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TechnischeInformation/TechnicalInformation
F3L150R07W2E3_B11
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:DK
approvedby:MB
dateofpublication:2013-11-05
revision:2.1 ULapproved(E83335)
EasyPACKModulmitTrench/FeldstoppIGBT3undEmitterControlled3DiodeundPressFIT/NTC
EasyPACKmodulewithTrench/FieldstopIGBT3andEmitterControlled3diodeandPressFIT/NTC
VorläufigeDaten/PreliminaryData
J
VCES = 650V
IC nom = 150A / ICRM = 300A
TypischeAnwendungen TypicalApplications
• •3-Level-Applikationen 3-Level-Applications
• •SolarAnwendungen SolarApplications
• •USV-Systeme UPSSystems
ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures
• •ErhöhteSperrspannungsfestigkeitauf650V Increasedblockingvoltagecapabilityto650V
• •NiederinduktivesDesign Lowinductivedesign
• •NiedrigeSchaltverluste LowSwitchingLosses
• •NiedrigesVCEsat LowVCEsat
MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures
• •Al2O3 Substrat mit kleinem thermischen
Widerstand Al2O3SubstratewithLowThermalResistance
• •KompaktesDesign Compactdesign
• •PressFITVerbindungstechnik PressFITContactTechnology
• •Robuste Montage durch integrierte
Befestigungsklammern Rugged mounting due to integrated mounting
clamps
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
F3L150R07W2E3_B11
IGBT-Module
IGBT-modules
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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 650 V
Kollektor-Dauergleichstrom
ContinuousDCcollectorcurrent TC = 25°C, Tvj max = 175°C
TC = 25°C, Tvj max = 175°C
IC nom
IC150
150 A
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 300 A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 175°C Ptot 335 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 = 150 A, VGE = 15 V
IC = 150 A, VGE = 15 V
IC = 150 A, VGE = 15 V
VCE sat
1,45
1,60
1,70
1,90
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage IC = 2,40 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 4,9 5,8 6,5 V
Gateladung
Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG1,60 µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 2,0 Ω
Eingangskapazität
Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 9,30 nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 0,285 nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent VCE = 650 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 400 nA
Einschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-ondelaytime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 3,3 Ω
td on
0,085
0,10
0,11
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGon = 3,3 Ω
tr
0,04
0,045
0,045
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 3,3 Ω
td off
0,30
0,33
0,34
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload IC = 150 A, VCE = 300 V
VGE = ±15 V
RGoff = 3,3 Ω
tf
0,09
0,13
0,14
µs
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse IC = 150 A, VCE = 300 V, LS = 35 nH
VGE = ±15 V, di/dt = 2400 A/µs (Tvj = 150°C)
RGon = 3,3 ΩEon 1,20
1,75
1,95
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse IC = 150 A, VCE = 300 V, LS = 35 nH
VGE = ±15 V, du/dt = 3600 V/µs (Tvj = 150°C)
RGoff = 3,3 ΩEoff 4,15
5,10
5,40
mJ
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Kurzschlußverhalten
SCdata VGE ≤ 15 V, VCC = 360 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC 1100
750 A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 150°C
tP ≤ 8 µs,
tP ≤ 6 µs,
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 0,40 0,45 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 0,45 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
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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 650 V
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent IF150 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 300 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C I²t 1700
1450 A²s
A²s
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
VF
1,55
1,50
1,45
1,95
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 150 A, - diF/dt = 2400 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
IRM 80,0
105
110
A
A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 150 A, - diF/dt = 2400 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Qr6,90
11,5
13,5
µC
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 150 A, - diF/dt = 2400 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V
VGE = -15 V
Erec 1,40
2,50
3,00
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 0,55 0,60 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 0,50 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Diode,D5-D6/Diode,D5-D6
HöchstzulässigeWerte/MaximumRatedValues
PeriodischeSpitzensperrspannung
Repetitivepeakreversevoltage Tvj = 25°C VRRM 650 V
Dauergleichstrom
ContinuousDCforwardcurrent IF150 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 300 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C
VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 150°C I²t 2450
2150 A²s
A²s
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
IF = 150 A, VGE = 0 V
VF
1,55
1,50
1,45
1,95
V
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 150 A, - diF/dt = 2400 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V IRM 80,0
105
110
A
A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 150 A, - diF/dt = 2400 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V Qr6,90
11,5
13,5
µC
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 150 A, - diF/dt = 2400 A/µs (Tvj=150°C)
VR = 300 V Erec 1,40
2,50
3,00
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 0,50 0,55 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 0,45 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 150 °C
NTC-Widerstand/NTC-Thermistor
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Nennwiderstand
Ratedresistance TC = 25°C R25 5,00 kΩ
AbweichungvonR100
DeviationofR100 TC = 100°C, R100 = 493 Ω ∆R/R -5 5 %
Verlustleistung
Powerdissipation TC = 25°C P25 20,0 mW
B-Wert
B-value R2 = R25 exp [B25/50(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/50 3375 K
B-Wert
B-value R2 = R25 exp [B25/80(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/80 3411 K
B-Wert
B-value R2 = R25 exp [B25/100(1/T2 - 1/(298,15 K))] B25/100 3433 K
AngabengemäßgültigerApplicationNote.
