การหาค่า c ที่ใช้แทนกันได้ การเลือกใช้คาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุแต่ละชนิดในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์และงานซ่อม

 การเลือกใช้คาปาซิเตอร์ และ  C ที่ใช้แทนกันได้

การเลือกใช้คาปาซิเตอร์ต้องพิจารณาค่าอะไรบ้าง  ?  เราทราบแล้วว่าตัวเก็บประจุมีหลายชนิดแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียไม่เหมือนกันดังนั้นตัวเก็บประจุ 1 ชนิดจึงไม่สามารถนำไปใช้ได้ทุกวงจร   ในทางปฏิบัติแล้วประเภทของวงจรจะเป็นสิ่งที่กำหนดคุณสมบัติหรือเลือกชนิดของตัวเก็บประจุ  ให้ทำเช็คลิสและทำเป็นตารางเช็คลิสเพื่อเลือกและกำหนดคุณสมบัติของ C ที่ต้องการ  สิ่งที่ทำให้ตัวเก็บประจุเสียคือแรงดันไฟเกิน แรงดันเสิร์จ  กระแสริบเปิ้ล กระแสพุ่ง ความร้อนภายในจากการสูญเสียที่เนื่องมาจากความต้านทาน  ESR (  Equivalent Series Resistance )   และอุณหภูมิแวดล้อม   ให้เช็คว่าวงจรมีสิ่งเหล่านี้ที่ทำให้คาปาซิเตอร์เสียเร็วหรือเร่งอายุการใช้งานของ C ให้สัั้นลงหรือไม่ ?  ถ้ามีต้องหาทางป้องกันหรือลดความรุนแรงของปัจจัยเร่งให้เสื่อมเหล่านี้ 

-------------------------------------------------------------

เรียนรู้เบอร์อะไหล่อิเล็กฯ   เพื่อสังเกตว่าเบอร์ขึ้นต้นแบบนี้เป็นอุปกรณ์ชนิดอะไร    ?    

โดยจัดเป็นหมวดหมู่   แบ่งเป็นหมวดหมู่   เช่น  ไดโอด  มี  17  เรื่องให้อ่าน  เป็นต้น

เลือกหัวข้อต่อไปนี้ ................

1)  ไดโอด (17)       มี  17  เรื่อง 

2)     บทความเกี่ยวกับอะไหล่อิเล็กฯ (3)   

3)  อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (30)     มี   30 เรื่อง

---------------------------------------------------------------

การเลือกใช้คาปาซิเตอร์ต้องพิจารณาค่าอะไรบ้าง   ?

1)   แรงดันไฟฟ้าที่ทนได้  ระบุค่าแรงดันไฟฟ้าของวงจรออกมา จากนั้นเลือกใช้ค่าแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 1.5 - 2 เท่า เช่น แรงดันไฟของวงจรคือ  24VDC  ต้องใช้คาปาซิเตอร์ที่ทนได้  24VDC x  2 เท่า =  48VDC  ค่าแรงดันมาตรฐานของ C คือ  50VDC  ดังนั้นเลือกใช้  50VDC  แรงดันไฟฟ้าเป็นสาเหตุหลักหรือปัจจัยเร่งให้คาปาซิเตอร์เสื่อมอันเนื่องมาจาก Voltage Stress  ต้องเลือกค่าโวลต์ให้สูงไว้เพื่อยืดอายุการใช้งานของ C และของอุปกรณ์โดยรวม   สำหรับบางวงจรเพื่อลดต้นทุนการผลิตจะไม่เผื่อพิกัดทนแรงดันไว้เยอะอาจพิจารณาเลือกใช้คาปาซิเตอร์  60-80% ของค่า Working Voltage ที่ระบุไว้ เช่น C ทนได้ 25VDC  จะได้   25VDCx60% =  15VDC  เลือกใช้กับวงจรที่มีไฟ  12VDC  15VDC หรือ  9VDC ได้  สำหรับงานซ่อมการหาคาปาซิเตอร์มาแทนต้องเลือก C ที่มีค่าโวลต์เท่ากับของเก่าหรือค่ามากกว่าก็ได้ขึ้นอยู่กับอะไหล่ในสต๊อคที่มีให้เลือก

2)   ค่าความจุ  สำหรับการออกแบบวงจรค่าความจุนี้ได้มาจากการคำนวณ  สำหรับงานซ่อมให้ใช้ค่าตามสเปค C ตัวเก่าเนื่องจากค่านี้เขาได้คำนวณไว้แล้วว่าเหมาะกับวงจรนั้นๆ

3)   % คลาดเคลื่อน   ค่า % คลาดเคลื่อนนี้ยิ่งน้อยยิ่งดี ให้พิจารณาเพิ่มว่าค่า  ± %   คลาดเคลื่อน ที่ยอมรับได้และไม่ทำให้วงจรทำงานผิดปกติคือค่ากี่ ± %  และให้พิจารณาในระยะยาวด้วยเมื่อผ่านไป 2  ปี  3 ปี   5 ปี  10 ปี ค่าความจุของ C จะเปลี่ยนไปจากค่าเดิมมากน้อยแค่ไหน ค่าความจุที่เปลี่ยนไปยอมรับได้ที่ค่าเท่าไหร่  เราสามารถกำหนดได้ตั้งแต่ขั้นออกแบบวงจรซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการกำหนดอายุการใช้งานของอุปกรณ์หรือวงจรโดยรวม

