Elektrik Elektronik Mühendisliği Ödev Yaptırma: Elektronik Devrelerde Termal Kamera Analizi

Elektronik devrelerde arıza aramak, güvenilirliği artırmak ve verimi yükseltmek için termal kamera analizi (kızılötesi termografi) eşsiz bir araçtır. IR termografi; temas etmeden, elektromanyetik spektrumun ısıya duyarlı bandında (genellikle 8–14 µm LWIR) yüzey sıcaklığına ilişkin radyasyon ölçümleri alır ve bunları sıcaklık haritalarına(thermogram) dönüştürür. Doğru kurgu ile; sıcak nokta (hot spot) tespiti, ısı yolu (heat path) görselleştirme, paket–PCB–soğutucu arayüzlerinin yeterliliği, MOSFET/IGBT anahtarlama kayıplarının sonuçları, VRM’lerde akım paylaşımı dengesizlikleri, EMI şok bobin ısınmaları, LDO vs. buck verim farkları, DC–DC dönüştürücülerde gate sürücü kayıpları ve termal kaçak (thermal runaway) riskleri nicel olarak değerlendirilebilir.

1) IR Termografinin Fizik Temeli: Planck, Stefan–Boltzmann ve Emissivite

• Radyatif güç: Bir yüzeyin yaydığı güç P=ϵσAT4P=ϵσAT4 ile orantılıdır. Burada $ϵ$ emissivite, $\sigma$ Stefan–Boltzmann sabiti, $T$ mutlak sıcaklıktır.

• Spektral tepki: Ticari LWIR kameralar 8–14 µm bandında kalibre edilir; malzemenin spektral emissivitesi bu bantta farklı olabilir.

• Emissivite–yansıma–geçirgenlik: Opak katılarda $ϵ+\rho =1$. Metalik yüzeyler (bakır, Al) düşük $ϵ$ ve yüksek yansıtıcılık gösterir; bu da sahte sıcak nokta algılamasına yol açar.

Ödev ipucu: Deney boyunca emissivite tablolarına güvenmek yerine, saha kalibrasyonu yapın (bkz. Bölüm 3).

---

2) Emissivite Yönetimi: Boya, Bant ve Kaplama Teknikleri

• Düşük emissivite yüzeyler: Parlak bakır/nikel/kalay; kamera, bizzat yüzeyi değil çevrenin yansımasını görebilir.

• Çözüm:

  • İnce bir mat siyah yüksek-ε boya (ε≈0.95) uygulamak,

  • Yüksek emissivite elektrik bandı (siyah kapton, mat PVC),

  • İnce siyah termal marker (kalıcı keçeli) spot ölçümü.

• Kritik not: Kaplamanın ısı yayılımını ve hava akışını bozmayacak ince uygulanması gerekir; güç yoğun alanlarda boya lokal izolasyon etkisi yaratmasın.

---

3) Kalibrasyon ve Referanslama: Saha “Blackbody” Yaklaşımı

• Sıcak–soğuk referans: PCB yanına bilinen sıcaklıkta küçük bir referans yüzey (ör. kalibre edilmiş termistör + siyah bant) konumlandırın; kamera emissivite ve çevresel yansıma için offset düzeltmesi yapar.

• Nesne uzaklığı–nem–atmosfer modeli: Orta–uzun mesafelerde, lensin aktarım fonksiyonu ve hava parametreleri (RH, TambTamb​) kameraya girilmelidir.

• Saha denklemi: Ölçtüğünüz $T$ değerini termokupl ile spot kontrol ederek güven aralığı belirleyin (±1–2 °C).

---

4) Optik ve Çözünürlük Seçimi: IFOV, MFOV ve Pixel-on-Target

• IFOV (Instantaneous Field of View): Her pikselin baktığı katı açı.

• Kural: İncelenecek en küçük detay en az 3×3 piksel kaplamalıdır (MFOV ≥ 3 px).

• Makro lensler: Küçük SMD (0402/0201) bileşenler için gereklidir. Uzak çalışmada tele lens veya close-up diopter kullanın.

• Isıl yayılım: Tek bir 0402 direnç üzerinde bile ısı yayılır; gerçek kaynak komşu pad’de olabilir.

