コンデンサが許容誤差の不均衡で販売されているのはなぜですか?


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ショートバージョン:一部のコンデンサ(およびおそらく他のコンポーネント)は、不均衡/非対称公差で販売されています。どうして?

説明:

多くのセラミックコンデンサには、たとえば+ 80%-20%の公差または同様の不均衡がマークされています。

たとえば、17pFの(確かに考案された)値と+80%、-20%の許容範囲を持つコンデンサがあるとします。

(有効数字の乱用は無視してください。)

  • 最大値:17pF *(1 + 80%)= 17pF * 1.8≈30.6pF
  • 最小値:17pF *(1-20%)= 17pF * 0.8≈13.6pF
  • 平均値:(30.6pF + 13.6pF)/ 2≈22.1pF
  • 平均以上の許容値:(30.6pF-22.1pF)/22.1pF≈+ 38.5%
  • 平均以下の公差:(13.6pF-22.1pF)/22.1pF≈-38.5%

この「17pF」のコンデンサは、公差±40%の22pFのコンデンサとほぼ同じであると言っても過言ではありません。

同様のプロセスにより、10000pF + 80%-20%のコンデンサ(カタログからの実際の値、考案されていない)は、約40%の13000pFと同じになります。

したがって、特定の値のコンポーネントが必要だと言った場合、この値をアンダーシュートするよりもオーバーシュートする可能性がかなり高いものを販売しているのはなぜですか?この不均衡は誰にとっても有益ですか?


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統計が正しいのは、分布が平均に関して対称である場合のみです。私が推測するのは、彼らが宣伝する値は平均値であるが、分布は非対称であり、したがって非対称の許容誤差であるということです。コンデンサがこのようになる理由はわかりませんので、回答する人に任せます。
ケレンブ

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サンプル部分を教えていただけますか?コンデンサがDCフィルタリングに使用される回路では、大きいほど良いです。コンデンサを指定するとき、主に最小静電容量に注意します。
Markrages

1
チューニングされた回路で使用されるpFレンジコンデンサのような非対称の仕様を見たことはありません。
Markrages

1
Markragesが言うように、それは保守的な値(不十分な値よりも優れた値)になり得ると思います。または、製造プロセスによっては、一部のパラメーターが線形ではなく指数関数的にスケーリングされる場合があります。しかし、後者はほとんどありません。
クラバッキオ

回答:


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市場の0.01%未満を表す極端な値を除き、価格が抵抗から本質的に独立している抵抗器とは異なり、ほとんどのタイプのコンデンサは、容量に強く結び付けられたコストを持っています。 1。さらに、コンデンサは、特定の制限まで、指定されたよりも大きいキャップが指定されたものよりもうまく機能する可能性がある状況でよく使用されますが、大きなキャップはより高い価格に値しない場合があります。

設計者が、特定の状況で正常に動作するためにデバイスに最低8uFが必要であると判断したが、最大20uFでも同様に機能するとします。一部のメーカーは、ターゲットの+/- 20%以内でデバイスを生産できます。他のメーカーは、ターゲットの+/- 33%の能力があります。公開された許容値が対称的である場合、部品が10uF +/- 20%または12uF +/- 33%のいずれかである可能性があることを指定する必要があります。ただし、慣例により、製造業者が下限公差に-20%を使用し、必要に応じて上限公差を調整する場合、回路動作に影響を与えることなく、異なる公差を持つ部品を直接比較および置換できます。


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ほとんどの場合、名前にYが含まれるセラミックの許容誤差は-20%+ 80%です。これらのセラミックは良好なエネルギー密度を持っていますが、最終容量が温度、印加電圧によって変化し、製造上のばらつきが大きいという点で「だらしない」です。

これらのタイプのコンデンサは、他のセラミックやより厳しい許容誤差を備えたコンデンサよりも製造コストが少し安いため、大量のアプリケーションに適しています。主な用途は、電源のバイパスキャップと二次フィルタリングです。これらのアプリケーションでは、回路は最小容量に依存する場合がありますが、それ以上のトラブルは発生しません。製造業者はこれを知っているので、最も可能性の高い中心値に並ぶ保証された最小値に対して、これらのコンデンサをより多く指定します。

Y型セラミックのわずかな余分な節約が違いを生む大量のアプリケーションがない限り、私はそれらから離れたままにします。


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許容範囲については、定格は公称値からの許容変動です。Supercatが指摘するように、これは通常、負の側でそれほど変化しない場合に役立ちます。多くのアプリケーション(バルクキャパシタンスなど)では、通常、キャパシタンスが大幅に増加しても気にしませんが、大幅な減少は問題を引き起こす可能性があります。

温度係数に対する耐性を対比するために、ZのEIA耐性評価は-20%、+ 80%であることに注意してください。これは、V温度係数定格が+22%、-82%の場合とは逆の非対称性です。

温度係数の場合:

-20%、+ 80%の公差は、 は、定格温度範囲での静電容量最大変化をます。
典型的なY5V誘電体(Vishaysのデータシートの1つから)を見ると、曲線は25 dec Cで対称ではないことがわかります(通常、マークされた値はここから得られます)。

Y5V温度曲線

アルミニウム電解の別のグラフを次に示します(異なる非対称曲線-おそらく定格+ 10、-20):

電解温度耐性

公差コードは、テストされ実際の公差が「適合する」もの(つまり、最大許容変化)であるため、たとえば、+ 20、-70には、保証されているように、おそらくVコード(+ 22、-82)が与えられますこの評価内にあること(したがってY5V)

キャップ温度コード


あなたが言及した非対称性を認識することは価値がありますが、顧客の要件の非対称性はより大きな要因だと思います。回路が1K〜100Kの抵抗で動作する場合、一般的なエンジニアは1.2Kまたは86Kと同じコストになるため、10Kを落とす可能性があります。一方、回路が1uFから100uFの間の上限を必要とし、10uF上限が1.5uF上限を超える場合、エンジニアは1.5uF上限を使用する可能性が高くなります。
-supercat

@supercat-はい、私は同意します。「許容値」は「温度係数」と同じではないためです。それに対する答えは、あなたが言うように、名目上の許容値からの変動は、非重要な用途の場合よりも名目上の値よりも大きい場合に一般的に有用です。これを明確にするために編集します。
オリグレイザー
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