Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Zusätzliche Isolation bei TO220 mit isoliertem Tab notwendig?


von K.M. (Gast)


Lesenswert?

Ich hab hier einen Thyristor (S8020L) dessen Tab laut DB isoliert ist.
Dieser wird im Inneren auf einem von Aussen zugänglichen Kühlkörper 
montiert. Der KK liegt auf PE.

Ist in diesem Fall eine zusätzliche Isolierung Tab <-> KK notwendig oder
fällt das eher schon unter die Rubrik Angstneurose?

https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/switching_thyristors/littelfuse_thyristor_sxx20x_sxx25x_datasheet.pdf.pdf

von hinz (Gast)


Lesenswert?

K.M. schrieb:
> Ich hab hier einen Thyristor (S8020L) dessen Tab laut DB isoliert
> ist.
> Dieser wird im Inneren auf einem von Aussen zugänglichen Kühlkörper
> montiert. Der KK liegt auf PE.
>
> Ist in diesem Fall eine zusätzliche Isolierung Tab <-> KK notwendig oder
> fällt das eher schon unter die Rubrik Angstneurose?

Letzteres.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


Lesenswert?

Littelfuse/Teccor gibt bei diesem Typ leider weder eine zugesicherte 
Isolationsfestigkeit noch die Einhaltung irgendwelcher Standards an. 
Daher ist eine gewissen Skepsis durchaus berechtigt.

Wenn man sich andererseite jeden(?) normalen Dimmer für 
Schalterdosenmontage anschaut, sieht man, dass dort auch der TRIAC mit 
dem Metallrahmen des Schaltereinsatzes verschraubt oder vernietet ist. 
Diese Rahmen soll zwar nach Anbringen der Schalterabdeckung nicht mehr 
berührt werden, aber ob das auch laut VDE o.ä. als hinreichender 
Berührungsschutz akzeptabel wäre, wage ich sehr zu bezweifeln. Ansonsten 
würde man ja auch heutzutage noch in Schaltschränken und 
Sicherungskästen freiliegende spannungsführende Teile finden.

von K.M. (Gast)


Lesenswert?

Auch in

https://www.littelfuse.com/~/media/electronics_technical/application_notes/switching_thyristor/littelfuse_mounting_and_handling_of_semiconductor_devices_application_note.pdf

wird nichts handfestes dazu gesagt, es wird jedoch immer der Eindruck
 erweckt, dass keine weiter Isolation notwendig ist:

"Some heat sinks can hold several power devices. Make
sure that if they are in electrical contact to the heat sink,
the devices do not short-circuit the desired functions.
Isolate the devices electrically or move to another location.
Recall that the mounting tab of Littelfuse isolated TO-220
devices is electrically isolated so that several devices may
be mounted on the same heat sink without extra insulating
components."

"(Figure AN1004.7) No insulating bushings are needed for the L Package
(isolated) devices as the tab is electrically isolated from the
semiconductor chip"

Im inneren ist doch nur eine dünne Glasschicht(?) als Isolation zwischen 
Tab und Chip.

Dass das für den Normalbetrieb ausreicht kann ich mir vorstellen,
aber was passiert wenn der Chip bei einer Überlastung durch
Fehlfunktion schmilzt?

von hinz (Gast)


Lesenswert?

K.M. schrieb:
> Im inneren ist doch nur eine dünne Glasschicht(?) als Isolation zwischen
> Tab und Chip.

Bei ST steht dazu:

By using an internal ceramic pad, the Snubberless™ series provide an 
insulated tab (rated at 2500 VRMS) complying with UL standards (file 
reference: E81734).


Das macht Littelfuse bestimmt nicht anders.

von HAWI (Gast)


Lesenswert?

Autor: Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)

> Littelfuse/Teccor gibt bei diesem Typ leider weder eine zugesicherte
> Isolationsfestigkeit noch die Einhaltung irgendwelcher Standards an.
> Daher ist eine gewissen Skepsis durchaus berechtigt.

