特長 1 第 5 世代フルゲートタイプ CSTBT TM 搭載 3 CSTBT TM のチップ表面温度を検出する過熱保護を採用 IPM の各保護 ( 短絡 過熱 制御電源電圧低下 ) において上下アームからエラー信号出力可能 4 シリーズとのパッケージ互換 IGBT ゲート駆動回路内蔵 短絡 過熱及び制御電源電圧低下の検知 保護 エラー信号出力機能搭載 用途 インバーター サーボ等モータ制御 外形図 単位 :mm 1 11 年 11 月
等価回路図 CC TjA TjK AMP IGBT FWDi SK CE1 CC TjA TjK AMP IGBT FWDi SK E 最大定格 ( 指定のない場合は T j =5 C) インバータ部 記号項目条件定格値単位 CES コレクタ エミッタ間電圧 D =15, C =15 1 I C T C =5 C 3 コレクタ電流パルス 6 I CRM P tot コレクタ損失 T C =5 C 1785 W I E エミッタ電流 T C =5 C 3 I ERM フリーホイールダイオード順特性パルス 6 T j 接合温度 - ~ +15 C *:T C 測定点はチップ直下です A A 制御部記号 項 目 条 件 定 格 値 単位 D 制御電源電圧 -, - 端子間 C 入力電圧 -, - 端子間 FO エラー出力印加電圧 -, - 間 I FO エラー出力電流, 端子のシンク電流値 ma 11 年 11 月
全システム記号 項 目 条 件 定 格 値 単位 CC(PR) 電源電圧自己保護範囲 D =13.5~16.5 ( 短絡保護 ) インバータ部,T j = 15 C スタート 8 CC(surge) 電源電圧 ( サージ ) -E 端子間, サージ時 1 T C 動作モジュール温度 -~+1 C T stg 保存温度 -4~+15 C isol 絶縁耐力 正弦波電圧,6Hz, 充電部 -ベース板間,A 分間, RMS 5 *:T C 測定点はチップ直下です 熱抵抗 規格値記号項目条件最小標準最大 R th(j-c)q インバータ IGBT (1 素子当り ) ( 注 1) - -.7 接合 ケース間熱抵抗インバータ FWDi (1 素子当り ) ( 注 1) - -.17 R th(j-c)d R th(c-s) 接触熱抵抗 ケース ヒートシンク間, グリース塗布 (1 モジュール ) 注 1.T C 測定点はチップ直下です 熱設計の際 この値を使用する場合は R th(s-a) もチップ直下で測定した値をご使用ください ( 注 1) -.18 - 単位 K/W 電気的特性 ( 指定のない場合は T j =5 C) インバータ部 記号 項 目 条 件 規格値最小標準最大 単位 CEsat コレクタ エミッタ間飽和電圧 D =15, I C =3A T j =5 C - 1.65.15 C =, パルス図 1 T j =15 C - 1.85.35 EC エミッタ コレクタ間電圧 I E =3A, D =15, C =15 図 -.3 3.3 t on.3.8. t D =15, C = 15 rr -.3.8 t c(on) スイッチング時間 CC =6, I C =3A -.4 1. T j =15 C t off 誘導負荷図 3, 4 -.4 3.3 μs -.4 1. t c(off) T j =5 C - - 1 I CES コレクタ エミッタ遮断電流 CE = CES, D =15, C =15 図 5 ma T j =15 C - - 1 3 11 年 11 月
制御部 記号項目条件 I D 回路電流 D =15, C =15 規格値 最小標準最大 - - 4 - - 4 th(on) 入力オンしきい電圧 1. 1.5 1.8 -, - 端子間入力オフしきい電圧 1.7..3 th(off) 短絡保護トリップレベル - T j 15 C, D =15 図 3, 6 45 - - A t off() 短絡電流遮断遅れ時間 D =15 図 3, 6 -. - μs トリップレベル 135 - - 過熱保護 IGBT チップ温度を検知ヒステリシス - - (hys) U t トリップレベル 11.5 1. 1.5 制御電源電圧低下保護 - T j 15 C U r リセットレベル - 1.5 - I FO(H) - -.1 エラー出力電流 D =15, FO =15 ( 注 ) - 1 15 I FO(L) t FO エラー出力パルス幅 D =15 ( 注 ) 1. 1.8 - ms ( 注 ) エラー出力は 短絡保護 過熱保護 制御電源電圧低下保護のとき出力する 短絡保護 過熱保護 制御電源電圧低下保護のエラー出力は 上下アームから出力する 短絡保護のエラー出力は パルスにて出力する 過熱保護 制御電源電圧低下保護は エラー出力パルス幅以上 基準レベルを越えた時間 エラー出力する 単位 ma C ma 機械的定格 特性 記号 項 目 条 件 規格値最小標準最大 単位 M s 取付けネジ M6 3.9 4.9 5.88 締付けトルク強度主端子ネジ M6 3.9 4.9 5.88 M t m 質量 - - 51 - g N m 推奨使用条件記号 項 目 条 件 推 奨 値 単位 CC 電源電圧 -E 端子間 8 D 制御電源電圧 -, - 端子間 ( 注 3) 15.±1.5 C(ON) 入力オン電圧.8 -, - 端子間入力オフ電圧 4. C(OFF) f PWM PWM 制御入力周波数 3φ 正弦波 PWM 制御方式 IPM 入力信号 khz t dead 上下アーム休止時間 IPM 入力信号 図 7 3.5 μs ( 注 3) 制御電源電圧の許容リプル値 :dv/dt ±5/μs, 振幅 P-P 4 11 年 11 月
