comment isoler électriquement un PCB d'un dissipateur de chaleur

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J'ai un jeu de feux de route à LED sur ma moto qui doit être câblé via un variateur de modulation de largeur d'impulsion sol-jambe . Le problème est que le support de montage pour les feux est mis à la terre, de sorte que la lampe court-circuite à la terre à travers le châssis de la moto et le gradateur PWM ne peut pas atténuer les lampes. J'avais résolu ce problème en isolant les lampes du châssis de la moto au point de montage , mais cela s'est révélé peu fiable sous la pluie, et les supports que j'ai dû utiliser n'étaient pas à la hauteur et se sont finalement cassés.

Je dois maintenant regarder à isoler en interne le boîtier de la lampe de la jambe de terre du circuit. J'avais espéré que lorsque j'ouvrirais la lampe, il y aurait un fil de mise à la terre séparé vissé au boîtier de la lumière que je pourrais simplement déconnecter, mais il semble que le boîtier soit mis à la terre simplement par le contact entre le PCB et le boîtier, plus le PCB Vis de montage.

Ma première pensée a été de simplement mettre quelques petits joints toriques en caoutchouc entre le PCB et le boîtier, et de passer des vis en acier aux vis en nylon pour monter le PCB, mais je me suis alors souvenu que les LED avaient besoin d'un chemin thermiquement conducteur vers le boîtier pour le refroidissement.

Donc, la question: comment fournir un support thermiquement conducteur et isolé électriquement pour ce PCB?

J'ai vu la mention de rondelles de mica, une mention du composé de dissipateur de chaleur électriquement isolant, mais rien qui semblait suffisamment autoritaire pour crier «réponse».

Le PCB est probablement de 7 cm carré et il est monté en surface sur le boîtier de la lampe / dissipateur de chaleur par 4 vis, une à chaque coin. Tout le dos du PCB semble être en aluminium - en fait, il ressemble plus au PCB en aluminium . Plus probablement, il y a un PCB très mince laminé sur un morceau de stock d'aluminium, assez cool vraiment, d'abord j'ai vu comme ça.

led isolation heatsink Mac
la source
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La solution typique que vous verrez est des "bandes" ou "feuilles" de rondelles de mica ... de petits morceaux rectangulaires de mica qui correspondent à la forme de tout ce qu'ils isolent, généralement des transistors dans le boîtier TO-220. Vous pourrez peut-être vous en sortir avec des feuilles de mica ici car il semble que votre zone d'interface soit de taille similaire à un boîtier TO-220.
Toby Lawrence
@TobyLawrence merci, poste édité pour mieux spécifier la taille du PCB
mac
Que diriez-vous de fournir -12V à travers un onduleur +12 à -12? Un peu plus de matériel mais un onduleur de 15 W devrait être petit et peu coûteux.
Keith Warble

Réponses:

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Les solutions typiques que j'ai utilisées sont soit la bande Kapton :

ruban kapton

Ou Sil-Pad :

Sil-Pad 400 est un composite de caoutchouc silicone et fibre de verre. Le matériau est ignifuge et est spécialement formulé pour être utilisé comme isolant thermiquement conducteur. Le Sil-Pad 400 est principalement utilisé pour isoler électriquement les sources d'alimentation des dissipateurs de chaleur.

sil-pad

Si vous utilisez un sil-pad, la vis connectera toujours électriquement la languette du composant au dissipateur thermique. Une solution à cela consiste à utiliser une rondelle à épaulement pour isoler la vis et la languette:

diagramme de rondelle d'épaule

embedded.kyle
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Le Sil-Pad semble plus conçu pour ce type d'application, mais les formats dans lesquels il est vendu ne conviennent pas à ma géométrie particulière. Il semble également qu'il existe de nombreuses utilisations documentées de la bande Kapton pour cette application. Je pense que c'est ainsi que je vais procéder. Merci!
mac
@mac Vous pouvez acheter Sil-Pad en feuilles ou en rouleaux, puis les couper pour les adapter. Bien sûr, alors vous devrez imaginer une application pour utiliser le reste. Mais dans l'ensemble, je pense que la bande Kapton est probablement moins chère et plus facilement disponible.
embedded.kyle
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Sauf si vous avez BEAUCOUP de zone de contact, je ne recommanderais pas le ruban kapton. Kapton n'est pas exactement connu pour sa conductance thermique. En fait, c'est la première fois que je l' ai jamais vu quelqu'un recommande comme matériau d'interface thermique.
Connor Wolf
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@FakeName La question était "comment isoler électriquement un PCB d'un dissipateur de chaleur". Sous "Applications" pour Kapton MT, il suggère, "Tampons d'isolation (dissipateur thermique)". Et "Utilisation recommandée" de K275 est "Barrière diélectrique thermoconductrice". Oui, Kapton a moins de 1/3 de la conductivité thermique de Sil-Pad. Mais nous parlons de LED 15W. J'ai utilisé Kapton jusqu'à quelques KW, après quoi il a été nécessaire de passer à Sil-Pad pour obtenir les performances souhaitées.
embedded.kyle
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Huh. Je ne savais pas qu'ils fabriquaient des variantes spéciales de kapton thermiquement conducteur. C'est plutôt cool!
Connor Wolf
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Le support des lumières est probablement mis à la terre par conception.

Je ne peux pas penser à une raison pour laquelle un module de gradateur et des lumières ne peuvent pas être mis à la terre à la moto et ne fonctionnent pas, sauf que le gradateur "IQ-170 Intelligent Lighting Controller" n'est en fait pas si intelligemment conçu. Les génies qui ont proposé cela n'avaient certainement pas de QI proche de 170. Ils ne considéraient pas les lumières qui sont mises à la terre sur le châssis via leur matériel de montage, et comptent également sur cela pour la dissipation de la chaleur.

Un gradateur correctement conçu contrôlera le côté V + de la lumière et ne nécessitera pas de soulever son sol, ce qui, comme vous pouvez le voir, crée des difficultés.

Vous avez une très bonne raison de retourner cette chose: elle est techniquement défectueuse. Je contacterais l'entreprise pour un support technique. Peut-être que le module peut fonctionner de l'autre côté des lumières.

Kaz
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Je suis d'accord que ce serait beaucoup plus facile si le variateur commutait le côté + 12V, mais hélas, ce n'est pas le cas. En fait, la commutation sol-jambe semble plus courante sur ces types d'appareils que la commutation V +, quelle qu'en soit la raison. Certains autres trucs sur les voitures et les motos commutent également la jambe au sol. Cela me semble idiot.
mac
Dans tous les cas, le fournisseur de gradateur doit fournir les matériaux nécessaires pour gérer les dissipateurs de chaleur mis à la terre, sans lesquels leur "kit" est incomplet. Si elle est annoncée comme une solution complète, cela est trompeur si vous devez acheter des pièces supplémentaires pour contourner les problèmes. Les isolateurs de dissipateur thermique et la graisse thermique ne tombent pas du ciel gratuitement.
Kaz
@mac - La commutation sol-jambe est courante car elle est très simple à mettre en œuvre . Cependant, effectuer une commutation côté haut, car il est un peu plus impliqué, indique une mauvaise ingénierie.
Connor Wolf
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Qu'en est-il du ruban Chomerics? Il est non conducteur de l'électricité et très conducteur de la chaleur. http://www.chomerics.com/products/thermal/phase-change/index.html

Ressemble à du ruban adhésif double lorsqu'il est frais et se transforme en une pâte collante quand il fait chaud. Vous pourriez toujours avoir besoin d'un clip ou de quelque chose pour maintenir votre dissipateur de chaleur enfoncé.

Some Hardware Guy
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leur site Web met en garde contre l'utilisation de cet isolant, car une fois qu'il devient liquide, il ne peut pas empêcher le contact direct entre les éléments liés.
mac