaterialNumber 6-11
ProductionOrderNumber 12-19
Datecode(ProductionYear) 20-21
Datecode(ProductionWeek) 22-23
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ250R65KE3
IGBT-Modul
IGBT-Module
preparedby:DTH
approvedby:DTS
dateofpublication:2014-06-16
revision:3.0
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage Tvj = 125°C
Tvj = 25°C
Tvj = -50°C
VCES 6500
6500
5900
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent TC = 80°C, Tvj max = 150°C IC nom 250 A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 500 A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 150°C Ptot 4,80 kW
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage VGES +/-20 V
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage IC = 250 A, VGE = 15 V
IC = 250 A, VGE = 15 V VCE sat 3,00
3,70
3,40
4,20
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage IC = 35,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 5,4 6,0 6,6 V
Gateladung
Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V, VCE = 3600V QG10,0 µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 2,3 Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 69,0 nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 1,05 nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent VCE = 6500 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 5,0 mA
Gate-Emitter-Reststrom
Gate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 400 nA
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 250 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGon = 3,0 Ω
td on 0,70
0,80
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload IC = 250 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGon = 3,0 Ω
tr0,33
0,40
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 250 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 20 Ω
td off 7,30
7,60
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload IC = 250 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 20 Ω
tf0,40
0,50
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse IC = 250 A, VCE = 3600 V, LS = 280 nH
VGE = ±15 V
RGon = 3,0 ΩEon
1400
2200
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse IC = 250 A, VCE = 3600 V, LS = 280 nH
VGE = ±15 V
RGoff = 20 ΩEoff
1200
1400
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Kurzschlußverhalten
SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 4500 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC 1500 A
Tvj = 125°C
tP ≤ 10 µs,
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 26,1 K/kW
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proIGBT/perIGBT
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 26,5 K/kW
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -50 125 °C
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IGBT-Modul
IGBT-Module
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revision:3.0
Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage Tvj = 125°C
Tvj = 25°C
Tvj = -50°C
VRRM 6500
6500
5900
V
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent IF250 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 500 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C I²t 52,0 kA²s
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation Tvj = 125°C PRQM 1000 kW
Mindesteinschaltdauer
Minimumturn-ontime ton min 10,0 µs
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 250 A, VGE = 0 V
IF = 250 A, VGE = 0 V VF3,00
2,95
3,50
3,50
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 250 A, - diF/dt = 1000 A/µs (Tvj=125°C)
VR = 3600 V
VGE = -15 V
IRM
370
400
A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 250 A, - diF/dt = 1000 A/µs (Tvj=125°C)
VR = 3600 V
VGE = -15 V
Qr
290
540
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 250 A, - diF/dt = 1000 A/µs (Tvj=125°C)
VR = 3600 V
VGE = -15 V
Erec
470
1000
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode RthJC 56,0 K/kW
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proDiode/perdiode
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 42,0 K/kW
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -50 125 °C
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
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IGBT-Modul
IGBT-Module
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revision:3.0
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 10,2 kV
Teilentladungs-Aussetzspannung
Partialdischargeextinctionvoltage RMS, f = 50 Hz, QPD typ 10 pC (acc. to IEC 1287) VISOL 5,1 kV
Kollektor-Emitter-Gleichsperrspannung
DCstability Tvj = 25°C, 100 fit VCE D 3800 V
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate AlSiC
InnereIsolation
Internalisolation Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140) AlN
Kriechstrecke
Creepagedistance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 56,0
56,0 mm
Luftstrecke
Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 26,0
26,0 mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex CTI > 600
min. typ. max.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule LsCE 25 nH
Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-
Chip
Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE'
RAA'+CC'
0,36
0,36 mΩ
Lagertemperatur
Storagetemperature Tstg -55 125 °C
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 4,25 - 5,75 Nm
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 8,0 - 10 Nm
Gewicht
Weight G 500 g
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ250R65KE3
IGBT-Modul
IGBT-Module
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revision:3.0
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
VCE [V]
IC [A]
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
Tvj=125°C
VCE [V]
IC [A]
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
VGE = 20 V
VGE = 15 V
VGE = 12 V
VGE = 10 V
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
VGE [V]
IC [A]
6 7 8 9 10 11 12 13
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=3Ω,RGoff=20.4Ω,VCE=3600V
IC [A]
E [mJ]
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
6
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ250R65KE3
IGBT-Modul
IGBT-Module
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approvedby:DTS
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revision:3.0
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=250A,VCE=3600V
RG [Ω]
E [mJ]
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36
0
1000
2000
3000
4000
5000
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
t [s]
ZthJC [K/kW]
0,001 0,01 0,1 1 10 100
0,1
1
10
100
ZthJC : IGBT
i:
ri[K/kW]:
τi[s]:
1
1,32
0,004
2
16,86
0,044
3
5
0,405
4
2,88
3,93
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=20.4Ω
VCE [V]
IC [A]
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0
100
200
300
400
500
600
700
Tvj = 125°C
Tvj = 25°C
Tvj = -50°C
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
VF [V]
IF [A]
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
7
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IGBT-Modul
IGBT-Module
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revision:3.0
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=3Ω,VCE=3600V
IF [A]
E [mJ]
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
0
250
500
750
1000
1250
1500
Erec, Tvj = 125°C
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=250A,VCE=3600V
RG [Ω]
E [mJ]
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
0
200
400
600
800
1000
1200
Erec, Tvj = 125°C
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
t [s]
ZthJC [K/kW]
0,001 0,01 0,1 1 10 100
1
10
100
ZthJC : Diode
i:
ri[K/kW]:
τi[s]:
1
8,07
0,005
2
34,47
0,048
3
8,46
0,313
4
4,83
3,348
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=125°C
VR [V]
IR [A]
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0
100
200
300
400
500
600
IR, Modul
8
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Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
9
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revision:3.0
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derEignungdiesesProduktesfürIhreAnwendungsowiedieBeurteilungderVollständigkeitderbereitgestelltenProduktdatenfürdiese
AnwendungobliegtIhnenbzw.IhrentechnischenAbteilungen.
IndiesemProduktdatenblattwerdendiejenigenMerkmalebeschrieben,fürdiewireineliefervertraglicheGewährleistungübernehmen.Eine
solcheGewährleistungrichtetsichausschließlichnachMaßgabederimjeweiligenLiefervertragenthaltenenBestimmungen.Garantien
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MontagehinweisendesModulssindzubeachten.
SolltenSievonunsProduktinformationenbenötigen,dieüberdenInhaltdiesesProduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine
spezifischeVerwendungunddenEinsatzdiesesProduktesbetreffen,setzenSiesichbittemitdemfürSiezuständigenVertriebsbüroin
Verbindung(siehewww.infineon.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weisendaraufhin,dasswirfürdieseFälle
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-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machen.
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