Mengapa kapasitor dijual dengan toleransi yang tidak seimbang?

Versi singkat: Beberapa kapasitor (dan mungkin beberapa komponen lainnya) dijual dengan toleransi tidak seimbang / asimetris. Mengapa?

Penjelasan:

Banyak kapasitor keramik ditandai dengan, misalnya, + 80% -20% toleransi atau sesuatu yang tidak seimbang.

Sebagai contoh, katakanlah saya memiliki kapasitor dengan nilai 17pF dan toleransi +80%, -20%.

(Harap abaikan penyalahgunaan angka-angka penting.)

• Nilai maksimum: 17pF * (1 + 80%) = 17pF * 1,8 ≈ 30,6pF
• Nilai minimum: 17pF * (1 - 20%) = 17pF * 0,8 ≈ 13,6pF
• Nilai rata-rata: (30.6pF + 13.6pF) / 2 ≈ 22.1pF
• Toleransi di atas rata-rata: (30.6pF - 22.1pF) /22.1pF ≈ + 38.5%
• Toleransi di bawah rata-rata: (13.6pF - 22.1pF) /22.1pF ≈ -38.5%

Akan adil untuk mengatakan bahwa kapasitor "17pF" yang seharusnya ini hampir identik dengan kapasitor 22pF dengan toleransi ± 40%.

Dengan proses yang serupa, kapasitor 10000pF + 80% -20% (nilai nyata dari katalog, tidak dibuat-buat) harus sama dengan 13000pF sekitar ± 40%.

Jadi, jika saya mengatakan saya ingin komponen dengan nilai tertentu, mengapa saya menjual sesuatu yang agak lebih mungkin untuk melampaui daripada undershoot nilai ini? Apakah ketidakseimbangan ini bermanfaat bagi siapa pun?

Tidak seperti resistor, yang harganya pada dasarnya tidak tergantung pada resistensi kecuali pada nilai-nilai ekstrem yang mewakili kurang dari 0,01% dari pasar, sebagian besar jenis kapasitor memiliki biaya yang sangat terkait dengan kapasitansi - harganya lebih mahal untuk membuat tutup besar daripada kecil satu. Lebih lanjut, kapasitor yang sering digunakan dalam keadaan topi yang lebih besar dari yang ditentukan mungkin bekerja lebih baik dari yang ditentukan, hingga batas tertentu, tetapi tutup yang lebih besar mungkin tidak sepadan dengan harga yang lebih tinggi.

Misalkan seorang desainer menentukan bahwa suatu perangkat membutuhkan minimal 8uF untuk bekerja dengan benar dalam situasi tertentu, tetapi apa pun hingga 20uF akan berfungsi dengan baik. Beberapa produsen dapat memproduksi perangkat dalam +/- 20% dari target mereka; produsen lain mampu +/- 33% dari target mereka. Jika toleransi yang diterbitkan simetris, orang harus menentukan bahwa bagian itu dapat berupa 10uF +/- 20% atau 12uF +/- 33% - agak canggung. Namun, jika produsen secara konvensional menggunakan -20% untuk toleransi yang lebih rendah dan menyesuaikan toleransi atas sesuai kebutuhan, maka dimungkinkan untuk secara langsung membandingkan dan mengganti suku cadang dengan toleransi yang berbeda tanpa mempengaruhi operasi rangkaian.

Anda sebagian besar melihat toleransi -20% + 80% untuk keramik dengan Y atas nama mereka. Keramik ini memiliki kepadatan energi yang baik, tetapi "ceroboh" karena kapasitansi akhir bervariasi dengan suhu, tegangan yang diberikan, dan memiliki variasi produksi yang signifikan.

Kapasitor jenis ini masuk akal dalam aplikasi volume tinggi karena mereka sedikit lebih murah untuk diproduksi daripada yang dengan keramik lain dan toleransi yang lebih ketat. Penggunaan utama mereka adalah untuk memotong bypass dan penyaringan sekunder pada catu daya. Dalam aplikasi ini sirkuit mungkin bergantung pada beberapa kapasitansi minimum, tetapi lebih banyak menyebabkan tidak ada masalah. Pabrikan mengetahui hal ini dan oleh karena itu spec kapasitor ini lebih banyak untuk nilai minimum yang dijamin sesuai dengan nilai pusat paling mungkin.

Kecuali Anda memiliki aplikasi volume tinggi di mana penghematan ekstra kecil untuk keramik tipe Y membuat perbedaan, saya hanya akan tinggal jauh dari mereka.

Untuk toleransi, peringkat adalah variasi yang diizinkan dari nilai nominal . Seperti yang ditunjukkan oleh Supercat, ini biasanya lebih bermanfaat jika tidak banyak berubah pada sisi negatifnya, karena untuk banyak aplikasi (misalnya kapasitansi massal) Anda biasanya tidak keberatan jika kapasitansi meningkat secara signifikan, tetapi pengurangan yang signifikan dapat menyebabkan masalah .

Untuk membedakan toleransi dengan koefisien temp, perhatikan bahwa peringkat toleransi AMDAL Z adalah -20%, + 80%. Ini adalah asimetri yang berlawanan dengan peringkat koefisien temp V + 22%, -82%.

Untuk koefisien temp:

Saya pikir angka -20%, + 80% diberikan untuk toleransi berarti perubahan kapasitansi maksimum dalam kisaran suhu pengenal.
Jika kita melihat dielektrik Y5V khas (dari salah satu lembar data Vishays), Anda dapat melihat kurva tidak simetris sekitar 25 Desember C (yang biasanya berasal dari mana nilai yang ditandai berasal) Ini akan diberi nilai seperti + 20, -70.

Berikut grafik lain untuk elektrolitik aluminium, dengan kurva yang berbeda (tetapi masih asimetris - Mungkin diberi nilai +10, -20):

Tampaknya kode toleransi adalah apa pun yang ditoleransi toleransi aktual akan "masuk ke dalam" (yaitu perubahan maksimum yang diijinkan) jadi misalnya +20, -70 mungkin akan diberikan kode V (+22, -82) karena dijamin berada di dalam peringkat ini (maka Y5V)