Tại sao các tụ điện được bán với dung sai mất cân bằng?

Phiên bản ngắn: Một số tụ điện (và có lẽ là một số thành phần khác) được bán với dung sai không cân bằng / không đối xứng. Tại sao?

Giải trình:

Nhiều tụ gốm được đánh dấu, ví dụ, dung sai + 80% -20% hoặc một cái gì đó mất cân bằng tương tự.

Ví dụ: giả sử rằng tôi có một tụ điện với giá trị (được thừa nhận) là 17pF và dung sai + 80%, -20%.

(Vui lòng bỏ qua việc lạm dụng các số liệu quan trọng.)

• Giá trị tối đa: 17pF * (1 + 80%) = 17pF * 1.8 30.6pF
• Giá trị tối thiểu: 17pF * (1 - 20%) = 17pF * 0,8 13,6pF
• Giá trị trung bình: (30,6pF + 13,6pF) / 2 22,1pF
• Dung sai trên có nghĩa là: (30,6pF - 22,1pF) / 22,1pF + 38,5%
• Dung sai dưới đây có nghĩa là: (13,6pF - 22,1pF) / 22,1pF ≈ -38,5%

Sẽ công bằng khi nói rằng tụ điện được cho là "17pF" này gần như giống hệt với tụ 22pF với sai số ± 40%.

Theo một quy trình tương tự, một tụ điện 10000pF + 80% -20% (một giá trị thực từ một danh mục, không bị tước đoạt) phải giống như 13000pF khoảng ± 40%.

Vì vậy, nếu tôi nói rằng tôi muốn một thành phần của một giá trị nhất định, tại sao tôi lại bị bán thứ gì đó có khả năng vượt quá một chút so với giảm giá trị này? Là sự mất cân bằng này hữu ích cho bất cứ ai?

Không giống như các điện trở, có giá cơ bản không phụ thuộc vào điện trở ngoại trừ ở các giá trị cực trị chiếm chưa đến 0,01% thị trường, hầu hết các loại tụ điện đều có chi phí gắn chặt với điện dung - chi phí cao hơn để tạo ra một nắp lớn hơn nhỏ một. Hơn nữa, các tụ điện thường được sử dụng trong các trường hợp là một nắp lớn hơn chỉ định có thể hoạt động tốt hơn so với chỉ định, đến một giới hạn nhất định, nhưng nắp lớn hơn có thể không có giá cao hơn.

Giả sử một nhà thiết kế xác định rằng một thiết bị cần tối thiểu 8uF để hoạt động chính xác trong một tình huống cụ thể, nhưng mọi thứ lên đến 20uF cũng sẽ hoạt động tốt. Một số nhà sản xuất có thể sản xuất các thiết bị trong khoảng +/- 20% mục tiêu của họ; các nhà sản xuất khác có khả năng +/- 33% mục tiêu của họ. Nếu dung sai được công bố là đối xứng, người ta sẽ phải xác định rằng phần đó có thể là 10uF +/- 20% hoặc 12uF +/- 33% - hơi khó xử. Tuy nhiên, nếu các nhà sản xuất theo quy ước sử dụng -20% cho dung sai thấp hơn và điều chỉnh dung sai trên nếu cần, thì có thể so sánh trực tiếp và thay thế các bộ phận bằng các dung sai khác nhau mà không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch.

Bạn chủ yếu thấy dung sai -20% + 80% cho gốm có tên Y. Những đồ gốm này có mật độ năng lượng tốt, nhưng "cẩu thả" ở chỗ điện dung cuối cùng thay đổi theo nhiệt độ, điện áp ứng dụng và có các biến thể sản xuất đáng kể.

Những loại tụ điện này có ý nghĩa trong các ứng dụng khối lượng lớn vì chúng rẻ hơn một chút so với các loại có gốm khác và dung sai chặt chẽ hơn. Công dụng chính của chúng là bỏ qua mũ và lọc thứ cấp trên các bộ nguồn. Trong các ứng dụng này, mạch có thể dựa vào một số điện dung tối thiểu, nhưng nhiều nguyên nhân khác không gây rắc rối. Các nhà sản xuất biết điều này và do đó chỉ định các tụ điện này nhiều hơn cho giá trị tối thiểu được đảm bảo của chúng như được gắn với giá trị trung tâm có khả năng nhất.

Trừ khi bạn có một ứng dụng khối lượng lớn trong đó khoản tiết kiệm thêm nhỏ cho gốm loại Y tạo ra sự khác biệt, tôi sẽ chỉ tránh xa chúng.

Đối với dung sai, đánh giá là biến thể được phép từ giá trị danh nghĩa . Như Supercat chỉ ra, điều này thường hữu ích hơn nếu nó không thay đổi nhiều về mặt tiêu cực, vì đối với nhiều ứng dụng (ví dụ điện dung số lượng lớn) bạn thường không bận tâm nếu điện dung tăng đáng kể, nhưng giảm đáng kể có thể gây ra sự cố .

Để tương phản dung sai với hệ số tạm thời, lưu ý rằng xếp hạng dung sai EIA của Z là -20%, + 80%. Đây là sự không đối xứng ngược với đánh giá hệ số tạm thời V là + 22%, -82%.

Đối với hệ số tạm thời:

Tôi nghĩ rằng con số -20%, + 80% được đưa ra cho dung sai có nghĩa là sự thay đổi tối đa của điện dung trong phạm vi nhiệt độ định mức.
Nếu chúng ta nhìn vào một chất điện môi Y5V điển hình (từ một trong các bảng dữ liệu của Vishays), bạn có thể thấy đường cong không đối xứng vào khoảng 25 dec C (thường là giá trị được đánh dấu đến từ) Điều này sẽ được đánh giá như + 20, -70.

Đây là một biểu đồ khác cho điện phân nhôm, với một đường cong khác (nhưng vẫn không đối xứng - Có thể được xếp hạng +10, -20):

Có vẻ như các mã dung sai là bất cứ điều gì mà dung sai thực tế được kiểm tra sẽ "phù hợp" (nghĩa là thay đổi tối đa cho phép), vì vậy, ví dụ +20, -70 có thể sẽ được cấp mã V (+22, -82) vì nó được đảm bảo nằm trong xếp hạng này (do đó Y5V)