ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรลิติกอะลูมิเนียมเสื่อมตามความร้อนและกระแสริปเปิลที่ไหลผ่านเป็นหลัก ในโรงงานที่อุณหภูมิสูงและความชื้นมาก อาการเสียสามแบบที่พบบ่อยคือ ตุ้ม รั่ว และเปิดวงจร การแยกให้ออกเป็นขั้นแรกของงานซ่อม และแต่ละแบบต้องการเกณฑ์เลือกอะไหล่ที่ต่างกัน
จำแนกความเสียหายสามแบบที่พบในไลน์ผลิต
การตุ้ม (bulging) เกิดจากแรงดันภายในตัวถังสูงขึ้นเพราะอิเล็กโทรไลต์สลายเป็นก๊าซ เห็นรอยนูนที่ฝาท๊อปหรือก้นตัวถัง กระแสริปเปิลเกินพิกัดและความร้อนสะสมเป็นตัวการหลัก เมื่อพบตุ้มควรเปลี่ยนทันที ถึงแม้ค่าความจุจะยังดูปกติ แต่ ESR จะสูงขึ้นมากแล้ว
การรั่ว (leakage) สังเกตจากคราบเกลือสีขาวหรือน้ำยาซึมตามขั้วและฐาน น้ำยาอิเล็กโทรไลต์ระเหยออกทำให้ความจุลดลงต่อเนื่องและอายุสั้นลงอย่างรวดเร็ว สาเหตุหลักคือซีลยางเสื่อมจากความร้อนสะสม
การเปิดวงจร (open circuit) คือแท็บเชื่อมภายในขาด ค่าความจุวัดได้ใกล้ศูนย์ วงจร DC-Link ไม่กรองแรงดัน อินเวอร์เตอร์ทริปโอเวอร์โวลเทจหรือเพาเวอร์ซัพพลายจ่ายไฟไม่ออก สาเหตุจากแรงสั่นสะเทือนและยางซีลแข็งตัวตามอายุ
เกณฑ์ตัดสินใจสำหรับแต่ละพารามิเตอร์
- ค่าความจุ: คายประจุจนแรงดันเป็นศูนย์แล้ววัดด้วยเครื่อง LCR ค่าที่ยอมรับคือช่วง –20% ถึง +20% ของพิกัด ต่ำกว่านี้ถือว่าหมดอายุ และงาน DC-Link ไม่ควรลดค่าความจุจากเดิม
- แรงดันพิกัด: แรงดันสูงสุดในวงจรไม่ควรเกิน 80% ของพิกัดอะไหล่ หากแรงดันกระเพื่อมสูงให้ลดเหลือ 70%
- ESR: วัดที่ 25°C ความถี่ 100 kHz ค่าเกินสองเท่าของค่าเริ่มต้นถือว่าถึงเกณฑ์เปลี่ยน โดยเฉพาะวงจรสวิตชิ่งที่ความสูญเสียแปรตาม ESR
- กระแสริปเปิลและอุณหภูมิ: ค่ากระแสริปเปิลของอะไหล่ใหม่ต้องไม่ต่ำกว่าค่า RMS จริง และอุณหภูมิใช้งานควรต่ำกว่าพิกัดอย่างน้อย 10°C ทุก ๆ 10°C ที่ลดลง อายุการใช้งานเพิ่มขึ้นโดยประมาณเท่าตัว
ตารางเทียบอาการ สาเหตุ และเกณฑ์เปลี่ยน
| อาการ | สาเหตุหลัก | ผลต่อวงจร | เกณฑ์เปลี่ยน |
|---|---|---|---|
| นูนที่ฝาหรือก้น | กระแสริปเปิลเกิน ESR สูง | แรงดันกระเพื่อม ความร้อนสะสม | เปลี่ยนทันที พิกัดแรงดันและริปเปิลเท่าหรือมากกว่า |
| คราบเกลือหรือน้ำยาซึม | ซีลยางเสื่อมความร้อน | ความจุลดลง ความต้านทานเพิ่ม | เปลี่ยนเมื่อเห็นคราบชัด ใช้ค่าความจุเท่าเดิม |
| ความจุวัดเป็นศูนย์ | แท็บขาด สั่นสะเทือน ซีลแข็ง | วงจรไม่ทำงาน ทริปแรงดัน | เปลี่ยนพิกัด ขนาด และระยะหางขาเท่าเดิม |
ขั้นตอนคัดเลือกอะไหล่สำหรับช่างซ่อมบำรุง
- คายประจุและวัดค่าความจุ ESR ของตัวเก่า บันทึกผลไว้เปรียบเทียบ
- ถ่ายรูปฉลากพิกัดเดิม วัดระยะหางขา ความสูงและความกว้างตัวเรือน
- เลือกอะไหล่ที่ค่าความจุเท่าเดิม แรงดันพิกัดไม่ต่ำกว่า และแรงดันใช้งานไม่เกิน 80% ของพิกัด
- ตรวจกระแสริปเปิลของอะไหล่ที่พิกัดอุณหภูมิให้ครอบคลุมค่า RMS สูงสุดในวงจร
- เปรียบเทียบ ESR ที่ 100 kHz และชั่วโมงอายุการใช้งาน ค่า ESR ไม่ควรทำให้อุณหภูมิตัวถังสูงขึ้น
- หลังติดตั้งวัดแรงดัน DC-Link ขณะโหลดเต็มและอุณหภูมิตัวถัง ควรต่ำกว่าพิกัดเกิน 10°C
การบันทึกอาการก่อนเปลี่ยนและค่า ESR หลังติดตั้งช่วยให้ฝ่ายจัดซื้อเทียบสเปกกับรอบการเปลี่ยนครั้งถัดไป ลดความเสี่ยงสั่งอะไหล่ผิดรุ่นและลดเวลาหยุดไลน์ในระยะยาว