4)  อุณหภูมิแวดล้อม  อุณหภูมิเป็นอีกหนึ่งสาเหตุที่ทำให้ C เสื่อมค่า  ค่าความจุลดและค่าความต้านทาน ESR จะมีค่าเพิ่มขึ้น ในการทดสอบและคำนวณอายุการใช้งานของ C  (  Lifetime @ Temp  ,  Endurance (h) ) ในสมการจะใช้อุณหภูมิเป็นตัวหนดอายุการใช้งาน  ยกตัวอย่างการเลือกใช้งาน วงจรมีความร้อนและอยู่ใกล้ความร้อนสูงระดับ  50°C-60°C   ควรเลือกใช้ C ทีทนได้  105°C หรือ 125°C หรือ  155°C จะทำให้ C มีอายุการใช้งานที่นานขึ้น  ( ไม่ควรใช้ C  ทนได้  85°C สำหรับงานที่มีความร้อนในระบบเพราะอายุใช้งานจะสั้น )  ตัวอย่างที่ 2 กรณีเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปมีความร้อนน้อยอุณหภูมิแค่ 30-40C  อาจเลือกใช้ C ทนได้ 85°C  ก็พอหรือถ้ามีงบประมาณและราคา C ไม่ต่างกันมากเลือกใช้ C ทนได้  105°C ก็ดีเพื่อให้ใช้งานในวงจรได้นานๆ

 C ในโลกความเป็นจริงจะมีค่า R และ ค่า L ก่อตัวมาด้วย อันเนื่องมาจากขาที่เป็นเส้นลวดและวัสดุที่เป็นโลหะ  ,   R  Leakage มาจากระแสรั่วไหลในไดอิเล็กทริก ค่าเหล่านี้จำกัดหรือมีผลต่อการใช้งานที่ความถี่สูง

5)   ความถี่และการสูญเสีย  วงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปอาจไม่ต้องพิจารณาการสูญเสียสามารถใช้ C มาตรฐานได้เลย  แต่ถ้าเป็นวงจรความถี่สูง วงจร RF  วงจรที่ใช้ไฟจากแบตเตอรี่ในการทำงานต้องพิจารณาเรื่องการสูญเสีย   ต้องเลือกใช้ C ที่มีคุณสมบัติ Low  ESR (  Equivalent Series Resistance ) ,  Low Impedance  , มีตัวประกอบคุณภาพสูงๆ ( High Q Factor ) โดย Q = Xc / ESR  ค่า Q เป็นตัวบอกประสิทธิภาพของ C ว่าพลังงานที่เก็บได้กับพลังงานที่สูญเสียภายในอันเนื่องจากค่าตัวต้านทาน ESR มีค่ามากน้อยแค่ไหน  ส่วนกลับของ Q เรียกว่า ตัวประกอบการสูญเสีย ( Dissipation Factor )  ,   DF =  1/Q  ค่านี้ยิ่งน้อยยิ่งดี  ใน Datasheet ของ C จะนิยมระบุค่าตัวประกอบการสูญเสีย Dissipation Factor ( DF)  ว่า  Tangent of loss angle (max.) หรือ   tan δ  

6)  กระแสริบเปิ้ล ( Ripple Current )   กระแสริบเปิ้ลเป็นอีกหนึ่งสาเหตุที่ทำให้คาปาซิเตอร์ร้อนและเสียเร็วขึ้น กรณีไฟในวงจรเป็นไฟไม่เรียบต้องพิจารณาและคำนวณหาปริมาณกระแสริบเปิ้ลจากนั้นเลือกใช้ C ที่ทนกระแสริบเปิ้ลได้มากกว่าค่าที่คำนวณได้   ยกตัวอย่างจากการคำนวณมีกระแสริบเปิ้ล  2A  ควรเลือกใช้ C  ทีทนกระแสริบเปิ้ลได้ 3A ขึ้นไป  ( เพราะค่า 3A นี้จะนำไปใช้งานจริงที่ค่าไม่เกิน 70% ,  3x70% = 2.1A )  ค่ากระแสริบเปิ้ลของ C จะระบุไว้ใน Datasheet  ตัวอย่างวิธีการคำนวณให้พิมพ์ค้น google ว่า  ripple current capacitor calculator   ตัวเก็บประจุที่ทนกระแสริบเปิ้ลได้สูงมีชนิดอะลูมินัมอิเล็กทรอไลต์คาปาซิเตอร์  ( Aluminum Electrolytic Capacitor )  ตัวเก็บประจุชนิดฟิล์ม  ( Film Capacitor ) และ ตัวเก็บประจุเซรามิค MLCC's   ( multilayer ceramic chip capacitor ) 

7)  ชนิดของคาปาซิเตอร์ นอกจาก C มีขั้วกับไม่มีขั้วแล้วยังต้องพิจารณาเรื่องความเสถียรในระยะยาว อายุการใช้งานและการสูญเสีย ถ้าต้องการค่าความจุสูงๆและราคาไม่แพงด้วย ต้องใช้ Aluminum Electrolytic Capacitor มีให้เลือกใช้จำนวนมากหลายค่าความจุและหลายค่าพิกัดแรงดันไฟ C ชนิดนี้ทนได้ถึง 600VDC อุณหภูมิที่ทนมีให้เลือก  85°C  105°C   125 °C   150°C  ถ้างานเน้นความเสถียรและอายุการใช้งานยาวนานให้พิจารณาตัวเก็บประจุชนิดฟิล์ม  ชนิดแทนทาลัม  และอิเล็กทรอไลต์คาปาซิเตอร์สเปค Long Life  ข้อเสียของ C แทนทาลัมคือทนแรงดันเสิร์จไม่ได้อ่อนไหวต่อการเสียจากแรงดันเสิร์จ สำหรับงานที่เน้นความเสถียร C เซรามิคให้เลือกใช้ชนิด Class 1 ใน Datasheet จะระบุสเปคด้วยคำว่า COG / NPO  วงจรทั่วไปอาจเลือกใช้ C เซรามิคเกรด Class 2 ได้ใน Datasheet จะระบุคำว่า  X7R  X5R  Y5V  ระบุเกรดว่าเป็น Class 2  (  C  เซรามิคเกรด Class 2 ค่าความจุจะเปลี่ยนตามอายุการใช้งานและเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิ เสถียรน้อยกว่า Class 1)      ถ้างานที่มีกระแสริบเปิ้ลสูงมาเกี่ยวข้องให้พิจารณาเลือกใช้ อะลูมินัมอิเล็กทรอไลต์คาปาซิเตอร์   ตัวเก็บประจุชนิดฟิล์ม   และ ตัวเก็บประจุเซรามิคชนิด MLCC's   งานที่มีพื้นที่กำจัดให้พิจารณาใช้ C  SMD

