第5世代 NX シリーズ IGBTモジュール CM75MX-24A

三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
CM75MX-24A
¡IC ................................................................... 75A
¡VCES ....................................................... 1200V
¡CIB（三相コンバータ＋三相インバ ータ
＋ブレーキ回路）
¡フラットベース型／絶縁型／銅ベース板
¡RoHS指令対応
用 途
汎用インバータ, サーボアンプ
1.15
0.65
＊81.67
＊85.48
＊89.29
＊93.1
＊96.91
30
29
56
28
57
27
58
26
59
25
60
24
61
23
2
3
4
5
6
7
8
TERMINAL t = 0.8
φ4.3
1.5
54
55
1
20.5
17
13
7
3.75
0
53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31
＊15.48
＊19.28
＊30.72
＊34.52
(7.4)
1.2
φ2.5
φ2.1
12.5
＊66.43
＊70.24
＊47.38
＊51.19
4-φ5.5 MOUNTING HOLES
39
50 ±0.5
57.5
62
＊58.4
0
＊28.33
＊32.14
＊13.09
＊16.9
0
＊4.06
＊4.2
＊11.66
＊15.48
＊23.1
＊26.9
＊34.52
＊38.34
単位：mm
121.7
＊118.1
110 ±0.5
99
94.5
(3.81)
外形及び接続図
SECTION A
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
＊91.2
＊95
＊75.96
＊79.76
＊60.72
＊64.52
＊45.48
＊49.28
3.5
0.8
＊30.24
＊34.04
(7.75)
＊15
＊18.8
0
(3)
＊Pin positions
with tolerance
A
φ 0.5
0.8
LABEL
TH1(29)
GuP(49)
GvP(44)
GwP(39)
NTC
P(52~53) P1(54~55)
TH2(28)
EuP(48)
R(1~2) S(5~6) T(9~10)
B(24~25)
GB(35)
GuN(34)
EvP(43)
EwP(38)
U(13~14)
V(17~18)
GvN(33)
W(21~22)
GwN(32)
N(57~58) N1(60~61)
普通公差
寸 法 区 分
公差
0.5以上3以下
±0.2
3を超え6以下
±0.3
6を超え30以下
±0.5
30を超え120以下
±0.8
120を超え400以下
±1.2
E(31)
※外部配線には2本とも使用ください。
接続図
2011年10月
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
絶対最大定格（指定のない場合は, Tj = 25℃）
インバータ部
記 号
項 目
条 件
G-E間短絡
C-E間短絡
直流, TC = 93°C
パルス
TC = 25°C
TC = 25°C
パルス
定 格 値
1200
±20
75
150
500
75
150
単位
定 格 値
1200
±20
50
100
355
1200
50
100
単位
定 格 値
1600
440
75
750
2340
単位
V
V
定 格 値
–40 ~ +150
–40 ~ +125
2500
±0 ~ +100
2.5 ~ 3.5
270
単位
V
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
コレクタ・エミッタ間電圧
VCES
ゲート・エミッタ間電圧
VGES
IC
コレクタ電流
ICM
コレクタ損失
Ptot
IE （注3）
エミッタ電流（FWDi順電流）
IEM（注3）
（注1）
（注4）
（注1, 5）
（注1）
（注4）
A
W
A
ブレーキ部
記 号
項 目
コレクタ・エミッタ間電圧
VCES
ゲート・エミッタ間電圧
VGES
IC
コレクタ電流
ICM
コレクタ損失
Ptot
（注3） ピーク繰り返し逆電圧
VRRM
IF （注3）
順電流
IFM （注3）
条 件
G-E間短絡
C-E間短絡
直流, TC = 97°C
パルス
TC = 25°C
（注1）
（注4）
（注1, 5）
（注1）
（注4）
TC = 25°C
パルス
V
A
W
V
A
コンバータ部
記 号
項 目
ピーク繰り返し逆電圧
推奨交流入力電圧
直流出力電流
サージ順電流
電流二乗時間積
