FZ500R65KE3 Data Sheet

TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ500R65KE3
hochisolierendesModul
highinsulatedmodule
VCES = 6500V
IC nom = 500A / ICRM = 1000A
TypischeAnwendungen
• Mittelspannungsantriebe
• Traktionsumrichter
TypicalApplications
• MediumVoltageConverters
• TractionDrives
ElektrischeEigenschaften
• NiedrigesVCEsat
ElectricalFeatures
• LowVCEsat
MechanischeEigenschaften
• AlSiC Bodenplatte für erhöhte thermische
Lastwechselfestigkeit
• Erweiterter Lagertemperaturbereich bis zu Tstg =
-55°C
• GehäusemitCTI>600
• Gehäuse mit erweiterten
Isolationseigenschaftenvon10,2kVAC1min
• GroßeLuft-undKriechstrecken
MechanicalFeatures
• AlSiC Base Plate for increased Thermal Cycling
Capability
• Extended Storage Temperature down to Tstg =
-55°C
• PackagewithCTI>600
• Package with enhanced Insulation of 10.2kV AC
1min
• HighCreepageandClearanceDistances
ModuleLabelCode
BarcodeCode128
DMX-Code
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
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
FZ500R65KE3
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage
Tvj = 125°C
Tvj = 25°C
Tvj = -50°C
VCES
6500
6500
5900
V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent
TC = 80°C, Tvj max = 150°C
IC nom 500
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent
tP = 1 ms
ICRM
1000
A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation
TC = 25°C, Tvj max = 150°C
Ptot
9,60
kW
VGES
+/-20
V
Gate-Emitter-Spitzenspannung
Gate-emitterpeakvoltage
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
3,00
3,70
3,40
4,20
V
V
6,0
6,6
V
Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
Collector-emittersaturationvoltage
IC = 500 A, VGE = 15 V
IC = 500 A, VGE = 15 V
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage
IC = 70,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C
VGEth
Gateladung
Gatecharge
VGE = -15 V ... +15 V, VCE = 3600V
QG
20,0
µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor
Tvj = 25°C
RGint
1,1
Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cies
135
nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance
f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V
Cres
2,10
nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent
VCE = 6500 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
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
VCE sat
5,4
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload
IC = 500 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
td on
0,70
0,80
µs
µs
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload
IC = 500 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGon = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
tr
0,33
0,40
µs
µs
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload
IC = 500 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 10 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
td off
7,30
7,60
µs
µs
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload
IC = 500 A, VCE = 3600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 10 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
tf
0,40
0,50
µs
µs
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse
IC = 500 A, VCE = 3600 V, LS = 280 nH
VGE = ±15 V, di/dt = 2000 A/µs
RGon = 1,5 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Eon
2800
4300
mJ
mJ
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse
IC = 500 A, VCE = 3600 V, LS = 280 nH
VGE = ±15 V
RGoff = 10 Ω
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Eoff
2400
2800
mJ
mJ
Kurzschlußverhalten
SCdata
VGE ≤ 15 V, VCC = 4500 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt
3000
A
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
proIGBT/perIGBT
tP ≤ 10 µs, Tvj = 125°C
ISC
RthJC
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proIGBT/perIGBT
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
2
13,1 K/kW
13,0
-50
K/kW
125
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ500R65KE3
Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage
Tvj = 125°C
Tvj = 25°C
Tvj = -50°C
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent
tP = 1 ms
Grenzlastintegral
I²t-value
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation
Tvj = 125°C
Mindesteinschaltdauer
Minimumturn-ontime
VRRM 6500
6500
5900
V
IF
500
A
IFRM
1000
A
I²t
210
kA²s
PRQM 2000
kW
ton min 10,0
µs
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues
min.
typ.
max.