Wenn der Kühlkörper mit SL verbunden wird, sollte das
als zusätzliche Absicherung reichen. Diese Verbindung
sollte aber sehr sorgfältig gemacht werden, da ALU-
Kühlkörper oft eine nichtleitende Isolierschicht haben.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


Lesenswert?

HAWI schrieb:
> Wenn der Kühlkörper mit SL verbunden wird, sollte das
> als zusätzliche Absicherung reichen. Diese Verbindung
> sollte aber sehr sorgfältig gemacht werden, da ALU-
> Kühlkörper oft eine nichtleitende Isolierschicht haben.

Die Spannungsfestigkeit sollte aber schon deutlich höher als die normale 
Betriebsspannung (230V~) sein, d.h. auch Spannungsspitzen durch Surges 
o.ä. aushalten. Ggf. sollte man sich da an den Prüfspannungen für die 
Zulassungsmessungen und die routinemäßigen Messungen im Feld 
orientieren. Welche Werte dort gefordert werden, hängt empfindlich von 
der Gerätekategorie und Einbauart ab.

Die übliche Salamitaktik des TE verhindert natürlich, dass man hierzu 
weitere Aussagen treffen kann.

von HAWI (Gast)


Lesenswert?

Autor: Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite

>> Wenn der Kühlkörper mit SL verbunden wird, sollte das
>> als zusätzliche Absicherung reichen. Diese Verbindung
>> sollte aber sehr sorgfältig gemacht werden, da ALU-
>> Kühlkörper oft eine nichtleitende Isolierschicht haben.

Die Spannungsfestigkeit sollte aber schon deutlich höher als die normale
Betriebsspannung (230V~) sein,

Die Isolierung des Kühlkörpers durch die Eloxalschicht sehe
ich nicht als zusätzlichen Schutz, sondern es geht nur darum,
den SL sicher zu befestigen. Eine einfache Lötöse ergibt da
möglicherweise keinen sicheren Kontakt. Ist die Isolierung
des Triacs nicht ausreichend, würde das nur zur Auslösung
des Leitungsschutzschalters oder des RCDs führen und es würden
keine gefährlichen Berührspannungen am Kühlkörper entstehen.
Der Dimmer wäre bei einer solchen Auslösung vermutlich defekt
und müsste repariert werden.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


Lesenswert?

HAWI schrieb:
> Der Dimmer wäre bei einer solchen Auslösung vermutlich defekt
> und müsste repariert werden.

Ein normaler Dimmer für Schalterdosenmontage wird wie ein normaler 
Lichtschalter in den Außenleiter eingeschleift und hat weder einen N- 
noch PE-Anschluss. Bei abgenommener Schalterabdeckung läge am Rahmen 
also sehr wohl die volle Netzspannung an.

Folglich werden für diesen Fall geeignete TRIACs sehr wohl irgendeine 
Art von "Zertifizierung" aufweisen und bei der Fertigung auch eine 
Stückprüfung mit Isolationsmessung durchlaufen.

Auf den folgenden Fotos sieht man sehr schön die Befestigung des TRIACs 
an der ins Dimmerinnere umgebogenen Metallfahne. Bei Jung sitzt darauf 
ein Clip, bei Siemens eine Schraube:

https://www.obi.de/dimmer/jung-dimmer-led-und-nv-drehdimmer-mit-druck-wechselschalter/p/1612779

https://www.schalter-steckdosen-shop24.de/siemens-led-dimmer-fuer-6-120w-5tc8263.html

: Bearbeitet durch User
von K.M. (Gast)


Lesenswert?

