1 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 ulapproved(e83335) smartpack1modulmittrench/feldstoppigbt4undemittercontrolleddiodeundpressfit/ntc smartpack1modulewithtrench/fieldstopigbt4andemittercontrolleddiodeandpressfit/ntc v ces = 650v i c nom = 75a / i crm = 150a typischeanwendungen typicalapplications ? ? klimaanlagen airconditioning ? ? motorantriebe motordrives ? ? servoumrichter servodrives ? ? usv-systeme upssystems elektrischeeigenschaften electricalfeatures ? ? erh?htesperrspannungsfestigkeitauf650v increasedblockingvoltagecapabilityto650v ? ? hohe kurzschlussrobustheit, selbstlimitierender kurzschlussstrom high short circuit capability, self limiting short circuitcurrent ? ? trenchigbt4 trenchigbt4 ? ? t vjop =150c t vjop =150c mechanischeeigenschaften mechanicalfeatures ? ? al 2 o 3 substrat mit kleinem thermischen widerstand al 2 o 3 substratewithlowthermalresistance ? ? kompaktesdesign compactdesign ? ? pressfitverbindungstechnik pressfitcontacttechnology ? ? robusteduplex-rahmenkonstruktion ruggedduplexframeconstruction modulelabelcode barcodecode128 dmx-code contentofthecode digit moduleserialnumber 1-5 modulematerialnumber 6-11 productionordernumber 12-19 datecode(productionyear) 20-21 datecode(productionweek) 22-23 j
2 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 igbt,wechselrichter/igbt,inverter h?chstzul?ssigewerte/maximumratedvalues kollektor-emitter-sperrspannung collector-emittervoltage t vj = 25c v ces 650 v kollektor-dauergleichstrom continuousdccollectorcurrent t c = 80c, t vj max = 175c t c = 25c, t vj max = 175c i c nom i c 75 100 a a periodischerkollektor-spitzenstrom repetitivepeakcollectorcurrent t p = 1 ms i crm 150 a gesamt-verlustleistung totalpowerdissipation t c = 25c, t vj max = 175c p tot 275 w gate-emitter-spitzenspannung gate-emitterpeakvoltage v ges +/-20 v charakteristischewerte/characteristicvalues min. typ. max. kollektor-emitter-s?ttigungsspannung collector-emittersaturationvoltage i c = 75 a, v ge = 15 v i c = 75 a, v ge = 15 v i c = 75 a, v ge = 15 v v ce sat 1,55 1,70 1,75 1,95 v v v t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c gate-schwellenspannung gatethresholdvoltage i c = 1,20 ma, v ce = v ge , t vj = 25c v geth 5,0 5,8 6,5 v gateladung gatecharge v ge = -15 v ... +15 v q g 0,75 c internergatewiderstand internalgateresistor t vj = 25c r gint 0,0 w eingangskapazit?t inputcapacitance f = 1 mhz, t vj = 25c, v ce = 25 v, v ge = 0 v c ies 4,60 nf rckwirkungskapazit?t reversetransfercapacitance f = 1 mhz, t vj = 25c, v ce = 25 v, v ge = 0 v c res 0,145 nf kollektor-emitter-reststrom collector-emittercut-offcurrent v ce = 650 v, v ge = 0 v, t vj = 25c i ces 1,0 ma gate-emitter-reststrom gate-emitterleakagecurrent v ce = 0 v, v ge = 20 v, t vj = 25c i ges 100 na einschaltverz?gerungszeit,induktivelast turn-ondelaytime,inductiveload i c = 75 a, v ce = 300 v v ge = 15 v r gon = 5,1 w t d on 0,016 0,016 0,017 s s s t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c anstiegszeit,induktivelast risetime,inductiveload i c = 75 a, v ce = 300 v v ge = 15 v r gon = 5,1 w t r 0,023 0,025 0,026 s s s t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c abschaltverz?gerungszeit,induktivelast turn-offdelaytime,inductiveload i c = 75 a, v ce = 300 v v ge = 15 v r goff = 5,1 w t d off 0,19 0,235 0,235 s s s t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c fallzeit,induktivelast falltime,inductiveload i c = 75 a, v ce = 300 v v ge = 15 v r goff = 5,1 w t f 0,056 0,066 0,067 s s s t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c einschaltverlustenergiepropuls turn-onenergylossperpulse i c = 75 a, v ce = 300 v, l s = 