8)   ประเภทวงจร เช่น   วงจรขยายสัญญาณ  วงจรฟิลเตอร์  วงจรความ RF ความถี่สูง วงจรพาวเวอร์  เป็นต้น   ประเภทวงจรจะเป็นตัวกำหนดเลือกชนิดและคุณสมบัติของ C เช่น   C ฟิลเตอร์ในวงจรเร็คติไฟร์ต้องเป็น C ทีทนกระแสริบเปิ้ลได้สูง   ถ้าเป็นงานสวิตช์ชิ่งต้องเป็น C ที่มีค่า Low  Impedance มีความสูญเสียต่ำที่ความถี่สูง    เป็นต้น

9)  ความปลอดภัย  ถ้างานที่เน้นความปลอดภัยให้พิจารณาเลือกใช้ Aluminum   Polymer Capacitor เป็นตัวเก็บประจุที่ซ๊อตแล้วไม่ระเบิด ไม่มีปัญหาเรืองน้ำยาอิเล็กทรอไลต์แห้งเนื่องจากใช้  Polymer เป็นไดอิเล็กทริก  อายุการใช้งานนานกว่า C  อะลูมินัมอิเล็กทรอไลต์คาปาซิเตอร์   สำหรับงานซ่อมวงจรไฟ AC จะมีคาปาซิเตอร์ชนิด X และชนิด Y ต้องใช้ตามชนิดเดิมที่เขาออกแบบไว้เพราะ  C  2 ชนิดนี้มีการทำงานที่ต่างกันและเกี่ยวข้องกับความปลอดภัยทางไฟฟ้า  ดูรูป C ชนิด X และ Y ใช้คำค้นใน Google ว่า  "   x and y safety capacitors  " เพื่อดูลักษณะการต่อและความแตกต่างระหว่าง 2 ชนิดนี้

10)  รูปแบบการติดตั้งและขนาดของ C      ขนาดของ C ต้องใส่ได้พอดีกับรู PCB    C มีขายาวจะระบุขนาดในรูปแบบ  Dia x  L   ความโต ( Dia ) ความสูง (H) และระยะห่างระหว่างขา   ส่วนคาปาซิเตอร์ SMD นิยมระบุขนาดเป็นเคสไชต์ ( Case Size )  ยาว x กว้าง x สูง  โดยแต่ละผู้ผลิตอาจมีขนาดแตกต่างกันเล็กน้อยถ้ามีขนาด  Case Size เหมือนกันก็จะใส่ได้พอดี

เช่น  Case Size :  ยาว x กว้าง x สูง(หนา) 

0402    =      1.00mm x 0.50mm x 0.55mm

0603    =      1.60mm x 0.80mm x 0.87mm

0805    =      2.00mm x 1.25mm x1.45mm

1206    =      3.20mm x 1.60mm x 0.88mm

1210    =      3.20mm x 2.50mm x 2.70mm

1808    =      4.50mm x 2.03mmx 2.20mm

1812    =      4.50mm x 3.20mm x 2.00mm

1825    =      4.50mm x 6.40mm x 1.65mm

2220    =      5.70mm x 5.00mm x 1.55mm

การวัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ( ภาษาอังกฤษ )

Check electronic  devices  with  multimeter   (  English )

บทความภาษาอังกฤษ   อ่านที่ >    https://www.testmultimeter.com/

          Read  here   >    https://www.testmultimeter.com/

การหาเบอร์แทนไดโอดและการเลือกใช้ไดโอดในการออกแบบวงจร (Diode)

หลักการหาเบอร์แทนไดโอด

หลักการหาเบอร์แทนไดโอดต้องพิจารณาคุณสมบัติหรือค่าทางไฟฟ้าอะไรบ้าง ?  ให้ดูหัวข้อในตารางเพื่อทำเช็คลิลส์และดูการอธิบายคำศัพท์เพิ่มเติมด้านล่าง ใช้ตารางในการเลือกและกรองคุณสมบัติของไดโอด    ค่าทางไฟฟ้าที่สำคัญอันดับแรกคือ ค่าแรงดัน    ค่ากระแส    ความเร็ว ( Speed )  และแรงดันตกคร่อม ( Vf)  ถ้าเป็นไดโอดใช้งานกับสัญญาณขนาดเล็กค่าแรงดันตกคร่อมและความเร็วจะสำคัญมาก

ให้นำเบอร์ไดโอดตัวเก่าค้นหาค่าใน Datasheet และจดค่าที่สำคัญไว้  ค่าทางไฟฟ้าของไดโอดมีทั้งค่าพีค ( Peak )  ค่า RMS และค่าเฉลี่ย ( Average Value )  หลายครั้งมีการละหน่วยไว้ว่าเป็นค่าแบบไหนคนใช้งานต้องเช็คกับ Datasheet เอง   ยกตัวอย่าง  ไดโอดเบอร์  1N4007  นิยมระบุสเปคสั้นๆว่า  1A   1000V    แล้วค่า 1A หมายถึงค่ากระแสแบบไหน ?  ค่าแรงดัน  1000V   เป็นค่าแรงดันไฟฟ้าแบบไหน ?  1A เป็นค่าเฉลี่ยใน Datasheet จะใช้คำว่า Maximum average forward rectified current  หรือ  Average Rectified Output Current : IO    ส่วนแรงดันไฟฟ้า 1000V เป็นค่าพีคซ้ำ ใน Datasheet จะใช้คำว่า  Maximum repetitive peak reverse voltage  ( VRRM ) ใช้แรงดันพัลซ์หลายลูกคลื่นทดสอบ  ( ไดโอดชนิดพิเศษเช่น โฟโต้ไดโอด ทันเนลไดโอด  TVS Diode  และแบบอื่นๆ จะต้องพิจารณาค่าพิเศษอื่นๆด้วยขึ้นอยู่กับชนิดของไดโอด  ซึ่งไม่ได้อธิบายไว้ที่นี้ )

-------------------------------------------------------------

เรียนรู้เบอร์อะไหล่อิเล็กฯ   เพื่อสังเกตว่าเบอร์ขึ้นต้นแบบนี้เป็นอุปกรณ์ชนิดอะไร  ?    

