特長 1 第 5 世代フルゲートタイプ CSTBT TM 搭載 2 CSTBT TM のチップ表面温度を検出する過熱保護を採用 3 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 V シリーズのパッケージ互換 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
等価回路図 C1 V P1 C PI VCC TjA TjK AMP IGBT FWDi F PO SK V PC C2E1 V N1 C NI VCC TjA TjK AMP IGBT FWDi F NO SK V E2 最大定格 ( 指定のない場合は T j =25 ) インバータ部記号項目条件定格値単位 V CES コレクタ エミッタ間電圧 V D =15V, V C =15V 6 V I C コレクタ電流 T C =25 8 I CRM パルス 16 A P tot コレクタ損失 T C =25 25 W I E エミッタ電流 T C =25 8 I ERM フリーホイールダイオード順特性パルス 16 A T j 接合温度 -2 ~ +15 *:T C 測定点はチップ直下です 制御部記号 項 目 条 件 定 格 値 単位 V D 制御電源電圧 V P1 -V PC, V N1 -V 端子間 2 V V C 入力電圧 C PI -V PC, C NI -V 端子間 2 V V FO エラー出力印加電圧 F PO -V PC, F NO -V 間 2 V I FO エラー出力電流 F PO, F NO 端子のシンク電流値 2 ma 2
全システム 記号項目条件定格値単位 V CC(PROT) 電源電圧自己保護範囲 ( 短絡保護 ) V D =13.5~16.5V インバータ部,T j = 125 スタート 4 V V CC(surge) 電源電圧 ( サージ ) C1-E2 端子間, サージ時 5 V T C 動作モジュール温度 -2 ~ +1 T stg 保存温度 -4 ~ +125 V isol 絶縁耐力正弦波電圧,6Hz, 充電部 - ベース板間,AC1 分間, RMS 25 V rms *:T C 測定点はチップ直下です 熱抵抗 記号項目条件 規格値 最小標準最大 単位 R th(j-c)q インバータ IGBT (1 素子当り ) ( 注 1) - -.5 接合 ケース間熱抵抗インバータ FWDi (1 素子当り ) ( 注 1) - -.9 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 ( 注 1) -.14 - (1 モジュール ) K/W 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フィンの熱抵抗 R th(s-a) もチップ直下で測定した値をご使用ください 3
電気的特性 ( 指定のない場合は T j =25 ) インバータ部 記号項目条件 規格値 最小標準最大 単位 V CEsat コレクタ エミッタ間飽和電圧 V D =15V, I C =8A T j =25-1.85 2.35 V C =V, パルス図 1 T j =125-1.85 2.35 V V EC エミッタ コレクタ間電圧 I E =8A, V D =15V, V C =15V 図 2-1.7 2.8 V t on.3.8 2. t rr V D =15V, V C =V 15V -.25.8 V CC =3V, I C =8A t c(on) スイッチング時間 T j =125 -.4 1. t off 誘導負荷 図 3, 4-1.4 2.3 -.3 1. t c(off) s I CES コレクタ エミッタ遮断電流 V CE =V CES, V D =15V, V C =15V 図 5 T j =25 - - 1 T j =125 - - 1 ma 制御部 記号項目条件 I D 回路電流 V D =15V, V C =15V 規 格 値 最小 標準 最大 V P1 -V PC - 2 4 V N1 -V - 2 4 単位 ma V th(on) 入力オンしきい電圧 1.2 1.5 1.8 C PI -V PC, C NI -V 端子間入力オフしきい電圧 1.7 2. 2.3 V th(off) V 短絡保護トリップレベル -2 T j 125, V D =15V 図 3, 6 12 - - A t off() 短絡電流遮断遅れ時間 V D =15V 図 3, 6 -.2 - s OT 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 - 2 - OT (hys) UV t トリップレベル 11.5 12. 12.5 制御電源電圧低下保護 -2 T j 125 UV r リセットレベル - 12.5 - I FO(H) - -.1 エラー出力電流 V D =15V, V FO =15V ( 注 2) - 1 15 I FO(L) V ma t FO エラー出力パルス幅 V D =15V ( 注 2) 1. 1.8 - ms ( 注 2) 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 4
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 3.92 4.9 5.88 締付けトルク強度主端子ネジ M8 8.83 9.81 1.8 M t N m m 質量 - - 72 - g 推奨使用条件 記号項目条件推奨値単位 V CC 電源電圧 C1-E2 端子間 4 V V D 制御電源電圧 V P1 -V PC, V N1 -V 端子間 ( 注 3) 15.±1.5 V V C(ON) 入力オン電圧.8 C PI -V PC, C NI -V 端子間入力オフ電圧 4. V C(OFF) V f PWM PWM 制御入力周波数 3φ 正弦波 PWM 制御方式 IPM 入力信号 2 khz t dead 上下アーム休止時間 IPM 入力信号図 7 3. s ( 注 3) 制御電源電圧の許容リプル値 :dv/dt ±5V/μs, 振幅 2V P-P 5
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 2. 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 V 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 ) C1(C2) C1(C2) V *1 V *1 V D F *O C *I V Ic V D F *O C *I V I E -Ic V *C V *C E1(E2) E1(E2) 図 1.V CEsat 試験 図 2.V EC 試験 C1 C1 V P1 V P1 VD1 F PO VD1 F PO C PI C PI V PC V PC E1C2 E1C2 V N1 V N1 VD2 F NO VD2 F NO C NI C NI V E2 V E2 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 C1(C2) A V D V *1 F *O pulse VCE C *I V *C E1(E2) 図 5.I CES 試験 図 6. 試験波形 図 7. デッドタイム 6