HAWI schrieb:

> Die Spannungsfestigkeit sollte aber schon deutlich höher als die normale
> Betriebsspannung (230V~) sein,

Damit ist die Spannungsfestigkeit einer zusätzlichen Isolierschicht
zwischen Tab und KK gemeint?
(V.DRM / V.RRM des S8020L ist mit 800V spezifiziert)

Glimmerplätchen sind mit 2.4KV und Silikonschlauchkappen mit 10KV
Durchschlagsfestigkeit spezifiziert.
Dies sollte doch in jedem Fall ausreichen?

>sondern es geht nur darum, den SL sicher zu befestigen

Ich hatte ein Gewinde im KK und Befestigung des SL an einem 
Kabelringschuh
 mit einer Schraube vorgesehen.

von Hans_Dampf (Gast)


Lesenswert?

Ist denn der Abstand der Pins S/D/G zu deinem PE-Kühlkörper größer als 
die nötige Basisisolierung Deiner Anwendung?
(Basisisolierung bei mit dem Netz verbundener Geräte Typ: 2,4 mm - 
könnte aber je nach Norm, Betriebsart, Verschmutzungsklasse abweichen).
Bei einem isolierten TO-220 wird diese Anforderung bauartbedingt nicht 
erfüllt, auch wenn die nötige Stehspannung der internen 
Isolationsstrecke mit 2500V ausreichend wäre.

von Teo D. (teoderix)


Lesenswert?

K.M. schrieb:
> Ich hatte ein Gewinde im KK und Befestigung des SL an einem
> Kabelringschuh
>  mit einer Schraube vorgesehen.

Vernünftige Zahnscheibe (direkt aufs Eloxal), Kabelschuh, Zahnscheibe, 
Mutter. Dann sollten alle zufrieden sein.

von K.M. (Gast)


Lesenswert?

Hans_Dampf schrieb:
> Ist denn der Abstand der Pins S/D/G zu deinem PE-Kühlkörper größer als
> die nötige Basisisolierung Deiner Anwendung?
> (Basisisolierung bei mit dem Netz verbundener Geräte Typ: 2,4 mm -
> könnte aber je nach Norm, Betriebsart, Verschmutzungsklasse abweichen).
> Bei einem isolierten TO-220 wird diese Anforderung bauartbedingt nicht
> erfüllt,

Ich hatte zunächst die Pins einzeln mit Schrumpfschlauch überzogen
(Durchschlagsfestigkeit 15KV).

Nach dem bisher gesagten werd ich jedoch das TO220 Gehäuse in einen 
Isolierschlauch packen.

https://www.reichelt.de/isolierkappen-und-isolierschlaeuche-22x11x5mm-ik-550-p35407.html?&trstct=pol_25

von ohweh (Gast)


Lesenswert?

K.M. schrieb:
> Ich hab hier einen Thyristor (S8020L) dessen Tab laut DB isoliert ist.
> Dieser wird im Inneren auf einem von Aussen zugänglichen Kühlkörper
> montiert. Der KK liegt auf PE.
>
> Ist in diesem Fall eine zusätzliche Isolierung Tab <-> KK notwendig oder
> fällt das eher schon unter die Rubrik Angstneurose?

Wenn DB (Deutsche Bahn) einen KK (Krankenkasse) erhält und der PE 
(Polyethylen) passt dann brauchst du weder JG aber UB und unbedingt LZD.

von K.M. (Gast)


Lesenswert?

Teo D. schrieb:

> Vernünftige Zahnscheibe (direkt aufs Eloxal), Kabelschuh, Zahnscheibe,
> Mutter.

Denk ich auch.

> Dann sollten alle zufrieden sein.

Na ja, Elektriker-Schrauben mit Antkorrosionsüberzug fehlen noch.