VRRM
Ea
IO
IFSM
I2t
条 件
三相全波整流, TC = 125°C
60Hz, 正弦半波1サイクル波高値, 非繰り返し
1サイクルサージ電流に対する値
（注1）
A
A2S
モジュール
記 号
項 目
接合温度
保存温度
絶縁耐圧
ベース板平面度
締付けトルク
質量
Tj
Tstg
Visol
—
—
—
条 件
主端子−ベース板間, f = 60Hz, AC1分間
X, Y各中心線上
取付けM5ネジ
（標準値）
（注8）
°C
V
μm
N·m
g
+：凸
–：凹
–
Y
+
ヒートシンク側
注 8. ベース板平面度測定箇所
X
–
+
ヒートシンク側
2011年10月
2
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
電気的特性（指定のない場合は, Tj = 25℃）
インバータ部
記 号
コレクタ遮断電流
ゲート・エミッタ間
しきい値電圧
ゲート・エミッタ間漏れ電流
規 格 値
最 小 標 準 最 大
—
1
—
条 件
VCE = VCES, VGE = 0V
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
ICES
項 目
VGE(th)
IGES
VCEsat
コレクタ・エミッタ間
飽和電圧
Cies
入力容量
Coes
出力容量
Cres
帰還容量
QG
ゲート電荷
td(on)
ターンオン遅れ時間
tr
上昇時間
td(off)
ターンオフ遅れ時間
tf
下降時間
trr （注3）逆回復時間
Qrr （注3）逆回復電荷
VEC（注3）エミッタ・コレクタ間電圧
Rth(j-c)Q
Rth(j-c)D
rg
RG
IC = 7.5mA, VCE = 10V
VGE = VGES, VCE = 0V
Tj = 25°C
（注6）
Tj = 125°C
チップ
IC = 75A, VGE = 15V
IC = 75A, VGE = 15V
VCE = 10V,
VGE = 0V
（注6）
VCC = 600V, IC = 75A, VGE = 15V
VCC = 600V, IC = 75A,
VGE = ±15V, RG = 4.3Ω,
誘導負荷
(IE = 75A)
Tj = 25°C
（注6）
Tj = 125°C
チップ
IE = 75A, VGE = 0V
IE = 75A, VGE = 0V
IGBT部, 1素子あたり
接合・ケース間熱抵抗 （注1）
FWDi部, 1素子あたり
内蔵ゲート抵抗
TC = 25°C, 1素子あたり
外付けゲート抵抗
単位
mA
6
7
8
V
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
4.1
—
2.0
2.2
1.9
—
—
—
380
—
—
—
—
—
3.5
2.6
2.16
2.5
—
—
0
—
0.5
2.6
—
—
11.5
1.0
0.23
—
100
50
300
600
200
—
3.4
—
—
0.25
0.40
—
41
μA
V
nF
nC
ns
μC
V
°C/W
Ω
ブレーキ部
記 号
ICES
VGE(th)
IGES
VCEsat
項 目
コレクタ遮断電流
ゲート・エミッタ間
しきい値電圧
ゲート・エミッタ間漏れ電流
コレクタ・エミッタ間
飽和電圧
Cies
入力容量
Coes
出力容量
Cres
帰還容量
QG
ゲート電荷
IRRM（注3） ピーク繰り返し逆電流
Rth(j-c)Q
Rth(j-c)D
rg
RG
VCE = VCES, VGE = 0V
IC = 5mA, VCE = 10V
VGE = VGES, VCE = 0V
Tj = 25°C
（注6）
Tj = 125°C
チップ
IC = 50A, VGE = 15V
IC = 50A, VGE = 15V
VCE = 10V,
VGE = 0V
（注6）
VCC = 600V, IC = 50A, VGE = 15V
VR = VRRM
（注6）
IF = 50A
VF （注3） 順電圧
規 格 値
最 小
標 準
最 大
—
1
—
条 件
IF = 50A
IGBT部
接合・ケース間熱抵抗 （注1）
クランプダイオード部
TC = 25°C
内蔵ゲート抵抗
外付けゲート抵抗
Tj = 25°C
Tj = 125°C
チップ
単位
mA
6
7
8
V
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
6.0
—
2.0
2.2
1.9
—
—
—
250
—
2.6
2.16
2.5
—
—
0
—
0.5
2.6
—
—
8.5
0.75
0.17
—
1
3.4
—
—
0.35
0.63
—
62
μA
V
nF
nC
mA
V
°C/W
Ω
コンバータ部
記 号
IRRM
VF
Rth(j-c)
項 目
条 件