---

5) Deney Düzeneği: Hava Akışı, Kutu (Enclosure) ve Gerçekçi Yükler

• Açık tezgâh testi: Doğal konveksiyon farklıdır; kapak kapandığında sıcaklık alanı yeniden şekillenir.

• Gerçekçi koşullar: Fan/kanal, kapalı hacim, kablo bağları, montaj konumu… hepsi ısı iletimini değiştirir.

• Yük koşulları: VRM/SMPS testlerinde en kötü durum (Vin_max, Iout_max, sıcak çevre) ve tipik koşulları ayrı çekin.

---

6) Zaman Çözünürlüğü: Termal Transiyentlerin Yakalanması

• Fast/slow olaylar: MOSFET “hard-switching” sonrası milisaniyeler içinde paket sıcaklığı yükselir; PCB-via-heatsink hattına saniyeler–dakikalar ölçeğinde yayılır.

• Kayıt: 10–60 Hz kare hızında zaman dizileri alın; step load testleri ile ısınma-soğuma eğrilerini çıkartın.

• Modelleme: T(t)=T∞−(T∞−T0)e−t/τT(t)=T∞​−(T∞​−T0​)e−t/τ. Birden fazla zaman sabiti (τiτi​) ile çok katmanlı ısı yolu tanımlanır.

---

7) Güç Elektroniğinde Sık Sıcak Noktalar ve Yorumlama

• MOSFET/IGBT: Junction-to-case ve case-to-sink arayüzlerinde sıcaklık farkı; gate direnci/önyükleme dv/dtkaynaklı kayıplar.

• Diyotlar/rectifier: Ters toparlanma (reverse recovery) nedeniyle lokal ısınma.

• Bobin/trafo: Bakır kaybı (I²R), çekirdek kaybı (f ve B ile artar); sıcak noktalar köşelerde belirir.

• Shunt/ölçüm dirençleri: Akım dağılımı homojen değilse uçlar daha sıcak.

• LDO vs buck: LDO’da Ploss≈(Vin−Vout)⋅IPloss​≈(Vin​−Vout​)⋅I; IR haritası doğrusal kaybı net gösterir; buck’ta dağıtık kayıplar.

---

8) PCB Isı Yolları: Bakır Kalınlığı, Doldurma Alanları ve Via Düğümleri

• Bakır ağırlığı (1–2 oz) ve yayılım: Yüksek bakır ısıyı yayar, sıcak tepe düşer ama ortalama artabilir.

• Termal via dizileri: QFN/PowerPAD altına yoğun via; karşı yüzde ısı yayıcı alan.

• Dielektrik ve stack-up: FR-4’nin düşük ısı iletkenliği; IMS (Al tabanlı) kartlarda büyük iyileşme.

• IR okuması: Bakırda düşük emissivite → mat kaplama ile ölçüm doğruluğunu yükseltin.

---

9) Soğutma Elemanları: Heatsink, TIM ve Bağlantı Direnci

• TIM (Thermal Interface Material): Yüzey pürüzlülüklerini doldurarak termal temas direncini düşürür; kalınlığıve basıncı kritiktir.

• Heatsink seçimi: Kanat aralığı–yüksekliği, fan hızına göre Reynolds bölgesi; IR haritası ile uniform olmayan akışı yakalayın.

• Tespit: Heatsink üzerinde sıcak şerit görüyorsanız, o bölgede akış tıkalı veya TIM zayıf olabilir.

---

10) Parazit Kaynakları: Yansıma, Parlama ve Yanlış Pozitifler

• Parlak metal yüzeyler tavan lambasını ya da kamerayı “güneş” gibi yansıtabilir.

• Çözümler: Çekim sırasında ışık kaynaklarını konumlandırın, polarize filtre deneyin, yüzeyi matlaştırın.

• Cam/plastik pencereler: IR geçirgenliği düşüktür; pencereden çekim mutlaka kameranın dalga bandına uygun malzemeyle yapılmalı (ör. germanium).

---

11) Güç ve Verim Bağlantısı: IR ile Kaybın Haritalanması

• Bileşen bazlı kayıp ayrıştırma: IR sıcaklığı → ısıl direnç modeli ile yaklaşık kayıp tahmini.