35 nh v ge = 15 v, di/dt = 3000 a/s (t vj = 150c) r gon = 5,1 w e on 0,65 0,95 1,05 mj mj mj t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c abschaltverlustenergiepropuls turn-offenergylossperpulse i c = 75 a, v ce = 300 v, l s = 35 nh v ge = 15 v, du/dt = 3500 v/s (t vj = 150c) r goff = 5,1 w e off 2,45 3,05 3,15 mj mj mj t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c kurzschlu?verhalten scdata v ge 15 v, v cc = 360 v v cemax = v ces -l sce di/dt i sc 360 290 a a t vj = 25c t vj = 150c t p 10 s, t p 10 s, w?rmewiderstand,chipbisgeh?use thermalresistance,junctiontocase proigbt/perigbt r thjc 0,50 0,55 k/w w?rmewiderstand,geh?usebiskhlk?rper thermalresistance,casetoheatsink proigbt/perigbt l paste =1w/(mk)/ l grease =1w/(mk) r thch 0,45 k/w temperaturimschaltbetrieb temperatureunderswitchingconditions t vj op -40 150 c j
3 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 diode,wechselrichter/diode,inverter h?chstzul?ssigewerte/maximumratedvalues periodischespitzensperrspannung repetitivepeakreversevoltage t vj = 25c v rrm 650 v dauergleichstrom continuousdcforwardcurrent i f 75 a periodischerspitzenstrom repetitivepeakforwardcurrent t p = 1 ms i frm 150 a grenzlastintegral i2t-value v r = 0 v, t p = 10 ms, t vj = 125c v r = 0 v, t p = 10 ms, t vj = 150c i2t 660 610 a2s a2s charakteristischewerte/characteristicvalues min. typ. max. durchlassspannung forwardvoltage i f = 75 a, v ge = 0 v i f = 75 a, v ge = 0 v i f = 75 a, v ge = 0 v v f 1,55 1,50 1,45 1,95 v v v t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c rckstromspitze peakreverserecoverycurrent i f = 75 a, - di f /dt = 3000 a/s (t vj =150c) v r = 300 v v ge = -15 v i rm 68,0 87,0 94,0 a a a t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c sperrverz?gerungsladung recoveredcharge i f = 75 a, - di f /dt = 3000 a/s (t vj =150c) v r = 300 v v ge = -15 v q r 3,20 5,90 6,80 c c c t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c abschaltenergiepropuls reverserecoveryenergy i f = 75 a, - di f /dt = 3000 a/s (t vj =150c) v r = 300 v v ge = -15 v e rec 0,90 1,55 1,75 mj mj mj t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c w?rmewiderstand,chipbisgeh?use thermalresistance,junctiontocase prodiode/perdiode r thjc 0,75 0,85 k/w w?rmewiderstand,geh?usebiskhlk?rper thermalresistance,casetoheatsink prodiode/perdiode l paste =1w/(mk)/ l grease =1w/(mk) r thch 0,60 k/w temperaturimschaltbetrieb temperatureunderswitchingconditions t vj op -40 150 c ntc-widerstand/ntc-thermistor charakteristischewerte/characteristicvalues min. typ. max. nennwiderstand ratedresistance t c = 25c r 25 5,00 k w abweichungvonr100 deviationofr100 t c = 100c, r 100 = 493 w d r/r -5 5 % verlustleistung powerdissipation t c = 25c p 25 20,0 mw b-wert b-value r 2 = r 25 exp [b 25/50 (1/t 2 - 1/(298,15 k))] b 25/50 3375 k b-wert b-value r 2 = r 25 exp [b 25/80 (1/t 2 - 1/(298,15 k))] b 25/80 3411 k b-wert b-value r 2 = r 25 exp [b 25/100 (1/t 2 - 1/(298,15 k))] b 25/100 3433 k angabengem??gltigerapplicationnote. specificationaccordingtothevalidapplicationnote. j
4 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 modul/module isolations-prfspannung isolationtestvoltage rms, f = 50 hz, t = 1 min. v isol 2,5 kv innereisolation internalisolation basisisolierung(schutzklasse1,en61140) basicinsulation(class1,iec61140) al 2 o 3 kriechstrecke creepagedistance kontakt-khlk?rper/terminaltoheatsink kontakt-kontakt/terminaltoterminal 12,7 6,3 mm luftstrecke clearance kontakt-khlk?rper/terminaltoheatsink kontakt-kontakt/terminaltoterminal 8,5 5,0 mm vergleichszahlderkriechwegbildung comperativetrackingindex cti > 200 min. typ. max. modulstreuinduktivit?t strayinductancemodule l sce 35 nh modulleitungswiderstand,anschlsse- chip moduleleadresistance,terminals-chip t c =25c,proschalter/perswitch r cc'+ee' r aa'+cc' 4,00 6,00 m w lagertemperatur storagetemperature t stg -40 125 c anzugsdrehmomentf.modulmontage mountingtorqueformodulmounting schraubem6-montagegem.gltigerapplikationsschrift screwm6-mountingaccordingtovalidapplicationnote m 8,00 - 9,00 nm gewicht weight g 34 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. j
