Technische Information / Technical Information
V
g
y
IGBT-Module
IGBT-Modules
FP15R12KE3
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties
Höchstzulässige Werte / Maximum rated values
Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier
Periodische Rückw. Spitzensperrspannung
repetitive peak reverse voltage
Durchlaßstrom Grenzeffektivwert pro Chip
RMS forward current per chip
Gleichrichter Ausgang Grenzeffektivstrom
maximum RMS current at Rectifier output
Stoßstrom Grenzwert
surge forward current
Grenzlastintegral
2
I
t - value
Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
collector-emitter voltage
Kollektor-Dauergleichstrom
DC-collector current
Periodischer Kollektor Spitzenstrom
repetitive peak collector current
Gesamt-Verlustleistung
total power dissipation
Gate-Emitter-Spitzenspannung
gate-emitter peak voltage
Diode Wechselrichter/ Diode Inverter
Dauergleichstrom
DC forward current
Periodischer Spitzenstrom
repetitive peak forw. current
Grenzlastintegral
2
t - value
I
Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper
Kollektor-Emitter-Sperrspannung
collector-emitter voltage
Kollektor-Dauergleichstrom
DC-collector current
Periodischer Kollektor Spitzenstrom
repetitive peak collector current
Gesamt-Verlustleistung
total power dissipation
Gate-Emitter-Spitzenspannung
gate-emitter peak voltage
Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper
Dauergleichstrom
DC forward current
Periodischer Spitzenstrom
repetitive peak forw. current
=25°C V
T
vj
T
=80°C I
C
T
=80°C I
C
t
= 10 ms, T
P
t
= 10 ms, T
P
t
= 10 ms, T
P
= 10 ms, T
t
P
T
=25°C V
vj
T
= 80°C I
C
= 25 °C I
T
C
t
= 1 ms, TC =80°C I
P
T
= 25°C P
C
t
= 1 ms I
P
= 0V, tp = 10ms, Tvj = 125°C
V
R
=25°C V
T
vj
T
= 80 °C I
C
= 25 °C I
T
C
= 1 ms, TC = 80°C I
t
P
T
= 25°C P
C
t
= 1 ms I
P
= 25°C I
vj
= 150°C
vj
= 25°C
vj
= 150°C
vj
RRM
FRMSM
RMSmax
FSM
2
I
t
CES
C,nom.
C
CRM
tot
V
GES
I
F
FRM
2
I
t
CES
C,nom.
C
CRM
tot
V
GES
I
F
FRM
orläufi
Preliminar
1600 V
25 A
36 A
196 A
158 A
192
125
1200 V
15 A
27 A
30 A
89 W
+/- 20V V
15 A
30 A
44
1200 V
15 A
27 A
30 A
89 W
+/- 20V V
15 A
30 A
A2s
A
A2s
2
s
prepared by: Thomas Passe date of publication: 2002-02-13
approved by: Ingo Graf revision: 6
1(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Modul Isolation/ Module Isolation
Isolations-Prüfspannung
insulation test voltage
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties
Charakteristische Werte / Characteristic values
Diode Gleichrichter/ Diode Rectifier
Durchlaßspannung
forward voltage
Schleusenspannung
threshold voltage
Ersatzwiderstand
slope resistance
Sperrstrom
reverse current
Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip
lead resistance, terminals-chip
FP15R12KE3
RMS, f = 50 Hz, t = 1 min.
NTC connected to Baseplate
T
= 150°C, IF =
vj
T
= 150°C V
vj
T
= 150°C r
vj
T
= 150°C, VR =
vj
T
= 25°C R
C
15 A
1600 V
Vorläufig
Preliminary
V
ISOL
min. typ. max.