• Verim testi: Giriş/çıkış güçleri + IR haritaları; yükseltici (boost) örneğinde MOSFET, diyot (veya senkron MOSFET), bobin, sürücü.

• Korelasyon: Termal kamera + güç analizörü birlikte koşulsun; yük noktasına göre kaybın payı değişimini grafikleyin.

---

12) Güvenlik, ESD ve Test Hijyeni

• Yüksek gerilim/dalgalı hatlar: Lensin iş mesafesi ve operatör güvenliği; izole sehpa.

• ESD & Ekipman: Kamera gövdesi ile DUT arasında beklenmeyen toprak köprüsü kurmayın.

• Aşırı ısınma: Test sırasında sıcaklık uyarı eşikleri belirleyin; MOSFET junction sınırlarını dikkate alın.

---

13) Yazılım, Analiz ve Raporlama

• ROI/ROI listeleri: Kritik bölgeler için maks/ortalama/min sıcaklıklar; zamana bağlı grafikleri ekleyin.

• İzoterm eğrileri: 80°C, 100°C gibi eş sıcaklık konturları ile risk bölgelerini vurgulayın.

• Delta haritaları: Modifikasyon öncesi/sonrası fark haritası; iyileştirmenin görsel kanıtı.

---

14) CFD/FEA ile Korelasyon: Termal Model Doğrulama

• Sınır koşulları: Fan debisi, giriş sıcaklığı, ısı üretimi.

• Model–ölçüm farkı: Emissivite ve konveksiyon katsayılarındaki belirsizlikler; parametrik tarama ile en iyi uyumu bulun.

• Hızlı yöntem: PCB üzerinde ısı kaynağı eşdeğeri kullanın, IR’den P_loss tahminlerini FEA’ya besleyin.

---

15) Tipik Hata Modları: Termal Kaçak, Lehim Boşluğu ve Dengesiz Akım

• Termal runaway: BJT/MOSFET akımı ↑ → ısı ↑ → R_on değişimi → daha fazla kayıp; IR’de zamanla büyüyen sıcak nokta.

• Lehim boşluğu (void): QFN altındaki boşluklar IR’de asimetrik ısınma verir; X-ray ile doğrulayın.

• VRM faz dengesizliği: Çok fazlı buck’ta bir fazdaki şok bobin/MOSFET sürekli daha sıcaksa akım paylaşımı bozuk.

---

16) Vaka Çalışması I — 150 W Buck Dönüştürücü (48→12 V, 300 kHz)

• Sorun: 3 paralel MOSFET’ten biri 12–15 °C daha sıcak.

• Tespit: Gate direnci toleransı ve layout kaynaklı geçiş eşitsizliği; ilgili MOSFET’te daha uzun gate yolu.

• Çözüm: Gate direnci eşitleme + kelvin source; IR’de fark 3 °C altına düştü, verim +%0.6.

---

17) Vaka Çalışması II — USB-PD 65 W Adaptör

• Sorun: Çıkış diyot yerine senkron MOSFET kullanılmasına karşın kasa sıcaklığı yüksek.

• Tespit: Trafo sızıntı nedeniyle snubber yetersiz; RCD→RCD+TVS; MOSFET drain kenarında parıltı.

• Sonuç: Zirve sıcaklık −9 °C; EMI margin +6 dBµV.

---

18) Vaka Çalışması III — VRM (Server Anakart)

• Sorun: Bir fazın bobini aşırı ısınıyor; PSU korumaları tetikleniyor.

• Tespit: Saturasyona yakın çalışıyor; IR’de çekirdek köşe 130 °C.

• Çözüm: Bobin değerini ve ripple akımını revize; spread-spectrum ile kayıplar dağıtıldı; p95 ısısı 95 °C.

---

19) Ölçüm Hataları ve Belirsizlik Bütçesi

• Kaynaklar: Emissivite hatası, yansıma, odak kaçıklığı, piksel karma, atmosfer parametresi.

• Bütçe: Spot için ±(1–2) °C; geniş alan için göreli doğru (öncesi/sonrası kıyas) daha güvenilir.

• En iyi uygulama: IR’yi trend analizi ve göreli karşılaştırma için kullanın; mutlak junction hesaplarında termal diyot/NTC/RTD ile tamamlayın.

