为什么出售的电容器的公差不平衡?


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简短版:某些电容器(可能还有其他组件)的销售公差/不对称性不对称。为什么?

说明:

许多陶瓷电容器都标有+ 80%-20%的容差或类似不平衡的内容。

例如,假设我有一个电容(公认的)值为17pF,公差为+80%,-20%。

(请忽略滥用重要数字。)

  • 最大值:17pF *(1 + 80%)= 17pF * 1.8≈30.6pF
  • 最小值:17pF *(1-20%)= 17pF * 0.8≈13.6pF
  • 平均值:(30.6pF + 13.6pF)/ 2≈22.1pF
  • 高于平均值的公差:(30.6pF-22.1pF)/22.1pF≈+ 38.5%
  • 低于平均值的公差:(13.6pF-22.1pF)/22.1pF≈-38.5%

可以公平地说,这个所谓的“ 17pF”电容器实际上与公差为±40%的22pF电容器相同。

通过类似的过程,一个10000pF + 80%-20%的电容器(产品目录中的实际值,未经人工设计)应与13000pF的电容相同,约为±40%。

因此,如果我说我想要一个给定值的组件,为什么为什么要卖给我的东西比该值下冲的可能性更大呢?这种失衡对任何人有用吗?


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仅当分布在均值周围对称时,您的统计数据才正确。我的猜测是,他们宣传的价值是平均值,但分布不对称,因此公差也不对称。我不知道为什么电容器会采用这种方式,所以我将留给有答案的人来做。
Kellenjb 2012年

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您能指出一个例子吗?在使用电容器进行直流滤波的电路中,越大越好。指定电容器时,您主要关心的是最小电容。
markrages 2012年

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我从未见过在调谐电路中使用的pF范围电容器的这种不对称规格。
markrages 2012年

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我认为这可以算是保守的价值(超出价值多于不足价值);或可能取决于制造过程,在该过程中,某些参数呈指数比例变化而不是线性变化。但是后者是不可能的。
clabacchio

Answers:


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与电阻器的价格基本独立于电阻器不同,电阻器的极端值仅占市场的0.01%以下,而大多数类型的电容器的成本与电容密切相关,制造大型电容器的成本要高于小型电容器的成本。一。此外,电容器通常用在上限以下的情况下,该上限可能会比指定的上限更好,但要达到一定的极限,但较大的上限可能不值钱。

假设设计人员确定设备在特定情况下至少需要8uF才能正常工作,但是20uF以下的任何设备也将正常工作。一些制造商可以生产目标值+/- 20%范围内的设备。其他制造商能够达到其目标的+/- 33%。如果公布的公差是对称的,则必须指定该部件的精度为10uF +/- 20%或12uF +/- 33%,这有点尴尬。但是,如果制造商按照惯例使用-20%的较低公差并根据需要调整较高的公差,则可以直接比较和替换具有不同公差的零件而不会影响电路工作。


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您通常会看到名称为Y的陶瓷的-20%+ 80%公差。这些陶瓷具有良好的能量密度,但由于最终电容会随温度,施加的电压而变化,并且具有明显的制造变化,因此是“草率的”。

这些类型的电容器在大容量应用中很有意义,因为与其他陶瓷电容器相比,它们的制造成本较低且公差更严格。它们的主要用途是旁路盖和电源的二次过滤。在这些应用中,电路可能依赖于一些最小电容,但更多则不会造成麻烦。制造商知道这一点,因此,将这些电容器更多地指定为与最可能的中心值相对应的保证最小值。

除非您的应用数量很大,否则Y型陶瓷的少量额外节省会有所作为,否则我将远离它们。


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对于公差,额定值是与标称值的允许偏差。正如Supercat指出的那样,如果它在负侧变化不大,通常会更有用,因为对于许多应用(例如大容量电容),您通常不介意电容是否显着增加,但是显着减小会导致问题。

为了对比温度系数的公差,请注意,EIA的Z公差等级为-20%,+ 80%。这与+22%,-82%的V temp系数额定值相反。

对于温度系数:

我认为公差给出的数字-20%,+ 80%表示在额定温度范围内电容的最大变化
如果我们查看典型的Y5V电介质(来自Vishays数据表之一),则可以看到曲线在25 dec C(通常是标记值的来源)附近不对称,其额定值为+ 20,-70。

Y5V温度曲线

这是铝电解的另一幅图,具有不同的曲线(但仍是不对称曲线-可能额定为+10,-20):

电解温度公差

看来公差代码是实际测试公差将“适合”的任何值(即最大允许变化),因此例如+ 20,-70可能会被赋予V代码(+ 22,-82),因为可以保证处于此等级之内(因此为Y5V)

上限温度代码


尽管有必要注意您提到的不对称性,但我认为客户需求的不对称性是一个更大的因素。如果电路使用电阻在1K到100K之间的任意值,则典型的工程师可能会损失10K,因为它的成本与1.2K或86K相同。另一方面,如果电路需要一个介于1uF和100uF之间的电容,并且如果一个10uF电容的成本超过1.5uF的电容,则工程师更有可能使用1.5uF的电容。
2012年

@supercat-是的,我同意,因为“公差”与“温度系数”不同,出于某种原因,我认为这个问题在询问。正如您所说的那样,答案几乎是正确的,如果非关键用途的名义公差高于名义值,则名义公差的变化通常会更有用。我将进行编辑以澄清这一点。
奥利·格拉泽
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