Elektronik bir komponentin soğutulması sürecinin deneysel ve bilgisayar destekli analizi

Abstract

V. ÖZET ELEKTRONİK BİR KOMPONENTIN SO?UTULMASI SÜRECİNİN DENEYSEL ve BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ Elektronik devrelerde kullanılan ekipmanların ömrünü etkileyen önemli bir faktör bu ekipmanların gerektiği kadar soğutulması problemi olup, Makina Mühendisliği araştırma alanlarından bir tanesidir. Özellikle mekatronik uygulamalarda rastlanan bu konu tezin temasını oluşturmaktadır. Bu çalışmada, televizyon içerisindeki özel seçilmiş transistor soğutulması için kullanılan soğutma plakasının davranışı deneysel ve bilgisayar destekli sayısal yöntemlerle incelenmiştir. Televizyon içerisinde yapılan deneylerin verileri ışığında, geliştirilen bilgisayar destekli matematiksel model sonuçlan değerlendirilerek modelin güvenilirliği sağlanmış ve daha sonra plaka üzerindeki sıcaklık dağılımı incelenmiştir. Deney düzeneği, zamana bağlı olarak soğutma plakası üzerindeki sıcaklıkların termokup ile algılanması ve bir veri toplama düzeneği ile bilgisayarda değerlendirilmesi üzerine kurulmuştur. Bilgisayar modeli ise, sonlu farklar yöntemi esaslı DDI ( Değişken Doğrultulu İmplisit, ADI - Alternating Directional Implicit - ) yaklaşımı ile enerji denkleminin çözümünden ibarettir. Sıcaklık dağılımına etki eden dış faktörler ve plaka geometrisi irdelenerek, aynı işlevi yerine getirecek daha küçük, daha basit ve daha ucuz bir soğutma plakası dizayn edilmiş ve kullanıma sunulmuştur. -35-

SUMMARY ANALYSIS of An ELECTRONIC DEVICE COOLING PROCESS USING EXPERIMENTAL and NUMERICAL METHODS A very important factor which effects the using time of an electronic device on an electronic board, is to cool it as far as needed and this process is one of the research areas of mechanical engineering. This subject which is obtained especially in mechatronic applications is the theme of the thesis. In this study, the act of a chosen cooling plate which is used to cool a transistor, is investigated using experimental and computer aided numerical methods. In light of the results of experiments which were done in the television, the mathematical model's reliability was checked by comparing with the model results and than the temperature distribution on the cooling plate was examined. Experimental set up was established on gathering the temperatures on the cooling plate by thermocouples and utilising on a computer by a data acquisition system. As for computer aided model consists of solution of energy equation using Finite Difference Method based ADI ( Alternating Directional Implicit ) approach. Considering the outer influences which effect the temperature distribution and the cooling plate geometry, a new cooling plate was designed and offered to use which is smaller, simpler and cheaper then the older one. -36-