Datasheet D251N Datasheet (Infineon)

EuropeanPower­Sem iconductor and
Electronics Company
GmbH + Co. KG

Leistungsgleichrichterdioden
Power Rectifier Diodes
D 251 N

E-Cu-Seil 25mm²
E-CE-Rope 25 mm²

Siliconschlauch
Silicon tube

8,4

8,4

E-Cu-Seil 25mm²
E-Cu-Rope 25 mm²

Siliconschlauch
Silicon tube

SW27

Bohrung für Temperatur­messung 3,2 x 15
Bore for temperature
measurement 3,2 x 15

Typ

Schaltsymbol

Type

Circuit symbol

N

K

Kathode
Cathode

Seil

Rope

Gehäuse

Case

Anode
Anode

Gehäuse

Case

Seil

Rope

ø36

Schutzschlauch
Prot. flex. tubing

rot

red

blau
blue

Typ

Type

N

K

Schaltsymbol

Circuitsymbol

Kathode
Cathode

Seil

Rope

Gewinde

Threa d

Anode
Anode

Gewinde

Thread

Schutzschlauch
Prot. flex. tubing

Seil

Rope

VWK July 1996

M12

rot

red

blau
blue

D 251 N

Elektrische Eigenschaften Electrical properties

Höchstzulässige Werte Maximum rated values

Periodische Spitzensperrspannung repetitive peak reverse voltage tvj = -40°C... t

Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak reverse voltage tvj = +25°C... t

vj max

vj max

Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert RMS forward current I
Dauergrenzstrom mean forward current tc = 130 °C I

tc = 129 °C 255 A

Stoßstrom-Grenzwert surge forward current tvj = 25°C, tp = 10 ms I

tvj = t

, tp = 10 ms 5,3 kA

vj max

Grenzlastintegral I2t-value tvj = 25°C, tp = 10 ms I2t 198,5 kA2s

tvj = t

, tp = 10 ms 140,5 kA2s

vj max

Charakteristische Werte Characteristic values

Durchlaßspannung on-state voltage tvj = t
Schleusenspannung threshold voltage tvj = t
Ersatzwiderstand slope resistance tvj = t
Sperrstrom reverse current tvj = t

, iF = 800 A V

vj max

vj max

vj max

, VR = V

vj max

RRM

V

RRM

V

RSM

FRMSM

FAVM

FSM

T

V

T(TO)

r

T

i

R

= V

RRM

800, 1200, 1400 V

1800, 2000 V

+ 100 V

400 A
250 A

6,3 kA

max. 1,57 V

0,8 V

0,85 mΩ

max. 30 mA

Thermische Eigenschaften Thermal properties

Innerer Widerstand thermal resistance, junction Θ = 180° sin R

thJC

max. 0,151 °C/W

to case DC max. 0,145 °C/W
Übergangs-Wärmewiderstand thermal resistance,case to heatsink R
Höchstzul.Sperrschichttemperatur max. junction temperature t
Betriebstemperatur operating temperature t
Lagertemperatur storage temperature t

thCK

vj max

c op

stg

max. 0,04 °C/W

180 °C

-40...+180 °C

-40...+180 °C

Mechanische Eigenschaften Mechanical properties

Si-Element mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact ∅ = 21 mm (∅ 23 mm)1)
Anzugsdrehmoment tightening torque Gehäuseform/case design B M 20 Nm
Anpreßkraft clamping force Gehäuseform/case design E F 3,5 kN
Gewicht weight G typ. 175 g
Kriechstrecke creepage distance 12 mm
Feuchteklasse humidity classification DIN 40040 C
Schwingfestigkeit vibration resistance f = 50 Hz 50 m/s
Maßbild outline Seite/page
Polarität polarity Anode=Gehäuse/case

1) Durchmesser 23 mm nur für V
diameter 23 mm only for V

= 2000 V

RRM

RRM

= 2000 V

2

D 251 N

1000

1,0

800

i

[A]

F

600

400

200

0

0,5 1,0 1,5 2,0

v

[V]

D251N_1

F

Bild/Fig. 1
Grenzdurchlaßkennlinie
Limiting forward characteristic iF = f (vF)

tvj= °C
tvj= 25 °C

⌠

i²dt

⌡

(normiert)

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

t

[ms]

D251K_4

p

Bild / Fig. 2
Normiertes Grenzlastintegral / Normalized i²t

∫

i²dt = f(tp)

F(0V)M

I

I

F(0V)M

7

6

[kA]

5

4

3

2

1

0

0

D251N_5

0,1

Bild / Fig. 3
Grenzstrom / Maximum overload forward current IF(0V)M = f(t)
1 - IFAV(vor) = 0 A; tvj = tC = 25 °C
2 - IFAV(vor) = 250 A; tC = 130 °C; tvj = 180 °C
a - vR ≤ 50 V
b - vR = 0,5 VRRM
c - vR = 0,8 VRRM

0,2

8

I

v

R

I

F(0V)M

[kA]

7

6

F(0V)M

v

R

5

1a

1b1c+

+

4

1a

1b1c+

+

2b

2a

3

2a
2b

2c

2

2c

1

0

0,3

t

[s]

0

D251N_6

0,1

0,2

t

[s]

0,3

Bild / Fig. 4
Grenzstrom / Maximum overload forward current IF(0V)M = f(t)
1 - IFAV(vor) = 0 A; tvj = tC = 25 °C
2 - IFAV(vor) = 250 A; tC = 130 °C; tvj = 180 °C
a - vR ≤ 50 V
b - vR = 0,5 VRRM
c - vR = 0,8 VRRM

D 251 N

0,06

0,05

∆

R

thJC

Θ

T

[°C/W]

0,04

0,03

0,02

0,01

Θ

0

30

D251N_3

T

60

90

Bild / Fig. 5
Differenz zwischen den Wärmewiderständen
für Pulsstrom und DC
Difference between the values of thermal resistance for
pulse current and DC
Parameter: Stromkurvenform / Current waveform

120

4

10

9
8
7

6

5

Q
[µAs]

Θ

T

150

Θ

[°el]

180

4

r

3

[A]

10

10

3

2

0,1

2

9

8

7
6

5
4
3

2

D251N_7

i

FM

1

10 100

/dt

-di

[A/µs]

F

800
400

200

100

50

25

Bild / Fig. 6
Sperrverzögerungsladung / Recovered charge Qr = f(-diF/dt)
tvj = tvjmax; vR≤0,5 VRRM; VRM = 0,8 VRRM
Beschaltung / Snubber: C = 0,47 µF; R = 8,2 Ω
Parameter: Durchlaßstrom / Forward current iFM

Z

(th)JC

[°C/W]

0,20

0,18

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0

10

D251N_2

-3

10

-2

10

-1

10

Bild / Fig. 7
Transienter innerer Wärmewiderstand
Transient thermal impedance ZthJC = f(t), DC
1 - Beidseitige Kühlung / Two-sided cooling
2 - Anodenseitige Kühlung / Anode-sided cooling
3 - Kathodenseitige Kühlung / Cathode-sided cooling

Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes ZthJC für DC
Analytical elements of transient thermal impedance ZthJC for DC

1

Pos. n
Rthn °C/W

τn [s]

1 2 3 4 5 6 7

0,0008
0,000161

0,00622
0,00171

0,0121
0,0171

0,00408
0,149

0,0624
0,263

0 0,0311,0283
0,946 2,79

Analytische Funktion / Analytical function:

max

n

ZthJC = Rthn(1-EXP(-t/τn))

Σ

n=1

0

10

1

10

2

t [s]

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