PM50B4L1C060

三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
PM50B4L1C060
特長
用
①
第 5 世代フルゲートタイプ CSTBTTM 搭載
②
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
③
B4LA タ イ プ と 比 較 し て 、 実 装 面 積 を 30% 削 減 し た
90mm×50mm の小型パッケージを採用
・
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
途
太陽光パワーコンディショナー
外形図
単位：mm
Terminal code
1. VUPC
8. VVP1
2. UFo
9. NC
3. UP
10. NC
4. VUP1
11. NC
5. VVPC
12. NC
6. VFo
13. VNC
7. VP
14. VN1
1
15. NC
16. UN
17. VN
18. NC
19. Fo
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
等価回路図
VNC NC
NC Fo
VN1
VN
UN
NC NC NC
NC
VP
VVP1
VVPC
VFo
1.5k
UP
VUP1
VUPC
UFo
1.5k
1.5k
GND IN
Fo
Vcc
GND SC OT OUT
B
GND IN
Fo
Vcc
GND IN
GND SC OT OUT
N
Fo
Vcc
GND SC OT OUT
W
V
GND IN
Fo
Vcc
GND SC OT OUT
U
P
最大定格(指定のない場合は、Tｊ=25°C)
インバータ部
記 号
VCES
IC
ICRM
Ptot
IE
IERM
Tj
項
目
コレクタ・エミッタ間電圧
コレクタ電流
コレクタ損失
エミッタ電流
フリーホイールダイオード順特性
条
VD=15V , VCIN=15V
TC=25°C
パルス
TC=25°C
TC=25°C
パルス
件
接合温度
定
格 値
600
50
100
168
50
100
-20 ～ +150
単位
V
定
単位
V
V
V
mA
A
W
A
°C
＊：TC 測定点はチップ直下です。
制御部
記 号
VD
VCIN
VFO
IFO
項
目
制御電源電圧
入力電圧
エラー出力印加電圧
エラー出力電流
条
件
VUP1-VUPC, VVP1-VVPC,VN1-VNC 端子間
UP-VUPC, VP-VVPC, UN･VN-VNC 端子間
UFo-VUPC, VFo-VVPC, Fo-VNC 間
UFo, VFo, Fo 端子のシンク電流値
2
格
20
20
20
20
値
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
全システム
記 号
VCC(PROT)
VCC(surge)
Tstg
Visol
項
目
電源電圧自己保護範囲
（短絡保護）
電源電圧（サージ）
保存温度
絶縁耐力
条
件
VD =13.5～16.5V
インバータ部，Tj = 125°C スタート
P-N 端子間，サージ時
定
正弦波電圧，60Hz，充電部-ベース板間，AC1 分間, RMS
格
値
単位
450
V
500
-40～+125
2500
V
°C
V
＊：TC 測定点はチップ直下です。
熱抵抗
記 号
項
目
Rth(j-c)Q
Rth(j-c)D
接合・ケース間熱抵抗
Rth(c-s)
接触熱抵抗
条
規
件
インバータ IGBT （1 素子当り）
インバータ FWDi （1 素子当り）
ケース・ヒートシンク間，グリース塗布
（1 モジュール）
（注 1）
（注 1）
最小
-
（注 1）
-
格 値
標準
最大
0.74
1.28
0.06
単位
K/W
-
注 1．TC 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 Rth(s-a)もチップ直下で測定した値をご使用ください。
電気的特性（指定のない場合は、Tj=25°C）
インバータ部
記 号
項
目
条
VCEsat
コレクタ・エミッタ間飽和電圧
VD=15V, IC=50A
VCIN=0V, パルス
VEC
ton
trr
tc(on)
toff
tc(off)
エミッタ・コレクタ間電圧
IE=50A, VD=15V, VCIN=15V
スイッチング時間
VD=15V, VCIN=0V←
→15V
VCC=300V, IC=50A
Tj=125°C
誘導負荷
ICES
コレクタ・エミッタ遮断電流
Tj=25°C
Tj=125°C
図2
図1
VCE=VCES, VD=15V, VCIN=15V
3
規
件
図 3, 4
図5
Tj=25°C
Tj=125°C
最小
0.1
-
格 値
標準
最大
2.2
2.7
2.2
2.7
2.4
3.3
0.5
1.2
0.1
0.2
0.15
0.3
1.1
2.0
0.2
0.4
1
10
単位
V
V
μs
mA
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
制御部
記 号
項
目
ID
回路電流
Vth(ON)
Vth(OFF)
SC
toff(SC)
OT
OT(hys)
UVt
UVr
IFO(H)
IFO(L)
tFO
入力オンしきい電圧
入力オフしきい電圧
短絡保護トリップレベル
