第5世代IGBTモジュール NXシリーズ CM300DX-12A

<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
コレクタ電流 IC .......................................
コレクタ・エミッタ間電圧 VCES ...............
3 0 0A
6 0 0V
最大接合温度 T jmax ...............................
1 5 0 °C
●フラットベース形
●銅ベース板(めっきレス)
●RoHS 指令対応
●UL Recognized under UL1557, File E323585
2素子入
用途
インバータ装置,サーボアンプ,電源装置 など
外形及び接続図
TERMINAL t=0.8
単位:mm
接続図
SECTION A
39
38
Terminal code
Tolerance otherwise specified
Division of Dimension
Tr2
47
24
Di1
Di2
48
23
Tr1
NTC
Th
1
2014.05 作成
2
15
1
16
22
1
2
15
16
22
23
24
38
39
47
48
TH1
TH2
G1
Es1
Cs1
C2E1
C2E1
G2
Es2
E2
C1
0.5
to
over
3
over
6
over
Tolerance
3
±0.2
to
6
±0.3
to
30
±0.5
30
to 120
±0.8
over 120
to 400
±1.2
: Dimensions with a
Tolerance of
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
最大定格(指定のない場合,Tj=25 °C)
インバータ部 IGBT/FWD
定格値
単位
VCES
記号
コレクタ・エミッタ間電圧
G-E 間短絡
600
V
VGES
ゲート・エミッタ間電圧
C-E 間短絡
± 20
V
IC
項目
コレクタ電流
ICRM
コレクタ損失
Pt ot
IE
(注1)
IERM
(注1)
条件
直流, TC=56 °C
(注2, 4)
300
パルス, 繰返し
(注3)
600
TC=25 °C
直流
エミッタ電流
(注2,4)
A
960
(注2)
W
300
パルス, 繰返し
(注3)
A
600
モジュール
記号
項目
条件
定格値
単位
2500
V
Visol
絶縁耐電圧
全端子・ベース板間, 実効値, f=60 Hz, AC 1 分間
Tj
接合温度
-
-40 ~ +150
Tst g
保存温度
-
-40 ~ +125
°C
電気的特性(指定のない場合,T j =25 °C)
インバータ部 IGBT/FWD
記号
項目
規格値
条件
最小
標準
最大
単位
ICES
コレクタ・エミッタ間遮断電流
VCE=VCES, G-E 間短絡
-
-
1.0
mA
IGES
ゲート・エミッタ間漏れ電流
VGE=VGES, C-E 間短絡
-
-
0.5
μA
V G E (t h )
ゲート・エミッタ間しきい値電圧
IC=30 mA, VCE=10 V
V
5
6
7
T j =25 °C
-
1.7
2.1
T j =125 °C
-
1.9
-
-
1.6
-
-
-
34
-
-
4.0
-
-
1.2
-
800
-
-
-
200
-
-
150
-
-
350
IC=300 A, VGE=15 V,
V C E sa t
コレクタ・エミッタ間飽和電圧
試験回路図参照
(注5)
IC=300 A, VGE=15 V, チップ
(注5)
入力容量
Cies
Coes
出力容量
Cres
帰還容量
QG
ゲート電荷量
td(on)
ターンオン遅延時間
tr
上昇時間
td(off)
ターンオフ遅延時間
tf
下降時間
VCE=10 V, G-E 間短絡
VCC=300 V, IC=300 A, VGE=15 V
VCC=300 V, IC=300 A, VGE=±15 V,
RG=5.1 Ω, 誘導負荷
(注1)
エミッタ・コレクタ間電圧
試験回路図参照
(注5)
IE=300 A, G-E 間短絡, チップ
nF
nC
ns
-
-
600
T j =25 °C
-
2.0
2.8
T j =125 °C
-
1.95
-
-
1.9
-
-
200
ns
μC
IE=300 A, G-E 間短絡,
VEC
V
(注5)
trr
(注1)
逆回復時間
VCC=300 V, IE=300 A, VGE=±15 V,
-
Qrr
(注1)
V
逆回復電荷
RG=5.1 Ω, 誘導負荷
-
9.0
-
Eon
ターンオンスイッチング損失
VCC=300 V, IC=IE=300 A,
-
12.7
-
E of f
ターンオフスイッチング損失
VGE=±15 V, RG=5.1 Ω, T j =125 °C,
-
16.5
-
誘導負荷, 1 パルスあたり
-
2.6
-
mJ
-
1.1
-
mΩ
-
0
-
Ω
Err
(注1)
逆回復損失
R CC'+EE'
内部配線抵抗
rg
内部ゲート抵抗
2014.05 作成
主端子-チップ間, 1 素子あたり,
TC=25 °C
(注4)
1 素子あたり, TC=25 °C
2
(注4)
mJ
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
電気的特性(続き:指定のない場合,T j =25 °C)
NTC サーミスタ部
記号
項目
(注4)
ゼロ負荷抵抗値
TC=25 °C
ΔR/R
抵抗値許容差
R100=493 Ω, TC=100 °C
B(25/50)
B 定数
