Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Isolationsfolie Durchschlag beim Befestigungsloch?


von A. R. (redegle)


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Hallo zusammen,

kann mir jemand erklären, wie ich ein TO220-Gehäuse isoliert befestige?

Wenn ich eine Isolationsfolie zwischen dem TO220-Gehäuse und dem 
Kühlkörper anbringe müsste es doch an dem Durchgangsloch der Folie, für 
die Befestigungsschraube, zu einem Überschlag kommen.

von Thomas J. (tom16)


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Die Schraube wird mittels Isolierbuchse vom Bauelement (Gehaeuse, 
Kuehlfahne) zentiert und isoliert:

http://www.amazon.de/Amico-St%C3%BCck-Isolationsbuchse-Unterlegscheibe-Transistor/dp/B00GAU3VAU

Damit liegt die Schraube auf dem Potential des Kühlkörpers. Tausendfach 
bewährt.

von Helge A. (besupreme)


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Nö. Für den richtigen Abstand sorgt der Isoliernippel der 
Befestigungsschraube. Das Loch der Scheiben im Bild sollte nur so groß 
sein, daß das Gewinde durchpaßt.

von gnd3 (Gast)


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ja, so ist das... Deshalb gibt es Isoliernippel. Die sind idealerweise 
so lang, dass sie bis in die Bohrung vom Kühlkörper ragen.

http://www.reichelt.de/Waermeleit-paste-folien-scheiben/IB-2/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3384&ARTICLE=8713&SEARCH=isoliernippel&SHOW=1&OFFSET=16&;

von Thomas J. (tom16)


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Nachbemerkung:

Bei Bauelementen, deren Anschlusse DURCH Bohrungen des Kühlkörpers 
ragen, muss natürlich die Bohrung gross genug fuer die 
Überschlagsfestigkeit sein. Nicht umsonst sind bei TO3-Bauelemenet für 
Hochspannungsanwendungen (z.B. TV-Ablenkstufen) die Basis und den 
Emitter mit extra grossen Glasdurchführungen isoliert.

von A. R. (redegle)


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Thomas J. schrieb:
> Die Schraube wird mittels Isolierbuchse vom Bauelement (Gehaeuse,
> Kuehlfahne) zentiert und isoliert:
>
> 
http://www.amazon.de/Amico-St%C3%BCck-Isolationsbuchse-Unterlegscheibe-Transistor/dp/B00GAU3VAU
>
> Damit liegt die Schraube auf dem Potential des Kühlkörpers. Tausendfach
> bewährt.

Im Anhang befindet sich ein Bild.

Blau: Schraube
Rot: Isolierbuchse
Grün: Isolierscheibe oder Isolierfolie

Zwischen dem Übergang Rot-Grün bzw. Isolierbuchse zu Isolierscheibe ist 
Luftspalt.
Kann es nicht zu einem Überschlag in diesem Luftspalt kommen?

von oszi40 (Gast)


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Man sollte eine Lösung wählen, die auch nach einer Reparatur noch 
zuverlässig funktioniert.

-Es gibt z.B. bei TO3 spezielle Kunststoffhülsen über die Schraube.
-Man könnte aber auch den gesamten KK isoliert montieren.
-Es gibt einige TO220, die schon ein isoliertes Blech haben.

Ein sorgsame Prüfung nach der Montage ist wichtig.

von Thomas J. (tom16)


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> Kann es nicht zu einem Überschlag in diesem Luftspalt kommen?

Richtg - es kann.

Aber ich meine, dass wir hier zwischen den üblichen 
Sicherheitsluftstrecken (viel grösser) und der physikalischen 
Überschlagsstrecke unterscheiden müssen. Wer sich einmal das Chip-Bild 
eines Hochspannungstransistoer angesehen hat, wird erstaunt sein, wie 
winzig hier die Strecken sind, zwischen denen grosse 
Spannungsdifferenzen bestehen.

von Thomas J. (tom16)


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oszi40 schrieb:
>
> Ein sorgsame Prüfung nach der Montage ist wichtig.

