วิศวกรรมเคมีรุ่นก่อนหน้าผมจะเรียนวิชาพื้นฐานไฟฟ้ากันสองตัวด้วยกัน คือเรียนไฟฟ้ากำลังเทอมหนึ่งและไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์อีกเทอมหนึ่ง รุ่นที่ผมเข้าไปเรียนนั้นเขาปรับหลักสูตรใหม่ ด้วยการเอาไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ออกไป (คงคิดว่าไม่จำเป็นสำหรับวิศวเคมีมั้ง) แต่ก็ได้เรียนนิด ๆ หน่อย ๆ ตอนเรียนวิชาฟิสิกส์ ๒ ที่ยังทันได้เล่นกับหลอดสุญญากาศตอนทำแลป พอมีความรู้แค่พอรู้จักการทำงานของอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำพื้นฐานบางตัว ตอนนั้นหนังสือเรียนเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นที่นิยมมากสุดน่าจะเป็นหนังสือที่เขียนโดย อ. ยืน ภู่วรรวรรณ (คนที่เป็นฝาแฝดกับคุณหมอยง ที่เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในตอนนี้)
ตอนไปเรียนต่างประเทศก็ได้พบกับอาจารย์รุ่นพี่ท่านหนึ่งที่มาจากลาดกระบัง พี่เขามาเรียนทางด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลัง (power electronic) ซึ่งตอนนั้นจัดว่าเป็นศาสตร์ค่อนข้างใหม่ในการนำมาใช้งานก็ได้ และเมื่อประมาณ ๔ ปีที่แล้วก็มีศิษย์เก่าคนหนึ่งมาปรึกษาเรื่องการประหยัดพลังงานให้กับปั๊มหอยโข่ง คือเขาพยายามนำเสนอการใช้เทคนิคปรับความถี่ของไฟฟ้าเพื่อไปปรับความเร็วรอบมอเตอร์อีกที แต่ผู้มีอำนาจตัดสินใจนั้นไม่ค่อยอยากจะยอมรับเท่าไรนัก ผมก็บอกกับเขาไปว่าไม่น่าแปลก เพราะในยุคสมัยเขานั้นอุปกรณ์พวกอิเล็กทรอนิกส์กำลังมันเป็นของใหม่ ยังมีปัญหาเรื่อง reliability อยู่ ทีนี้หลายบริษัทใหญ่ ๆ ในบ้านเราพอวิศวกรทำงานมาได้ถึงระดับหนึ่งก็มักจะย้ายไปทำงานบริหาร ไม่ได้ให้เติบโตและลงลึกทางด้านงานวิศวกร การเปลี่ยนแปลงใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นภายหลังจากที่ย้ายหน้าที่ไปแล้วก็เลยไม่ค่อยจะได้ติดตาม อันนี้คือถ้ามองในแง่เทคโนโลยีเป็นหลัก แต่ถ้ามองจากอีกมุมหนึ่งคือการจัดการ การติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมนั้นหมายถึงผู้ปฏิบัติงานซ่อมบำรุงมีหน้าที่ความรับผิดชอบเพิ่มมากขึ้น (ในขณะที่จำนวนคนทำงานและเงินเดือนเท่าเดิม) มันไม่เหมือนกับการเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ที่มีความเร็วรอบลดลง หรือใช้ใบพัดขนาดเล็กลง เพราะภาระงานของผู้ซ่อมบำรุงนั้นยังคงเท่าเดิม
