Чому конденсатори продаються з незбалансованими допусками?

Коротка версія: Деякі конденсатори (і, мабуть, інші компоненти) продаються з неврівноваженими / асиметричними допусками. Чому?

Пояснення:

Багато керамічних конденсаторів позначені, наприклад, + 80% -20% допуску або чимось подібним неврівноваженим.

Наприклад, скажімо, що у мене є конденсатор із (мабуть, надуманим) значенням 17pF і допуском + 80%, -20%.

(Будь ласка, ігноруйте зловживання значними фігурами.)

• Максимальне значення: 17pF * (1 + 80%) = 17pF * 1,8 ≈ 30,6pF
• Мінімальне значення: 17pF * (1 - 20%) = 17pF * 0,8 ≈ 13,6pF
• Середнє значення: (30,6pF + 13,6pF) / 2 ≈ 22,1pF
• Толерантність вище середнього: (30,6pF - 22,1pF) /22,1pF ≈ + 38,5%
• Толерантність нижче середнього: (13,6pF - 22,1pF) /22,1pF ≈ -38,5%

Справедливо було б сказати, що цей нібито конденсатор "17pF" практично ідентичний конденсатору 22pF з толерантністю ± 40%.

За аналогічним процесом конденсатор 10000pF + 80% -20% (реальне значення з каталогу, не надуманий) повинен бути таким же, як 13000pF, приблизно ± 40%.

Отже, якщо я скажу, що хочу компонент заданого значення, то чому мені продають щось, що є набагато більше шансів перевищити, ніж підкреслити це значення? Чи корисний цей дисбаланс комусь?

На відміну від резисторів, ціна яких по суті не залежить від опору, за винятком екстремальних значень, що становлять менше 0,01% ринку, більшість типів конденсаторів мають вартість, яка сильно прив’язана до ємності - коштувати більше, ніж зробити великий ковпачок, ніж маленький один. Крім того, конденсатори часто використовуються в тих обставинах, коли ковпак, який перевищує вказаний, може працювати краще, ніж зазначений, до певної межі, але більша кришка може не коштувати більш високої ціни.

Припустимо, дизайнер визначає, що пристрою потрібно мінімум 8 фунтів для правильної роботи в певній ситуації, але все, що може перевищувати 20 фунтів, працювало б так само добре. Деякі виробники можуть виробляти пристрої в межах +/- 20% від їх цілі; інші виробники здатні +/- 33% від своєї мети. Якщо опубліковані допуски були симетричними, потрібно було б вказати, що деталь може бути або 10uF +/- 20%, або 12uF +/- 33% - трохи незручно. Якщо, однак, виробники за домовленістю використовують -20% для нижнього допуску і регулюють верхній допуск за потребою, то можна безпосередньо порівняти та замінити деталі з різними допусками, не впливаючи на роботу ланцюга.

Ви здебільшого бачите -20% + 80% толерантність до кераміки з Y в їх імені. Ці кераміки мають хорошу енергетичну щільність, але є "неохайними" тим, що кінцева ємність змінюється залежно від температури, прикладеної напруги та мають значні коливання у виробництві.

Такі типи конденсаторів мають сенс для застосувань з великим обсягом, оскільки вони трохи дешевші у виробництві, ніж ті, що мають іншу кераміку та більш жорсткі допуски. Основне їх використання - для байпасних ковпачків та вторинної фільтрації на джерелах живлення. У цих програмах схема може покладатися на деяку мінімальну ємність, але набагато більше не викликає проблем. Виробники це знають, і тому специфікують ці конденсатори більше для гарантованого мінімального значення, призначеного для найбільш ймовірного центрального значення.

Якщо у вас немає великого обсягу застосувань, де невеликі додаткові заощадження кераміки типу Y мають значення, я б просто тримався подалі від них.

Для допуску рейтинг - це допустиме відхилення від номінального значення. Як зазначає Supercat, це, як правило, корисніше, якщо воно не сильно відрізняється від негативної сторони, оскільки для багатьох застосувань (наприклад, об'ємна ємність) ви зазвичай не заперечуєте, якщо ємність значно збільшується, але значне зниження може спричинити проблеми .

Щоб протиставити толерантність до коефіцієнта темп, зауважте, що коефіцієнт допуску EIA Z становить -20%, + 80%. Це протилежна асиметрія до коефіцієнта V temp коефіцієнта + 22%, -82%.

Для коефіцієнта темп:

Я думаю, що цифра -20%, + 80%, наведена для допуску, означає максимальну зміну ємності в номінальному діапазоні температур.
Якщо ми подивимось на типовий діелектрик Y5V (з однієї з таблиць даних Vishays), то можна побачити, що крива не симетрична приблизно в 25 проміле С (як правило, звідки походить позначене значення).

Ось ще один графік для електролітичного алюмінію, з іншою (але все ж асиметричною кривою - ймовірно, з оцінкою +10, -20):

Здається, коди допусків незалежно від того, що фактично перевірені допуски "впишуться" (тобто максимально допустимі зміни), тому, наприклад, +20, -70, мабуть, буде надано код V (+22, -82), як це гарантується бути в цьому рейтингу (звідси Y5V)