(Ich wäre froh wenn so manches China Consumer Produkt mit frech
aufgepappten CE Lable all die hier angesprochenen Aspekte
 berücksichtigen würde)

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Hans_Dampf schrieb:
> Ist denn der Abstand der Pins S/D/G zu deinem PE-Kühlkörper größer
> als
> die nötige Basisisolierung Deiner Anwendung?
> (Basisisolierung bei mit dem Netz verbundener Geräte Typ: 2,4 mm -
> könnte aber je nach Norm, Betriebsart, Verschmutzungsklasse abweichen).
> Bei einem isolierten TO-220 wird diese Anforderung bauartbedingt nicht
> erfüllt, auch wenn die nötige Stehspannung der internen
> Isolationsstrecke mit 2500V ausreichend wäre.

TO-220: min 2,6mm.

Reicht also völlig aus.

von ohweh (Gast)


Lesenswert?

K.M. schrieb:
> Ich hatte ein Gewinde im KK und Befestigung des SL an einem
> Kabelringschuh

In meine KK (Krankenkasse) passt niemals ein SL (schwazes Loch).

Ich liebe Abk weil die so ed sind.

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

Teo D. schrieb:
> Vernünftige Zahnscheibe

In Schaltschränken werden spezielle "Zahnscheiben" für die 
Chassismontage der PE-Leitungen verwendet. Ich bezweifle aber, dass es 
die für M3 gibt. Zahnscheibe reicht hier völlig.
Gru0 Rainer

von georg (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> TO-220: min 2,6mm.
>
> Reicht also völlig aus.

Bei einem Pinabstand von 2,54 mm? Die Rechnung geht nicht mal mit Pins 
von 0 mm Durchmesser auf. Aber natürlich, wenn man negative Durchmesser 
einsetzt...

Laut Infineon ist der Abstand zwischen den Beinchen 1,28 mm, und das ist 
Sollmass, nicht worst case.

Georg

von 2 Cent (Gast)


Lesenswert?

Rainer V. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Vernünftige Zahnscheibe
>
> In Schaltschränken werden spezielle "Zahnscheiben" für die
> Chassismontage der PE-Leitungen verwendet. Ich bezweifle aber, dass es
> die für M3 gibt. Zahnscheibe reicht hier völlig.
> Gru0 Rainer
SCNR: hat schon jemand eine Zahnscheibe zur korrekten Kontaktierung 
empfohlen?
Und ja: die gibt es für M3.

georg schrieb:
> hinz schrieb:
>> TO-220: min 2,6mm.
>>
>> Reicht also völlig aus.
>
> Bei einem Pinabstand von 2,54 mm? Die Rechnung geht nicht mal mit Pins
> von 0 mm Durchmesser auf. Aber natürlich, wenn man negative Durchmesser
> einsetzt...
Ich bin zwar kein Experte auf dem Fachgebiet Geometrie und 
dreidimensionalität, aber was hat der Abstand der Pins nebeneinander mit 
dem (Sicherheits-)Abstand zum Kühlkörper zu tun?

von hinz (Gast)


Lesenswert?

georg schrieb:
> hinz schrieb:
>> TO-220: min 2,6mm.
>>
>> Reicht also völlig aus.
>
> Bei einem Pinabstand von 2,54 mm? Die Rechnung geht nicht mal mit Pins
> von 0 mm Durchmesser auf. Aber natürlich, wenn man negative Durchmesser
> einsetzt...
>
> Laut Infineon ist der Abstand zwischen den Beinchen 1,28 mm, und das ist
> Sollmass, nicht worst case.

Hier relevant ist der Abstand der Pins zum Kühlkörper.

von Rainer V. (a_zip)


Lesenswert?

2 Cent schrieb:
> Und ja: die gibt es für M3.

Ja, gut, wußte ich nicht. Im Schaltschrank sind wohl eher M6 und größer 
gefragt.
Gruß Rainer

von 2 Cent (Gast)


Lesenswert?

Rainer V. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Und ja: die gibt es für M3.
>
> Ja, gut, wußte ich nicht.
Jederzeit gerne.

> Im Schaltschrank sind wohl eher M6 und größer gefragt.
Für "Erwachsene" und Installationstechnik nicht kleiner zu erwarten :D

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.