V
(TO)
I
AA'+CC'
- 1,05 - V
F
- 0,80 - V
-15-
T
-5-mA
R
- 11 - mW
2,5 kV
mW
Transistor Wechselrichter/ Transistor Inverter
Kollektor-Emitter Sättigungsspannung
collector-emitter saturation voltage
Gate-Schwellenspannung
gate threshold voltage
Eingangskapazität
input capacitance
Kollektor-Emitter Reststrom
collector-emitter cut-off current
Gate-Emitter Reststrom
gate-emitter leakage current
Einschaltverzögerungszeit (ind. Last)
turn on delay time (inductive load)
Anstiegszeit (induktive Last)
rise time (inductive load)
Abschaltverzögerungszeit (ind. Last)
turn off delay time (inductive load)
Fallzeit (induktive Last)
fall time (inductive load)
Einschaltverlustenergie pro Puls
turn-on energy loss per pulse
Abschaltverlustenergie pro Puls
turn-off energy loss per pulse
Kurzschlußverhalten
SC Data
V
= 15V, Tvj = 25°C, IC =
GE
= 15V, Tvj = 125°C, IC =
V
GE
V
= VGE, Tvj = 25°C, IC =
CE
f = 1MHz, T
V
CE
V
GE
V
CE
I
= I
C
V
GE
V
GE
I
= I
C
V
GE
V
GE
I
= I
C
V
GE
V
GE
I
= I
C
V
GE
V
GE
I
= I
C
V
GE
= 25°C
vj
= 25 V, VGE = 0 V
= 0V, Tvj =125°C, VCE =
= 0V, VGE =20V, Tvj =25°C I
, VCC =
Nenn
= ±15V, Tvj = 25°C, RG =
= ±15V, Tvj = 125°C, RG =
, VCC =
Nenn
= ±15V, Tvj = 25°C, RG =
= ±15V, Tvj = 125°C, RG =
, VCC =
Nenn
= ±15V, Tvj = 25°C, RG =
= ±15V, Tvj = 125°C, RG =
, VCC =
Nenn
= ±15V, Tvj = 25°C, RG =
= ±15V, Tvj = 125°C, RG =
, VCC =
Nenn
= ±15V, Tvj = 125°C, RG =
L
I
= I
, VCC =
C
Nenn
= ±15V, Tvj = 125°C, RG =
V
GE
L
t
£ 10µs, VGE £ 15V, RG =
P
T
£125°C, V
vj
15 A
15 A - 2 - V
0,5mA
1200V
600 V
68 Ohm
68 Ohm - 57 - ns
600 V
68 Ohm
68 Ohm - 40 - ns
600 V
68 Ohm
68 Ohm - 421 - ns
600 V
68 Ohm
68 Ohm - 87 - ns
600 V
68 Ohm
=
80 nH
S
600 V
68 Ohm
=
80 nH
S
68 Ohm
=
720 V
CC
min. typ. max.
V
CE sat
V
4,5 5,5 6,5 V
GE(TO)
C
ies
I
CES
GES
t
d,on
t
r
t
d,off
t
f
E
on
E
off
I
SC
- 1,7 2,15 V
- 1,0 - nF
- 5,0
-mA
- - 400 nA
-56-ns
-30-ns
- 337 - ns
-66-ns
- 2,2 - mWs
- 1,6 - mWs
-68- A
2(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Elektrische Eigenschaften / Electrical properties
Charakteristische Werte / Characteristic values
Modulinduktivität
stray inductance module
Modul Leitungswiderstand, Anschlüsse-Chip
lead resistance, terminals-chip
FP15R12KE3
T
= 25°C R
C
Vorläufig
Preliminary
min. typ. max.
L
CC'+EE'
- - 40 nH
sCE
- 14 - mW
Diode Wechselrichter/ Diode Inverter
V
Durchlaßspannung
forward voltage
Rückstromspitze
peak reverse recovery current
Sperrverzögerungsladung
recovered charge
Abschaltenergie pro Puls
reverse recovery energy
= 0V, Tvj = 25°C, IF =
GE
= 0V, Tvj = 125°C, IF =
V
GE
I
, - diF/dt =
F=INenn
= -10V, Tvj = 25°C, VR =
V
GE
= -10V, Tvj = 125°C, VR =
V
GE
I
, - diF/dt =
F=INenn
= -10V, Tvj = 25°C, VR =
V
GE
= -10V, Tvj = 125°C, VR =
V
GE
I
, - diF/dt =
F=INenn
= -10V, Tvj = 25°C, VR =
V
GE
= -10V, Tvj = 125°C, VR =
V
GE
15 A
15 A - 1,7 - V
500 A/us
600 V
600 V - 16 - A
500 A/us
600 V
600 V - 2,8 - µAs
500 A/us
600 V
600 V - 1 - mWs
Transistor Brems-Chopper/ Transistor Brake-Chopper
V
Kollektor-Emitter Sättigungsspannung
collector-emitter saturation voltage
Gate-Schwellenspannung
gate threshold voltage
Eingangskapazität
input capacitance
Kollektor-Emitter Reststrom - 5,0 - mA
collector-emitter cut-off current
Gate-Emitter Reststrom
gate-emitter leakage current
= 15V, Tvj = 25°C, IC =
GE
= 15V, Tvj = 125°C, IC =
V
GE
V
= VGE, Tvj = 25°C, IC =
CE
f = 1MHz, T
V
CE
V
GE
V
CE
= 25°C
vj
= 25 V, VGE = 0 V
= 0V, Tvj = 125°C, VCE =
= 0V, VGE = 20V, Tvj = 25°C I
15,0 A
15,0 A - 2 - V
0,5mA
1200V
Diode Brems-Chopper/ Diode Brake-Chopper
T
Durchlaßspannung
forward voltage
= 25°C, IF =
vj
= 125°C, IF =
T
vj
15A
15A - 2,15 - V
min. typ. max.