---

20) Eğitim ve Güvenilirlik: Operatör Etkisi

• Tekrarlanabilirlik: Lens, mesafe, açı, emissivite değeri, çevresel ışık; hepsi protokole bağlanmalı.

• Checklist: Cihaz ısınma süresi, referans spot, emissivite seti, ışık kontrolü, ROI kaydı, rapor şablonu.

---

21) Standartlar ve İyi Uygulamalar

• IEC/UL ısı sınırları, JESD51 serisi (termal karakterizasyon), IPC-2152 (iz boyutu/akım-sıcaklık).

• Raporlama: Maks/ort sıcaklık + konum, test koşulları (Vin/Iout/Tamb), emissivite/obj. mesafesi, lens, kare hızı.

---

22) Ödev/Bitirme için Rapor Şablonu (Puan Kazandıran)

1. Amaç: Neyin neden ısıtıldığı; kabul kriterleri (T_junc < sınır, ΔT < X °C).

2. Düzenek: Kamera modeli, lens, mesafe, emissivite, referans spot, çevre koşulları.

3. Koşullar: Vin/Iout, duty, frekans, kapak açık/kapalı, fan hızı.

4. Sonuçlar: Termogramlar, izotermler, zaman eğrileri, hot spot koordinatları.

5. Yorum: Isı yolu, kayıp dağılımı, darboğaz bileşenler.

6. İyileştirme: Layout, soğutma, bileşen değişimi; “önce–sonra” delta haritaları.

7. Doğrulama: Termokupl/NTC ile çapraz kontrol; CFD/FEA kıyası.

8. Riskler: Termal runaway, lehim void, akım dengesizliği.

9. Ekler: Ham video, CSV sıcaklık verisi, belirsizlik analizi.

---

23) 10 Günlük Sprint Planı (Prototip–Saha Odaklı)

• Gün 1: Kriterler (T_j sınırı, ΔT hedefi), kamera/lens/mesafe planı; emissivite testleri.

• Gün 2: Deney düzeneği; referans spot yerleşimi; güvenlik kontrolü.

• Gün 3: Boşta ve tipik yük termogramları; sıcak nokta ön haritası.

• Gün 4: En kötü durum testi; zaman serisi ve step-load çekimleri.

• Gün 5: Kapak/kanal/ fan etkisi; gerçek saha koşullarının tekrarı.

• Gün 6: CFD/FEA hızlı modeli; IR ile kalibrasyon.

• Gün 7: İyileştirme iterasyonu #1 (layout/TIM/soğutucu).

• Gün 8: İyileştirme iterasyonu #2; delta termogramlar.

• Gün 9: Doğrulama (termokupl/NTC), belirsizlik bütçesi.

• Gün 10: Rapor ve sunum; risk–yol haritası.

---

24) Hızlı Kontrol Listesi (Cheat-Sheet)

• Emissivite sahada doğrulandı (siyah bant/boya/marker).

• Referans spot ile offset kalibre edildi.

• Lens/mesafe MFOV≥3 px kuralını sağlıyor.

• Kapak/akış etkisi test edildi (açık/kapalı).

• Zaman serisi kayıt var (ısınma–soğuma eğrileri).

• Parlama/yansıma azaltıldı (ışık, açı, kaplama).

• IR bulguları güç ölçümü ile korele edildi.

• Sıcak nokta kökeni ısıl yol üzerinden yorumlandı.

• İyileştirme sonrası delta termogram eklendi.

• Belirsizlik bütçesi ve çapraz sensör doğrulaması var.

---

Sonuç

Termal kamera analizi; elektronik devrelerde görünmeyeni görünür kılan güçlü bir yöntemdir. Ancak bu gücün kıymeti, emissiviteyi doğru yönetmek, kalibrasyonu sahada yapmak, optik–mesafe–zaman parametrelerini titizlikle seçmek ve IR verisini elektriksel ölçümlerle (güç, verim, akım/ripple) birlikte yorumlamakla ortaya çıkar. IR termografi yalnız “sıcak nokta avcılığı” değildir; ısı yolu mühendisliği, kaybın uzamsal dağılımı, soğutma mimarisi ve layout kalitesine dair nicel kanıt üretir.