Wie wahr! Auch mir wurde einmal ein winziger Metallspan, welcher sich 
nach einiger Zeit durch das Glimmerplättchen gedrückt hat, zum 
Ärgerniss.

von oszi40 (Gast)


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Es gibt einige Risiken wie z.B. Ungeauigkeiten, gerissene Isolation, 
falscher Typ ohne Isolation, Montagefehler, ...

von A. R. (redegle)


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Thomas J. schrieb:
> Nachbemerkung:
>
> Bei Bauelementen, deren Anschlusse DURCH Bohrungen des Kühlkörpers
> ragen, muss natürlich die Bohrung gross genug fuer die
> Überschlagsfestigkeit sein. Nicht umsonst sind bei TO3-Bauelemenet für
> Hochspannungsanwendungen (z.B. TV-Ablenkstufen) die Basis und den
> Emitter mit extra grossen Glasdurchführungen isoliert.

Ich weiß nicht ob das so gemeint war wie ich es verstanden habe aber im 
Anhang ist nun meine überlegte Lösung.
600V bei 0,2 mm Luftspalt ist mir zu riskant.
Vorallem wenn HF im Spiel ist.

von Thomas J. (tom16)


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oszi40 schrieb:

> Es gibt einige Risiken wie z.B. Ungeauigkeiten, gerissene Isolation,
> falscher Typ ohne Isolation, Montagefehler, ...

... und in mir steigen vage Erinnerungen hoch:

Die Klimmzüge, welche z.B. bei der Kühlung von Leistungstransitoren 
kommerzieller Funktechnik im UHF-Bereich erforderlich waren.

HF-Leistungstransitoren in Beryllium-Oxid-Keramik-Gehäusen und mit 
Gewindestiften aus Beryllium (oder Legierung ??). Hochgiftig, falls da 
mal der Steckschlüssel abrutschte und Metallspäne entstanden. Extra 
dicke Warnhinweise in den Lieferverpackungen. Brrr ...

von Thomas J. (tom16)


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A. R. schrieb:

> Ich weiß nicht ob das so gemeint war wie ich es verstanden habe aber im
> Anhang ist nun meine überlegte Lösung.
> 600V bei 0,2 mm Luftspalt ist mir zu riskant.
> Vorallem wenn HF im Spiel ist.

Ok, jetzt verstehe ich das Problem besser. Obwohl man m.W. von 3kV/mm 
ausgehen kann sind 600V schon grenzwertig. Wobei 600V und HF (welche 
Frequenz) zusätzliche Fragen aufwerfen.

Um zum rein mechanischen Problem zurueck zu kommen: nach meiner 
Erfahrung altern 0815-Isolierbuchsen erheblich. Wenn es wirklich auf 
Überschlagsfestigkeit ankommt, würde ich empfehlen, deine dargestellte 
Anordung (mit dem Senkloch vor dem Befestigungsgewinde) zu nutzen und 
die Isolierbuchsen lang genung UND aus mechanisch stabilen und m.E. 
spannungsfesterem Material (z.B. Teflon) zu wählen.

: Bearbeitet durch User
von Michael_ (Gast)


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A. R. schrieb:
> 600V bei 0,2 mm Luftspalt ist mir zu riskant.

Es wird aber massenhaft eingesetzt und niemand macht sich einen Kopf 
darum.
Ich habe hier noch Bleche mit SUXXX Transis aus alten Robotron NT 
rumliegen.
Relativ dünne Plastefolie und die genannten Buchsen - geht.
TO-3 für die Hochspannung im TV, da müßte ich nachsehen wie die isoliert 
sind.
Ich glaub aber auch nicht anders.

von Thomas J. (tom16)


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Michael_ schrieb:
> A. R. schrieb:

> Ich habe hier noch Bleche mit SUXXX Transis aus alten Robotron NT
> rumliegen.
> Relativ dünne Plastefolie und die genannten Buchsen - geht.
> TO-3 für die Hochspannung im TV, da müßte ich nachsehen wie die isoliert
> sind.