VR = VRRM, Tj = 150°C
ピーク繰り返し逆電流
順電圧
IF = 75A
接合・ケース間熱抵抗 （注1） ダイオード部, 1素子あたり
規 格 値
最 小
標 準
最 大
—
20
—
—
1.6
1.2
—
0.24
—
単位
mA
V
°C/W
2011年10月
3
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
NTCサーミスタ部
記 号
項 目
R25
ΔR/R
B(25/50)
P25
規 格 値
最 小
標 準
最 大
4.85
5.15
5.00
–7.3
+7.8
—
—
—
3375
（注7）
—
10
—
条 件
ゼロ負荷抵抗
抵抗値許容差
B定数
電力損失
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
TC = 25°C
TC = 100°C, R100 = 493Ω
計算式による
TC = 25°C
単位
kΩ
%
K
mW
モジュール
記 号
Rth(c-s)
項 目
規 格 値
最 小 標 準 最 大
条 件
接触熱抵抗
グリース塗布
（注1）
1モジュールあたり
（ケース・ヒートシンク間）
—
（注2）
0.015
—
単位
°C/W
注 1. ケース温度
（TC）とヒートシンク温度（Ts）の測定箇所は，チップ直下です。中心位置は，チップ配置図を参照ください。
2. 標準値は，熱伝導率0.9 W/(m・K)の放熱用グリースを使用したときの値です。
3. IE, IEM, VEC, trr, Qrr, Errは，フリーホイールダイオードの定格及び特性を示します。
IF, IFM, VF, VRRM, IRRMは，ブレーキ回路のクランプダイオードの定格及び特性を示します
4. パルス幅及び繰り返し率は，素子の温度上昇が最大接合温度（Tjmax）を越えない値とします。
5. 接合温度（Tj）は，150℃以下とします。
6. パルス幅及び繰り返し率は，素子の温度上昇が無視できる値とします。
（測定箇所は，VCE. sat 及びVECの試験回路図を参照ください）
1
1
R25
7. B(25/50) = In( )/( )
R50 T25
T50
R25: 絶対温度 T25 (K)における抵抗値; T25 = 25 (℃)+273.15 = 298.15 (K)
R50: 絶対温度 T50 (K)における抵抗値; T50 = 50 (℃)+273.15 = 323.15 (K)
単位：mm (公差: ±1mm)
チップ配置図
(121.7)
98.5
102.9
104.9
91.8
85.6
68.3
74.1
60.8
46.8
36.4
0
26.0
(110)
0
0
53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31
59
CR C R C R
RP S P T P
0
1
2
3
4
5
6
7
43.9
61
33.5
42.9
23.1
60
8
30
29
28
27
26
25
24
23
18.7
25.1 (Tr/UP, Tr/VP, Tr/WP)
25.6 (Th)
26.7 (Di/Br)
33.3 (Tr/WN)
35.2 (Di/UP, Di/VP, Di/WP)
35.8 (Tr/UN, Tr/VN)
43.4 (Di/WN)
44.9 (Di/UN, Di/VN)
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
101.7
58
94.2
57
Tr
Br
Tr
T r D i T r Th
UP
VP B r WP
Tr
Di Tr Di Tr Di W
UP UN VP VN WP N
Di
Di
Di
WN
UN
VN
76.9
82.1
86.7
CR CR
CR S N T N
RN
56
70.4
55
59.6
(50)
(62)
54
25.5
26.5
29.5
LABEL SIDE
記号は，それぞれのチップの中心位置を示します。Tr**: IGBT, Di**: FWDi (DiBr: Clamp diode), CR**: Converter diode, Th: NTC thermistor
2011年10月
4
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
P1
VGE = 15V
IC
GuP
P1
VGE = 0V
GuP
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
V
P1
EuP
EuP
U
U
VGE = 0V
B
VGE = 15V
GuN
IC
GuN
E
VGE = 15V
V
GB
N1
E
V
IC
N1
E
N1
インバータ部上アーム Tr
（U相）
VG*E* = 0V
