Kapasitörler neden dengesiz toleranslarla satılıyor?

Kısa versiyon: Bazı kapasitörler (ve muhtemelen bazı diğer bileşenler) dengesiz / asimetrik toleranslarla satılmaktadır. Neden?

Açıklama:

Birçok seramik kapasitör, örneğin +% 80-% 20 tolerans veya benzer şekilde dengesiz bir şeyle işaretlenmiştir.

Örneğin diyelim ki 17pF (kabul edilen bir şekilde) değeri ve +% 80,% -20 toleransı olan bir kapasitöre sahibim.

(Lütfen önemli rakamların kötüye kullanılmasını dikkate almayın.)

• Maksimum değer: 17pF * (1 + 80%) = 17pF * 1.8 ≈ 30.6pF
• Minimum değer: 17pF * (% 1 - 20) = 17pF * 0,8 ≈ 13,6pF
• Ortalama değer: (30.6pF + 13.6pF) / 2 ≈ 22.1pF
• Ortalamanın üzerindeki tolerans: (30.6pF - 22.1pF) /22.1pF ≈ +% 38.5
• Ortalamanın altındaki tolerans: (13.6pF - 22.1pF) /22.1pF ≈ -38.5%

Bu sözde "17pF" kapasitörün ±% 40 toleranslı bir 22pF kapasitör ile hemen hemen aynı olduğunu söylemek doğru olur.

Benzer bir işlemle, 10000pF +% 80-% 20 kapasitör (bir katalogdan alınan gerçek bir değer, uygun değil) 13000pF ile yaklaşık% 40 civarında olmalıdır.

Öyleyse, belirli bir değerin bir bileşenini istediğimi söylersem, neden bu değeri aşmaktan biraz daha yüksek bir olasılıkla satılacak bir şey satıyorum? Bu dengesizlik herkes için faydalı mı?

Piyasanın% 0.01'inden daha azını temsil eden aşırı değerler dışında fiyatı esasen dirençten bağımsız olan dirençlerin aksine, çoğu kapasitör tipinin kapasitansa güçlü bir şekilde bağlı bir maliyeti vardır - küçük bir kapasiteden daha büyük bir kapak yapmak daha pahalıya mal olur bir. Ayrıca, kapasitörler, belirli bir sınıra kadar, belirtilenden daha büyük bir kapağın, belirtilen sınırdan daha iyi çalışabileceği, ancak daha büyük kapağın daha yüksek bir fiyata değmeyeceği durumlarda kullanılır.

Bir tasarımcı, belirli bir durumda düzgün çalışmak için bir cihazın en az 8 uF'a ihtiyaç duyduğunu belirlediğini, ancak 20 uF'a kadar olan her şeyin de işe yarayacağını varsayalım. Bazı üreticiler hedeflerinin + / -% 20'sinde cihazlar üretebilir; diğer üreticiler hedeflerinin +/-% 33'ünü yapabilirler. Yayınlanan toleranslar simetrik olsaydı, parçanın 10uF +/-% 20 veya 12uF +/-% 33 - biraz garip olabileceğini belirtmek gerekir. Bununla birlikte, konvansiyona göre üreticiler daha düşük tolerans için% -20 kullanıyorsa ve üst toleransı gerektiği gibi ayarlıyorsa, devre çalışmasını etkilemeden farklı toleranslı parçaları doğrudan karşılaştırmak ve değiştirmek mümkündür.

Adında Y olan seramikler için çoğunlukla -20% + 80% toleransını görüyorsunuz. Bu seramikler iyi bir enerji yoğunluğuna sahiptir, fakat nihai kapasitansın sıcaklığa, uygulanan gerilime ve önemli imalat değişikliklerine sahip olması nedeniyle "özensizdir".

Bu tip kapasitörler, yüksek hacimli uygulamalarda mantıklıdır, çünkü üretimi diğer seramik ve daha sıkı toleranslara göre biraz daha ucuzdur. Ana kullanımları bypass kapakları ve güç kaynaklarında ikincil filtreleme içindir. Bu uygulamalarda devre bazı minimum kapasitanslara dayanabilir, ancak çok daha fazlası sorun yaratmaz. Üreticiler bunu biliyor ve bu nedenle bu kapasitörleri, en olası merkez değerine göre garanti edilen minimum değerleri için daha fazla belirtiyorlar.

Y tipi seramikler için küçük ekstra tasarrufların fark yarattığı yüksek hacimli bir uygulamanız yoksa, onlardan uzak dururum.

Tolerans için, derecelendirme nominal değerden izin verilen değişikliktir . Supercat'in işaret ettiği gibi, negatif tarafta çok fazla değişmezse bu genellikle daha kullanışlıdır, çünkü birçok uygulamada (örneğin, toplu kapasitans) kapasitansın önemli ölçüde arttığını genellikle umursamazsınız, ancak önemli ölçüde azalma sorunlara neden olabilir .

Toleransı sıcaklık katsayısına zıt olarak, Z'nin ÇED tolerans derecesinin% -20, +% 80 olduğunu unutmayın. Bu, +% 22,% -82'lik bir V sıcaklık katsayısı derecesinin ters asimetrisidir.

Sıcaklık katsayısı için:

Bence tolerans için verilen% -20, +% 80 , nominal sıcaklık aralığında maksimum kapasitans değişikliği anlamına gelir .
Tipik bir Y5V dielektrikine bakarsak (Vishays veri sayfalarından birinden) eğrinin 25 ° C civarında simetrik olmadığını görebilirsiniz (genellikle işaretli değerin geldiği yer) Bu, + 20, -70 gibi bir şey olarak değerlendirilir.

İşte alüminyum elektrolitik için farklı bir grafik (ama yine de asimetrik eğri - Muhtemelen +10, -20):

Tolerans kodları, test edilen gerçek toleransın "sığacağı" (yani izin verilen maksimum değişiklik) ne olduğu gibi görünüyor, bu nedenle örneğin +20, -70'e, garanti edildiği gibi muhtemelen V kodu (+22, -82) verilecek bu derecelendirmenin içinde olmak (Y5V)