T221N

T221N EUPEC | Alldatasheet

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VWK Aug. 1996 Marketing Information T 221 N 6,3 x 0,8 G yellow C A HK red hole for temperature measurement ø 3,2 x 1,5 deep ø54 70mm² Cu C A HK 6,3 x 0,8 G yellow ø3,2 x 15 SW41 70mm² Cu M24 x 15

Elektrische Eigenschaften Electrical properties Höchstzulässige Werte Maximum rated values Periodische Vorwärts- und Rückwärts- Spitzensperrspannung repetitive peak forward off-state and reverse voltages tvj = -40°C...tvj max VDRM, VRRM 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 V Vorwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak forward off-state voltage tvj = -40°C...tvj max VDSM = VDRM 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 V Rückwärts-Stoßspitzensperrspannung non-repetitive peak reverse voltage tvj = +25°C...tvj max VRSM = VRRM 700 900 1100 1300 1500 1700 1900 V Durchlaßstrom-Grenzeffektivwert RMS on-state current ITRMSM 450 A Dauergrenzstrom average on-state current tc = 85°C ITAVM 221 A tc = 70°C 285 A Stoßstrom-Grenzwert surge current tvj = 25°C, tp = 10 ms ITSM 6500 A tvj = tvj max, tp = 10 ms 5700 A Grenzlastintegral I2 t-value tvj = 25°C, tp = 10 ms I2 t 212000 A2s tvj = tvj max, tp = 10 ms 163000 A2s Kritische Stromsteilheit critical rate of rise of on-state current vD ≤ 67%, vDRM, f = 50 Hz (diT/dt)cr 150 A/µs vL=10 V, iGM= 1 A, diG/dt = 1 A/µs Kritische Spannungssteilheit critical rate of rise of off-state voltage tvj = tvj max, vD = 67% VDRM (dv/dt)cr 1000 V/µs Charakteristische Werte Characteristic values Durchlaßspannung on-state voltage tvj = tvj max, iT = 800 A vT max. 1,62 V Schleusenspannung threshold voltage tvj = tvj max VT(TO) 1,1 V Ersatzwiderstand slope resistance tvj = tvj max rT 0,75 mΩ Zündstrom gate trigger current tvj = 25 °C, vD = 6 V IGT max. 200 mA Zündspannung gate trigger voltage tvj = 25 °C, vD = 6 V VGT max. 2 V Nicht zündender Steuerstrom gate non-trigger current tvj = tvj max, vD = 6 V IGD max. 10 mA Nicht zündende Steuerspannung gate non-trigger voltage tvj = tvj max, vD = 0,5 VDRM VGD max. 0,2 V Haltestrom holding current tvj = 25 °C, vD = 6 V, RA = 5 Ω IH max. 300 mA Einraststrom latching current tvj = 25 °C,vD = 6 V, RGK ≥ 10 Ω IL max. 1,2 A iGM = 1 A, diG /dt = 1 A/µs, tg = 20 µs Vorwärts- und Rückwärts-Sperrstrom forward off-state and reverse currents tvj = tvj max, vD = VDRM, vR = VRRM iD, iR max. 50 mA Zündverzug gate controlled delay time tvj=25°C, iGM = 1 A,diG/dt = 1 A/µs tgd max. 4 µs Thermische Eigenschaften Thermal properties Innerer Wärmewiderstand thermal resistance, junction to case Θ =180° el, sin RthJC max. 0,12 °C/W DC max. 0,116 °C/W Höchstzul.Sperrschichttemperatur max. junction temperature tvj max 125 °C Betriebstemperatur operating temperature tc op -40...+125 °C Lagertemperatur storage temperature tstg -40...+150 °C Mechanische Eigenschaften Mechanical properties Si-Elemente mit Druckkontakt Si-pellet with pressure contact Anzugsdrehmoment tightening torque M 60 Nm Anpreßkraft clamping force F 5,5 kN Gewicht, Bauform E weight, case design E G typ. 620 g Kriechstrecke creepage distance 12 mm Feuchteklasse humidity classification DIN 40040 C Schwingfestigkeit vibration resistance f = 50 Hz 50 m/s² Maßbild, anliegend outline, attached DIN 41 894-222A4