Bu yazı; MOSFET/VRM/trafo gibi güç bileşenlerinden PCB ısı yayılımına, TIM/soğutucu temas kalitesinden parazit yansımaların bastırılmasına, zaman çözünürlüklü ölçüm ve CFD/FEA korelasyonuna kadar kapsamlı bir pratik yol haritası sundu. Ödev/bitirme raporunuzda önce–sonra delta termogramları, zaman sabiti çıkarımları, belirsizlik bütçesi, güç–sıcaklık korelasyonu ve risk değerlendirmesi ile “kanıta dayalı” bir ısıl tasarım çıktısı üretin. Böylece, verim ve güvenilirlikte ölçülebilir kazanımlarınızı savunabilir, ürün ömrü ve kullanıcı güvenliğini termal gerçekler üzerinden inşa edebilirsiniz.

Öğrencilerin akademik başarılarını desteklemek ve yoğun tempoda geçen okul yaşamlarında yardımcı olmak amacıyla kurulan “Ödev Yaptırma” platformu, özgün ve kaliteli ödev çözümleri sunmaktadır. Öğrencilerin farklı branşlardan ödevlerini, projelerini ve makalelerini profesyonel ve deneyimli ekip üyelerimiz aracılığıyla titizlikle hazırlıyoruz. Her bir ödevi, konunun gerektirdiği derinlemesine araştırmalar ve analizler doğrultusunda çözümleyerek, öğrencilerimizin özgün düşünce yapısını ön plana çıkarmasını sağlıyoruz.

“Ödev Yaptırma” olarak, müşteri memnuniyetini ve güvenilirliği en üst düzeyde tutmaktayız. Öğrencilerin bize teslim ettikleri ödevlerin tümü, gizlilik ve güvenlik ilkelerine sıkı sıkıya bağlı kalınarak işlenir. Her ödev, öğrencinin taleplerine ve öğretmenin yönergelerine uygun olarak özelleştirilir ve her zaman orijinal içerik üretmeye özen gösteririz. Öğrencilerin akademik itibarını korumak ve güvenilir bir öğrenme deneyimi sunmak için elinizdeyiz.

“Ödev Yaptırma” platformu, kullanıcı dostu arayüzü sayesinde öğrencilere kolayca ulaşılabilir bir hizmet sunmaktadır. Kullanıcılar, web sitemiz üzerinden basit adımlarla ödevlerini yaptırma taleplerini iletebilir ve ihtiyaç duydukları konuda uzmanlaşmış ekip üyelerimizle iletişime geçebilirler. Hızlı yanıt verme ve esneklik, öğrencilerin zaman baskısı altında olan durumlarında da yanlarında olduğumuzu hissettirir. “Ödev Yaptırma” olarak, öğrencilerin başarısını desteklemek ve onlara daha fazla öğrenme fırsatı sunmak için buradayız

