FF50R12RT4 Datasheet by Infineon Technologies

@ I||||||||||IIIII IIIIIIIIIIIII IIIIIIIIII Lg
1
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF50R12RT4
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:MK
approvedby:RO
dateofpublication:2013-11-05
revision:2.0
34mmModulmitschnellemTrench/FeldstoppIGBT4undEmitterControlled4Diode
34mmmodulewithfastTrench/FieldstopIGBT4andEmitterControlled4diode
VorläufigeDaten/PreliminaryData
VCES = 1200V
IC nom = 50A / ICRM = 100A
TypischeAnwendungen TypicalApplications
• •Hochleistungsumrichter HighPowerConverters
• •Motorantriebe MotorDrives
• •USV-Systeme UPSSystems
ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures
• •ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop ExtendedOperationTemperatureTvjop
• •NiedrigeSchaltverluste LowSwitchingLosses
• •NiedrigesVCEsat LowVCEsat
• •Tvjop=150°C Tvjop=150°C
• •VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient
MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures
• •IsolierteBodenplatte IsolatedBasePlate
• •Standardgehäuse StandardHousing
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
@ Héchstzulassige Werte/ Maximum Rated Values Charakteristische Werte I Characteristic Values
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF50R12RT4
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:MK
approvedby:RO
dateofpublication:2013-11-05
revision:2.0
VorläufigeDaten
PreliminaryData
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1200 V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent TC = 100°C, Tvj max = 175°C IC nom 50 A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 100 A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 285 W
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 = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
IC = 50 A, VGE = 15 V
VCE sat
1,85
2,15
2,25
2,15
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage IC = 1,60 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 5,2 5,8 6,4 V
Gateladung
Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG0,38 µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 4,0 Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 2,80 nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,10 nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 V, VGE = 0 V, Tvj = 25°C ICES 1,0 mA
Gate-Emitter-Reststrom
Gate-emitterleakagecurrent VCE = 0 V, VGE = 20 V, Tvj = 25°C IGES 100 nA
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 15 Ω
td on
0,13
0,15
0,15
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 15 Ω
tr
0,02
0,03
0,035
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 15 Ω
td off
0,30
0,38
0,40
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload IC = 50 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 15 Ω
tf
0,045
0,08
0,09
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse IC = 50 A, VCE = 600 V, LS = 30 nH
VGE = ±15 V, di/dt = 1300 A/µs (Tvj = 150°C)
RGon = 15 ΩEon 4,50
6,50
7,50
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse IC = 50 A, VCE = 600 V, LS = 30 nH
VGE = ±15 V, du/dt = 3800 V/µs (Tvj = 150°C)
RGoff = 15 ΩEoff 2,50
4,00
4,50
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Kurzschlußverhalten
SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 800 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC
180
A
Tvj = 150°C
tP ≤ 10 µs,
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 0,53 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proIGBT/perIGBT
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,082 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
@ Héchstzulassige Werte/ Maximum Rated Values Charakteristische Werte I Characteristic Values
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Diode,Wechselrichter/Diode,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage Tvj = 25°C VRRM 1200 V
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent IF50 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 100 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C I²t 600
550 A²s
A²s
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
IF = 50 A, VGE = 0 V
VF
1,75
1,65
1,65
2,20
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 50 A, - diF/dt = 1300 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
IRM 55,0
60,0
65,0
A
A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 50 A, - diF/dt = 1300 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
Qr5,00
9,00
10,0
µC
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 50 A, - diF/dt = 1300 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
Erec 2,00
3,20
3,60
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode RthJC 0,84 K/W
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proDiode/perdiode
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,13 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
@ Modul I Module
4
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 4,0 kV
MaterialModulgrundplatte
Materialofmodulebaseplate   Cu  
InnereIsolation
Internalisolation Basisisolierung(Schutzklasse1,EN61140)
basicinsulation(class1,IEC61140)   Al2O3 
Kriechstrecke
Creepagedistance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal   17,0
20,0 mm
Luftstrecke
Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal   17,0
9,5 mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex CTI > 200  
min. typ. max.
Wärmewiderstand,GehäusebisKühlkörper
Thermalresistance,casetoheatsink proModul/permodule
λPaste=1W/(m·K)/λgrease=1W/(m·K) RthCH 0,05 K/W
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule LsCE 30 nH
Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-
Chip
Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' 0,65 mΩ
Lagertemperatur
Storagetemperature Tstg -40 125 °C
Anzugsdrehmomentf.Modulmontage
Mountingtorqueformodulmounting SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 3,00 - 5,00 Nm
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque SchraubeM5-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM5-Mountingaccordingtovalidapplicationnote M 2,5 - 5,0 Nm
Gewicht
Weight G160 g
@
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IGBT-Module
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
AusgangskennlinieIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VCE)
VGE=15V
VCE [V]
IC [A]
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AusgangskennlinienfeldIGBT,Wechselrichter(typisch)
outputcharacteristicIGBT,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 5,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
VGE = 19V
VGE = 17V
VGE = 15V
VGE = 13V
VGE = 11V
VGE = 9V
ÜbertragungscharakteristikIGBT,Wechselrichter(typisch)
transfercharacteristicIGBT,Inverter(typical)
IC=f(VGE)
VCE=20V
VGE [V]
IC [A]
5 6 7 8 9 10 11 12 13
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=15Ω,RGoff=15Ω,VCE=600V
IC [A]
E [mJ]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
@
6
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IGBT-Module
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=50A,VCE=600V
RG [Ω]
E [mJ]
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJC=f(t)
t [s]
ZthJC [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
ZthJC : IGBT
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,0318
0,01
2
0,1749
0,02
3
0,1696
0,05
4
0,1537
0,1
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=15Ω,Tvj=150°C
VCE [V]
IC [A]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
20
40
60
80
100
120
IC, Modul
IC, Chip
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
VF [V]
IF [A]
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
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
@
7
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FF50R12RT4
IGBT-Module
IGBT-modules
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approvedby:RO
dateofpublication:2013-11-05
revision:2.0
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=15Ω,VCE=600V
IF [A]
E [mJ]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=50A,VCE=600V
RG [Ω]
E [mJ]
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJC=f(t)
t [s]
ZthJC [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
ZthJC : Diode
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,0504
0,01
2
0,2772
0,02
3
0,2688
0,05
4
0,2436
0,1
@ o o 0 o o Em fa“ have m3 mm ma Em ‘hra New mm [J m depth ma mm ma \mnmr \wa ‘th‘Th mm ‘ b § j Fr La :r M ‘3 :‘ A v v 4‘ k Fr emf: ‘iwrdrw‘ dmwn M
8
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dateofpublication:2013-11-05
revision:2.0
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
@
9
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IGBT-Module
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dateofpublication:2013-11-05
revision:2.0
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Nutzungsbedingungen
DieindiesemProduktdatenblattenthaltenenDatensindausschließlichfürtechnischgeschultesFachpersonalbestimmt.DieBeurteilung
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
jeglicherArtwerdenfürdasProduktunddessenEigenschaftenkeinesfallsübernommen.DieAngabenindengültigenAnwendungs-und
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
-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machen.
Soweiterforderlich,bittenwirSie,entsprechendeHinweiseanIhreKundenzugeben.
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