Bild / Fig. 1 Durchlaßkennlinie / On-state characteristic iT = f(vT), tvj = tvj max Bild / Fig. 3 Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Max. allowable case temperature tC = f(ITAVM) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ Bild / Fig. 2 Durchlaßverlustleistung / On-state power loss PTAV = f(ITAV) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ Bild / Fig. 5 Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperatur tA = f(ITAVM) Verstärkte Luftkühlung / forced air cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A, VL = 50 l/s Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ Bild / Fig. 4 Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Max. allowable case temperature tC = f(ITAVM) Luftselbstkühlung / Natural air cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ iT [A] 0 0,5 1 1,5 2 2,5 200 400 600 800 1200 1000 T 221 N / 1 vT [V] 500 400 300 200 100 0 200 ITAV [A] 300 PTAV [W] 10050 150 250 Θ = 30° 60° 90° 120° 180° DC T 221 N / 2 120 100 0 40 80 120 160 200 240 ITAVM [A] 280 320 tC [°C] Θ = 30° 60° 90° 120° 180° T 221 N / 3 0 20 40 60 80 100 120 ITAVM [A] 120 100 tA [°C] Θ = 30° 60° 90° 120° 180° T 221 N / 4 120 100 0 50 100 150 200 ITAVM [A] 250 tA [°C] Θ = 30° 60° 90° 120° 180° T 221 N / 5 500 400 300 200 100 0 200 ITAV [A] 300 PTAV [W] 10050 150 250 Θ = 30° 60° 90° 120° 180° DC T 221 N / 6 0 Θ Bild / Fig. 6 Durchlaßverlustleistung / On-state power loss PTAV = f(ITAV) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ 0 Θ 0 Θ 0 Θ 0 Θ

Bild / Fig. 9 Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperatur tA = f(ITAVM) Verstärkte Luftkühlkühlung / forced air cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A, VL = 50 l/s Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ Bild / Fig. 8 Höchstzulässige Kühlmitteltemperatur / Max. allowable cooling medium temperatur tA = f(ITAVM) Luftselbstkühlung / Natural air-cooling Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ Bild / Fig. 7 Höchstzulässige Gehäusetemperatur / Max. allowable case temperature tC = f(ITAVM) Parameter: Stromflußwinkel / Current conduction angle θ Bild / Fig. 10 Überstrom / Overload on-state current IT(OV) = f(t) Luftselbstkühlung / Natural air-cooling, tA = 45°C Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A Parameter: Vorlaststrom / Pre-load current ITAV(vor) Bild / Fig. 11 Überstrom / Overload on-state current IT(OV) = f(t) Verstärkte Luftkühlung / Forced air-cooling, tA= 35 °C Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A, VL = 50 l/s Parameter: Vorlaststrom / Pre-load current ITAV(vor) Bild / Fig. 12 Höchstzulässiger Durchlaßstrom bei Aussetzbetrieb / Max. allowable on-state current at intermittent operation ITINT = f(ED) Luftselbstkühlung / Natural air-cooling, tA = 45°C Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A Parameter: Spieldauer / Cycle duration SD Vorlaststrom / Pre-load current ITAV(vor) 120 100 0 40 80 120 160 200 240 ITAVM [A] 280 320 tC [°C] Θ = 30° 60° 90° 120° 180° DC T 221 N / 7 0 Θ 120 100 0 20 40 60 80 100 120 ITAVM [A] 140 160 tA [°C] T 221 N / 8 Θ = 30° 60° 90° 120° 180° DC 120 100 0 40 80 120 160 200 240 ITAVM [A] 280 320 tA [°C] T 221 N / 9 Θ = 30° 60° 90° 120° 180° DC 0 Θ 0 Θ IT(0V) [kA] 10 20 40 100 200 400 1 2 4 10 20 40 1 2 4 10 20 401h ms s min t 0,3 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 2,0 3,0 1,5 T 221 N / 10 ITAV(vor)= 20A 40A 60A 70A 80A IT(0V) [kA] 10 20 40 100 200 400 1 2 4 10 20 401 2 4 10 20 401hms s min t 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 2,0 1,5 3,0 4,0 T 221 N / 11 ITAV(vor)= 50A 100A 150A 180A 200A 200 1000 I TINT [A] I TAV (vor)=0 0,1 0,2 0,4 1 2 4 10 20 40100 500 ED [%] I TINT [A] 400 800 0 1000 SD= 0,1s 0,4s 4s20s 1min 4min min 40min 020A40AITAV(vor)= 50A60A70A T 221 N / 12 SD ITAV(vor) ITINT

