คาปาซิเตอร์อิเล็กโทรไลติกบวมในอินเวอร์เตอร์ วัด ESR แล้วค่อยเปลี่ยนเป็นโพลิเมอร์โซลิด

อินเวอร์เตอร์ในไลน์ผลิตตัดบ่อยช่วงบ่าย เปิดตู้เจอคาปาซิเตอร์ DC-Link บวมที่รอยเวนต์ แต่วัดค่าความจุด้วย LCR meter ได้ 430 µF จากพิกัด 470 µF ดูเหมือนยังใช้ได้ ปัญหาจริงคือ ESR สูงขึ้น ไม่ใช่ค่าความจุลดลง

ไล่สาเหตุจากชั้นต้นถึงชั้นลึก

การวินิจฉัยต้องตรวจหลายชั้น ไม่หยุดแค่ค่าความจุ:

• ชั้นที่ 1 ค่าความจุยังครบไม่ได้แปลว่าดี: อิเล็กโทรไลต์แห้งทำให้ ESR เพิ่มก่อนค่าความจุจะลดลงมาก
• ชั้นที่ 2 ESR สูง: ความร้อนเพิ่มขึ้นในตัวคาปาซิเตอร์ ยิ่งร้อนยิ่งแห้งเร็ว เป็นวงจรป้อนกลับที่เร่งการเสื่อม
• ชั้นที่ 3 อุณหภูมิจุดร้อน: อายุอิเล็กโทรไลติกลดลงครึ่งหนึ่งทุก 10°C ที่จุดร้อน หากโหลดสูงต่อเนื่อง อุณหภูมิแกนอาจเกิน 105°C
• ชั้นที่ 4 โหลดจริง: ตรวจ duty cycle และความเหนี่ยวนำสาย DC bus กระแสริปเปิลเกินพิกัดมักมาจากโหลดจริงไม่ตรงที่ออกแบบ

วิธีวัด ESR และค่าเกณฑ์ตัดสินใจ

ใช้ LCR meter ตั้งความถี่ 100 kHz ในโหมด ESR คายประจุคาปาซิเตอร์ผ่านตัวต้านทานจนแรงดันต่ำกว่า 1 V ก่อนวัดทุกครั้ง

เกณฑ์ตัดสินใจ: เปลี่ยนอิเล็กโทรไลติกเหลวเมื่อ ESR เกิน 2 เท่าของค่า datasheet หรือเกิน 100 mΩ และเมื่อค่าความจุต่ำกว่า 80% ของพิกัด ส่วนโพลิเมอร์โซลิด ESR ไม่ควรเพิ่มเกิน 20% จากค่าเริ่มต้น

จุดที่เปลี่ยนแทนกันได้จริงในอินเวอร์เตอร์

DC-Link ของอินเวอร์เตอร์ 380 V มีแรงดัน bus ประมาณ 540–600 V ต้องใช้อิเล็กโทรไลติกเหลว 450 V ขึ้นไป โพลิเมอร์โซลิดพิกัดแรงดันไม่ถึง จึงแทนที่ไม่ได้ แต่ในวงจรควบคุม 12 V หรือ 24 V โพลิเมอร์โซลิดเหมาะกว่าเพราะ ESR ต่ำ ทนกระแสริปเปิลสูง ไม่แห้ง ไม่บวม

แผนป้องกันสำหรับช่างซ่อมบำรุง

• วัด ESR DC-Link ทุก 6 เดือน บันทึกค่าเทียบกับครั้งก่อน
• ตรวจอุณหภูมิผิวด้วยอินฟราเรด หากสูงกว่าอุณหภูมิห้องเกิน 10°C ให้สงสัยริปเปิลเกินพิกัด
• วัดแรงดัน DC bus ขณะโหลดเต็ม ริปเปิลไม่ควรเกิน 5% ของแรงดันพิกัด
• เลือกคาปาซิเตอร์ทดแทนที่มีพิกัดริปเปิลสูงกว่าโหลดจริง 1.5 เท่าขึ้นไป
• สต็อกอะไหล่สองกลุ่ม: อิเล็กโทรไลติก 450 V สำหรับ DC-Link และโพลิเมอร์ 16–25 V สำหรับวงจรควบคุม