¿Reemplazar condensadores ajustados para una mejor tolerancia?

Hay algunos capacitores (10 \micro F y 4.7 \micro F) que están limitando mi desarrollo de Raspberry Pi Hats porque solo se proporcionan con una tolerancia del 10 % o más. Parece que los componentes físicos que utilizan son difíciles de extraer de la naturaleza, lo que hace que su precio sea alto. Me gustaría entender cómo puede reemplazar dichos condensadores con componentes de bajo costo.

Mi diseño actual requiere que use condensadores caros. Pienso cómo se pueden reemplazar esos por otros más baratos sin alterar los otros componentes de la placa. Puedo hacer el tablero más grande fácilmente si es necesario para un reemplazo más económico.

¿Cómo puede reemplazar los condensadores ajustados con componentes de bajo costo para una mejor tolerancia?

¿Estás preguntando cómo reemplazar condensadores caros por otros más baratos?
No tenemos forma de hacerle sugerencias sobre el reemplazo de sus tapas de baja tolerancia y alta capacitancia sin saber para qué las quiere usar. Si su diseño actual necesita estos límites, es probable que tenga que modificarlo.
@rdtsc Sí. - MichaelKarcher Sí, el diseño actual necesita estas tapas. Puedo cambiar la placa haciéndola más grande, pero no puedo cambiar otros componentes de la placa.
Por favor, proporcione enlaces a la hoja de datos de estos condensadores. Es imposible adivinar qué tipo de componentes mágicos se extraen de la naturaleza.
Como una respuesta realmente amplia, diría que agregue más topes baratos en un porcentaje por encima y por debajo. Calcule para el mismo corte y ESR.

Respuestas (2)

Está viendo este problema desde un nivel demasiado bajo. No se trata de cómo reemplazar capacitores precisos por otros más baratos, sino de cómo evitar necesitar capacitores precisos en primer lugar.

No ha dicho para qué sirven los condensadores con tolerancia estrecha, pero piense en otras formas de lograr lo mismo. Por ejemplo, si el límite es un componente de la configuración de la frecuencia de un filtro, tal vez pueda mover la frecuencia del filtro para obtener el mínimo que necesita con una capacitancia de ±10 % en lugar de ±2 %. Si se trata de un filtro de bloqueo de CC para audio, por ejemplo, en lugar de un filtro ajustado a 20 Hz, es probable que funcione un filtro descuidado nominalmente a 16 Hz.

Para filtros de precisión, considere hacerlo digitalmente. Incluso los DSP de gama baja pueden hacer un trabajo mucho mejor con el audio que los filtros analógicos. Los filtros pueden ser más ajustados y precisos incluso que lo que pueden proporcionar los condensadores de alta precisión.

Otra cosa que debe hacer es observar cuidadosamente el papel de cada límite y asegurarse de que realmente necesita la tolerancia estricta. Si es solo para desviar o suavizar una fuente de alimentación, no se requieren valores precisos.

En general, piense en formas de resolver el problema mediante el uso de componentes que estén disponibles a bajo costo y con alta precisión. El tiempo es algo que podemos medir/generar con mucha precisión por el dinero. Una lata de cristal de $.20 a 50 PPM. Las resistencias pueden funcionar al 1% sin una prima de costo y pueden ser mucho mejores por un poco más de dinero. Tenga en cuenta que cualquier cosa que haga en un procesador digital depende del tiempo y poco más. Es por esto que el procesamiento de la señal se realiza en un procesador cuando el ancho de banda lo permite.

¡Gracias por su respuesta! Agregué un ejemplo de caso en mi otro hilo aquí electronics.stackexchange.com/q/215334/51086 Creo que podría evitar condensadores costosos al disminuir la cantidad de filtrado de la señal. Sin embargo, por el momento, no entiendo qué bandas de frecuencia están filtrando precisamente esos dos condensadores. Puedo dejar mucho filtrado porque puedo hacer el procesamiento digital más tarde.

A falta de detalles del circuito o detalles de qué tipo son los condensadores que está tratando de reemplazar, algunas observaciones.

Por lo general, no es bueno diseñar con la necesidad de una tolerancia estrecha en las tapas, especialmente las tapas de valor bastante alto, ya que la variación amplia es común en la mayoría de los tipos de capacitores que se usan para valores moderadamente grandes.

Si se trata de un problema de temporización RC, use Rs más grandes y Cs más pequeños. Los Cs de tolerancia estricta seguirán siendo más costosos que los Cs de tolerancia amplia, pero el costo de un C de tolerancia estricta dado tiende a ser más bajo en valores moderadamente pequeños. Si eso causa un ruido excesivo de los valores de la resistencia, tiene un requisito de diseño para gastar más en capacitores más grandes.

Los condensadores de película tienden a ser una opción estable que se puede obtener con tolerancias estrictas y no involucran materiales exóticos de tierras raras (que es lo que creo que quiere decir con la declaración "difícil de extraer de la naturaleza"): cuestan más que los dispositivos de amplia tolerancia, pero es simple economía: un mejor producto cuesta más. También son físicamente más grandes que algunos otros tipos para una capacitancia similar, pero eso no es un problema para usted, evidentemente.