(GvP-EvP, GwP-EwP, GvN-E, GwN-E, GB-E)
インバータ部下アーム Tr
（U相）
VG*E* = 0V
(GvP-EvP, GwP-EwP, GvN-E, GwN-E, GB-E)
VCEsat 試験回路
P1
V
ブレーキ部 Tr
VG*E* = 0V
(GuP-EuP, GvP-EvP, GwP-EwP,
GuN-E, GvN-E, GwN-E)
P1
VGE = 0V
IE
GuP
P1
VGE = 0V
V
GuP
EuP
IF
EuP
B
U
U
VGE = 0V
VGE = 0V
GuN
GuN
E
E
IE
VGE = 0V
V
GB
E
N1
N1
N1
インバータ部上アーム Di
（U相）
VG*E* = 0V
(GvP-EvP, GwP-EwP, GvN-E, GwN-E, GB-E)
インバータ部下アーム Di
（U相）
VG*E* = 0V
(GvP-EvP, GwP-EwP, GvN-E, GwN-E, GB-E)
VEC/VF 試験回路
Arm
VGE
IE
VG*E* = 0V
(GuP-EuP, GvP-EvP, GwP-EwP,
GuN-E, GvN-E, GwN-E)
IE
90%
0V
ブレーキ部クランプ Di
0%
trr
Load
–VGE
+
VCC
IC
0A
90%
+VGE
0V
RG
VGE
–VGE
VCE
Irr
IC
10%
0A
td(on)
tr
td(off)
スイッチング試験回路及び試験波形
t
1/2 ✕ Irr
Qrr = 1/2 ✕ Irr ✕ trr
tf
trr, Qrr 試験波形
2011年10月
5
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
定格特性図
150
VGE =
20V
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCE(sat) (V)
出力特性
（代表例）インバータ部
Tj = 25°C
15
4
VGE = 15V
3.5
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
13
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
（代表例）インバータ部
コレクタ電流 IC (A)
125
100
12
75
11
50
10
25
9
0
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
1
0
4
IC = 150A
IC = 75A
2
IC = 30A
50
75
100
125
8
10
150
12
14
16
18
102
7
5
3
2
101
7
5
3
2
100
20
Tj = 25°C
Tj = 125°C
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
ゲート・エミッタ間電圧 VGE (V)
エミッタ・コレクタ間電圧 VEC (V)
容量特性
（代表例）インバータ部
ハーフブリッジ−スイッチング特性
（代表例）インバータ部
103
101
7
5
3
2
スイッチング時間 (ns)
Cies
Coes
100
10–1
25
7
5
3
2
102
7
5
3
2
0
103
6
7
5
3
2
Tj = 25°C
Tj = 125°C
0.5
ダイオード部順方向特性
（代表例）インバータ部
7
5
3
2
容量 (nF)
1.5
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
（代表例）インバータ部
Tj = 25°C
6
2
コレクタ電流 IC (A)
8
0
2.5
コレクタ・エミッタ間電圧 VCE (V)
エミッタ電流 IE (A)
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCE(sat) (V)
0
3
Cres
7
5
3
2
VGE = 0V
10–2 –1
10 2 3 5 7 100 2 3 5 7 101 2 3 5 7 102
4
tf
td(off)
102
7
5
3
2
td(on)
条件
101 VCC = 600V
7
5 VGE = ±15V
3 RG = 4.3Ω
2 Tj = 125°C
誘導負荷
100 0
10
2 3
5 7 101
tr
2
3
5 7 102
コレクタ電流 IC (A)
コレクタ・エミッタ間電圧 VCE (V)
2011年10月
6
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
ハーフブリッジースイッチング特性
（代表例）インバータ部
ハーフブリッジースイッチング特性
（代表例）インバータ部