V
F
I
RM
Q
r
E
rec
min. typ. max.
V
CE sat
V
4,5 5,5 6,5 V
GE(TO)
C
ies
GES
min. typ. max.
V
F
- 1,7 2,1 V
-18- A
- 1,6 - µAs
- 0,5 - mWs
- 1,7 2,15 V
- 1,1 - nF
- - 400 nA
- 2,05 2,65 V
NTC-Widerstand/ NTC-Thermistor
Nennwiderstand
rated resistance
Abweichung von R
deviation of R
100
100
Verlustleistung
power dissipation
B-Wert
B-value
= 25°C R
T
C
TC = 100°C, R
T
= 25°C P
C
R
= R1 exp [B(1/T2 - 1/T1)] B
2
= 493 W
100
3(12)
min. typ. max.
-5-
25
DR/R
-5 5 %
25
25/50
kW
20 mW
3375 K
Technische Information / Technical Information
g
g
IGBT-Module
IGBT-Modules
Thermische Eigenschaften / Thermal properties
Innerer Wärmewiderstand
thermal resistance, junction to heatsink
Innerer Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode
thermal resistance, junction to case
Übergangs-Wärmewiderstand Gleichr. Diode/ Rectif. Diode l
thermal resistance, case to heatsink
Höchstzulässi
maximum junction temperature
Betriebstemperatur
operation temperature
La
ertemperatur
storage temperature
e Sperrschichttemperatur
FP15R12KE3
Gleichr. Diode/ Rectif. Diode l
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter l
Diode Wechsr./ Diode Inverter - 3,2 - K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake - 1,6 - K/W
Diode Bremse/ Diode Brake - 4,0 - K/W
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter - - 1,4 K/W
Diode Wechsr./ Diode Inverter - - 2,4 K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake - - 1,4 K/W
Diode Bremse/ Diode Brake - - 2,9 K/W
Trans. Wechsr./ Trans. Inverter l
Diode Wechsr./ Diode Inverter - 1 - K/W
Trans. Bremse/ Trans. Brake - 0,3 - K/W
Diode Bremse/ Diode Brake - 1,4 - K/W
=1W/m*K
Paste
=1W/m*K - 1,6 - K/W
grease
=1W/m*K
Paste
=1W/m*K - 0,3 - K/W
grease
Vorläufig
Preliminary
min. typ. max.
