FZ400R12KS4 Datasheet by Infineon Technologies

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@ H H" 'IH " “ll” mm HII u 00000123455000000000000 '3
1
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ400R12KS4
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:MB
approvedby:WR
dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4 ULapproved(E83335)
62mmC-SerienModulmitschnellemIGBT2fürhochfrequentesSchalten
62mmC-SeriesmodulewiththefastIGBT2forhigh-frequencyswitching
VCES = 1200V
IC nom = 400A / ICRM = 800A
TypischeAnwendungen TypicalApplications
AnwendungenmithohenSchaltfrequenzen HighFrequencySwitchingApplication
MedizinischeAnwendungen MedicalApplications
Motorantriebe MotorDrives
AnwendungenfürResonanzUmrichter ResonantInverterAppliccations
Servoumrichter ServoDrives
USV-Systeme UPSSystems
ElektrischeEigenschaften ElectricalFeatures
• •Hohe Kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender
Kurzschlussstrom High Short Circuit Capability, Self Limiting Short
CircuitCurrent
NiedrigeSchaltverluste LowSwitchingLosses
SehrgroßeRobustheit UnbeatableRobustness
• •VCEsatmitpositivemTemperaturkoeffizienten VCEsatwithpositiveTemperatureCoefficient
MechanischeEigenschaften MechanicalFeatures
GehäusemitCTI>400 PackagewithCTI>400
GroßeLuft-undKriechstrecken HighCreepageandClearanceDistances
IsolierteBodenplatte IsolatedBasePlate
Kupferbodenplatte Copper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
2
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ400R12KS4
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:MB
approvedby:WR
dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
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 = 70°C, Tvj max = 150°C
TC = 25°C, Tvj max = 150°C
IC nom
IC400
510 A
A
PeriodischerKollektor-Spitzenstrom
Repetitivepeakcollectorcurrent tP = 1 ms ICRM 800 A
Gesamt-Verlustleistung
Totalpowerdissipation TC = 25°C, Tvj max = 150 Ptot 2500 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 = 400 A, VGE = 15 V
IC = 400 A, VGE = 15 V VCE sat
3,20
3,85
3,70
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Gate-Schwellenspannung
Gatethresholdvoltage IC = 16,0 mA, VCE = VGE, Tvj = 25°C VGEth 4,5 5,5 6,5 V
Gateladung
Gatecharge VGE = -15 V ... +15 V QG4,20 µC
InternerGatewiderstand
Internalgateresistor Tvj = 25°C RGint 1,3
Eingangskapazität
Inputcapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cies 26,0 nF
Rückwirkungskapazität
Reversetransfercapacitance f = 1 MHz, Tvj = 25°C, VCE = 25 V, VGE = 0 V Cres 1,70 nF
Kollektor-Emitter-Reststrom
Collector-emittercut-offcurrent VCE = 1200 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 = 400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 2,2
td on
0,10
0,11
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Anstiegszeit,induktiveLast
Risetime,inductiveload IC = 400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGon = 2,2
tr
0,06
0,07
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Abschaltverzögerungszeit,induktiveLast
Turn-offdelaytime,inductiveload IC = 400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 2,2
td off
0,53
0,55
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Fallzeit,induktiveLast
Falltime,inductiveload IC = 400 A, VCE = 600 V
VGE = ±15 V
RGoff = 2,2
tf
0,03
0,04
µs
µs
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
EinschaltverlustenergieproPuls
Turn-onenergylossperpulse IC = 400 A, VCE = 600 V, LS = 85 nH
VGE = ±15 V, di/dt = 4000 A/µs
RGon = 2,2 Eon
22,0
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
AbschaltverlustenergieproPuls
Turn-offenergylossperpulse IC = 400 A, VCE = 600 V, LS = 85 nH
VGE = ±15 V
RGoff = 2,2 Eoff
29,0
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Kurzschlußverhalten
SCdata VGE 15 V, VCC = 900 V
VCEmax = VCES -LsCE ·di/dt ISC
2600
A
Tvj = 125°C
tP 10 µs,
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proIGBT/perIGBT RthJC 0,05 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 0,016 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 125 °C
@ Héchstzulassige Werte/ Maximum Rated Values Charakteristische Werte I Characteristic Values
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ400R12KS4
IGBT-Module
IGBT-modules
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dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
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 IF400 A
PeriodischerSpitzenstrom
Repetitivepeakforwardcurrent tP = 1 ms IFRM 800 A
Grenzlastintegral
I²t-value VR = 0 V, tP = 10 ms, Tvj = 125°C I²t 35000 A²s
CharakteristischeWerte/CharacteristicValues min. typ. max.
