CM300DX-24S1

<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
大電力スイッチング用
絶縁形
コレクタ電流 IC
....................................... 3 0 0 A
コレクタ・エミッタ間電圧 V CES ............... 1 2 0 0 V
最大接合温度 T jmax ............................... 1 7 5 °C
●フラットベース形
●銅ベース板(めっきレス)
●スズめっきピン端子
●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
単位:mm
TERMINAL t=0.8
SECTION A
DETAIL B
SECTION C-C
接続図
9
8
Terminal code
Tr2
10
7
Di1
Di2
11
6
Tr1
NTC
Th
1
2014.07 作成
2
3
4
5
1
CMH-10295
Ver.1.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
TH1
TH2
G1
Es1
Cs1
C2E1
C2E1
G2
Es2
E2
C1
Tolerance otherwise specified
Division of Dimension
3
Tolerance
0.5
to
±0.2
over
3
to
6
±0.3
over
6
to
30
±0.5
over
30
to 120
±0.8
over 120
to 400
±1.2
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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
1200
V
VGES
ゲート・エミッタ間電圧
C-E 間短絡
± 20
V
IC
項目
条件
コレクタ電流
ICRM
パルス, 繰返し
コレクタ損失
Pt ot
IE
(注1)
IERM
(注1)
(注2, 4)
直流, TC=107 °C
TC=25 °C
直流
エミッタ電流
300
(注3)
A
600
(注2,4)
1850
(注2)
W
300
パルス, 繰返し
(注3)
A
600
モジュール
定格値
単位
Visol
記号
絶縁耐電圧
項目
全端子・ベース板間, 実効値, f=60 Hz, AC 1 分間
条件
4000
V
Tj m ax
最大接合温度
瞬時動作(過負荷等)
175
TCmax
最大ケース温度
(注4)
125
°C
Tjop
動作接合温度
連続動作
-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
ICES
コレクタ・エミッタ間遮断電流
VCE=VCES, G-E 間短絡
IGES
ゲート・エミッタ間漏れ電流
VGE=VGES, C-E 間短絡
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
IC=300 A, VGE=15 V,
V C E sa t
(Terminal)
コレクタ・エミッタ間飽和電圧
V C E sa t
(Chip)
Cies
入力容量
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
VEC
T j =25 °C
(Chip)
-
1.0
mA
-
-
0.5
μA
5.4
6.0
6.6
V
-
1.80
2.25
-
2.00
-
-
2.05
-
IC=300 A,
T j =25 °C
-
1.70
2.15
VGE=15 V,
T j =125 °C
-
1.90
-
(注6)
T j =150 °C
-
1.95
-
-
-
30
-
-
6.0
-
-
0.5
IE=300 A, G-E 間短絡,
エミッタ・コレクタ間電圧
-
T j =125 °C
RG=0 Ω, 誘導負荷
(注1)
最大
T j =150 °C
VCC=600 V, IC=300 A, VGE=±15 V,
(注1)
標準
(注6)
VCC=600 V, IC=300 A, VGE=15 V
-
630
-
-
-
800
-
-
200
-
-
600
-
-
300
T j =25 °C
-
2.60
3.40
試験回路図参照,
T j =125 °C
-
2.16
-
(注6)
T j =150 °C
-
2.10
-
IE=300 A,
単位
最小
試験回路図参照,
VCE=10 V, G-E 間短絡
(Terminal)
VEC
規格値
条件
T j =25 °C
-
2.50
3.30
G-E 間短絡,
T j =125 °C
-
2.06
-
(注6)
T j =150 °C
-
2.00
-
V
V
nF
nC
ns
V
V
trr
(注1)
逆回復時間
VCC=600 V, IE=300 A, VGE=±15 V,
-
-
300
ns
Qrr
(注1)
逆回復電荷
RG=0 Ω, 誘導負荷
-
8.0
-
μC
Eon
ターンオンスイッチング損失
VCC=600 V, IC=IE=300 A,
-
26.7
-
E of f
ターンオフスイッチング損失
VGE=±15 V, RG=0 Ω, T j =150 °C,
-
35.7
-
逆回復損失
誘導負荷, 1 パルスあたり
-
18.6
-
mJ
-
-
0.9
mΩ
-
6.5
-
Ω
Err
(注1)
R CC'+EE'
内部配線抵抗
rg
内部ゲート抵抗
主端子-チップ間, 1 素子あたり,
TC=25 °C
(注4)
1 素子あたり
2014.07 作成
2
CMH-10295
Ver.1.1
mJ
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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)
R25
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
電力損失
P25
規格値
条件
TC=25 °C
(注4)
(注6)
(注4)
最大
単位
最小
標準
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
-
-
81
-
-
130
-
15
-
単位
K/kW
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
m
質量
-
-
350
-
g
17
-
-
18.5
-
-
ds
沿面距離
da
空間距離
ec
ベース板平面度
端子間
端子・ベース板間
端子間
端子・ベース板間
X, Y 各中心線上
(注8)
注 1.
2.
3.
4.