短絡電流遮断遅れ時間
条
規
件
VN1-VNC
V*P1-V*PC
VD=15V, VCIN=15V
UP-VUPC, VP-VVPC, UN･VN-VNC 端子間
-20≦Tj≦125°C, VD=15V
VD=15V
図 3, 6
図 3, 6
トリップレベル
ヒステリシス
トリップレベル
リセットレベル
過熱保護
IGBT チップ温度を検知
制御電源電圧低下保護
-20≦Tj≦125°C
エラー出力電流
VD=15V, VFO=15V
（注 2）
エラー出力パルス幅
VD=15V
（注 2）
最小
1.2
1.7
75
135
11.5
1.0
格 値
標準
最大
6.5
12
1.6
4.0
1.5
1.8
2.0
2.3
0.2
20
12.0
12.5
12.5
0.01
10
15
1.8
-
単位
mA
V
A
μs
°C
V
mA
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。
機械的定格・特性
記 号
Ms
m
項
目
条
規
件
最小
1.4
-
取付けネジ M4
締付けトルク強度
質量
－
格 値
標準
最大
1.65
1.9
135
-
単位
N・m
g
推奨使用条件
記 号
VCC
電源電圧
項
目
P-N 端子間
条
件
VD
制御電源電圧
VUP1-VUPC, VVP1-VVPC,VN1-VNC 端子間
VCIN(ON)
VCIN(OFF)
fPWM
tdead
IO
入力オン電圧
入力オフ電圧
PWM 制御入力周波数
上下アーム休止時間
動作電流
推
（注 3）
UP-VUPC, VP-VVPC, UN･VN-VNC 端子間
PWM 制御方式、IPM 入力信号
IPM 入力信号
実効値
図7
奨 値
≦ 450
15.0±1.5
≦
≧
≦
≧
≦
0.8
9.0
20
2.0
20
単位
V
V
V
kHz
μs
A
（注 3） 制御電源電圧の許容リプル値：dv/dt≦±5V/μs，振幅≦2VP-P
4
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
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. SC 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 VCES 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）
P,(U,V)
VD(all)
Vcc
Fo
Fo
P,(U,V)
Vcc
V
VD(all)
Ic
Vcin IN GND
P
P
Fo
VD(all)
Fo
IN
Vcin
GND
Fo
IN
GND
U,V
U,V
Vcc
Fo
Vcin
GND
Vcc
Vcc
VD(all)
IE
図 2．VEC 試験
Vcc
Vcin
V
U,V,(N)
図 1．VCEsat 試験
Fo
Fo
Vcin IN
U,V,(N)
VD(all)
Fo
Vcc
Vcc
Fo
VD(all)
Fo
IN
Vcin
GND
N
Fo
IN
GND
N
Ic
Ic
図 3．スイッチング時間，SC 試験
図 4．スイッチング時間試験波形
P,(U,V)
A
Vcc
VD(all)
Fo
Vcin
V CE
Fo
pulse
IN
GND
U,V,(N)
図 5．ICES 試験
図 6．SC 試験波形
図 7．デッドタイム
5
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
20k
P
VUP1
Vcc
U Fo 1.5k
VD1
≥0.1µ ≥10µ
20k
UP
IN
VUPC
≥0.1µ ≥10µ
OT
SC
GND GND
VVP1
Vcc
VFo 1.5k
VD2
Fo
OUT
VP
Fo
IN
VVPC
U
OUT
OT
AC Output
SC
GND GND
V
NC
NC
NC
NC
20k
Vcc
Fo
UN
IN
≥0.1µ ≥10µ
OT
SC
GND GND
20k
Vcc
Fo
≥0.1µ ≥10µ
OUT
VN
IN
N
OUT
OT
SC
GND GND
VN1
VD3
NC
VNC
B
Fo 1.5k
NC
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：tPLH、tPHL≦0.8μs、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：CTR100～200%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 3 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。
●P－N 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 P－N 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
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
定格特性図
コレクタ・エミッタ間飽和電圧特性
（代表例）
インバータ部
出力特性
（代表例）
インバータ部
55
2.5
50
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCEsat(V)
