図 1. ケース温度 T C 測定点 IGBT チップ 内蔵ヒートシンク Tc 測定点 電気的特性 ( 指定のない場合は,T j = 25 ) インバータ部規格値記号項目測定条件単位最小標準最大 V CE(sat) V I C = 50A, T j = コレクタ エミッタ間

PS21A79

主回路構成及び定格

● DC 入力, 三相 AC 出力 IGBT インバータ

N 側三相出力

● 600V, 50A (CSTBT 内蔵)

用途

AC100V～200V 系，モータ制御用インバータ装置

内蔵機能

●P 側 IGBT 用： 駆動回路，高圧レベルシフト回路，制御電源電圧低下（UV）保護回路（エラー出力なし）

単電源駆動用ブートストラップ方式

●N 側 IGBT 用： 駆動回路，制御電源電圧低下（UV）保護回路，短絡電流保護（カレントセンス方式による）

●エラー出力 ： N 側 IGBT 用短絡電流（SC）保護回路動作時と UV 保護回路動作時エラー(Fo)出力

●温度保護用アナログ出力： N 側駆動用 IC 部の温度をアナログ信号出力

●入力インタフェース： 3V, 5V 系対応（ハイアクティブ）

●UL 認定済み ： File No.E80276

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 定 格 値 単位 VCC 電源電圧 P－NU，NV，NW 端子間 450 V VCC(surge) 電源電圧（サージ） P－NU，NV，NW 端子間 500 V VCES コレクタ・エミッタ間電圧 600 V ±IC コレクタ電流 TC =25℃ 50 A ±ICP コレクタ電流（ピーク） TC =25℃, 1ms 以下 100 A PC コレクタ損失 TC =25℃, 1 素子当り 142 W Tj 接合温度 -20～+150 ℃

制御（保護）部

記 号 項 目 条 件 定 格 値 単位 VD 制御電源電圧 VP1-VPC, VN1-VNC 端子間 20 V VDB 制御電源電圧 VUFB-VUFS, VVFB-VVFS, VWFB-VWFS 端子間 20 V VIN 入力電圧 UP, VP, WP-VPC, UN, VN, WN-VNC 端子間 -0.5～VD+0.5 V VFO エラー出力印加電圧 FO-VNC 端子間 -0.5～VD+0.5 V IFO エラー出力電流 FO 端子のシンク電流値 1 mA VSC 電流検出入力電圧 CIN-VNC 端子間 -0.5～VD+0.5 V

全システム

記 号 項 目 条 件 定 格 値 単位 VCC(PROT) 電源電圧自己保護範囲 （短絡） VD＝13.5～16.5V，インバータ部 Tj＝125℃スタート，2μs 以内，非繰り返し 400 V TC 動作モジュール温度 （注 1） -20～+100 ℃ Tstg 保存温度 -40～+125 ℃ Viso 絶縁耐圧 正弦波 60Hz, AC 1 分間, 全端子共通－ヒートシンク間 2500 Vrms 注 1. ケース温度 Tc 測定点を図 1 に示します。

熱抵抗

規 格 値 記 号 項 目 条 件 最小 標準 最大 単位 Rth(j-c)Q インバータ IGBT ( 1/6 モジュール ) - - 0.88 ℃/W Rth(j-c)F 接合・ケース間熱抵抗（注 2） インバータ FWDi ( 1/6 モジュール ) - - 1.78 ℃/W 注 2. DIPIPM と放熱ヒートシンクとの接触面には，熱伝導のよいグリースを 100～200μm 程度，均一になるように塗布の上，規定の締付けトルクにて締め付けることを規定 します。（またグリースは使用動作温度範囲内で変質せず，経年変化のないものとします。） ただし，製品放熱面－ヒートシンク間の熱抵抗は，締め付けた状態におけるグリースの厚さ，グリースの熱伝導率等により異なります。目安として，グリース厚 20μm，

図 1. ケース温度 TC測定点

電気的特性

（指定のない場合は，Tj = 25℃）

インバータ部

規 格 値 記 号 項 目 測 定 条 件 最小 標準 最大 単位 IC = 50A, Tj = 25℃ - 1.55 2.05 VCE(sat) コレクタ・エミッタ間飽和電圧 VD = VDB = 15V VIN = 5V IC = 50A, Tj = 125℃ - 1.65 2.10 V VEC FWDi 順電圧降下 -IC = 50A, VIN = 0V - 1.70 2.20 V ton 1.80 2.40 3.60 μs tc(on) - 0.40 0.60 μs toff - 3.00 4.20 μs tc(off) - 0.60 1.20 μs trr スイッチング時間 VCC = 300V, VD = VDB = 15V IC = 50A, Tj = 125℃, VIN = 0

↔

5V 誘導負荷（上ー下アーム） - 0.30 - μs Tj = 25℃ - - 1 ICES コレクタ・エミッタ間遮断電流 VCE = VCES Tj = 125℃ - - 10 mA

