1
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ1600R17HP4_B21
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:WB
approvedby:PL
dateofpublication:2013-11-11
revision:2.1 ULapproved(E83335)
IHM-BModulmitsoftschaltendemTrench-IGBT4
IHM-Bmodulewithsoft-switchingTrench-IGBT4
VorläufigeDaten/PreliminaryData
VCES = 1700V
IC nom = 1600A / ICRM = 3200A
TypischeAnwendungen TypicalApplications
• •AnwendungenfürResonanzUmrichter ResonantInverterAppliccations
• •Hochleistungsumrichter HighPowerConverters
• •Traktionsumrichter TractionDrives
• •Windgeneratoren WindTurbines
ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures
• •ErweiterteSperrschichttemperaturTvjop ExtendedOperationTemperatureTvjop
• •NiedrigesVCEsat LowVCEsat
• •Tvjop=150°C Tvjop=150°C
MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures
• •4kVAC1minIsolationsfestigkeit 4kVAC1minInsulation
• •AlSiC Bodenplatte für erhöhte thermische
Lastwechselfestigkeit AlSiC Base Plate for increased Thermal Cycling
Capability
• •GehäusemitCTI>400 PackagewithCTI>400
• •GroßeLuft-undKriechstrecken HighCreepageandClearanceDistances
• •HoheLast-undthermischeWechselfestigkeit HighPowerandThermalCyclingCapability
• •HoheLeistungsdichte HighPowerDensity
• •IHMBGehäuse IHMB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
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ1600R17HP4_B21
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:WB
approvedby:PL
dateofpublication:2013-11-11
revision:2.1
VorläufigeDaten
PreliminaryData
IGBT,Wechselrichter/IGBT,Inverter
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
Collector-emittervoltage Tvj = 25°C VCES 1700 V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent TC = 100°C, Tvj max = 175°C IC nom 1600 A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 3200 A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 13,0 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 = 1600 A, VGE = 15 V
IC = 1600 A, VGE = 15 V
IC = 1600 A, VGE = 15 V
VCE sat
1,90
2,30
2,40
2,25
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage IC = 64,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 5,2 5,8 6,4 V
Gateladung
Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG17,0 µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 0,97 Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 130 nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 4,20 nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1700 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 = 1600 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,82 Ω
td on
0,47
0,53
0,54
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload IC = 1600 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGon = 0,82 Ω
tr
0,15
0,15
0,15
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 1600 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 0,6 Ω
td off
1,05
1,20
1,20
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload IC = 1600 A, VCE = 900 V
VGE = ±15 V
RGoff = 0,6 Ω
tf
0,30
0,46
0,51
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse IC = 1600 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH
VGE = ±15 V, di/dt = 9900 A/µs (Tvj = 150°C)
RGon = 0,82 ΩEon 275
415
440
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse IC = 1600 A, VCE = 900 V, LS = 50 nH
VGE = ±15 V, du/dt = 3250 V/µs (Tvj = 150°C)
RGoff = 0,6 ΩEoff 420
570
600
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Kurzschlußverhalten
SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 1000 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC
7500
A
Tvj = 150°C
tP ≤ 10 µs,
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 11,5 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 15,0 K/kW
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
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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 1700 V
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent IF1600 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 3200 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C I²t 465
440 kA²s
kA²s
Spitzenverlustleistung
Maximumpowerdissipation Tvj = 125°C PRQM 1600 kW
Mindesteinschaltdauer
Minimumturn-ontime ton min 10,0 µs
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 1600 A, VGE = 0 V
IF = 1600 A, VGE = 0 V
IF = 1600 A, VGE = 0 V
VF
1,80
1,90
1,95
2,20
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 1600 A, - diF/dt = 9900 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 900 V
VGE = -15 V
IRM 1800
2050
2050
A
A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 1600 A, - diF/dt = 9900 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 900 V
VGE = -15 V
Qr390
680
765
µC
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 1600 A, - diF/dt = 9900 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 900 V
VGE = -15 V
Erec 270
465
530
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 19,5 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 16,0 K/kW
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
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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 AlSiC
Kriechstrecke
Creepagedistance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 32,2
32,2 mm
Luftstrecke
Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 19,1
19,1 mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex CTI > 400
min. typ. max.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule LsCE 9,0 nH
Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-
Chip
Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' 0,15 mΩ
Lagertemperatur
Storagetemperature Tstg -40 150 °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M4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
SchraubeM8-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM8-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
1,8
8,0
-
-
2,1
10
Nm
Nm
Gewicht
Weight G800 g
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
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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
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
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
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
VGE = 20V
VGE = 15V
VGE = 12V
VGE = 10V
VGE = 9V
VGE = 8V
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
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
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=0.82Ω,RGoff=0.6Ω,VCE=900V
IC [A]
E [mJ]
0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
6
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ1600R17HP4_B21
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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=1600A,VCE=900V
RG [Ω]
E [mJ]
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Eon, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°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
1,2
0,001
2
1,87
0,006
3
6,44
0,053
4
1,99
2,36
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=0.6Ω,Tvj=150°C
VCE [V]
IC [A]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000
IC, Modul
IC, Chip
DurchlasskennliniederDiode,Wechselrichter(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,Inverter(typical)
IF=f(VF)
VF [V]
IF [A]
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
7
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ1600R17HP4_B21
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revision:2.1
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=0.82Ω,VCE=900V
IF [A]
E [mJ]
0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200
100
200
300
400
500
600
700
800
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=1600A,VCE=900V
RG [Ω]
E [mJ]
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
100
200
300
400
500
600
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°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
0,1
1
10
100
ZthJC : Diode
i:
ri[K/kW]:
τi[s]:
1
2,66
0,00085
2
4,25
0,0057
3
9,96
0,05
4
2,63
2,14
SichererArbeitsbereichDiode,Wechselrichter(SOA)
safeoperationareaDiode,Inverter(SOA)
IR=f(VR)
Tvj=150°C
VR [V]
IR [A]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000
IR, Modul
8
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
9
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revision:2.1
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.
InhaltlicheÄnderungendiesesProduktdatenblattsbleibenvorbehalten.
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