Tj=25°C
45
コレクタ電流 IC(A)
40
VD=13V
35
VD=17V
30
VD=15V
25
20
15
10
5
0
2.0
1.5
1.0
VD=15V
Tj=25°C
0.5
Tj=125°C
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0
10
15
20
25
30
35
40
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－
制御電源電圧特性
（代表例）
インバータ部
ダイオード部順方向特性
45
50
55
（代表例）
インバータ部
55
2.5
50
VD=15V
45
Tj=25°C
Tj=125°C
40
2.0
1.5
エミッタ電流 IE(A)
コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VCEsat(V)
5
Ic=50A
Tj=25°C
35
30
25
20
15
10
Tj=125°C
5
0
1.0
12
13
14
15
16
17
0
18
制御電源電圧 VD (V)
0.5
1
1.5
2
2.5
エミッタ・コレクタ間電圧 VEC (V)
7
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
スイッチング特性
（代表例）
インバータ部
スイッチング特性
（代表例）
インバータ部
10
1
Vcc=300V
VD=15V
tc(off)
スイッチング時間 tc(on), tc(off) (μs)
Tj=125°C
Inductive Load
toff
1
ton
tc(on)
0.1
Vcc=300V
VD=15V
Tj=25°C
Tj=125°C
Inductive Load
0.01
0.1
1
10
100
1
コレクタ電流 IC (A)
スイッチング損失特性
（代表例）
インバータ部
ダイオード部逆回復特性
（代表例）
インバータ部
1.4
100
0.20
70
Vcc=300V
Vcc=300V
VD=15V
1.2
0.18
Tj=25°C
Eoff
Tj=125°C
1.0
60
VD=15V
Tj=25°C
Tj=125°C
0.16
Inductive Load
逆回復時間 trr (μs)
スイッチング損失 Eon, Eoff (mJ/pulse)
10
コレクタ電流 IC (A)
0.8
0.6
0.4
50
Inductive Load
Irr
0.14
40
0.12
30
0.10
20
trr
Eon
0.2
0.08
0.0
10
0.06
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
逆回復電流 Irr (A)
スイッチング時間 ton, toff (μs)
Tj=25°C
50
55
0
0
コレクタ電流 IC (A)
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
エミッタ電流 IE (A)
8
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
回路電流－キャリア周波数特性
（代表例）
ダイオード部逆回復損失特性
（代表例）
インバータ部
25
0.9
Vcc=300V
0.8
Tj=25°C
20
Tj=25°C
0.7
Tj=125°C
Tj=125°C
N side
Inductive Load
0.6
回路電流 ID (mA)
逆回復損失 Err (mJ/pulse)
VD=15V
VD=15V
0.5
0.4
0.3
0.2
15
10
P side
5
0.1
0.0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
55
0
10
15
キャリア周波数 fC (kHz)
UV トリップレベル Tj 特性
（代表例）
SC トリップレベル Tj 特性
（代表例）
インバータ部
20
25
2.0
20
UVt
18
1.8
UVr
SC
(SC of Tj=25°C is normalized 1)
16
14
UVt / UVr (V)
5
エミッタ電流 IE (A)
12
10
8
6
4
2
0
VD=15V
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
-50
0
50
100
150
-50
Tj (°C)
0
50
100
150
Tj (°C)
9
2011 年 11 月
三菱半導体〈インテリジェントパワーモジュール〉
PM50B4L1C060
フラットベース形
絶縁形
過渡熱インピーダンス特性
（代表例）
インバータ部
過渡熱インピーダンス Zth(j-c)
1
0.1
0.01
Single Pulse
IGBT Part;
Per unit base: Rth(j-c)Q=0.74 K/W
FWDi Part;
Per unit base: Rth(j-c)D=1.28K/W
0.001
0.00001
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
時間 (s)
10
2011 年 11 月
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。