Specificationaccordingtothevalidapplicationnote.
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
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IGBT-modules
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VorläufigeDaten
PreliminaryData
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 2,5 kV
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 11,5
6,3 mm
Luftstrecke
Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal 10,0
5,0 mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex CTI > 200
min. typ. max.
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule LsCE 15 nH
Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-
Chip
Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' 2,00 mΩ
Lagertemperatur
Storagetemperature Tstg -40 125 °C
Anpresskraft für mech. Bef. pro Feder
mountig force per clamp F 40 - 80 N
Gewicht
Weight G39 g
Der Strom im Dauerbetrieb ist auf 25A effektiv pro Anschlusspin begrenzt.
The current under continuous operation is limited to 25A rms per connector pin.
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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 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
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
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
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
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
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=3.3Ω,RGoff=3.3Ω,VCE=300V
IC [A]
E [mJ]
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eon, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
7
TechnischeInformation/TechnicalInformation
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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=150A,VCE=300V
RG [Ω]
E [mJ]
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 150°C
Eoff, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandIGBT,Wechselrichter
transientthermalimpedanceIGBT,Inverter
ZthJH=f(t)
t [s]
ZthJH [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
10
ZthJH : IGBT
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,028
0,0005
2
0,052
0,005
3
0,269
0,05
4
0,501
0,2
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=3.3Ω,Tvj=150°C
VCE [V]
IC [A]
0 100 200 300 400 500 600 700
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
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
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
8
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revision:2.1
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=3.3Ω,VCE=300V
IF [A]
E [mJ]
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
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=150A,VCE=300V
RG [Ω]
E [mJ]
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandDiode,Wechselrichter
transientthermalimpedanceDiode,Inverter
ZthJ3=f(t)
t [s]
ZthJH [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
10
ZthJH : Diode
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,049
0,0005
2
0,113
0,005
3
0,408
0,05
4
0,48
0,2
DurchlasskennliniederDiode,D5-D6(typisch)
forwardcharacteristicofDiode,D5-D6(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
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Tvj = 150°C
9
TechnischeInformation/TechnicalInformation
F3L150R07W2E3_B11
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:DK
approvedby:MB
dateofpublication:2013-11-05
revision:2.1
VorläufigeDaten
PreliminaryData
SchaltverlusteDiode,D5-D6(typisch)
switchinglossesDiode,D5-D6(typical)
Erec=f(IF)
RGon=3.3Ω,VCE=300V
IF [A]
E [mJ]
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
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,D5-D6(typisch)
switchinglossesDiode,D5-D6(typical)
Erec=f(RG)
IF=150A,VCE=300V
RG [Ω]
E [mJ]
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Erec, Tvj = 125°C
Erec, Tvj = 150°C
TransienterWärmewiderstandDiode,D5-D6
transientthermalimpedanceDiode,D5-D6
ZthJH=f(t)
t [s]
ZthJH [K/W]
0,001 0,01 0,1 1 10
0,01
0,1
1
10
ZthJH : Diode
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,043
0,0005
2
0,099
0,005
3
0,366
0,05
4
0,443
0,2
NTC-Widerstand-Temperaturkennlinie(typisch)
NTC-Thermistor-temperaturecharacteristic(typical)
R=f(T)
TC [°C]
R[Ω]
0 20 40 60 80 100 120 140 160
100
1000
10000
100000
Rtyp
10
TechnischeInformation/TechnicalInformation
F3L150R07W2E3_B11
IGBT-Module
IGBT-modules
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revision:2.1
VorläufigeDaten
PreliminaryData
Schaltplan/circuit_diagram_headline
J
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
In fin e o n
11
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IGBT-Module
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