計算式による値
P25
電力損失
TC=25 °C
R25
規格値
条件
(注4)
(注6)
(注4)
単位
最小
標準
最大
4.85
5.00
5.15
kΩ
-7.3
-
+7.8
%
-
3375
-
K
-
-
10
mW
熱的特性
記号
項目
接合・ケース間, インバータ部 IGBT,
1 素子あたり (注4)
接合・ケース間, インバータ部 FWD,
1 素子あたり (注4)
ケース・ヒートシンク間, 1 モジュールあたり,
Rt h(j -c)Q
熱抵抗
Rt h(j -c)D
Rt h(c-s)
規格値
条件
接触熱抵抗
熱伝導性グリース塗布
(注4,7)
最小
標準
最大
-
-
0.13
-
-
0.22
-
15
-
単位
K/W
K/kW
機械的特性
記号
項目
規格値
条件
最小
標準
最大
単位
Ms
締付けトルク
主端子
M 6 ねじ
3.5
4.0
4.5
N·m
Ms
締付けトルク
取付け
M 5 ねじ
2.5
3.0
3.5
N·m
ds
沿面距離
端子間
11.55
-
-
端子・ベース板間
12.32
-
-
da
空間距離
端子間
10.00
-
-
端子・ベース板間
10.85
-
-
m
質量
-
-
330
-
g
ベース板平面度
X, Y 各中心線上
±0
-
+100
μm
ec
(注8)
注 1.
2.
3.
4.
フリーホイールダイオード(FWD)の定格又は特性を示します。
接合温度は,最大接合温度(T j m a x )以下です。
パルス幅及び繰返し率は,素子の温度上昇が,最大接合温度(T j m a x )を越えない値とします。
ケース温度(T C )及びヒートシンク温度(T s )の定義点は,チップ直下におけるベース板及びヒートシンクの表面です。
チップ中心位置は,チップ配置図のとおりです。
5. パルス幅及び繰返し率は,素子の温度上昇が無視できる値とします。
R
1
1
6. B( 25 / 50) = ln( 25 ) /(
)
−
R 50
T25 T50
-:凹
+:凸
R25:絶対温度 T25 [K] におけるゼロ負荷抵抗値;T25 [K]=25 [°C]+273.15=298.15
R50:絶対温度 T50 [K] におけるゼロ負荷抵抗値;T50 [K]=50 [°C]+273.15=323.15
7. 接触熱抵抗の標準値は,熱伝導率 λ=0.9 W/(m·K) の放熱用グリースを使用したときの値です。
8. ベース板(取付面)平面度測定箇所は,下図のとおりです。
Y
X
取付面
取付面
-:凹
取付面
+:凸
9. プリント基板をスタンドオフにねじ止めする場合は,下記仕様のタッピンねじをご使用ください。
〈呼び径(φ)2.3×10 又は 呼び径(φ)2.3×12, B1 タッピンねじ〉
※ねじの長さは,プリント基板の厚み(t1.6~t2.0)によります。
2014.05 作成
3
mm
mm
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
推奨動作条件
記号
項目
条件
規格値
最小
標準
最大
単位
VCC
電源電圧
C1-E2 端子間
-
300
400
VGEon
ゲート(駆動)電圧
G1-Es1/G2-Es2 端子間
13.5
15.0
16.5
V
RG
外部ゲート抵抗
1 素子あたり
2.0
-
21
Ω
チップ配置図 (Top view)
単位:mm, 公差:±1 mm
Tr1/Tr2: IGBT, Di1/Di2: FWD, Th: NTC サーミスタ
記号は,それぞれのチップの中心を示します。
2014.05 作成
V
4
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
試験回路及び試験波形
vGE
22
90 %
0V
iE
0
IE
+
23,24
iC
VCC
t
90 %
RG
0A
Irr
vCE
0
vGE
-VGE
38
0.5×I r r
10%
iC
0A
39
tr
td(on)
47
tf
td(off)
t
スイッチング特性試験回路及び試験波形
逆回復特性試験波形
iE
iC
iC
ICM
vCE
VCC
0.1×ICM
vEC
VCC
vCE
0.1×VCC
0.02×ICM
0
t
IEM
ICM
VCC
0.1×VCC
0
trr
~
~
16
+VGE
Q r r =0.5×I r r ×t r r
t
Load
15
-VGE
~
~
iE
48
t
ti
ti
IGBT ターンオンスイッチング損失
IGBT ターンオフスイッチング損失
0A
t
0V
t
ti
FWD 逆回復損失
ターンオン / ターンオフスイッチング損失及び逆回復損失試験波形(積分時間説明図)
48
48
G-E 間
短絡
22
VGE=15V
V
G-E 間
短絡
15
IC
15
IE
V
23,24
23,24
IC
38
V
16
16
G-E 間
短絡
G-E 間
短絡
VGE=15V
38
22
15
V
23,24
23,24
G-E 間
短絡
G-E 間
短絡
22
15
16
16
48
48
22
IE
38
38
47
39
47
39
Tr1
Tr2
2014.05 作成
Di2
Di1
VEC 試験回路
V C E s a t 試験回路
5
47
39
47
39
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
特性図
インバータ部
出力特性
(代表例)
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
(代表例)
(チップ)
T j =25 °C
(チップ)
VGE=15 V
600
4