VD1 IF 2k.1µ 1µ V P1 F PO C PI V PC OT C1 E1C2 (U) + - 2k 1µ V N1 VD2 IF.1µ F NO C NI V OT E2 2k 1µ V P1 C1 VD3 IF.1µ F PO C PI V PC OT E1C2 (V) M 2k 1µ V N1 VD4 IF.1µ F NO C NI V OT E2 2k 1µ V P1 C1 VD5 IF.1µ F PO C PI V PC OT E1C2 (W) 2k 1µ V N1 VD6 IF.1µ F NO C NI V OT E2 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 2 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.8 s 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 :CTR1~2% 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 C1-E2 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 C1-E2 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 7
定格特性図 出力特性 コレクタ エミッタ間飽和電圧特性 8 2.5 コレクタ電流 I C (A) 7 6 5 VD=13V 4 3 VD=17V 2 1.5 1. 1.5 2. コレクタ エミッタ間飽和電圧 V CEsat (V) 2 1.5 1.5 1 2 3 4 5 6 7 8 コレクタ エミッタ間電圧 V CE (V) 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 2.5 8 コレクタ エミッタ間飽和電圧 V CEsat (V) 2. 1.5 Ic=8A 1. 12 13 14 15 16 17 18 エミッタ電流 I E (A) 7 6 5 4 3 2 1.5 1 1.5 2 制御電源電圧 V D (V) エミッタ コレクタ間電圧 V EC (V) 8
スイッチング特性 スイッチング特性 1 1 スイッチング時間 t on, t off (μs) 1 =3V Inductive Load toff ton スイッチング時間 tc(on), tc(off) (μs).1 tc(off) tc(on) =3V Inductive Load.1 1 1 1 コレクタ電流 I C (A).1 1 1 1 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 E on, E off (mj/pulse) 4 35 3 25 2 15 1 5 =3V Inductive Load Eoff Eon 逆回復時間 t rr (μs).5.4.3.2.1 =3V Inductive Load Irr trr 5 4 3 2 1 逆回復電流 I rr (A) 2 4 6 8 1. 2 4 6 8 1 コレクタ電流 I C (A) エミッタ電流 I E (A) 9
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 25 8 逆回復損失 E rr (mj/pulse) 2 15 1 5 =3V Inductive Load 回路電流 I D (ma) 7 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 1 エミッタ電流 I E (A) 5 1 15 2 25 キャリア周波数 f C (khz) UV トリップレベル T j 特性 トリップレベル T j 特性 2 18 UVt UVr 2. 1.8 UV t /UV r (V) 16 14 12 1 8 6 4 2 ( of T j =25 is normalized 1) 1.6 1.4 1.2 1..8.6.4.2-5 5 1 15. -5 5 1 15 T j ( ) T j ( ) 1
過渡熱インピーダンス特性 1 過渡熱インピーダンス Z th(j-c).1.1 Single Pulse IGBT Part; Per unit base: Rth(j-c)Q=.5 K/W FWDi Part; Per unit base: Rth(j-c)D=.9K/W.1.1.1.1.1.1 1 1 時間 (s) 11
改定履歴 Rev. 発行日 改訂内容 ページ ポイント 1 211 年 11 月 8 出力特性の VD=13V と VD=17V の記載を修正 12
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 本資料は お客様が用途に応じた適切な三菱半導体製品をご購入いただくための参考資料であり 本資料中に記載の技術情報について三菱電機が所有する知的財産権その他の権利の実施 使用を許諾するものではありません 本資料に記載の製品データ 図 表 プログラム アルゴリズムその他応用回路例の使用に起因する損害 第三者所有の権利に対する侵害に関し 三菱電機は責任を負いません 本資料に記載の製品データ 図 表 プログラム アルゴリズムその他全ての情報は本資料発行時点のものであり 三菱電機は 予告なしに 本資料に記載した製品または仕様を変更することがあります 三菱半導体製品のご購入に当たりましては 事前に三菱電機または特約店へ最新の情報をご確認頂きますとともに 三菱電機半導体情報ホームページ (www.mitsubishielectric.co.jp/semiconductors) などを通じて公開される情報に常にご注意ください 本資料に記載した情報は 正確を期すため 慎重に制作したものですが万一本資料の記述誤りに起因する損害がお客様に生じた場合には 三菱電機はその責任を負いません 本資料に記載の製品データ 図 表に示す技術的な内容 プログラム及びアルゴリズムを流用する場合は 技術内容 プログラム アルゴリズム単位で評価するだけでなく システム全体で十分に評価し お客様の責任において適用可否を判断してください 三菱電機は 適用可否に対する責任は負いません 本資料に記載された製品は 人命にかかわるような状況の下で使用される機器あるいはシステムに用いられることを目的として設計 製造されたものではありません 本資料に記載の製品を運輸 移動体用 医療用 航空宇宙用 原子力制御用 海底中継用機器あるいはシステムなど 特殊用途へのご利用をご検討の際には 三菱電機または特約店へご照会ください 本資料の転載 複製については 文書による三菱電機の事前の承諾が必要です 本資料に関し詳細についてのお問い合わせ その他お気付きの点がございましたら三菱電機または特約店までご照会ください 211 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION. ALL RIGHTS RESERVED. 13