โดยจัดเป็นหมวดหมู่   แบ่งเป็นหมวดหมู่   เช่น  ไดโอด  มี  17  เรื่องให้อ่าน  เป็นต้น

เลือกหัวข้อต่อไปนี้ ................

1)  ไดโอด (17)       มี  17  เรื่อง 

2)     บทความเกี่ยวกับอะไหล่อิเล็กฯ (3)   

3)  อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (30)     มี   30 เรื่อง

---------------------------------------------------------------

อธิบายเพิ่มเดิมเพื่อความเข้าใจมากขึ้น

ประเภทวงจรจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของไดโอด เมื่อเราทราบชื่อวงจร หลักการทำงาน บางครั้งสามารถสังเกตได้จากสเปคของอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียงจะเป็นตัวบ่งชี้ประเภทวงจรได้

-   ประเภทการใช้งาน  เช่น   general purpose rectifier ,  Fast recovery  rectifier  ,  Ultra Fast recovery  rectifier ,  Efficient  Fast recovery   rectifier ,   Low Vf   rectification , High speed ,  Fast Switching , Low leakage , Small Signal ,  Power Diode , RF circuit   เป็นต้น

-   แรงดันย้อนกลับสูงสุด V ( PIV) :  Peak  Inverse  Voltage  เป็นแรงดันไบอัสกลับสูงสุดที่ไดโอดทนได้

-   แรงดันย้อนกลับสูงสุดมีค่าพีคซ้ำ ( VRRM ) : Maximum repetitive peak reverse voltage เป็นแรงดันไบอัสกลับค่าพีคซ้ำที่ไดโอดทนได้ โดยแรงดันที่ใช้ทดสอบไดโอดนี้มีหลายลูกคลื่่นหรือค่าพีคซ้ำ

-   ระดับความเร็ว ระบุหน่วยเป็น  µs (micro sec)  และ ns (nano sec ) ความเร็วมี  ระดับ Standard  ,  Fast  ,  Hyper Fast ,  Ultra Fast , Super Fast

-   Reverse Recovery Time ( trr )   เป็นระยะเวลาที่ไดโอดใช้ในการเปลี่ยนสถานะจาก ON  เป็น  OFF  เปลี่ยนขั้วจากไบอัสตรงเป็นไบอัสกลับ  ไดโอดไม่สามารถเปลี่ยนสถานะได้ทันที่ต้องใช้เวลาระดับ Micro second , nano second ในการเปลี่ยนสถานะอันเนื่องมาจากรอยต่อ PN มีพาหะข้างน้อยและอิเล็กตรอนต้องใช้เวลาในการเคลื่อนที่

หลักการเลือกใช้งานตัวต้านทานชนิดต่างๆสำหรับรออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์และเลือกตัวต้านทานใช้แทนในงานซ่อม ( Resistor Selection )

หลักการเลือกใช้งานตัวต้านทาน

การเลือกใช้ R  มีรายละเอียดหลายข้อที่ต้องพิจารณา  ให้เช็คหัวข้อต่างๆด้านล่างว่าวงจรที่กำลังออกแบบหรือซ่อมอยู่ต้องการ R ที่มีคุณสมบัติอย่างไร   ?  รวบรวมหลักการเลือกใช้งานตัวต้านทานในภาคปฏิบัติสำหรับการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์และหาตัวต้านทานใช้แทนตัวต้านทานเก่าที่ไหม้หรือตัวต้านทานที่เสีย  ในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะเริ่มด้วยคำถามว่าใช้ตัวต้านทานชนิดไหนดี  ?  ส่วนงานซ่อมจะมีคำถามว่าตัวต้านทานตัวนี้ใช้แทนตัวต้านทานเก่าที่ไหม้ได้ไหม ?  เพื่อตอบคำถามนี้จะต้องใช้หัวข้อต่างๆเป็นเช็คลิสเพื่อเลือกชนิดตัวต้านทานที่เหมาะสมกับวงจร   เราทราบแล้วว่าตัวต้านทานมีหลายชนิดแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันดังนั้นตัวต้านทาน 1 ชนิดจึงไม่สามารถนำไปใช้ได้กับทุกวงจร   สิ่งที่จะกำหนดหรือเลือกชนิดของตัวต้านทานคือประเภทของวงจรว่าต้องการ R ที่มีคุณสมบัติเป็นอย่างไรวงจรจึงจะทำงานได้ดีและมีความเสถียร   รวมถึงการทำงานของวงจรมีความเชื่อถื่อได้ในระยะยาวตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์นั้น  ตัวต้านทานที่มีค่าเสถียรเป็นคุณสมบัติที่วงจรต้องการเพราะมีผลต่อการทำงานที่เชื่อถือได้   ความเชื่อถื่อได้ของวงจรคือทดสอบให้วงจรทำงาน 100 ครั้ง 1000 ครั้งหรือจำนวนมากกว่านี้วงจรต้องทำงานได้ดีเหมือนเดิมและถ้าพิจารณาในระยะยาว  เช่น 2  ปี  3 ปี  5 ปี  10 ปี หรือนานกว่านั้นวงจรยังคงทำงานได้ปกติดีหรือไม่  ?   บางวงจรความผิดพลาดไม่สามารถให้เกิดขึ้นได้เนื่องจากมีความเสียหายตามมา  ถ้าวงจรทำงานผิดปกติจะเกิดผลเสียอะไรตามมา วงจรป้องกันมีการแจ้งเตือนหรือหยุดการทำงานของวงจรอย่างไรเพื่อความปลอดภัย   นอกจากคุณสมบัติของ R แล้วยังมีเรื่องของราคาเข้ามาเกี่ยวข้องในการเลือก R  เพราะปัจจุบันนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แข่งขันกันสูงและแข่งขันกันราคาถูก  จึงไม่สามารถเลือกชนิดตัวต้านทานที่ดีที่สุดมาใส่ในวงจรแต่เป็นการเลือกตัวต้านทานที่มีคุณสมบัติดีพอสำหรับวงจรและราคาต้องไม่แพงด้วย การผลิตวงจรในจำนวน 1000 ชุด หลักหมื่นชุดหรือจำนวนมากกว่านี้ ราคาต้นทุนของอุปกรณ์มีผลอย่างมากในการเลือกเพื่อให้สินค้าที่ผลิตขายได้และแข่งขันกับผู้ผลิตรายอื่นๆได้

การวัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ( ภาษาอังกฤษ )

Check electronic  devices  with  multimeter   (  English )

บทความภาษาอังกฤษ   อ่านที่ >    https://www.testmultimeter.com/

Read  here   >    https://www.testmultimeter.com/

ให้เช็คหัวข้อต่างๆต่อไปนี้ว่าวงจรที่ออกแบบหรือซ่อมอยู่ต้องการ R ที่มีคุณสมบัติอะไรบ้าง  ?

1)  สัญญาณรบกวน ( Noise )  วงจรที่ไวต่อสัญญาณรบกวนเช่น วงจรขยายที่มีอัตราขยายสูง  ( สัญญาณรบกวนจะถูกขยายไปด้วย) วงจรระบบสื่อสาร  วงจรขยายสัญญาณขนาดเล็ก  ( Low level signal)  เป็นต้น วงจรเหล่านี้ต้องใช้ R ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ  ตัวต้านทานที่กำเนิดสัญญาณรบกวนต่ำเรียงจากดีมากไปน้อยเรียงเป็นลำดับคือ  ตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์  ตัวต้านทานชนิด Metal Foil  และตัวต้านทานชนิด Thin  Film    ส่วนตัวต้านทานที่มีสัญญาณรบกวนสูงคือตัวต้านทานชนิดผงคาร์บอน  ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนฟิล์ม และตัวต้านทานชนิด Thick Film รวมถึงตัวต้านทานชนิด Metal Oxide Film ก็มีสัญญาณรบกวนสูงกว่าชนิดเมตัลฟิล์ม การติดตั้งอุปกรณ์ก็มีผลต่อสัญญาณรบกวน ควรวางตำเหน่ง  R ให้ห่างจากแหล่งความร้อนเพื่อลดสัญญาณรบกวนชนิด Thermal  Noise เนื่องจากยิ่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้น สัญญาณรบกวนชนิด Thermal  Noise จะสูงตามไปด้วย

2)  ความถี่และการตอบสนองความถี่  ตัวต้านทานในโลกแห่งความเป็นจริงจะไม่ใช่ตัวต้านทานที่มีเฉพาะความต้านทานล้วนๆ ( Pure Resistance )  แต่จะมีตัวเหนี่ยวนำแฝงและตัวเก็บประจุแฝงในตัว R ด้วย ยกตัวอย่างให้เห็นภาพตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์ส่วนขาที่เป็นเส้นลวดและขดลวดที่ขดจะก่อตัวเป็นตัวเหนี่ยวนำ และตัวนำ 2 ตัวหรือมากกว่าที่วางไว้ใกล้กันจะก่อตัวเป็นตัวเก็บประจุ   วงจรไฟ DC จะไม่ได้รับผลกระทบแต่วงจรความถี่สูงและวงจรสัญญาณพัลส์จะได้รับผลกระทบ ทำให้รูปคลื่นเพี้ยน เกิดการหน่วงของสัญญาณและเกิดการสูญเสียที่ความถี่สูงตามสมการ  XL =  2πFL ยิ่งความถี่สูงยิ่งเกิดการสูญเสีย   ตัวต้านทานชนิดเมตัลฟิล์มสามารถใช้กับความถี่สูงได้ถึง   100MHz  ขณะที่ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนฟิล์ม ตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์มาตรฐาน และตัวต้านทานชนิด Foil ใช้งานกับความถี่สูงไม่ได้เนื่องจากมี   Equivalent series Inductance (ESL) มีค่าสูงระดับ uH   ส่วนตัวต้านทานชนิด Metal Oxide มีค่าระดับ nH และชนิดเมตัลฟิล์มมีค่าน้อยกว่า 2nH ซึ่งชนิดเมตัลฟิล์มนี้ใช้กับความถี่สูงได้ 100MhZ    ตัวต้านทานไวร์วาวด์มาตรฐานใช้กับความถี่ได้สูงสุดแค่ประมาณ  50KHZ ถ้าต้องการใช้งานที่ความถี่สูงกว่านี้ต้องใช้ตัวต้านทานไวร์วาวด์ชนิด NON-Inductive และ Low  Reactance  ซึ่งจะใช้เทคนิคการผลิต /พันเส้นลวดเพื่อให้มีค่า ESL และค่าตัวเก็บประจุแฝง ( Parasitic Capacitance : Cp) ต่ำ  วงจรความถี่สูงและวงจร High speed / Response Time  ต้องพิจารณาเลือกใช้ R ที่สูญเสียน้อยที่สุดและตอบสนองรูปคลื่นสัญญาณไม่เพี้ยน

3)  แรงดัน  ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะใช้ไฟมาตรฐาน 5VDC  9VDC  12VDC  24VDC ค่าทนแรงดันไฟฟ้าจึงไม่ได้พิจารณามากนักเนื่องจากแรงดันในวงจรยังห่างมากจากแรงดันที่ R ทนได้  ส่วนใหญ่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะพิจารณาค่าความต้านทานและกำลังไฟฟ้าหรือวัตต์ของ R  เป็นหลัก  กรณีเป็นไฟ AC วงจร Line Protection และแรงดันไฟสูงต้องพิจารณาแรงดันไฟฟ้าด้วยเนื่องจากตัวต้านทานมีค่าแรงดันสูงสุดที่ทนได้ เช่น  ค่า Max. working Voltage , ค่า Max. Overload Volage  และค่า  Dielectric withstand Voltage  ยกตัวอย่างค่าแรงดัน Max. working Voltage  ของตัวต้านทานชนิดเมตัลฟิล์ม  ขนาด 0.25W =  200V  ,  0.5W = 250V  , 1W = 500V  เป็นต้น