10
-
-
16.3
-
-
±0
-
+100
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)2.6×10 又は 呼び径(φ)2.6×12,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。
2014.07 作成
3
CMH-10295
Ver.1.1
mm
mm
μm
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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
VCC
電源電圧
C1-E2 端子間
VGEon
ゲート(駆動)電圧
G1-Es1/G2-Es2 端子間
RG
外部ゲート抵抗
1 素子あたり
チップ配置図 (Top view)
最小
標準
最大
単位
-
600
850
V
13.5
15.0
16.5
V
0
-
15
Ω
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位置を示します。
2014.07 作成
4
CMH-10295
規格値
Ver.1.1
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
大電力スイッチング用
絶縁形
iE
vGE
11
5
90 %
0V
iE
0
IE
+
6,7
iC
VCC
t
90 %
RG
0A
Irr
vCE
0
vGE
-VGE
0.5×I r r
8
iC
10%
0A
9
10
tr
td(on)
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
trr
~
~
4
+VGE
Q r r =0.5×I r r ×t r r
t
Load
3
-VGE
~
~
試験回路及び試験波形
VCC
IEM
vEC
ICM
VCC
vCE
VCC
t
0A
0.1×ICM
0.1×VCC
0.1×VCC
0
0.02×ICM
0
t
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
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)
11
11
VGE=15 V
V
G-E 間
短絡
3
IC
3
V
V
6,7
6,7
G-E 間
短絡
Tr1
10
9
10
Di2
Di1
VEC 試験回路
5
Ver.1.1
IE
8
9
V C E s a t 試験回路
CMH-10295
6,7
G-E 間
短絡
10
Tr2
2014.07 作成
V
4
4
8
9
10
3
6,7
IC
8
9
IE
G-E 間
短絡
VGE=15 V
8
G-E 間 5
短絡
5
3
4
4
11
11
G-E 間 5
短絡
5
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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
3.5
VGE=20 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
10 V
200
9V
100
0
2
4
6
8
T j =150 °C
2.5
T j =125 °C
2
T j =25 °C
1.5
1
0.5
0
10
100
200
300
400
500
コレクタ・エミッタ間電圧 VCE V)
コレクタ電流 IC (A)
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
(代表例)
フリーホイールダイオード順特性
(代表例)
(チップ)
T j =25 °C
600
(チップ)
G-E間短絡
1000
10
8
IC=600 A
エミッタ電流 IE (A)
(V)
3
0
0
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCEsat
(チップ)
VGE=15 V
600
IC=300 A
6
IC=120 A
4
T j =150 °C
100
T j =25 °C
2
T j =125 °C
10
0
6
8
10
12
14
ゲート・エミッタ間電圧
16
18
0
20
2014.07 作成
6
CMH-10295
Ver.1.1
0.5
1
1.5
2
2.5
3
エミッタ・コレクタ間電圧 VEC (V)
VGE (V)
3.5
4
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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)
スイッチング時間特性
(代表例)
VCC=600 V, VGE=±15 V, RG=0 Ω, 誘導負荷
---------------: T j =150 °C, - - - - -: T j =125 °C
VCC=600 V, IC=300 A, VGE=±15 V, 誘導負荷
---------------: T j =150 °C, - - - - -: T j =125 °C
10000
10000
100
1000
tr
tf
td(on)
100
100
100
td(off)
tf
100
1
10
1000
10
0.1
1000
コレクタ電流 IC (A)
10
100
(Ω)
スイッチング損失特性
(代表例)
スイッチング損失特性
(代表例)
VCC=600 V, VGE=±15 V, RG=0 Ω, 誘導負荷, 1パルスあたり
---------------: T j =150 °C, - - - - -: T j =125 °C
VCC=600 V, IC/IE=300 A, VGE=±15 V, 誘導負荷, 1パルスあたり
---------------: T j =150 °C, - - - - -: T j =125 °C
1000
E off
Eon
10
1
100
Eon
(mJ)
10
逆回復損失 (mJ)
100
スイッチング損失 E o f f , 逆回復損失 (mJ)
100
Err
スイッチング損失 (mJ)
1
外部ゲート抵抗 RG
1000
100
10
E off
Err
1
0.1
10
100
10
1000
2014.07 作成
Ver.1.1
1
外部ゲート抵抗 RG
7
CMH-10295
1
0.1
コレクタ電流 IC (A)
エミッタ電流 IE (A)
スイッチング時間 tr, td(on) (ns)
td(off)
tr
10
(Ω)
100
スイッチング損失 E o n
10
スイッチング時間 tf, td(off) (ns)
(ns)
1000
スイッチング時間 tr
スイッチング時間 td(on), tf, td(off) (ns)
td(on)
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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)
G-E間短絡, T j =25 °C
VCC=600 V, VGE=±15 V, RG=0 Ω, 誘導負荷
---------------: T j =150 °C, - - - - -: T j =125 °C
10000
100
1000
Cies
trr
10
(ns)
(A)
Coes
100
Irr
容量
1
Cres
trr
(nF)
1000
Irr
100
10
0.1
0.01
10
0.1
1
10
1
10
100
100
コレクタ・エミッタ間電圧 VCE (V)
エミッタ電流 IE (A)
ゲート容量特性
(代表例)
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 =81 K/kW, R t h (j - c ) D =130 K/kW
VCC=600 V, IC=300 A, T j =25 °C
20
1
NORMALIZED TRANSIENT THERMAL IMPEDANCE Z t h ( j - c )
ゲート・エミッタ間電圧 VGE (V)
1000
15
10
5
0
0
200
400
600
ゲート容量 QG
800
1000
8
CMH-10295
Ver.1.1
0.01
0.001
0.00001
0.0001
0.001
0.01
時間
(nC)
2014.07 作成
0.1
(S)
0.1
1
10
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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
50
75
100
125
温度 T (°C)
2014.07 作成
9
CMH-10295
Ver.1.1
<IGBTモジュール>
CM300DX-24S1
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。
本資料ご利用に際しての留意事項
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2014.07 作成
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CMH-10295
Ver.1.1