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังจำนวนไม่น้อยเป็นสินค้าควบคุมในกลุ่ม Nuclear Supplier Group (NSG) ลักษณะของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่เข้าข่ายในกลุ่มนี้คือพวกที่ทำงานได้ที่ อุณหภูมิสูง, ความต่างศักย์สูง, กระแสสูง และทำงานได้อย่างรวดเร็ว (เช่นเปิด-ปิดได้อย่างรวดเร็ว) ตัวอย่างหนึ่งของอุปกรณ์นี้ได้แก่ Insulated Gate Bipolar Transistor Module หรือที่ย่อกันว่า IGBT ที่มีการนำไปใช้ในงานหลายอย่าง เช่นตัว inverter (ที่แปลงไฟกระแสสลับ-กระแสตรง), ควบคุมการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ความต่างศักย์สูงและกระแสไฟฟ้าสูง (เช่นรถไฟ) เป็นต้น
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็น switching device ที่ใช้ในการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้ามีอยู่ด้วยกันหลายชนิด (เช่น bipolar transistor, MOSFET, IGBT, หลอดสุญญากาศ) แต่ละชนิดก็มีช่วงการทำงานของมันเองที่โดดเด่นกว่าตัวอื่น ในรายการแรกของ EU-List คือ 3A001 จะใช้คำกลาง ๆ ว่า Electronic items (รูปที่ ๒) โดยไม่ระบุเฉพาะเจาะจงว่าเป็นอะไร ระบุแต่ว่าถ้ามันมีความสามารถในการทำงานถึงระดับนี้ก็ต้องเป็นสินค้าควบคุม จากนั้นในส่วนที่เป็น Note จึงค่อยยกตัวอย่างว่ามันครอบคลุมอุปกรณ์อะไรบ้าง
ในหัวข้อ 3A001.h. มีการใช้คำว่า 'modules' (อยู่ในเครื่องหมาย single quote ' .... ') ซึ่งรวมเอาอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนย่อย ๆ หลายชิ้นที่เมื่อนำมาประกอบรวมเข้าด้วยกันแล้วมีคุณสมบัติตามที่กำหนด
คำที่อยู่ในเครื่องหมาย single quote ' .... ' นั้นจะใช้กับหัวข้อนั้นเท่านั้น เช่นคำ 'modules' ที่อยู่ในหัวข้อ 3A001.h. ก็จะจำกัดเฉพาะหัวข้อนี้ แต่ถ้าเป็นคำที่อยู่ในเครื่องหมาย double quote " ... " จะครอบคลุมตลอดทั้ง Annex I (คือ List of Dual-Use Items) คือเป็นการนิยามความหมายของคำศัพท์ต่าง ๆ ที่ปรากฏในรายการ
เมื่อนำ IGBT ในรูปที่ ๑ มาพิจารณาว่าเข้าเกณฑ์สินค้าควบคุมหรือไม่ พบว่ามันเข้าเกณฑ์เพียงแค่ 2 ข้อคือข้อ 2. ที่ใช้กับความต่างศักย์ได้เกิน 300V (มันใช้ได้ถึง 3300V) และข้อ 3. คือรับกระแสต่อเนื่องได้เกิน 1A (มันรับได้ถึง 1500A) แต่ไม่เข้าเกณฑ์ข้อ 1. ที่ว่าต้องทำงานได้ที่อุณหภูมิ junction temperature สูงสุดสูงกว่า 215ºC ดังนั้นมันจึงไม่เป็นสินค้าควบคุมเพราะมันไม่เข้าเกณฑ์ "ครบ" ทุกข้อ
"junction temperature" ตัวนี้ไม่ใช่ ambient temperature ที่เป็นอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม แต่เป็นอุณหภูมิที่บริเวณ "juction region" (คือจุดรอยต่อระหว่างสารกึ่งตัวนำสองชนิด)