จะสังเกตว่าขนาดของ R  และแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้จะมีความสัมพันธ์กัน ( ทำนองเดียวกันกับค่าวัตต์ R ตัวใหญ่วัตต์จะสูง)  วงจรส่วนที่เป็นไฟ AC ต้องพิจารณาค่าแรงดันไฟฟ้าที่ R ทนได้ด้วยเพื่อให้อายุการใช้งานของ R ยาวนาน  จากเอกสารของผู้ผลิตตัวต้านทานพบว่าค่าแรงดันต่างๆของ R แต่ละชนิดจะมีค่าไม่เท่ากัน ตัวต้านทานชนิดเมตัลฟิล์มและคาร์บอนฟิล์มมีค่าแรงดันทีทนได้ไม่ต่างกันมากนัก ค่าแรงดันเหล่านี้เช็คได้จาก Datasheet ของ R    ปกติแล้วตัวต้านทานชนิดทนความร้อน ( Metal oxide Film )และตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์จะมีค่าพิกัดทนแรงดันถึง ระดับ  KV  และตัวต้านทานชนิด Thick Film ทนแรงดัน AC ได้ดีจึงนิยมใช้กับวงจรที่เป็นไฟ AC  ส่วนตัวต้านทานชนิด Thin Film ไม่เหมาะกับวงจรไฟ AC 

        เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พิกัดกำลังไฟฟ้าจะลดลง 

4)  กำลังไฟฟ้าหรือวัตต์   วัตต์ของตัวต้านทานที่ระบุไว้เช่น ค่า 1W มีความหมายว่าที่อุณหภูมิทดสอบ 25 °C  ตัวต้านทานนั้นจะมีค่า 1W

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นค่าวัตต์นี้จะลดลง  ที่อุณหภูมิประมาณ 70 °C   ค่าวัตต์จะเริ่มลดลง และที่ 100 °C   ค่าวัตต์นี้จะลดลงมากเหลือแค่ประมาณ 0.6 วัตต์   หลักในการเลือกกำลังไฟฟ้าหรือวัตต์ของ R คือเลือกให้สูงกว่าค่าที่คำนวณได้เพื่อยืดอายุการใช้งานของ R  เช่นค่า 1W จะใช้งานจริงแค่ 60-70 %   หรือ  0.6W-0.7W   ห้ามใช้ค่าเกิน 80% เพราะทำให้อายุใช้งานของ R สั้นหรือเสียเร็ว อันเนื่องจากอิทธิพลของอุณหภูมิและแรงดัน ( Voltage Stress ) อธิบายเพิ่มเติม ตามคำนวณต้องใช้ R  1 วัตต์ในการเลือกใช้จริงให้ใช้ค่า 1.5W หรือ  2W   ( 1.5W x 60% = 0.9W )

ใน Datasheet ของ R จะใช้คำว่า Power Derating แปลว่าการลดพิกัดกำลังไฟฟ้าเมื่ออุณภูมิสูงขึ้น 

5)  ค่าความต้านทาน   หาได้จากการคำนวณตามกฏของโอห์ม  R = V/I  อย่าลืมว่าค่าความต้านทานสูงๆจะกำเนิดสัญญาณรบกวนมากกว่าค่าความต้านทานต่ำ ให้พิจารณความเสถียรของค่าความต้านทานนี้ด้วยว่าใน 1 ปี   3  ปี  5 ปี 10 ปี  ค่า R จะเปลี่ยนไปจากค่าเดิมมากแค่ไหนและการเปลี่ยนแปลงความต้านทานนี้ทำให้วงจรทำงานผิดปกติหรือไม่ วงจรที่เน้นความความน่าเชื่อถือสูงและความผิดพลาดยอมรับไม่ได้ ต้องเลือก R ชนิดที่มีค่าเสถียรในระยะยาว  เช่น ตัวต้านทานชนิดเมตัลฟิล์มเที่ยงตรงสูง ( Precision metal Film resistor)   ,  ตัวต้านทานไวร์วาวด์เที่ยงตรงสูง  (มีค่าคลาดเคลื่อนน้อยระดับ  0.1%  0.25%  0.5% )   เป็นต้น

ุ6)  % คลาดเคลื่อน  ค่า % คลาดเคลื่อนของ R มีหลายระดับ  ±0.1%   ±0.25%   ±0.5%  ±1%   ±5%  ±10% และ  ±20%  วงจรที่เน้นค่าไฟต้องนิ่งและตรง  เช่น  วงจร Feedback  วงจรป้องกัน  วงจรเครื่องมือวัด  วงจรกำหนดเวลาและความถี่  เป็นต้นต้องใช้   0.1%  0.25%  0.5%  1% คนออกแบบวงจรเป็นคนเลือกระดับคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ว่าไม่เกินกี่ % 