R
R
R
thCH
T
T
T
- 1,9 - K/W
thJH
- - 1,9 K/W
thJC
- 0,2 - K/W
- - 150 °C
vj
-40 - 125 °C
op
-40 - 125 °C
stg
Mechanische Eigenschaften / Mechanical properties
Innere Isolation
internal insulation
CTI
comperative tracking index
Anpreßkraft f. mech. Befestigung F N
mounting force
Gewicht
weight
Kontakt - Kühlkörper
terminal to heatsink
Terminal - Terminal
terminal - terminal
Kriechstrecke
creeping distance
Luftstrecke
clearance
Kriechstrecke
creeping distance
Luftstrecke
clearance
G36g
Al
2O3
225
40...80
13,5 mm
12 mm
7,5 mm
7,5 mm
4(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical)
30
25
20
15
[A]
C
I
10
5
0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
Tj = 25°C
Tj = 125°C
FP15R12KE3
V
GE
= 15 V
Vorläufig
Preliminary
VCE [V]
Ausgangskennlinienfeld Wechselr. (typisch) IC = f (VCE)
Output characteristic Inverter (typical)
30
9V
25
20
15
[A]
C
I
10
5
0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
11V
13V
15V
17V
19V
T
= 125°C
vj
VCE [V]
5(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Übertragungscharakteristik Wechselr. (typisch) IC = f (VGE)
Transfer characteristic Inverter (typical)
30
25
20
15
[A]
C
I
10
5
0
4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00
Tj = 25°C
Tj = 125°C
FP15R12KE3
V
CE
Vorläufig
Preliminary
= 20 V
VGE [V]
Durchlaßkennlinie der Freilaufdiode Wechselr. (typisch) IF = f (VF)
Forward characteristic of FWD Inverter (typical)
30
25
20
15
[A]
F
I
10
5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Tj = 25°C
Tj = 125°C
VF [V]
6(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Schaltverluste Wechselr. (typisch) Eon = f (IC), E
Switching losses Inverter (typical) T
8
7
6
5
4
E [mWs]
3
2
1
Eon
Eoff
Erec
FP15R12KE3
= f (IC), E
off
= 125°C, VGE = ±15 V, R
j
= f (IC) V
rec
Vorläufig
Preliminary
=
CC
= R
Goff
=
Gon
600 V
68 Ohm
0
0 5 10 15 20 25 30
IC [A]
Schaltverluste Wechselr. (typisch) Eon = f (RG), E
Switching losses Inverter (typical)
4
3,5
3
2,5
2
E [mWs]
1,5
1
0,5
0
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Eon
Eoff
Erec
Tj = 125°C, VGE = +-15 V , Ic = I
= f (RG), E
off
= f (RG)
rec
, V
nenn
CC
=
600 V
RG [W]
7(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
10,000
[K/W]
1,000
thJH
Z
0,100
0,001 0,01 0,1 1 10
Transienter Wärmewiderstand Wechselr. Z
Transient thermal impedance Inverter
Zth-IGBT
Zth-FWD
FP15R12KE3
= f (t)
thJH
i 1 2 3 4
IGBT: r
[K/W]: 107,8e-3 417,3e-3 538,1e-3 536,8e-3
i
t
FWD: r
[s]: 3e-6 10,56e-3 82,6,3e-3 229,7e-3
i
[K/W]: 208,9e-3 1,05 821,9e-3 1,12
i
t
[s]: 3e-6 78,7e-3 10,16e-3 225,6e-3
i
Vorläufig
Preliminary
t [s]
Sicherer Arbeitsbereich Wechselr. (RBSOA) IC = f (VCE)
Reverse bias save operating area Inverter (RBSOA)
35
T
= 125°C, VGE = ±15V, RG =
vj
68 Ohm
Ic,chip
30
25
20
[A]
C
15
I
10
5
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
VCE [V]
8(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Ausgangskennlinienfeld Brems-Chopper-IGBT (typisch) IC = f (VCE)
Output characteristic brake-chopper-IGBT (typical)
30
25
20
15
[A]
C
I
10
5
0
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
Tj = 25°C
Tj = 125°C
FP15R12KE3
V
Vorläufig
Preliminary
= 15 V
GE
VCE [V]
Durchlaßkennlinie der Brems-Chopper-Diode (typisch) IF = f (VF)
Forward characteristic of brake-chopper-FWD (typical)
30
25
Tj = 25°C
20
15
[A]
F
I
10
5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Tj = 125°C
VF [V]
9(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Durchlaßkennlinie der Gleichrichterdiode (typisch) IF = f (VF)
Forward characteristic of Rectifier Diode (typical)
30
25
20
15
[A]
F
I
10
5
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Tj = 25°C
Tj = 150°C
FP15R12KE3
Vorläufig
Preliminary
]
W
R[
VF [V]
NTC- Temperaturkennlinie (typisch) R = f (T)
NTC- temperature characteristic (typical)
100000
10000
1000
100
0 20 40 60 80 100 120 140
Rtyp
TC [°C]
10(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Schaltplan/ Circuit diagram
Gehäuseabmessungen/ Package outlines
FP15R12KE3
J
Vorläufig
Preliminary
Bohrplan /
drilling layout
11(12)
Technische Information / Technical Information
IGBT-Module
IGBT-Modules
Gehäuseabmessungen Forts. / Package outlines contd.
FP15R12KE3
Mit dieser technischen Information werden Halbleiterbauelemente spezifiziert, jedoch keine
Eigenschaften zugesichert. Diese gilt in Verbindung mit den zugehörigen Technischen Erläuterungen.
This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. It is
valid in combination with the belonging technical notes.
12(12)
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