除了成本之外,是否有理由不使用比设计要求更高的额定组件?


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(如果这个问题看起来太含糊,我们会先道歉,我正在尝试提出问题陈述,以供参考)

从无源组件的角度来看,我正在考虑在高组件可变性/低起订量的环境中组装电路。假设足迹相同,我希望能够替代:

电阻器

  • 公差更严格,松动
  • 更高的功率,更低的

电容器类

  • 高电压低电压

我要说的是-如果我要对许多不同的设计进行原型设计,那么零件库存管理将成为一个实质性的问题。如果我可以按组件值进行汇总,并在可能的情况下使用相同的零件,则库存需求将下降,这可能足以抵消各个项目可能带来的更高成本。

这样的方法行得通吗,还是我会通过这样做破坏设计?如果可行,我还可以尝试标准化哪些其他组件?


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对于电阻器,我希望您的意思是用较宽的公差代替较宽松的公差-即用1%代替5%。
彼得·贝内特

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糟糕-是的,这就是我的意思。编辑。
kolosy 2015年

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额定功率更高的设备通常更大,并且设计可能无法忍受
JonRB

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不过,保险丝的额定值更高...
AJMansfield

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在合理范围内。例如,用1000W电阻代替1 / 4W电阻可能会在电路中引入很大的电感。使用1W代替1 / 4W的OTOH不太可能成为问题。
Hot Licks

Answers:


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是的,这是有效的,并且通常对于从本地“实验室”库存产生的一次性收益也可以这样做。维护更多零件的成本很高,在5%足够好的情况下,使用5%电阻而不是1%电阻所节省的成本很容易相形见.。

对于每个使用的不同零件,生产成本也很高。即使是大批量生产,取放机也必须单独设置,需要购买不同的卷轴,放置在某个地方,等等。除非您的产品非常大,否则使用10kΩ5%的电阻器是没有意义的需要在一个地方使用1%公差的情况下,否则在同一板上其他位置使用相同的电阻。

在其他情况下,您必须小心,一个维度上的更好规格不会引起您在另一个维度上关心的折衷。例如,您提到在需要较低电压的地方替换了较高电压的电容器。从电气上来说没关系,但是在大多数情况下,较高的电压上限会更大。对于更高瓦数的电阻器也是如此。从电气上讲,2 W 100Ω电阻是1/4 W 100Ω电阻的超集,但是2 W电阻会大得多,这可能会产生其他成本。


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是的,这行得通,而且我们发现它对于体积相对较小(数千个或更少)的事物很有用。如果您可以购买一卷电阻器或电容器,则比尝试少量处理几种类型的零件(每次处理200个)要便宜得多,也更方便。

不要胡说八道,但是诸如旁路电容器,二极管和电阻器,豆形晶体管和某些稳压器之类的东西足够便宜,以至于需要库存。有时更大的部分是有意义的(例如在陶瓷旁路电容器中),其中0402可能是最便宜的部分,但是0603更易于处理,并且采用较小的卷轴(4,000而不是10,000),您可以得到16V而不是10V的电压。类似的价格,因此它们可以在更多地方工作。

我倾向于在无法使用网络(5%)且不需要优质电阻(0.05%或其他电阻)的大多数情况下使用1%的电阻。有时可能意味着1%的上拉电阻,这没关系。当然,体积的东西得到了5%的电阻。

如果事实证明要大量生产某些东西,那么您将无论如何都要详细了解BOM,所以我看不出太多的缺点(无论如何,您都应该将工程学放在前面所需的公差)。请注意,较高规格的零件实际上在各个方面都是较高规格的,并且不要漏掉诸如电压额定值,温度范围或浪涌额定值之类的东西。一次现场故障可以消除大量的节省。


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一般而言,问题不多。

但是,更高的功率/电压额定值通常意味着更大的组件。如果您只是在做面包板或有足够的PCB空间,这些问题就不算什么了(使用更大的组件来路由它们可能会有所帮助)。

此外,涉及到高频时,尺寸会开始在PCB布局和组件的固有特性(例如不希望的电感和电容)中起作用。


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通常,您应该没有问题,但请始终牢记策略。

如果您要制作原型并进行试生产,那么毫无疑问,全面生产将涉及使用最低规格的组件。如果您生产PCB设计,则最好允许最小规格以及您标准的PCB孔,因此您可以将标准的50V单端盖替换为物理上较小的16V类型,而无需弯曲组件在生产线上带头。

重量尚未提及,但除非您为NASA生产,否则不太可能要考虑重量。但是,毫无疑问,您将使用Milspec。

不可避免地会有奇怪的特殊情况发生。以下是一些战争故事,不一定与无源组件有关:

在微计算的早期,程序存储在盒式磁带上并从盒式磁带中检索。现在,人们早已忘记了这项技术,但是在那时,一款廉价而又快乐的录音机为王。“专业”标准机器非常想对此进行补偿,以至于他们将录音篡改到无法使用的地步。

然后发生了一起事件,即使用设计公司从其标准库存提供的套件进行试运行。所生产的600个器件中有1个漏电(这是一个错误安装的二极管),而预期的漏电率为1%。制造商开始全面生产,并因30%以上的失败而陷入恐慌。原因可以归结为低规格晶体管。仅在规格范围内,而不遵循预期的规格分布。看来,所供应的是低端的“业余爱好者”级产品,遭到了亚洲大型制造商的拒绝,被送往营销死水。我们当地的制造商增加了一个额外的过滤器-通过beta测试仪处理低级设备,并退回范围最低的设备,以在当地的电子商店出售...

最终,当在某个特定位置安装了一个制造商的芯片时,有一种设备始终出现故障。当仅发送一个时,它们始终在2到3个脉冲之间计数。灯泡时刻是制造商代表大声疾呼的时候,他们只发布了“三倍于时钟速度”的设备。触发脉冲非常短,发生故障的设备正在对脉冲及其反射进行计数。


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我看到这个问题已得到回答,但我会提到几件事。首先是SMT X7R,X5R电容器的额定电压以及电容如何随施加的电压而变化。看看这个: -

在此处输入图片说明

它告诉您,许多普通电容器的实际电容会随着施加的电压水平而显着变化。如果您需要电容在电压变化时保持稳定,请使用更好的电容器或额定更高电压的电容器(C的百分比变化要小得多)。

显示此内容的文章在这里

MIL-HDBK-217F(此处)对于确定电子电路板的MTBF仍然是相当重要的文字,而更好的MTBF的基础是降低组件的额定值以降低其电路应力。表3-2(第3-4和3-5页)告诉您要进行分析的环境类型,范围从“地面,良性”到“太空,飞行”,再到最高级别,“大炮,发射”-每个对于所有常用组件,“服务”类别在降额值上的权重明显不同。

例如,二极管-应该选择类型,并且基本可靠性可以以高达6.57:1的比率变化。然后要考虑电压应力因子-如果施加的电压小于额定电压的30%,则“应力系数”为0.054,而在100%额定电压下,“应力系数”为1-基本上,这意味着您可以如果只施加其额定电压的30%(或更少),则期望s二极管的使用寿命延长18.5倍。

我不会对此进行更深入的介绍,但这是选择严重高估组件的非常重要的原因。


出于好奇,您是否知道是否有可能制造出一个电容,该电容的最大电容为零以外的某个电压?XSR帽类似于水塔,水塔底部很胖,而顶部很窄。但是,让水塔的顶部变得发胖,而其他地方都变得狭窄,则更为有用。将电池与电池盖串联会颠倒事情,但是电池中的所有电子都不会走得太远(流过电池盖的净电荷为零)。也许使用不同的金属作为阳极和阴极...
超级猫

...可能会有点类似于串联电池的屈服行为?
超级猫

@supercat我不是'em的专家-我只是使用它们并时不时被'em'所吸引!
安迪(aka)

@supercat如果陶瓷在居里温度下冷却时施加高电压,则可能会出现这种情况,但此时盖会极化。
Spehro Pefhany 2015年

@SpehroPefhany:在这种情况下将暗示极化。通常,我不希望电容帽在差分电压较小时具有低电容,而在可互换地偏置任一极性时具有高电容(尽管考虑一下,这种现象可能会产生微音效应,尽管可能不会出现这种情况)。一种提高效率的方式)。对于间歇供电的电路,施加的电压将介于零伏和标称电压之间,因此具有极化部分将不是问题。
超级猫

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我看不出为什么不这样做,但请记住一些注意事项。我怀疑您是否可以通过购买1%或.1%的价格来击败5%电阻器的价格,可能取决于销量。这些也不是这些组件要担心的唯一特征。对于电容器,介电材料例如可能很重要。此外,设计人员(或您)可能已经精心挑选了符合环境要求的电阻器。信誉良好的制造商提供的其他零件并不总是等于其他制造商提供的零件。...没有什么比追查原来是假冒零件之类的问题更重要的了。

只是指出这种东西,很多时候我不得不寻找采购或制造,因为有人认为用他们所看到的便宜的零件或可用的零件替代没什么大不了的。

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