103
101
7
5
3
2
7
スイッチング時間 (ns)
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
スイッチング損失 (mJ/pulse)
tf
td(off)
102
7
5
3
2
td(on)
tr
条件
VCC = 600V
VGE = ±15V
IC = 75A
Tj = 125°C
誘導負荷
101
7
5
3
2
100 0
10
2
3
5 7 101
2
条件
VCC = 600V
VGE = ±15V
RG = 4.3Ω
Tj = 125°C
誘導負荷
5
3
2
2
5 7 101
3
2
3
7
5
3
2
lrr (A), trr (ns)
Eon
101
Eoff
7
5
Err
3
3
5 7 101
2
7
5
3
2
Irr
条件
VCC = 600V
VGE = ±15V
RG = 4.3Ω
Tj = 25°C
誘導負荷
101
100 0
10
5 7 102
3
trr
102
7
5
3
2
2
2
2
5 7 101
3
2
3
ゲート抵抗 RG (Ω)
エミッタ電流 IE (A)
ゲート電荷特性
（代表例）インバータ部
過渡熱抵抗特性
5 7 102
100
IC = 75A
VCC = 400V
15
VCC = 600V
10
5
100
5 7 102
103
過渡熱インピーダンス Zth( j–c)
スイッチング損失 (mJ/pulse)
Eon
7
ダイオード部逆回復特性
（代表例）インバータ部
100 0
10
ゲート・エミッタ間電圧 VGE (V)
100
ハーフブリッジースイッチング特性
（代表例）インバータ部
条件
VCC = 600V
5 VGE = ±15V
3 IC, IE = 75A
Tj = 125°C
2
誘導負荷
0
Eoff
Err
コレクタ電流 IC (A)
エミッタ電流 IE (A)
7
0
2
ゲート抵抗 RG (Ω)
102
20
3
10–1 0
10
5 7 102
3
5
200
300
400
500
ゲート電荷 QG (nC)
7 Single pulse
5 TC = 25°C
3
2
10–1
7
5
3
2
10–2
Inverter IGBT part : Per unit base = Rth(j–c) = 0.25°C/W
Inverter FWDi part : Per unit base = Rth(j–c) = 0.40°C/W
Converter-Di part : Per unit base = Rth(j–c) = 0.24°C/W
Brake IGBT part : Per unit base = Rth(j–c) = 0.35°C/W
Brake Clamp-Di part : Per unit base = Rth(j–c) = 0.63°C/W
10–3
10–52 3 5710–42 3 5710–32 3 5710–22 3 5710–12 3 57 100 2 3 57 101
7
5
3
2
時間 (s)
2011年10月
7
三菱半導体〈IGBTモジュール〉
CM75MX-24A
大電力スイッチング用
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCE(sat) (V)
整流ダイオード順特性
（代表例）コンバータ部
103
4
VGE = 15V
3.5
順電流 lF (A)
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
7
5
3
2
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
（代表例）ブレーキ部
102
7
5
3
2
101
7
5
3
2
100
Tj = 25°C
Tj = 125°C
0
0.5
1.0
1.5
2.0
順電圧 VF (V)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Tj = 25°C
Tj = 125°C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
コレクタ電流 IC (A)
クランプダイオード部順方向特性
（代表例）ブレーキ部
102
7
5
順電流 lF (A)
3
2
101
7
5
3
2
100
Tj = 25°C
Tj = 125°C
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
順電圧 VF (V)
2011年10月
8
安全設計に関するお願い
No
t
fo
R
r N ec
ew om
De me
sig nd
n
・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。