7)  อุณหภูมิ  อุณหภูมิทำให้ค่าความต้านทานเปลี่ยนไป  ค่า R จะเปลี่ยนไปมากแค่ไหนขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่ใช้ทำ R   ความสัมพันธ์ระหว่างค่าความต้านทานที่เปลี่ยนไปเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปนิยมระบุเป็น ppm / °C   โดย ppm  =  part per million  ค่านี้มีผลต่อความเสถียรของวงจรในระยะยาว ต้องพิจารณาตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ว่าอุณหภูมิทำให้ค่า R เปลี่ยนไปมากแค่ไหนและค่าเท่าไหร่ที่ยอมรับได้  ค่า ppm /  °C  นี้ยิ่งน้อยยิ่งดี  เช่น   ±10ppm/°C   ±15ppm/°C  ±50ppm/°C   ±100ppm/°C  ±200ppm/°C  ±300ppm/°C   ±350ppm/°C  เป็นต้น   เมื่อกระแสไหลผ่านตัวต้านทานจะเกิดความสูญเสียและเกิดความร้อนที่ตัวต้านทาน อุณหภูมิที่แวดล้อมตัวต้านทานมีผลต่อการระบายถ่ายเทความร้อนของ R   อีกประเด็นเรื่องอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับ R  คือค่าอุณหภูมิสูงสุดที่ R ทนได้ การใช้งานต้องไม่เกินค่าสูงสุดนี้ ตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์และตัวต้านทานชนิด Metal Oxide จะทนความร้อนได้สูงประมาณ  350-450°C ( ขนาดเล็ก 155  °C   )  ตัวต้านทานชนิดเมตัลฟิล์มประมาณ   230°C-300°C หรือบางผู้ผลิต 125°C หรือ 155°C ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต  ตัวต้านทานชนิดคาร์บอนฟิล์มประมาณ  155°C    วงจรที่มีความร้อนจะใช้ตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์และตัวต้านทานชนิด Metal Oxide   ตัวต้านทานชนิด Metal Oxide ( นิยมเรียกในตลาดว่าตัวต้านทานทนความร้อน) ซึ่งนิยมใช้งานแทนตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์เนื่องจากเมื่อเทียบราคาต่อวัตต์แล้วมีราคาถูกกว่าเนื่องจากกระบวนการผลิตเป็นแบบฟิล์มซึ่งง่ายกว่าการผลิตแบบไวร์วาวด์

8)  สภาพแวดล้อมของวงจร     อุณหภูมิ ความชื้นและพื้นที่ครอบปิดมีผลต่อการระบายความร้อน สิ่งเหล่านี้ต้องนำมาพิจารณาเพราะมีผลต่อการทำงานของ R  ตัวต้านทานชนิดผงคาร์บอนจะไวต่อความชื้นคือมันดูดซับความซื้น  ตัวต้านทานหลายชนิดหุ้มปิดอย่างดีเพื่อป้องกันชิ้นส่วนด้านในที่เป็นวัสดุกำหนดความต้านทาน  ต้องพิจารณาว่าสภาพแวดล้อมการใช้งานอะไรที่มีผลต่อค่า R มาก จากนั้นหาทางป้องกันไว้ก่อนตั้งแต่ออกแบบวงจร 

9)  เหมาะกับวงจรพัลซ์หรือไม่  ?  กรณีใช้ R กับไฟ รูปคลื่นพัลซ์  ( Repetive Pulse) การคำนวณปริมาณพลังงานความร้อนและกำลังไฟฟ้าต้องได้รับการคำนวณเพื่อให้ไม่เกินค่าที่ R ทนได้ พลังงานจากวงจรพัลซ์จะมากกว่าพลังงานของวงจรทั่วไป    ปกติแล้วตัวต้านทานชนิดผงคาร์บอนและคาร์บอนฟิล์มจะทนพลังงานรูปคลื่นพัลซ์ได้ดีกว่าตัวต้านทานชนิดเมตัลฟิล์ม และตัวต้านทานชนิดไวร์วาวด์และ Metal Oxide ( ตัวต้านทานทนความร้อน)  ทนพลังงานพัลซ์ได้ดีจึงนิยมใช้กับพัลซ์  ต้องพิจารณาลักษณะกระแสและแรงดันว่าเป็นพัลซ์หรือไม่ ? เลือก R ที่มีคุณสมบัติเหมาะกับวงจรพัลซ์ปกติจะระบุคุณสมบัติของ R ไว้ใน Datasheet ว่าเหมาะกับพัลซ์

10 ) ข้อกำหนดอื่นๆตามมาตรฐานกำหนดไว้ หรือคนใช้งานต้องการเป็นพิเศษ  หลังจากพิจารณาตามหลักการเลือกตัวต้านทานทั่วไปแล้ว บางครั้งยังมีข้อกำหนดอื่นๆเพิ่ม   เช่น  ตัวต้านทานเมื่อร้อนสุดๆต้องไม่ลุกเป็นเปลวไฟหรือลามไฟ  ( ปกติคุณบัตินี้ระบุไว้ใน Datasheet )   ความแข็งแรงทางกลของ R   หลักการเกี่ยวกับความปลอดภัย Fail  Safe เมื่อวงจรทำงานผิดปกติต้องไม่มีอันตรายใดๆต่ออุปกรณ์และคนใช้งาน    หลักการเกียวกับ EMI การก่อสัญญาณรบกวนและการทนสัญญาณรบกวน   ทน   ESD ได้    เป็นต้น

เรียนรู้เบอร์อะไหล่   เพื่อสังเกตว่าเบอร์ขึ้นต้นแบบนี้เป็นอุปกรณ์ชนิดอะไร  ?  

โดยจัดเป็นหมวดหมู่  แบ่งเป็นหมวดหมู่  เช่น  ไดโอด  มี 17  เรื่องให้อ่าน เป็นต้น

เลือกดูรายการต่อไปนี้

ไดโอด (17)  

บทความเกี่ยวกับอะไหล่อิเล็กฯ (3)   

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (30)

เบอร์ ไดโอดความถี่สูง มีในตลาด ( ไทย ) Ultra Fast Diode และ Super Fast Diode Part Number

เบอร์ไดโอดความถี่สูง

การอ่านค่าไดโอด เบอร์ไดโอดมีความหมายเกี่ยวกับสเปคเช่น เบอร์ขึ้นต้นด้วย MUR มี MUR120    MUR140 เป็นต้น เป็น  Switch Mode Power Rectifier  ใช้ในงานสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายและอินเวอร์เตอร์   ไดโอดความถี่สูงนิยมใช้งานในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งและอินเวอร์เตอร์เป็นไดโอดที่มีความเร็วระดับ Ultra Fast    บางวงจรก็ใช้ความเร็วระดับ  Fast  Recovery  วิธีการหาเบอร์แทนคือนำเบอร์ไดโอดตัวเก่าไปค้นหาค่ากระแส แรงดัน ความเร็ว ลักษณะขาหรือตัวถัง ( Package)  จากนั้นทำการค้นหาเบอร์แทนโดยให้ค่าความเร็วเท่ากันหรือเร็วมากกว่า ( ตัวเลข Speed ค่า ns ยิ่งน้อยยิ่งเร็ว ) ค่าระดับความเร็วแบ่งออกเป็น 3 ระดับคร่าวๆ ตามรายการเบอร์ต่อไปนี้ เมื่อได้เบอร์แทนแล้วให้เช็คดูใน Datasheet อีกรอบว่าค่าต่างๆ รวมถึงตัวถัง  เหมือนไดโอดตัวเก่าหรือมีแนวโน้มว่าจะใช้แทนได้ใน % ที่สูง

การวัดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์  ( ภาษาอังกฤษ  )

Check electronic  devices  with  multimeter   (  English )

บทความภาษาอังกฤษ   อ่านที่ >    https://www.testmultimeter.com/

Read  here   >    https://www.testmultimeter.com/

Diode   Part  Number

Fast Recovery    ค่าความเร็ว   ( trr  Speed   Typ)  ประมาณ  150ns

ตัวอย่างเบอร์  Fast Recovery  Diode

MR856RLG        3A        600V        100ns

BY8006              10mA   8000V      100ns

BY8004              20mA   5000V      100ns

1N4937-EIC       1A        600V        150ns

F16C20A            16A      200V        150ns

F16C20C            16A      200V        150ns

1N4936RLG       1A        400V        150ns   

FR302-R0              3A     100V        150ns

FR302G-K R0G    3A     100V        150ns

FR303G-K R0G    3A     200V        150ns

FR303-R0        3A      200V        150ns

FR602              6A      100V        150ns

1N4933            1A      50V          200ns  

RURG80100    80A    1000V      200ns   

1N4937-MIC    1A      600V       200ns  

1N4933    1A      50V       200ns  

1N4935    1A     200V      200ns  

1N4936    1A     400V      200ns

1N4937    1A      600V     200ns

FR207      2A     1000V    500ns  

FR157-TR         1.5A       1000V    500ns  

RGP10M           1A          1000V    500ns  

ตัวอย่างเบอร์  Ultra Fast  Diode   ค่าความเร็ว   ( trr  Speed   Typ)  ประมาณ  75ns 

RURG3020CC       30A   200V       50ns    

STTH30R06PI       30A   600V       50ns  

MUR460G              4A    600V       50ns

EGP10GE-E3/54    1A    400V       50ns    

RHRP8120_NL      8A    1200V      55ns 

RHRP8120             8A    1200V      55ns

VS-15ETL06FPPBF    15A             600V   60ns   

MUR1560G     15A      600V          60ns

MUR860G       8A        600V          60ns

MUR840G       8A        400V           60ns

RHRP15120    15A      1200V         65ns

RHRG30120    30A      1200V        65ns

RURG5060      50A      600V          65ns  

RURG8060       80A     600V             75ns

UF4007-A0        1A         1000V        75ns

BYV26E            1A         1000V         75ns  

MUR180E          1A         800V          75ns 

MUR1100EG     1A         1000V        75ns 

UF4007 A0G      1A        1000V         75nS

UF4007-E3/54    1A        1000V        75ns

UF4005-E3/54    1A        600V          75ns

MUR460RLG     4A        600V          75ns

MUR160RLG    1A         600V          75ns

RHRP30120       30A       1200V        85ns

MUR880EG       8A         800V          100ns 

ตัวอย่างเบอร์   Super Fast   Diode    ค่าความเร็ว   ( trr Speed  Typ)  ประมาณ  35ns 

RFN20T2DNZC9   20A     200V    16ns

RFN16T2D             16A     200V    16ns  

RFV12TG6SGC9   12A     600V    18ns  

RFUH20TF6S        20A     600V    18ns    

RFUS10TF4S         10A     430V    19ns  

RFV15TG6SGC9   15A     600V     20ns  

RFN5TF8S             5A        800V    20ns    

RFUS20TF6S                    20A      600V     23ns 

VS-HFA25PB60PBF         25A      600V     23ns

RFUH30TS6SGC11          30A       600V    25ns

MUR410                            4A        100V     25ns

MUR420G                         4A        200V     25ns

MUR120                            1A        200V     25ns 

MUR140                            1A        400V     25ns

MUR160RLG                    1A        600V     25ns

SG10LC20USM-5600       10A      200V     25ns  

RFV8TJ6SGC9                  8A        600V     25ns   

RFV8TG6SGC9                 8A        600V    25ns

ISL9R3060G2       30A      600V    27ns

RF1005TF6S-T     10A      600V    30ns  

RF1005TF6S         10A      600V    30ns  

30CPH03PBF        15A      300V    32ns   

MUR1615CTG      16A     150V     35ns

MUR115G             1A        150V    35ns

MUR1520G           15A      200V     35ns

MUR1620CTG      16A      200V     35ns

MUR820G             8A        200V     35ns

BYT28F-300-E3/45    5A        300V      35ns  

MUR120RLG             1A        200V      35ns

MUR3020WTG          30A      200V      35ns

SF54                            5A        200V      35ns

RFN30TS6SGC11      30A       600V     36ns  

RFN60TS6DGC11      60A      600V      36ns   

RFNL5TJ6SGC9         5A        600V      38ns

RURG3020CC_NL     30A      200V      45ns

เรียนรู้เบอร์อะไหล่   เพื่อสังเกตว่าเบอร์ขึ้นต้นแบบนี้เป็นอุปกรณ์ชนิดอะไร  ?    

โดยจัดเป็นหมวดหมู่  แบ่งเป็นหมวดหมู่  เช่น  ไดโอด  มี  17  เรื่องให้อ่าน  เป็นต้น

เลื่อกอ่านหัวข้อต่อไปนี้ ................

1)  ไดโอด (17)     มี  17  เรื่อง 

2)     บทความเกี่ยวกับอะไหล่อิเล็กฯ (3)   

3)  อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (30)    มี   30 เรื่อง