como isolar eletricamente uma PCB de um dissipador de calor


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Tenho um conjunto de faróis de LED na minha motocicleta que devem ser conectados através de um dimmer de modulação de largura de pulso na perna do solo . O problema é que o suporte de montagem das luzes está aterrado, de modo que os curtos da lâmpada aterrem no chassi da motocicleta e o dimmer PWM não pode escurecer as lâmpadas. Eu resolvi esse problema isolando as lâmpadas do chassi da motocicleta no ponto de montagem , mas isso não se mostrou confiável na chuva, e os suportes que eu tinha que usar não estavam à altura da tarefa e acabaram quebrando.

Agora preciso analisar internamente o isolamento da lâmpada da perna de terra do circuito. Eu esperava que, quando abrisse a lâmpada, houvesse um fio de aterramento separado parafusado na carcaça da luz que eu poderia simplesmente desconectar, mas parece que a carcaça é aterrada simplesmente pelo contato entre a PCB e a carcaça, além da PCB parafusos de montagem.

Meu primeiro pensamento foi colocar alguns pequenos anéis de vedação de borracha entre a PCB e a carcaça e trocar os parafusos de aço por nylon para montar a PCB, mas depois lembrei que os LEDs precisam de um caminho termicamente condutor para a carcaça para refrigeração.

Portanto, a pergunta: como fornecer uma montagem termicamente condutora e isolada eletricamente para esta PCB?

Eu já vi menção a lavadoras de mica, alguma menção ao composto do dissipador de calor com isolamento elétrico, mas nada que parecesse autoritário o suficiente para gritar "resposta".

O PCB provavelmente tem 7 cm quadrados e é montado na superfície do compartimento da lâmpada / dissipador de calor com 4 parafusos, um em cada canto. Toda a parte traseira do PCB parece ser de alumínio - na verdade, parece mais com o PCB de alumínio . O mais provável é que haja um PCB muito fino laminado em um pedaço de alumínio, muito legal mesmo, primeiro eu vi assim.


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A solução típica que você verá é "tiras" ou "folhas" da arruela de mica ... pequenos pedaços retangulares de mica que combinam com o formato do que eles estão isolando, geralmente transistores no pacote TO-220. Você pode se dar bem com as folhas de mica aqui, pois parece que sua área de interface é semelhante em tamanho a um pacote TO-220.
26412 Toby Lawrence

@TobyLawrence graças, post editado para especificar melhor o tamanho do PCB
mac

Que tal fornecer -12V através de um inversor de +12 a -12? Um pouco mais de hardware, mas o inversor de 15W deve ser pequeno e barato.
Keith Warble

Respostas:


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As soluções típicas que usei são a fita Kapton :

fita kapton

Ou Sil-Pad :

O Sil-Pad 400 é um composto de borracha de silicone e fibra de vidro. O material é retardador de chamas e é especialmente formulado para uso como isolante termicamente condutor. O principal uso do Sil-Pad 400 é isolar eletricamente as fontes de energia dos dissipadores de calor.

sil-pad

Se você usar um sil-pad, o parafuso ainda conectará eletricamente a aba do componente ao dissipador de calor. Uma solução para isso é usar uma arruela de ombro para isolar o parafuso e a guia:

diagrama da arruela dos ombros


O Sil-Pad parece mais desenvolvido especificamente para esse tipo de aplicativo, mas os formatos em que é vendido não são ótimos para minha geometria específica. Também parece haver muitos usos documentados da fita Kapton para este aplicativo. Eu acho que é assim que eu vou proceder. Obrigado!
mac

@mac Você pode comprar Sil-Pad em folhas ou rolos e depois cortar para caber. É claro que você teria que sonhar com algum aplicativo para usar o resto. Mas, no geral, acho que a fita Kapton é provavelmente mais barata e mais facilmente disponível.
embedded.kyle

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A menos que você tenha MUITA área de contato, eu não recomendaria fita kapton. Kapton não é exatamente conhecido por sua condutância térmica. Na verdade, esta é a primeira vez que eu nunca vi ninguém recomendá-lo como um material de interface térmica.
Connor Wolf

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@FakeName A questão era "como isolar eletricamente uma PCB de um dissipador de calor". Em "Aplicativos" para Kapton MT , sugere "Almofadas de isolamento (dissipador de calor)". E o "uso recomendado" do K275 é "barreira dielétrica termicamente condutora". Sim, Kapton possui menos de 1/3 da condutividade térmica do Sil-Pad. Mas estamos falando de LEDs de 15W. Eu usei Kapton até alguns KW. Depois disso, era necessário mudar para o Sil-Pad para obter o desempenho desejado.
embedded.kyle

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Hã. Eu não sabia que eles criavam variantes especiais de kapton termicamente condutoras. Isso é bem legal!
Connor Lobo

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O suporte das luzes é provavelmente aterrado pelo design.

Não consigo pensar em uma razão pela qual um módulo dimmer e luzes não possam ser aterrados na motocicleta e não funcionem, exceto que o dimmer "IQ-170 Intelligent Lighting Controller" não é realmente tão inteligente. Os gênios que criaram isso certamente não tinham um QI próximo de 170. Eles não consideraram as luzes aterradas no chassi por meio de seu hardware de montagem e dependem disso para dissipação de calor.

Um redutor projetado adequadamente controla o lado V + da luz e não exige que o solo seja levantado, o que, como você pode ver, cria dificuldades.

Você tem uma boa razão para devolver essa coisa: ela é tecnicamente falha. Eu entraria em contato com a empresa para obter suporte técnico. Talvez o módulo possa funcionar do outro lado das luzes.


Concordo que seria muito mais fácil se o dimmer trocasse o lado de + 12V, mas, infelizmente, esse não é o caso. De fato, a troca de pernas no solo parece mais comum nesses tipos de dispositivos do que a troca V +, por qualquer motivo. Algumas outras coisas sobre carros e motocicletas também mudam a perna do chão. Parece bobagem para mim.
mac

De qualquer forma, o fornecedor de dimmer deve fornecer os materiais necessários para lidar com dissipadores de calor aterrados, sem os quais o "kit" está incompleto. Se ele for anunciado como uma solução completa, isso será enganoso se você precisar comprar peças adicionais para solucionar os problemas. Os isoladores do dissipador de calor e a graxa térmica não caem do céu de graça.
26/10/12

@mac - A troca de pernas é comum porque é realmente fácil de implementar . No entanto, a troca de lado alto, porque é um pouco mais envolvente, é indicativa de uma engenharia pobre e simples.
Connor Lobo

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E a fita Chomerics? Não é eletricamente condutor e muito termicamente condutor. http://www.chomerics.com/products/thermal/phase-change/index.html

Parece uma fita adesiva dupla quando está frio e se transforma em uma gosma pegajosa quando está quente. Você ainda pode precisar de um clipe ou algo para segurar o dissipador de calor.


seu site adverte contra o uso como isolante, uma vez que fica líquido, não pode impedir o contato direto entre os elementos ligados.
mac

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