5 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 ausgangskennlinieigbt,wechselrichter(typisch) outputcharacteristicigbt,inverter(typical) i c =f(v ce ) v ge =15v v ce [v] i c [a] 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c ausgangskennlinienfeldigbt,wechselrichter(typisch) outputcharacteristicigbt,inverter(typical) i c =f(v ce ) t vj =150c v ce [v] i c [a] 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 v ge = 19 v v ge = 17 v v ge = 15 v v ge = 13 v v ge = 11 v v ge = 9 v bertragungscharakteristikigbt,wechselrichter(typisch) transfercharacteristicigbt,inverter(typical) i c =f(v ge ) v ce =20v v ge [v] i c [a] 5 6 7 8 9 10 11 12 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c schaltverlusteigbt,wechselrichter(typisch) switchinglossesigbt,inverter(typical) e on =f(i c ),e off =f(i c ) v ge =15v,r gon =5.1 w ,r goff =5.1 w ,v ce =300v i c [a] e [mj] 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 0 1 2 3 4 5 e on , t vj = 125c e off , t vj = 125c e on , t vj = 150c e off , t vj = 150c j
6 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 schaltverlusteigbt,wechselrichter(typisch) switchinglossesigbt,inverter(typical) e on =f(r g ),e off =f(r g ) v ge =15v,i c =75a,v ce =300v r g [ w ] e [mj] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 1 2 3 4 5 6 7 8 e on , t vj = 125c e off , t vj = 125c e on , t vj = 150c e off , t vj = 150c transienterw?rmewiderstandigbt,wechselrichter transientthermalimpedanceigbt,inverter z thjh =f(t) t [s] z thjh [k/w] 0,001 0,01 0,1 1 10 0,01 0,1 1 10 z thjh : igbt i: r i [k/w]: t i [s]: 1 0,038 0,0005 2 0,0827 0,005 3 0,3532 0,05 4 0,4761 0,2 sichererrckw?rts-arbeitsbereichigbt,wechselrichter (rbsoa) reversebiassafeoperatingareaigbt,inverter(rbsoa) i c =f(v ce ) v ge =15v,r goff =5.1 w ,t vj =150c v ce [v] i c [a] 0 100 200 300 400 500 600 700 0 25 50 75 100 125 150 175 i c , modul i c , chip durchlasskennliniederdiode,wechselrichter(typisch) forwardcharacteristicofdiode,inverter(typical) i f =f(v f ) v f [v] i f [a] 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 t vj = 25c t vj = 125c t vj = 150c j
7 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 schaltverlustediode,wechselrichter(typisch) switchinglossesdiode,inverter(typical) e rec =f(i f ) r gon =5.1 w ,v ce =300v i f [a] e [mj] 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 0 1 2 3 e rec , t vj = 125c e rec , t vj = 150c schaltverlustediode,wechselrichter(typisch) switchinglossesdiode,inverter(typical) e rec =f(r g ) i f =75a,v ce =300v r g [ w ] e [mj] 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0 1 2 3 e rec , t vj = 125c e rec , t vj = 150c transienterw?rmewiderstanddiode,wechselrichter transientthermalimpedancediode,inverter z thjh =f(t) t [s] z thjh [k/w] 0,001 0,01 0,1 1 10 0,01 0,1 1 10 z thjh : diode i: r i [k/w]: t i [s]: 1 0,0767 0,0005 2 0,1771 0,005 3 0,5443 0,05 4 0,5519 0,2 ntc-widerstand-temperaturkennlinie(typisch) ntc-thermistor-temperaturecharacteristic(typical) r=f(t) t c [c] r[ w ] 0 20 40 60 80 100 120 140 160 100 1000 10000 100000 r typ j
8 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 schaltplan/circuit_diagram_headline geh?useabmessungen/packageoutlines j j i n f in e o n