VGE=20 V
13 V
15 V
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCEsat
コレクタ電流 IC (A)
(V)
12 V
500
400
11 V
300
200
10 V
100
9V
8V
0
2
4
6
8
コレクタ・エミッタ間電圧
2
T j =25 °C
1
10
0
100
200
300
400
500
600
コレクタ電流 IC (A)
VCE (V)
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
フリーホイールダイオード順特性
(代表例)
(代表例)
(チップ)
T j =25 °C
(チップ)
G-E間短絡
10
1000
8
IC=300 A
IE (A)
IC=600 A
IC=120 A
エミッタ電流
(V)
T j =125 °C
0
0
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCEsat
3
6
4
T j =125 °C
T j =25 °C
100
2
0
10
6
8
10
12
14
ゲート・エミッタ間電圧
2014.05 作成
16
18
20
0
1
2
エミッタ・コレクタ間電圧
VGE (V)
6
3
VEC (V)
4
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
特性図
インバータ部
スイッチング時間特性
(代表例)
VCC=300 V, VGE=±15 V, RG=5.1 Ω,
T j =125 °C, 誘導負荷
スイッチング時間特性
(代表例)
VCC=300 V, IC=300 A, VGE=±15 V,
T j =125 °C, 誘導負荷
1000
td(off)
100
tf
(ns)
tf
1000
スイッチング時間
スイッチング時間
(ns)
10000
td(on)
td(off)
100
tr
td(on)
tr
10
10
10
100
1000
1
コレクタ電流 IC (A)
10
外部ゲート抵抗
スイッチング損失特性
(代表例)
VCC=300 V, VGE=±15 V, RG=5.1 Ω,
T j =125 °C, 誘導負荷, 1パルスあたり
100
RG
(Ω)
スイッチング損失特性
(代表例)
VCC=300 V, IC/IE=300 A, VGE=±15 V,
T j =125 °C, 誘導負荷, 1パルスあたり
100
100
(mJ)
10
スイッチング損失, 逆回復損失
スイッチング損失, 逆回復損失
(mJ)
Eon
E off
Eon
1
Err
0.1
E off
10
Err
1
0.1
10
100
1000
1
コレクタ電流 IC (A)
外部ゲート抵抗
エミッタ電流 IE (A)
2014.05 作成
10
7
100
RG
(Ω)
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
特性図
インバータ部
容量特性
(代表例)
フリーホイールダイオード逆回復特性
(代表例)
VCC=300 V, VGE=±15 V, RG=5.1 Ω,
T j =125 °C, 誘導負荷
G-E間短絡, T j =25 °C
100
1000
Cies
10
(ns), I r r
容量
(nF)
(A)
Irr
trr
trr
Coes
100
1
Cres
0.1
10
0.1
1
10
コレクタ・エミッタ間電圧
VCE
100
10
ゲート容量特性
(代表例)
1000
最大過渡熱インピーダンス特性
Single pulse, TC=25°C
R t h ( j - c )Q =0.13 K/W, R t h ( j - c ) D =0.22 K/W
IC=300 A, T j =25 °C
20
1
NORMALIZED TRANSIENT THERMAL IMPEDANCE
Zth(j-c)
ゲート・エミッタ間電圧 VGE (V)
100
エミッタ電流 IE (A)
(V)
VCC=200 V
15
VCC=300 V
10
5
0
0
200
400
600
ゲート容量 QG
2014.05 作成
800
1000
0.1
0.01
0.001
0.00001
1200
0.0001
0.001
0.01
時間
(nC)
8
(S)
0.1
1
10
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
特性図
NTC サーミスタ部
温度特性
(代表例)
100
抵抗値
R (kΩ)
10
1
0.1
-50
-25
0
25
温度
2014.05 作成
50
75
100
125
T (°C)
9
<IGBTモジュール>
CM300DX-12A
大電力スイッチング用
絶縁形
安全設計に関するお願い
弊 社 は 品 質 ,信 頼 性 の 向 上 に 努 め て お り ま す が ,半 導 体 製 品 は 故 障 が 発 生 し た り ,誤 動 作 す る 場 合 が あ り
ま す 。弊 社 の 半 導 体 製 品 の 故 障 又 は 誤 動 作 に よ っ て 結 果 と し て ,人 身 事 故 ,火 災 事 故 、社 会 的 損 害 な ど を 生
じ さ せ な い よ う な 安 全 性 を 考 慮 し た 冗 長 設 計 ,延 焼 対 策 設 計 ,誤 動 作 防 止 設 計 な ど の 安 全 設 計 に 十 分 ご 留 意
ください。
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2014.05 作成
10