Cómo aislar eléctricamente una PCB de un disipador de calor


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Tengo un juego de luces de conducción LED en mi motocicleta que deben conectarse a través de un atenuador de modulación de ancho de pulso de la pata de tierra . El problema es que el soporte de montaje de las luces está conectado a tierra, por lo que los cortocircuitos de la lámpara a tierra a través del chasis de la motocicleta y el atenuador PWM no pueden atenuar las lámparas. Había resuelto este problema aislando las lámparas del chasis de la motocicleta en el punto de montaje , pero esto resultó poco confiable bajo la lluvia, y los soportes que tuve que usar no estaban a la altura de la tarea y finalmente se rompieron.

Ahora necesito mirar aislar internamente la carcasa de la lámpara del tramo de tierra del circuito. Tenía la esperanza de que cuando abriera la lámpara habría un cable de conexión a tierra separado atornillado a la carcasa de la luz que simplemente podría desconectar, pero parece que la carcasa está conectada a tierra simplemente por el contacto entre la PCB y la carcasa, más la PCB tornillos de montaje

Lo primero que pensé fue colocar unas pequeñas juntas tóricas de goma entre la PCB y la carcasa, y cambiar de tornillos de acero a nylon para montar la PCB, pero luego recordé que los LED necesitan una ruta termoconductora para la refrigeración de la carcasa.

Entonces, la pregunta: ¿cómo proporcionar un soporte con aislamiento térmico y conductor eléctrico para esta PCB?

He visto mención de lavadoras de mica, alguna mención de compuesto de disipador térmico eléctricamente aislante, pero nada que parezca lo suficientemente autoritario como para gritar "respuesta".

La PCB es probablemente de 7 cm cuadrados, y está montada en la superficie de la carcasa de la lámpara / disipador de calor con 4 tornillos, uno en cada esquina. Toda la parte posterior de la PCB parece ser de aluminio, en realidad se parece más a la PCB es de aluminio . Lo más probable es que haya una PCB muy delgada laminada en una pieza de aluminio, realmente genial, primero lo he visto así.


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La solución típica que verá es "tiras" u "láminas" de lavadora de mica ... pequeñas piezas rectangulares de mica que coinciden con la forma de lo que sea que estén aislando, generalmente transistores en el paquete TO-220. Es posible que pueda salirse con las hojas de mica aquí, ya que parece que el área de su interfaz es similar en tamaño a un paquete TO-220.
Toby Lawrence

@TobyLawrence gracias, publicación editada para especificar mejor el tamaño de la PCB
mac

¿Qué hay de suministrar -12V a través de un inversor de corriente de +12 a -12? Un poco más de hardware, pero el inversor de 15 W debe ser pequeño y económico.
Keith Warble

Respuestas:


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Las soluciones típicas que he usado son las cintas Kapton :

cinta Kapton

O Sil-Pad :

Sil-Pad 400 es un compuesto de caucho de silicona y fibra de vidrio. El material es ignífugo y está especialmente formulado para su uso como aislante conductor térmico. El uso principal de Sil-Pad 400 es aislar eléctricamente las fuentes de energía de los disipadores de calor.

sil-pad

Si usa una almohadilla de silicona, el tornillo aún conectará eléctricamente la pestaña del componente con el disipador de calor. Una solución a esto es usar una arandela de hombro para aislar el tornillo y la pestaña:

diagrama de arandela de hombro


El Sil-Pad parece más diseñado especialmente para este tipo de aplicación, pero los formatos en los que se vende no son excelentes para mi geometría particular. También parece haber muchos usos documentados de la cinta Kapton para esta aplicación. Creo que así es como voy a proceder. ¡Gracias!
mac

@mac Puede comprar Sil-Pad en hojas o rollos y luego cortarlos para que quepan. Por supuesto, entonces tendrías que idear alguna aplicación para usar el resto. Pero, en general, creo que la cinta Kapton es probablemente más barata y más fácilmente disponible.
embedded.kyle

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A menos que tenga un montón de área de contacto, que no recomendaría Kapton cinta. Kapton no es exactamente conocido por su conductancia térmica. De hecho, esta es la primera vez que he visto a alguien recomendarlo como material de interfaz térmica.
Connor Wolf

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@FakeName La pregunta era "cómo aislar eléctricamente una PCB de un disipador de calor". En "Aplicaciones" para Kapton MT , sugiere "Almohadillas de aislamiento (disipador de calor)". Y el "uso recomendado" de K275 es "barrera dieléctrica termoconductora". Sí, Kapton tiene menos de 1/3 de la conductividad térmica de Sil-Pad. Pero estamos hablando de LED de 15W. He usado Kapton hasta un par de KW, después de lo cual fue necesario cambiar a Sil-Pad para lograr el rendimiento deseado.
embedded.kyle

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Huh No sabía que hacían variantes especiales de kaptones térmicamente conductores. ¡Eso es muy bonito!
Connor Wolf

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El soporte de las luces probablemente esté basado en el diseño.

No puedo pensar en una razón por la cual un módulo de atenuación y las luces no pueden conectarse a la motocicleta, y no funcionan, excepto que el atenuador "Controlador de iluminación inteligente IQ-170" en realidad no está diseñado de manera tan inteligente. Los genios que se le ocurrió esto ciertamente no tenían un coeficiente intelectual cerca de 170. No consideraron las luces que están conectadas al chasis a través de su hardware de montaje, y también confiaron en eso para la disipación de calor.

Un atenuador diseñado adecuadamente controlará el lado V + de la luz y no requerirá que se levante el suelo, lo que, como puede ver, crea dificultades.

Tienes una muy buena razón para devolver esto: es técnicamente defectuoso. Me pondría en contacto con la empresa para obtener asistencia técnica. Quizás el módulo pueda funcionar al otro lado de las luces.


Estoy de acuerdo en que sería mucho más fácil si el atenuador cambiara el lado de +12 V, pero lamentablemente, este no es el caso. De hecho, la conmutación de conexión a tierra parece más común en este tipo de dispositivos que la conmutación V +, por cualquier razón. Algunas otras cosas en automóviles y motocicletas también cambian la pata del suelo. Me parece una tontería.
mac

En cualquier caso, el proveedor de dimmers debe suministrar los materiales necesarios para lidiar con los disipadores de calor con conexión a tierra, sin los cuales su "kit" está incompleto. Si se anuncia como una solución completa, es engañoso si tiene que comprar piezas adicionales para solucionar problemas. Los aislantes del disipador de calor y la grasa térmica no se caen del cielo de forma gratuita.
Kaz

@mac: el cambio de pata de tierra es común porque es realmente fácil de implementar . Sin embargo, hacer una conmutación de lado alto porque está un poco más involucrado es indicativo de una ingeniería pobre y antigua.
Connor Wolf

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¿Qué pasa con la cinta Chomerics? No es eléctricamente conductor y muy térmicamente conductor. http://www.chomerics.com/products/thermal/phase-change/index.html

Parece una cinta adhesiva doble cuando hace frío y se vuelve pegajosa cuando hace calor. Es posible que aún necesite un clip o algo para mantener su disipador de calor hacia abajo.


su sitio web advierte contra el uso de esto como aislante, ya que una vez que se vuelve líquido no puede evitar el contacto directo entre los elementos unidos.
mac

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