Durchlassspannung
Forwardvoltage IF = 400 A, VGE = 0 V
IF = 400 A, VGE = 0 V VF
2,00
1,70
2,40
V
V
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Rückstromspitze
Peakreverserecoverycurrent IF = 400 A, - diF/dt = 4000 A/µs (Tvj=125°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
IRM 280
420 A
A
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Sperrverzögerungsladung
Recoveredcharge IF = 400 A, - diF/dt = 4000 A/µs (Tvj=125°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
Qr24,0
64,0
µC
µC
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
AbschaltenergieproPuls
Reverserecoveryenergy IF = 400 A, - diF/dt = 4000 A/µs (Tvj=125°C)
VR = 600 V
VGE = -15 V
Erec 16,0
32,0
mJ
mJ
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
Wärmewiderstand,ChipbisGehäuse
Thermalresistance,junctiontocase proDiode/perdiode RthJC 0,085 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 0,028 K/W
TemperaturimSchaltbetrieb
Temperatureunderswitchingconditions Tvj op -40 125 °C
@ Modul I Module
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TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ400R12KS4
IGBT-Module
IGBT-modules
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approvedby:WR
dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
Modul/Module
Isolations-Prüfspannung
Isolationtestvoltage RMS, f = 50 Hz, t = 1 min. VISOL 2,5 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   25,0
19,0 mm
Luftstrecke
Clearance Kontakt-Kühlkörper/terminaltoheatsink
Kontakt-Kontakt/terminaltoterminal   25,0
10,0 mm
VergleichszahlderKriechwegbildung
Comperativetrackingindex CTI > 400  
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 0,01 K/W
Modulstreuinduktivität
Strayinductancemodule LsCE 16 nH
Modulleitungswiderstand,Anschlüsse-
Chip
Moduleleadresistance,terminals-chip TC=25°C,proSchalter/perswitch RCC'+EE' 0,50 m
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 - 6,00 Nm
Anzugsdrehmomentf.elektr.Anschlüsse
Terminalconnectiontorque SchraubeM4-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM4-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
SchraubeM6-Montagegem.gültigerApplikationsschrift
ScrewM6-Mountingaccordingtovalidapplicationnote
M
1,1
2,5
-
-
2,0
5,0
Nm
Nm
Gewicht
Weight G340 g
@
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FZ400R12KS4
IGBT-Module
IGBT-modules
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dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
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 4,5 5,0 5,5 6,0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
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 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
VGE = 8V
VGE = 9V
VGE = 10V
VGE = 12V
VGE = 15V
VGE = 20V
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
100
200
300
400
500
600
700
800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(IC),Eoff=f(IC)
VGE=±15V,RGon=2.2,RGoff=2.2,VCE=600V
IC [A]
E [mJ]
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0
20
40
60
80
100
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°C
@
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IGBT-Module
IGBT-modules
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dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
SchaltverlusteIGBT,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesIGBT,Inverter(typical)
Eon=f(RG),Eoff=f(RG)
VGE=±15V,IC=400A,VCE=600V
RG []
E [mJ]
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Eon, Tvj = 125°C
Eoff, Tvj = 125°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
0,001
0,01
0,1
ZthJC : IGBT
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,003
0,01
2
0,0165
0,02
3
0,016
0,05
4
0,0145
0,1
SichererRückwärts-ArbeitsbereichIGBT,Wechselrichter
(RBSOA)
reversebiassafeoperatingareaIGBT,Inverter(RBSOA)
IC=f(VCE)
VGE=±15V,RGoff=2.2,Tvj=125°C
VCE [V]
IC [A]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
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 2,6
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Tvj = 25°C
Tvj = 125°C
@
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IGBT-Module
IGBT-modules
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dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(IF)
RGon=2.2,VCE=600V
IF [A]
E [mJ]
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Erec, Tvj = 125°C
SchaltverlusteDiode,Wechselrichter(typisch)
switchinglossesDiode,Inverter(typical)
Erec=f(RG)
IF=400A,VCE=600V
RG []
E [mJ]
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Erec, Tvj = 125°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
0,001
0,01
0,1
ZthJC : Diode
i:
ri[K/W]:
τi[s]:
1
0,0051
0,01
2
0,02805
0,02
3
0,0272
0,05
4
0,02465
0,1
@ yme‘h 3mg :mgm an»: Em mra mum Tw‘gran mg — Em «r, mm, FED 77:4 a ‘“ ‘ ‘JD 4“ WUHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH‘\HHHHHHHHHH é4‘—r 1
8
TechnischeInformation/TechnicalInformation
FZ400R12KS4
IGBT-Module
IGBT-modules
preparedby:MB
approvedby:WR
dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
Schaltplan/circuit_diagram_headline
Gehäuseabmessungen/packageoutlines
I n f i n e o n
@
9
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FZ400R12KS4
IGBT-Module
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dateofpublication:2013-10-02
revision:3.4
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IGBT MOD 1200V 510A 2500W
Available Quantity: 4
Unit Price: 216.54