Ja, das Bild der SUXXX hatte ich auch im Kopf. Wobei es sicher hilfreich 
fuer mich waere, wenn ich mir das zugehoerige Schaltbild dieser 
Schaltstufen anschauen wuerde und verstehen koennte, was bei einem 
Durchschlag Kollektor/Kühlkörper passieren könnte.

Der TO hatte jedoch allgemein nach einem Durchschlag in seiner Anordnung 
gefragt. Ich erinnere mich vage, mal gelernt zu haben, dass man bei 
kritischen Konstuktionen diese Möglichkeit irgendwie absichern sollte.

von Leo H. (Gast)


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Kennst du die Kühlkörper mit Clipmontage?

Damit kannst du eine durchgehende Isolierfolie verwenden, oder wie auf 
dem Bild eine geschlossene Kappe. Den Clip gibt es auch zum Anschrauben 
als "Transistorhaltefeder" von Fischer Elektronik.

von A. R. (redegle)


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Thomas J. schrieb:
> A. R. schrieb:
>
> Ok, jetzt verstehe ich das Problem besser. Obwohl man m.W. von 3kV/mm
> ausgehen kann sind 600V schon grenzwertig. Wobei 600V und HF (welche
> Frequenz) zusätzliche Fragen aufwerfen.


Das Problem hat sich zwar für mich schon erledigt aber zur Info:
Es ist eine Halbbrücke die auf 500 V Nennspannung ausgelegt worden ist. 
Schaltfrequenz (PWM) soll 500 kHz betragen. Die HF liegt in den Flanken.

Leo-andres H. schrieb:
> Kennst du die Kühlkörper mit Clipmontage?
>
> Damit kannst du eine durchgehende Isolierfolie verwenden, oder wie auf
> dem Bild eine geschlossene Kappe. Den Clip gibt es auch zum Anschrauben
> als "Transistorhaltefeder" von Fischer Elektronik.

Ja, ich kenne die Kühlkörper mir Clipmontage.
Ich habe jedoch bereits einen anderen Kühlkörper gekauft und eben die 
Gewindelöcher gebohrt.
Ich habe mich gegen Clipmontage entschieden, weil die erhältlichen 
Bauformen mit Clipmontage nicht meiner Zielbauform entsprachen.

von Magic S. (magic_smoke)


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Es gibt auch Isolierhülsen, die ein kleines Stück in den Kühlkörper 
hineingehen und so die Kriechstrecke noch ein wenig verlängern. Der 
Kühlkörper ist dabei um das Befestigungsloch herum ausgefräst, so daß 
die Strecke verlängert wird. Ich denke so ist 1mm machbar und das reicht 
locker für die verfügbaren Transistoren aus.

Bei Fernseher sind auch keine so großen Spannungen an den Transistoren. 
Bei moderneren (bzw. was bei Röhrentechnik modern ist) Geräten sind 
1500V Transistoren verbaut und die sind meistens in einem 
Vollplastik-Gehäuse untergebracht wo man keine Isoliernippel oder Pads 
mehr braucht.

von Paul Baumann (Gast)


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Mike Krüger empfiehlt dazu:
(Isolier)nippel durch die Lasche ziehen...
;-)
MfG Paul

von Magic S. (magic_smoke)


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Und mit der kleinen Kurbel ganz nach oben drehn
Da erscheint dann auch ein Pfeil,
da drückt man ganz leicht drauf.
Und schon sprengt's den Transi auf!

von Helge A. (besupreme)


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Mir fällt grad ein, ich hatte mal eine extrem überschlagssichere 
Isolation gesehen in irgendeinem alten Industriegerät-Rest. Das mag 
vielleicht irgend eine Art Zündgerät gewesen sein.

Da war ein extra großer Isonippel mit einem ~6mm Kragen von hinten durch 
den Kühlkörper gesteckt, und auf der Transistorseite war eine relativ 
große Ansenkung im Kühlkörper.

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