Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

3 Datenblattangaben für MOSFET, IGBT, Dioden und Thyristoren
Im grau unterlegten Bereich links neben den Grenz- und Kennwertangaben sind unter „Features“
und „Typical Applications“ allgemeine Angaben zu den besonderen Eigenschaften und zu Einsatzmöglichkeiten
des Moduls aufgeführt. Unter „Remarks“ sind wichtige Angaben, z.B. zu Einsatzbedingungen
und Messbedingungen für die Datenblattangaben aufgeführt. Darunter befinden
sich Prinzipschaltbilder der Innenschaltungen (z.B. Halbbrücke GB, Choppermodul GAL, vgl.
Kap. 2.5.2.7) der im Datenblatt beschriebenen Topologien. In der grau unterlegten Fußzeile aller
Seiten ist das Erscheinungsdatum des Datenblattes aufgeführt.
Auf die tabellarischen Angaben folgen die Diagramme, meist im Umfang von 2 Blättern. Die Nummerierung
der Diagramme [Fig. 1…] erfolgte nach einem universellen Schlüssel, so dass nicht
jedes Datenblatt eine lückenlos durchnummerierte Diagrammfolge enthält. Die letzte Seite des
Datenblatts enthält eine Zeichnung des Moduls mit Maßangaben sowie eine Prinzipdarstellung
der Innenschaltung mit allen Anschlussbelegungen.
Als Inversdiode wird die direkt parallel zum IGBT liegende Diode bezeichnet. Die Freilaufdiode
liegt im jeweils anderen Teil des Brückenpfades wie der IGBT. Bei Halbbrückenmodulen ist dies
bedeutungslos, da die Inversdiode des einen IGBT die Freilaufdiode des anderen IGBT ist. Bei
Choppermodulen (GAL/GAR) kann jedoch die Freilaufdiode stärker ausgeführt sein als die Inversdiode.
3.3.1 Grenzwerte
In den Datenblättern werden die Grenzwerte für die verschiedenen Komponenten eines IGBT-
Moduls (IGBT, Diode, Gehäuse, ggf. Temperatursensor) getrennt spezifiziert. Alle IGBT- und Diodengrenzwerte
beziehen sich stets auf einen Schalter (Zweig), unabhängig von der Anzahl der
GB12E4s im Transistormodul tatsächlich je Schalter (Zweig) parallel geschalteten IGBT- oder Diodenchips.
dules
s
technology
temperature
ability
o. E63532
ns*
ited to TC=125°C
ults are valid for
ly to the
n of resistors:
Absolute Maximum Ratings
Symbol Conditions Values Unit
IGBT
VCES 1200 V
IC
Tc = 25 °C 463 A
Tj = 175 °C
Tc = 80 °C 356 A
ICnom 300 A
ICRM ICRM = 3xICnom 900 A
VGES -20 ... 20 V
tpsc
VCC = 800 V
VGE ≤ 20 V Tj = 150 °C 10 µs
VCES ≤ 1200 V
Tj -40 ... 175 °C
Inverse diode
IF
Tc = 25 °C 356 A
Tj = 175 °C
Tc = 80 °C 266 A
IFnom 300 A
IFRM IFRM = 3xIFnom 900 A
IFSM tp = 10 ms, sin 180°, Tj = 25 °C 1620 A
Tj -40 ... 175 °C
Module
It(RMS) 600 A
Tstg -40 ... 125 °C
Visol AC sinus 50Hz, t = 1 min 4000 V
Characteristics
Symbol Conditions min. typ. max. Unit
IGBT
3.3.1.1
VCE(sat)
IC = 150 Grenzwerte A Tj = 25 °Cder IGBT
1.8 2.05 V
VGE = 15 V
chiplevel
Tj = 150 °C 2.2 2.4 V
Kollektor-Emitter-Spannung V CES
VCE0 Tj = 25 °C 0.8 0.9 V
Tj = 150 °C 0.7 0.8 V
rCE
Tj = 25 °C 3.3 3.8 mΩ
VGE = 15 V
Tj = 150 °C 5.0 5.3 mΩ
VGE(th) VGE=VCE, IC = 12 mA 5 5.8 6.5 V
ICES VGE = 0 V Tj = 25 °C 0.1 0.3 mA
mit der Temperatur.
VCE = 1200 V Tj = 150 °C
mA
Cies
f = 1 MHz 18.6 nF
VCE = 25 V
Coes f = 1 MHz 1.16 nF
VGE = 0 V
Cres f = 1 MHz 1.02 nF
Kommutierungskreis), QG VGE = - 8 V...+ 15 V vgl. Kap. 5.1. 1700 nC
RGint Tj = 25 °C 2.50 Ω
td(on)
VCC = 600 V Tj = 150 °C 282 ns
IC = 300 A
tr Tj = 150 °C 60 ns
Eon Tj = 150 °C 30 mJ
RG on = 1.9 Ω
160 td(off) RG off = 1.9 Ω Tj = 150 °C 564 ns
tf di/dton = 5000 A/µs Tj = 150 °C 117 ns
di/dtoff = 2800 A/µs
Eoff Tj = 150 °C 44 mJ
R per IGBT 0.096 K/W
Bild 3.3.2 Datenblattauszug Grenzwerte eines IGBT-Moduls
Höchstzulässige Spannung zwischen Kollektor- und Emitterkontakt der IGBT-Chips bei kurzgeschlossener
Gate-Emitter-Strecke, Parameter: Chiptemperatur T j
= 25°C. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit
der Durchbruchspannung sinkt die höchstzulässige Kollektor-Emitter-Spannung
In allen Betriebsfällen darf die Summe aus Betriebsspannung V CC
und Schaltüberspannung
DV CE
= L σ
· di C
/dt die Spannung V CES
nicht überschreiten (L σ
: Summe der parasitären Induktivität im