Ödev Nasıl Yapılır? – Ödev Yaptırma – Güvenilir Ödev Siteleri – Güvenilir Ödev Yaptırma – Ödev Yaptırma Siteleri – Güvenilir Ödev Siteleri – Ödev Yaptırma Ücretleri – Güvenilir Tez Yazdırma – Tez Yazdırma Fiyatları – Yüksek Lisans Tez Yazdırma – Doktora Tez Yazdırma – En İyi Tez Yazdırma Siteleri – Tez Yazdırma Siteleri – Tez Yaptırma – Ödev Yaptırma Fiyatları – Ücretli Ödev Yaptırma – Fransızca Ödev Yaptırma – Java Ödev Yaptırma – İngilizce Ödev Yaptırma – Ödev Yaptırma İngilizce – Ödev Yaptırma Programı – Grafik Tasarım Ödev Yaptırma – Sketchup Ödev Yaptırma – Tez Yaptırma Ücretleri – Sunum Hazırlığı Yaptırma – Sunum Yaptırma Merkezi – Sunum Yaptırma – Dergi Makalesi Yaptırma – Parayla Ödev Yaptırma – Yüksek Lisans Ödev Yaptırma – Mühendislik Ödev Yaptırma – Rapor Yaptırma – Rapor Ödevi Yaptırma – Rapor Yaptırma Merkezi – Proje Yaptırma – Ücretli Proje Yaptırma – Proje Yaptırma Sitesi – Armut Ödev Yaptırma – Ödev Tez Proje Merkezi – Üniversite Ödev Yaptırma – SPSS Analizi Yapan Yerler – Spss Ödev Yaptırma – Spss Analiz Ücretleri – Spss Analizi Yapan Siteler – Spss Analizi Nasıl Yapılır – Proje Ödevi Yaptırma – Tercüme Yaptırma – Formasyon – Formasyon Alma – Formasyon Yaptırma – Blog – Blog Yaptırma – Blog Yazdırma – Blog Yaptırma Sitesi – Blog Yaptırma Merkezi – Literatür Taraması Yaptırma – Veri Analizi – Veri Analizi Nedir – Veri Analizi Nasıl Yapılır – Mimarlık Ödev Yaptırma – Tarih Ödev Yaptırma – Ekonomi Ödev Yaptırma – Veri Analizi Yaptırma – Tez Yazdırma – Spss Analizi Yaptırma – Tezsiz Proje Yaptırma – Doktora Tezi Yazdırma– Makale Ödevi Yaptırma – Essay Yaptırma – Essay Sepeti İletişim – Essay Yazdırma – Essay Yaptırma Sitesi – Essay Yazdırmak İstiyorum – İngilizce Essay Yazdırma – Ev Dekorasyon iç mimar fiyatları – 3+1 ev iç mimari – 3+1 ev iç mimari fiyatları – İç Mimar Fiyatları 2024 – Evini iç mimara yaptıranlar – İç Mimarlık ücretleri – İç mimari Proje bedeli HESAPLAMA 2024 – İç mimari proje fiyat teklif örneği – 2+1 ev iç mimari – Mimari Proje fiyat teklifi Örneği – İç Mimar ücretleri – Evimi iç mimara dekore ettirmek istiyorum – Ev iç mimari örnekleri – Freelance mimari proje fiyatları – 3+1 ev iç mimari fiyatları – İç Mimar Fiyatları – İç mimarlık metrekare fiyatları – Essay Yaptırmak İstiyorum – Online Sınav Yardımı Alma– Online Sınav Yaptırma – Excel Ödev Yaptırma – Staj Defteri – Staj Defteri Yazdırma – Staj Defteri Yaptırma – Vaka Ödevi Yaptırma – Ücretli Makale Ödevi Yaptırma – Akademik Danışmanlık – Tercüme Danışmanlık – Yazılım Danışmanlık – Staj Danışmanlığı – İntihal Raporu Yaptırma – İntihal Oranı – Soru Çözdürme – Soru Çözdürme Sitesi – Ücretli Soru Çözdürme – Soru Çözümü Yaptırma – Soru Çözümü Yardım – Turnitin Raporu – Turnitin Raporu Alma – Akademik Makale Yazdırma – İngilizce Ödev Yapma Sitesi – İntihal Oranı Düşürme – Turnitin Oranı Düşürme – Web Sitene Makale Yazdır – Web Sitesine Makale Yazdırma – Tez Danışmanlığı – Tez Ödevi Yaptırma – Çukurambar Diyetisyen – Ankara Diyetisyen – Çankaya Diyetisyen – Online Diyet – Sincan televizyon tamircisi – Sincan Fatih Televizyon TAMİRCİSİ – Sincan Pınarbaşı Televizyon TAMİRCİSİ – Sincan Uyducu – Çankaya TV Tamircisi – Çankaya Uydu Servisi – Tv Tamircisi Ankara Çankaya – Televizyon Tamiri Çankaya – keçiören televizyon tamircisi – Keçiören Uydu Servisi – yenimahalle televizyon tamircisi – yenimahalle uydu servisi – Online Terapi – Online Terapi Yaptırma – Yaptırma – Yazdırma –  Ödev Yazdırma – Tez Yazdırma – Proje Yazdırma – Rapor Yazdırma – Staj Defteri Yazdırma – Özet Yazdırma – Ücretli Ödev Yaptırma Sitesi – İlden İle Nakliyat – Evden Eve Nakliyat – Şehirler Arası Nakliyat – Dergi Makalesi Yazdırma