Bild / Fig. 15 Steuercharakteristik mit Zündbereichen / Gate characteristic with trigging areas vG = f(iG), VD = 6 V Höchstzulässige Spitzensteuerverlustleistung / Bild / Fig. 17 Sperrverzögerungsladung / Recovered charge Qr = f(di/dt) tvj = tvj max, vR = 0,5 VRRM, vRM = 0,8 VRRM Parameter: Durchlaßstrom / On-state current iTM Bild / Fig. 16 Zündverzug / Gate controlled delay time tgd = f(iGM) tvj = 25 °C, diG/dt = iGM/1µs a - Maximaler Verlauf / Limiting characteristic b - Typischer Verlauf / Typical characteristic Bild / Fig. 13 Höchstzulässiger Durchlaßstrom bei Aussetzbetrieb / Max. allowable on-state current at intermittent operation ITINT = f(ED) Verstärkte Luftkühlung / Forced air-cooling, tA= 35 °C Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A, VL = 50 l/s Parameter: Spieldauer / Cycle duration SD Vorlaststrom / Pre-load current ITAV(vor) Bild / Fig. 14 Grenzstrom / Max. overload on-state current IT(OV)M = f(t), vRM = 0,8 VRRM Luftselbstkühlung / Natural air-cooling , tA = 45°C Verstärkte Luftkühlung / Forced air-cooling, tA= 35°C Kühlkörper / Heatsink: K0.55-FB54-A, VL = 50 l/s Belastung aus / Surge current occurs: a - Leerlauf / No-load conditions b - Betrieb mit Dauergrenzstrom / During operation at max. average on-state current ITAVM 200 400 1000 I TINT [A] I TAV (vor)=0 0,1 0,2 0,4 1 2 4 10 20 40100 400 600 800 ED [%] I TINT [A] 600 200 1000 T 221 N / 13 SD= 0,1s 0,4s1s 4s20s 1min 4min 10min 050A150AITAV (vor)= 200A 180A 40min 100A SD ITAV(vor) ITINT 10 20 40 60 100 200 400 600 1 2 4 6 10 ms s t IT(0V)M [kA] T 221 N / 14 a b vL = 50 l/s tA = 35°C tA = 45°C iG 0,5 0,2 0,1 vG [V] 10 20 40 60 100 200 400 1 2 4 6 10 20 40 60 100 mA A a b c d T 221 N / 15 iGM 103 102 0,4 0,2 0,1 tgd [µs] 10 20 40 60 100 200 400 1 2 4 6 10 20 40 60 100 mA A b a T 221 N / 16 Qr [µAs] 102 103 104 100 2 3 4 5 6 7 8 101 2 3 4 5 6 7 8 101 -di/dt [A/µs] 20 A 50 A 100 A

1000 A500 A200 A

ITM= T 221 N / 17

Pos. n 1 2 3 4 5 6 7 Rthn [°C/W] τn [s] Analytische Elemente des transienten Wärmewiderstandes ZthJC pro Zweig für DC Analytical elements of transient thermal impedance ZthJC per arm for DC Analytische Funktion / Analytical function: nmax Σn=1 ZthJC = Rthn (1-e ) t- τn 0,0106 0,0059 0,014 0,0153 0,0168 0,0176 0,036 0,00117 0,0192 0,0405 0,168 0,222 0,805 0,84 Bild / Fig. 18 Transienter innerer Wärmewiderstand / Transient thermal impedance ZthJC = f(t) Parameter: Stromflußwinkel / current conduction angle θ t 0,04 Z(th)JC [°C/W] 1 2 4 6 10 20 40 1 2 4 6 10ms s 0,08 0,12 0,16 0,24 100 200 400 600 0,20 Θ = 30° 60° 90° 120° 180° DC ____ T 221 N / 18

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