3,00
2,95
3,50
3,50
Durchlassspannung
Forwardvoltage
IF = 500 A, VGE = 0 V
IF = 500 A, VGE = 0 V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
VF
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent
IF = 500 A, - diF/dt = 2000 A/µs (Tvj=125°C) Tvj = 25°C
VR = 3600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
IRM
730
800
A
A
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge
IF = 500 A, - diF/dt = 2000 A/µs (Tvj=125°C) Tvj = 25°C
VR = 3600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Qr
570
1050
µC
µC
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy
IF = 500 A, - diF/dt = 2000 A/µs (Tvj=125°C) Tvj = 25°C
VR = 3600 V
Tvj = 125°C
VGE = -15 V
Erec
930
2000
mJ
mJ
proDiode/perdiode
RthJC
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper proDiode/perdiode
Thermalresistance,casetoheatsink
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K)
RthCH
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions
Tvj op
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
3
V
V
28,0 K/kW
21,0
-50
K/kW
125
°C
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ500R65KE3
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
VISOL 10,2
kV
Teilentladungs-Aussetzspannung
Partialdischargeextinctionvoltage
RMS, f = 50 Hz, QPD typ 10 pC (acc. to IEC 1287)
VISOL 5,1
kV
Kollektor-Emitter-Gleichsperrspannung
DCstability
Tvj = 25°C, 100 fit
VCE D 3800
V
AlSiC
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate
InnereIsolation
Internalisolation
Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)
AlN
Kriechstrecke
Creepagedistance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
56,0
56,0
mm
Luftstrecke
Clearance
Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal
26,0
26,0
mm
> 600
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex
CTI
min.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule
Modulleitungswiderstand,AnschlüsseChip
Moduleleadresistance,terminals-chip
TC=25°C,proSchalter/perswitch
Lagertemperatur
Storagetemperature
20
nH
RCC'+EE'
RAA'+CC'
0,18
0,18
mΩ
Tstg
-55
4,25
SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque
SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
G
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
4
max.
LsCE
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting
Gewicht
Weight
typ.
125
°C
-
5,75
Nm
1,8
-
2,1
Nm
8,0
-
10
Nm
1000
g
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ500R65KE3
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=125°C
1000
1000
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
800
800
700
700
600
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
0,0
1,0
2,0
VGE = 20 V
VGE = 15 V
VGE = 12 V
VGE = 10 V
900
IC [A]
IC [A]
900
3,0
VCE [V]
4,0
5,0
0
6,0
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0 5,0
VCE [V]
6,0
7,0
8,0
9,0
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=1.5Ω,RGoff=10Ω,VCE=3600V
1000
12000
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
900
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
11000
10000
800
9000
700
8000
7000
E [mJ]
IC [A]
600
500
6000
5000
400
4000
300
3000
200
2000
100
0
1000
6
7
8
9
10
VGE [V]
11
12
0
13
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
5
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
IC [A]
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ500R65KE3
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=500A,VCE=3600V
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
9000
100
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
8000
ZthJC : IGBT
7000
10
ZthJC [K/kW]
6000
E [mJ]
5000
4000
3000
1
2000
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 0,66 8,43 2,51 1,44
τi[s]:
0,004 0,044 0,405 3,93
1000
0
0
2
4
6
8
10
RG [Ω]
12
14
16
0,1
0,001
18
0,01
0,1
1
10
100
t [s]
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=10Ω,Tvj=125°C
1200
Tvj = 125°C
1100
Tvj = 25°C
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
1000
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
900
1000
800
900
700
800
600
IF [A]
IC [A]
700
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
0
1000
2000
3000 4000
VCE [V]
5000
6000
0
7000
0,0
1,0
2,0
3,0
VF [V]
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
6
4,0
5,0
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ500R65KE3
IGBT-Modul
IGBT-Module
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=1.5Ω,VCE=3600V
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=500A,VCE=3600V
3000
2100
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 125°C
2700
1800
2400
1500
2100
1800
E [mJ]
E [mJ]
1200
1500
900
1200
900
600
600
300
300
0
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
IF [A]
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
RG [Ω]
2,5
3,0
3,5
4,0
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=125°C
100
1200
ZthJC : Diode
IR, Modul
1100
1000
900
10
800
IR [A]
ZthJC [K/kW]
700
600
500
1
400
300
200
i:
1
2
3
4
ri[K/kW]: 4,04 17,24 4,23 2,41
τi[s]:
0,005 0,048 0,313 3,348
0,1
0,001
0,01
0,1
1
10
100
0
100
t [s]
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
7
0
1000
2000
3000 4000
VR [V]
5000
6000
7000
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ500R65KE3
Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
IGBT-Modul
IGBT-Module
FZ500R65KE3
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
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exclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.Therewillbenoguaranteeofanykindfortheproductandits
characteristics.Theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered.
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Duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.Forinformationonthetypesinquestionpleasecontactthe
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-theconclusionofQualityAgreements;
-toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey,andthatwemaymakedeliverydependedon
therealizationofanysuchmeasures.
Ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers.
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preparedby:DTH
dateofpublication:2014-06-16
approvedby:DTS
revision:3.0
9