9 technischeinformation/technicalinformation FS75R07U1E4 igbt-module igbt-modules preparedby:nk approvedby:mb dateofpublication:2013-11-11 revision:3.0 nutzungsbedingungen dieindiesemproduktdatenblattenthaltenendatensindausschlie?lichfrtechnischgeschultesfachpersonalbestimmt.diebeurteilung dereignungdiesesproduktesfrihreanwendungsowiediebeurteilungdervollst?ndigkeitderbereitgestelltenproduktdatenfrdiese anwendungobliegtihnenbzw.ihrentechnischenabteilungen. indiesemproduktdatenblattwerdendiejenigenmerkmalebeschrieben,frdiewireineliefervertraglichegew?hrleistungbernehmen.eine solchegew?hrleistungrichtetsichausschlie?lichnachma?gabederimjeweiligenliefervertragenthaltenenbestimmungen.garantien jeglicherartwerdenfrdasproduktunddesseneigenschaftenkeinesfallsbernommen.dieangabenindengltigenanwendungs-und montagehinweisendesmodulssindzubeachten. solltensievonunsproduktinformationenben?tigen,dieberdeninhaltdiesesproduktdatenblattshinausgehenundinsbesondereeine spezifischeverwendungunddeneinsatzdiesesproduktesbetreffen,setzensiesichbittemitdemfrsiezust?ndigenvertriebsbroin verbindung(siehewww.infineon.com,vertrieb&kontakt).frinteressentenhaltenwirapplicationnotesbereit. aufgrunddertechnischenanforderungenk?nnteunserproduktgesundheitsgef?hrdendesubstanzenenthalten.beirckfragenzudenin diesemproduktjeweilsenthaltenensubstanzensetzensiesichbitteebenfallsmitdemfrsiezust?ndigenvertriebsbroinverbindung. solltensiebeabsichtigen,dasproduktinanwendungenderluftfahrt,ingesundheits-oderlebensgef?hrdendenoderlebenserhaltenden anwendungsbereicheneinzusetzen,bittenwirummitteilung.wirweisendaraufhin,dasswirfrdiesef?lle -diegemeinsamedurchfhrungeinesrisiko-undqualit?tsassessments; -denabschlussvonspeziellenqualit?tssicherungsvereinbarungen; -diegemeinsameeinfhrungvonma?nahmenzueinerlaufendenproduktbeobachtungdringendempfehlenund gegebenenfallsdiebelieferungvonderumsetzungsolcherma?nahmenabh?ngigmachen. soweiterforderlich,bittenwirsie,entsprechendehinweiseanihrekundenzugeben. inhaltliche?nderungendiesesproduktdatenblattsbleibenvorbehalten. terms&conditionsofusage thedatacontainedinthisproductdatasheetisexclusivelyintendedfortechnicallytrainedstaff.youandyourtechnicaldepartmentswill havetoevaluatethesuitabilityoftheproductfortheintendedapplicationandthecompletenessoftheproductdatawithrespecttosuch application. thisproductdatasheetisdescribingthecharacteristicsofthisproductforwhichawarrantyisgranted.anysuchwarrantyisgranted exclusivelypursuantthetermsandconditionsofthesupplyagreement.therewillbenoguaranteeofanykindfortheproductandits characteristics.theinformationinthevalidapplication-andassemblynotesofthemodulemustbeconsidered. shouldyourequireproductinformationinexcessofthedatagiveninthisproductdatasheetorwhichconcernsthespecificapplicationof ourproduct,pleasecontactthesalesoffice,whichisresponsibleforyou(seewww.infineon.com).forthosethatarespecifically interestedwemayprovideapplicationnotes. duetotechnicalrequirementsourproductmaycontaindangeroussubstances.forinformationonthetypesinquestionpleasecontactthe salesoffice,whichisresponsibleforyou. shouldyouintendtousetheproductinaviationapplications,inhealthorliveendangeringorlifesupportapplications,pleasenotify.please note,thatforanysuchapplicationsweurgentlyrecommend -toperformjointriskandqualityassessments; -theconclusionofqualityagreements; -toestablishjointmeasuresofanongoingproductsurvey,andthatwemaymakedeliverydependedon therealizationofanysuchmeasures. ifandtotheextentnecessary,pleaseforwardequivalentnoticestoyourcustomers. changesofthisproductdatasheetarereserved. j j i n f in e o n
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