試験回路 試験時の注意 1. 制御電源を投入するときは あらかじめ入力端子を抵抗等でそれぞれの制御電源にプルアップして 入力信号がオフレベルから起動するようにし その後 入力信号をオン オフレベルに設定してください また 試験対象でないアームも制御電源を供給し 入力信号を全てオフレベルとしてください. 試験は IPM の自己保護動作による遮断時のサージ電圧が定格電圧 CES を越えないように注意してください ( カーブトレーサによる試験は 避けてください ) (C) (C) *1 *1 D F *O C *I Ic D F *O C *I I E -Ic *C *C E1(E) E1(E) 図 1. CEsat 試験 図. EC 試験 D1 D1 cc E1C cc E1C D D E E Ic Ic 図 3. スイッチング時間, 試験 図 4. スイッチング時間試験波形 (C) A D *1 F *O pulse CE C *I *C E1(E) 図 5.I CES 試験 図 6. 試験波形 図 7. デッドタイム 5 11 年 11 月
D1 k cc E1C (U) + - cc k cc D E k cc D3 E1C () M k cc D4 E k cc D5 E1C (W) k cc D6 E 図 8. 応用回路例 安全に ご使用頂くための注意事項 ホトカプラと IPM の端子間配線はできるだけ短くし ホトカプラの 1 次間の浮遊容量を増加させないパターンレイアウトとしてください 高速ホトカプラ :t PLH t PHL.8μs 高 CMR タイプをご使用ください また IPM との配線はできるだけ短くし 浮遊容量を最小とするレイアウトでご使用ください 低速ホトカプラ :CTR1~% のものをご使用ください 各制御電源は 瞬時変動の小さい 絶縁したものを 6 個独立して供給してください また 各制御電源端子には高周波インピーダンスの低いコンデンサを近接して取付けるなどして 過渡的な電圧変動をできるだけ小さくしてご使用ください -E 間の直流母線はできるだけ低インピーダンス化し かつモジュールの -E 端子間にコンデンサを接続するなどして サージ電圧を低減してください 6 11 年 11 月
定格特性図 出力特性 コレクタ エミッタ間飽和電圧特性 3 Tj=5 C.5 コレクタ電流 IC(A) 5 15 1 5 D =17 D =13 D =15 コレクタ エミッタ間飽和電圧 CEsat() 1.5 1.5 D =15 Tj=5 C Tj=15 C.5 1. 1.5. 5 1 15 5 3 コレクタ エミッタ間電圧 CE () コレクタ電流 I C (A) コレクタ エミッタ間飽和電圧 - 制御電源電圧特性 ダイオード部順方向特性.5 3 I C =3A D =15 コレクタ エミッタ間飽和電圧 CEsat(). 1.5 Tj=5 C Tj=15 C エミッタ電流 IE(A) 5 15 1 5 Tj=5 C Tj=15 C 1. 1 13 14 15 16 17 18 制御電源電圧 D ().5 1 1.5.5 3 エミッタ コレクタ間電圧 EC () 7 11 年 11 月
スイッチング特性 スイッチング特性 1. 1 toff tc(off) cc=6 D =15 スイッチング時間 ton, toff (μs) 1. ton cc=6 D =15 Tj=5 C Tj=15 C スイッチング時間 tc(on), tc(off) (μs) 1.1 tc(on) Tj=5 C Tj=15 C Inductive Load Inductive Load.1 1 1 1.1 1 1 1 コレクタ電流 I C (A) コレクタ電流 I C (A) スイッチング損失特性 ダイオード部逆回復特性 スイッチング損失 Eon, Eoff (mj/pulse) 4 35 3 5 15 1 5 cc=6 D =15 Tj=5 C Tj=15 C Inductive Load Eon Eoff 5 1 15 5 3 35 逆回復時間 trr (μs).6.5.4.3..1 cc=6 D =15 Tj=5 C Tj=15 C Inductive Load Irr 5 1 15 5 3 35 trr 4 16 1 8 4 逆回復電流 Irr (A) コレクタ電流 I C (A) エミッタ電流 I E (A) 8 11 年 11 月
ダイオード部逆回復損失特性 回路電流 - キャリア周波数特性 9 逆回復損失 Err (mj/pulse) 18 16 14 1 1 8 6 4 cc=6 D =15 Tj=5 C Tj=15 C Inductive Load 回路電流 ID (ma) 8 7 6 5 4 3 D =15 Tj=5 C Tj=15 C 1 1 3 4 エミッタ電流 I E (A) 5 1 15 5 キャリア周波数 f C (khz) U トリップレベル T j 特性 トリップレベル T j 特性 18 Ut Ur 1.8 D =15 Ut / Ur () 16 14 1 1 8 6 4 ( of Tj=5 C is normalized 1) 1.6 1.4 1. 1.8.6.4. -5 5 1 15 T j ( C) -5 5 1 15 T j ( C) 9 11 年 11 月
過渡熱インピーダンス特性 1 過渡熱インピーダンス Zth(j-c).1.1 Single Pulse IGBT Part; Per unit base: Rth(j-c)Q=.7K/W FWDi Part; Per unit base: Rth(j-c)D=.17K/W.1.1.1.1.1.1 1 1 時間 (s) 1 11 年 11 月
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