制御（保護）部

規 格 値 記 号 項 目 測 定 条 件 最小 標準 最大 単位 VD = 15V, VIN = 0V - - 5.50 ID 回路電流 VP1-VPC, VN1-VNCの総和 VD = 15V, VIN = 5V - - 5.50 mA VD = VDB = 15V, VIN = 0V - - 0.55 IDB 回路電流 VUFB-VUFS, VVFB-VVFS, VWFB-VWFS VD = VDB = 15V, VIN = 5V - - 0.55 mA ISC 短絡保護トリップレベル -20℃≦Tj≦125℃，Rs=40.2Ω（精度±1%以内） NU,NV,NW-N1 間シャント抵抗無し時 （注 3） 85 - - A UVDBt トリップレベル 10.0 - 12.0 V UVDBr P 側 リセットレベル 10.5 - 12.5 V UV トリップレベル 10.3 - 12.5 V 制御電源電圧 低下保護 Tj ≦ 125℃ Tc 測定点 内蔵ヒートシンク IGBT チップ

図 2. LVIC 温度-VOT出力特性 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 LVIC Temperature (°C) VO T O ut p u t ( V ) 85±3°C 60±10°C 110±10°C 4.26 3.63

機械的定格及び特性

規 格 値 記 号 項 目 測 定 条 件 準拠規格 最小 標準 最大 単位 － 締付けトルク強度 取付けネジ（M4） 推奨値 1.18N･m － 0.98 1.18 1.47 N･m － 端子引張り強度 荷重 19.6N EIAJ-ED-4701 10 - - s － 端子曲げ強度 荷重 9.8N にて 90 度 曲げ EIAJ-ED-4701 2 - - 回 － 質 量 - - 46 - g － 放熱面平面度 （注 6） - -50 - 100 μm 注 6. 放熱面平面度測定位置

推奨使用条件

規 格 値 記 号 項 目 測 定 条 件 最小 標準 最大 単位 VCC 電源電圧 P-NU, NV, NW 端子間 0 300 400 V VD 制御電源電圧 VP1-VPC, VN1-VNC 端子間 13.5 15.0 16.5 V VDB 制御電源電圧 VUFB-VUFS, VVFB-VVFS, VWFB-VWFS端子間 13.0 15.0 18.5 V ΔVD,ΔVDB 制御電源電圧変動率 -1 - +1 V/μs tdead 上下アーム休止時間 各アーム段入力に対応, TC≦100℃ 2.2 - - μs fPWM PWM 制御入力信号 TC≦ 100℃, Tj≦ 125℃ - - 20 kHz fPWM= 5kHz - - 23.6 IO 許容実効電流 VCC = 300V, VD =VDB = 15V, P.F = 0.8, 正弦波出力 TC≦100℃, Tj≦125℃ （注 7） fPWM= 15kHz - - 13.8 Arms PWIN(on) （注 8） 1.1 - - 定格電流以下 3.0 - - PWIN(off) 許容最小入力パルス幅 200≦VCC≦350V, 13.5≦VD≦16.5V, 13.0≦VDB≦18.5V, -20℃≦TC≦100℃, N ライン配線インダクタンス 10nH 以下 （注 9） 定格電流～ 定格電流の 1.7 倍 5.0 - - μs VNC VNC端子変動 VNC-NU, NV, NW 端子間の電位差, サージ電圧含む -5.0 - +5.0 V Tj 接合温度 -20 - +125 ℃ 注 7. 許容実効電流に関しては，使用条件によって変わります。 8. PWIN(on)以下のパルス幅の入力オン信号には出力が応答しないことがあります。 9. PWIN(off)以下のパルス幅の入力オフ信号には入力オフ信号には出力が応答しない，または P 側のみターンオン時間が大きくなる場合があります。 ただし，この場合においても入力オンの状態にて出力オフの状態を維持し続けることはありません。詳細は図 3 のタイミング図を参照ください。 図 3. 許容最小入力パルス幅 PWIN(off)以下の信号を印加した場合の出力動作（P 側のみ） P 側制御入力 内部 IGBT ゲート 出力電流 Ic 実線…オフパルス幅≧PWIN(off)の場合 ターンオン時間:t1(通常) 破線…オフパルス幅＜PWIN(off)の場合 ターンオン時間:t2(長くなる場合有り) t1 t2

図 4. DIPIPM 内部回路図

HO HO HO IN IN IN COM COM LVIC HVIC3 HVIC2 HVIC1 COM UOUT VOUT WOUT VNO CFO GND Fo WN VN UN VCC CFO CIN NU W V U P VS VS VS VB VB VB VCC VCC VCC Fo WN VN UN WP VP UP VNC VN1 VP1 VP1 VP1 VWFS VVFS VUFS VWFB VVFB VUFB IGBT1 _Di1 IGBT2 _Di2 IGBT3 _Di3 IGBT4 _Di4 IGBT5 _Di5 IGBT6 _Di6 NV NW VPC Vsc CIN VOT VOT