เนื่องด้วย IGBT มักใช้กับกระแสไฟฟ้าสูง และด้วยการที่ความร้อนที่เกิดนั้นแปรตามปริมาณกระแสไฟฟ้ากำลังสอง การติดตั้ง IGBT จึงอาจต้องมีการติดตั้ง heat sink ช่วยในการระบายความร้อน (ซึ่งอาจจะใช้อากาศหรือน้ำช่วยระบายความร้อนออกจาก heat sink อีกทอดหนึ่ง) และในกรณีของ IGBT ที่มีขนาดใหญ่นั้น ขนาดของ heat sink ก็จะใหญ่ตามไปด้วย ทำให้เกิดกรณีที่ว่า heat sink สำหรับ IGBT นั้นเข้าข่ายเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับใช้ในกระบวนการผลิตทางเคมีด้วยหรือไม่ ซึ่งเรื่องนี้ได้กล่าวไว้ในตัวอย่างที่ ๒ ของบทความชุดนี้ (วันศุกร์ที่ ๑๔ พฤษภาคม ๒๕๖๔)
ใน Annex I นั้นคำว่า IGBT มีปรากฏอยู่แค่หัวข้อ 3A001.h ดังนั้นถ้าตรวจสอบด้วยคำว่า IGBT ก็อาจทำให้ตรวจเพียงแค่หัวข้อ 3A001.h เท่านั้น แต่ถ้าดูหน้าที่การทำงานของมันที่เป็น switching device จะพบว่ามีหัวข้อที่ต้องตรวจสอบเพิ่มเติมอีกในหัวข้อ 3A228.c (รูปที่ ๓)
รูปที่ ๔ เป็นผลการพิจารณาว่า IGBT ตัวที่ยกมาเป็นตัวอย่าง (รูปที่ ๑) เข้าข่ายสินค้าควบคุมในหัวข้อ 3A001.h และ3A228.c หรือไม่ การพิจารณาในกรณีของหัวข้อ 3A001.h นั้นค่อนข้างจะตรงไปตรงมา แต่ในกรณีของหัวข้อ3A228.c นั้นเห็นว่ามีข้อควรระวังอยู่นิดนึง
ในหัวข้อ 3A228.c นั้น ข้อ 1. และข้อ 2. จะตรงไปตรงมา คือใช้กับความต่างศักย์ได้มากกว่า 2000V และใช้กับกระแสได้ 500A หรือมากกว่า ซึ่งก็พบว่า IGBT ที่ยกมาเป็นตัวอย่างนั้นเข้าเกณฑ์สองข้อแรก แต่ในหัวข้อ 3. นั้นเขาใช้คำว่า "Turn-on time" 1 micro sec (0.000001 s) หรือน้อยกว่า แต่คุณลักษณะในรูปที่ ๑ นั้นให้มาเป็น "Turn-on delay time (td)" และ "Turn-on rise time (tr)" โดยค่า "Turn-on time" นั้นคือค่าผลรวมระหว่าง "Turn-on delay time (td)" และ "Turn-on rise time (tr)" ซึ่งเท่ากับ 0.95 micro sec + 0.3 micro sec = 1.25 micro sec ซึ่งในเกณฑ์นั้นต้องไม่เกิน 1 micro sec จึงทำให้ IGBT ตัวนี้ไม่เป็นชิ้นส่วนควบคุม
รูปที่ ๕ เป็นตัวอย่างคุณลักษณะของ IGBT ยี่ห้อหนึ่งที่เห็นว่ามีรูปร่างหน้าตาใกล้เคียงกับในรูปที่ ๑ เท่าที่ค้นดูพบว่าเขาจะให้ค่า "Turn-on delay time (Td on)" และ "Turn-on rise time (tr)" มาให้ (ตรงที่ขีดเส้นใต้สีแดง) ดังนั้นผู้ตรวจสอบต้องรู้ว่าค่า "Turn-on time" นั้นต้องเอาค่าเวลาทั้งสองมาบวกรวมกัน
ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าการตรวจสอบนั้นจะดูแค่ชื่อเรียกอุปกรณ์ไม่ได้ ต้องดูว่าอุปกรณ์นั้นทำหน้าที่อะไร อยู่ในหมวดหมู่ไหน และไปตรวจสอบในหมวดหมู่นั้น และคุณลักษณะบางอย่างนั้นข้อกำหนดให้ไว้เป็นค่า "ผลรวม" ในขณะที่ผู้ผลิตอุปกรณ์นั้นจะให้ค่าแยกออกมา ซึ่งผู้ตรวจสอบต้องรู้ว่าควรต้องเอาค่าไหนมาบวกรวมกัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น