図 5. 保護動作シーケンス

A. SC 動作シーケンス（N 側のみ）‥‥外付けセンス抵抗による保護

a1. 正常動作=IGBT オン=出力電流有り a2. 過電流検出（SC トリガ）‥‥RC 時定数は，2μs 以内に遮断するように最適遮断時間を設定（1.5～2.0μs 以下推奨） a3. Ｎ側全相の IGBT ゲートをハード遮断 a4. Ｎ側全相の IGBT がオフ a5. Fo 出力‥‥外付けコンデンサ CFOで Fo 出力時間(Fo パルス幅)を設定 a6. 入力 “L”=オフ a7. Fo 出力終了。入力 “H”途中でも次のオン信号(L→H)が入力されるまで，IGBT はオフ状態。（各相への入力で相ごとに通常状態に復帰します） a8. 正常動作=IGBT オン=出力電流有り

B. 制御電源電圧低下保護動作シーケンス（N 側，UV

_D

）

b1. 制御電源電圧立上り‥‥UVDrにて次のオン信号(L→H)入力より動作開始 （各相への入力で相ごとに通常状態に復帰します） b2. 正常動作=IGBT オン=出力電流有り b3. 制御電源電圧低下（UVDt） b4. Ｎ側全相の IGBT オフ‥‥制御入力の状態に関らずオフ b5. Fo 動作開始（CFOにて設定された Fo パルス幅以上，制御電源電圧が復帰するまでの間 Fo 出力） b6. 制御電源電圧復帰（UVDr） b7. 正常動作=IGBT オン=出力電流有り 制御入力 SCトリップ電流 a2 SET SC トリップレベル a1 a3 a6 a4 a5 RC 時定数回路による DELAY N 側制御入力 保護回路状態 内部 IGBT ゲート 出力電流 IC センス抵抗部 センス電圧 エラー出力 FO RESET a7 a8

C. 制御電源電圧低下保護動作シーケンス（P 側，UV

_DB

）

c1. 制御電源電圧立上り‥‥UVDBrにて次のオン信号(L→H)入力より動作開始 c2. 正常動作=IGBT オン=出力電流有り c3. 制御電源電圧低下（UVDBt） c4. 該当相の IGBT のみオフ‥‥制御入力に関らずオフ，Fo 出力はなし c5. 制御電源電圧復帰（UVDBr） c6. 正常動作=IGBT オン=出力電流有り

図 6. 制御端子応用例

UP,VP,WP,UN,VN,WN Fo VNC(Logic) DIPIPM MCU 10kΩ 5V 系 R C 注. 入力の RC カップリングは、応用システムに使われる PWM 制御入力方式、入力配線パターンにより変わります。 DIPIPM 入力信号部は IC 内部で 3.3kΩ(min)の抵抗プルダウンを行っています。入力信号ラインに抵抗を挿入される 場合は、DIPIPM の入力しきい値を満足する設定として下さい。 Fo 端子はオープンドレインです。制御電源(5V,15V)に IFo=1mA 以下となるような抵抗でプルアップしてご使用ください。 (5V にプルアップする場合，5.1kΩ 以上。10kΩ を推奨します) 制御入力 保護回路状態 制御電源電圧 VDB 出力電流 IC エラー出力 FO UVDBr

RESET SET _RESET

UVDBt ハイレベル出力 (Fo 出力なし) c1 c2 c3 c4 c5 c6

図 7. 外部応用回路例

注1. 制御側電源GNDとパワー側GNDの配線を共通のベタ配線で配線すると大電流が流れるパワーGNDの変動の影響を受け誤動作の可能性がありますの で，制御側電源GNDとパワー側GNDの配線は分けて配線し，N1点（NU,NV,NWを接続した点）にて一点接続としてください。 2. サージ電圧による耐圧破壊を防止するために，平滑コンデンサとP,N1端子間の配線はできるだけ短くしてください。またP-N1端子間に0.1μ∼0.22μF程度 のスナバコンデンサC3を挿入してください。 3. 短絡保護機能の誤動作防止用RCフィルタ(R1C4)の時定数は，短絡時に2μs以下で遮断できるように設定してください。(1.5~2μs推奨) R1,C4は温度補償 R3 C5 R3 C5 R3 C5 R3 C5 R3 C5 VPC(15)

M

MCU

C2 15V VD C4 R1 Sense resistor N1 C 5V A + UN(27) VN(28) WN(29) Fo(26) VN1(21) VNC(22) P(40) U(39) W(37) NU(36) LVIC V(38) CIN(24) NV(35) NW(34) IGBT1 IGBT2 IGBT3 IGBT4 IGBT5 IGBT6 Di1 Di2 Di3 Di4 Di5 Di6 C1 VOT(23) WP(13) VWFB(16) VWFS(18) C1 D1 C2 + VP1(14) C2 D2 VP(7) HVIC VVFS(12) C1 D1 C2 + VP1(9) C2 D2 UP(1) HVIC VUFB(4) VUFS(6) C1 D1 C2 + VP1(3) C2 D2 CFO(25) D1 C3 VNO VSC(19) + R2 Rs D B R3 C5 VVFB(10) HVIC

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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

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