电容的知识

死不回头

钽电解
CA
复合介质
CH

铌电解
CO
漆膜介质
CQ

铝电解
CD
云母
CY

其它电解
CE
合金电解
CG

高频瓷介
CC
纸介
CZ

低频瓷介
CT
聚苯乙稀
CB

涤纶
CL
聚丙稀
CBB

玻璃膜
CO
聚四氟乙稀
CBF

玻璃釉
CI
聚碳酸脂
CLS

金属化纸介
CJ
   
  




它的计算公式大致是:I＝K×CV。漏电流I的单位是μA，K是常数，例如是0.01或0.03，每家制造厂会选择不同的常数。但不论如何，电容器容量愈高，漏电流就愈大。如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法，这个「漏电流」也请考虑在内。从计算式可得知额定电压愈高，漏电流也愈大，因此降低工作电压亦可降低漏电流。

　　但降低电容器的漏电流并不容易，低漏电流low leakage current-LL系列价格高昂，我曾向国内厂商订制一批低漏电流LL系列电容，价格比许多进口电容还贵。漏电流规格，铝电解电容就比钽电解电容差许多，钽质电容也有乾式及湿式两种，不过它的容量及耐压都较低。
　　除特别定制外，面对一般品，想要降低它的漏电流可设法提高Vs对Vr的比值。Vs是涌浪电压，其值当然比Vr额定电压高，但施加电压(真正的工作电压)还应该比Vr低，例如取Vr的90％；找高耐压品种可说是完全正确





铝电解电容与钽电解电容
铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感.它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波(在高频率得时候电解电容的并联滤波效果较低频差).铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险.
与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势.但是,它的工作电压较低.
铝电解电容器的额定电压的1.3倍作为电容器的浪涌电压,工作电压高于160V时,是额定工作电压+50V作为浪涌电压,这是生产厂家保证的电压,可以允许在短时间内承受此电压.电容器处于浪涌电压时,电流会很大,通常是正常情况的10~15倍,如果时间太长,会爆开. 所以一般选用铝电容器应该把电压选得稍高些,实际工作电压为标称电压的70~80%为宜.

电解电容的设计小经验:
1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍,并不根据滤波电路的额定值;
2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔.
3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触.
铝电解电容器适用指南”如下:
4.铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容.
5.对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器.
6.不应使用过载电压
       a.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值.
       b.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内.
7.设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,,并应留出2mm以上的空隙.
8.电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电.当电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc板上的线路.,以致生烟或着火.因此在电解电容下面不应有任何线路.
9.设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的下面.

纸介电容和聚酯薄膜电容
其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大.它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz以下)的场合,可用于低频滤波和旁路.使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响.

云母和陶瓷电容
其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定.它适用于电容量小、工作频率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦.但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的.

铝电解电容ESR比普通钽电解电容还要小一些.
钽电解电容抗冲击能力很差,用于开关电源滤波必须留较大余量.
我列举几种同可以用于5V/1A,100KHZ的输出滤波电容,优劣一看就知.
  类型    容量(μF)/耐压(V)    ESR(mΩ)
一般铝电容    470/10*2      500~800
很好的铝电容   470/10       150~250
一般钽电容    100/16*2      600~1000
很好的钽电容   100/16       100~300
多层陶瓷     100/6.3       5~10

聚苯乙烯电容器
其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定.它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦.

安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.
安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664)
X1             >2.5kV ≤4.0kV             Ⅲ
X2                 ≤2.5kV             Ⅱ
X3                 ≤1.2kV            ——
安规电容安全等级      绝缘类型           额定电压范围
Y1         双重绝缘或加强绝缘             ≥ 250V
Y2         基本绝缘或附加绝缘           ≥150V ≤250V
Y3         基本绝缘或附加绝缘           ≥150V ≤250V
Y4         基本绝缘或附加绝缘            <150V

Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的.GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF.Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义

安规电容的参数选择:
1.X电容和聚苯乙烯(薄膜乙烯)电容比较,聚苯乙烯 的耐电压较高,适合EMI 电路的高压脉冲吸收作用.
2.容量计算:一般两级X电容,前一级用0.47uF,第二基用0.1uF;单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法.(电容容量的大小 和电源的功率无直接关系)


电解电容知识(转载):

  1, 标称参数
  就是电容器外壳上所列出的数值.
*静电容量,用UF表示.就不多说了.
*工作电压(working voltage)简称WV,应为标称安全值,也就是说应用电路中,不得超过此标称电压.
*温度 常见的大多为85度、105度.高温条件下(例如纯甲类功放)要优选105度标称的.一般情况下优选高温度系数的对于改善其他参数性能也有积极的帮助.

  2 ,散逸因数dissipation factor(DF)
  有时DF值也用损失角tan表示.DF值是高还是低,与温度、容量、电压、频率……都有关系;当容量相同时,耐压愈高的DF值就愈低.频率愈高DF值愈高,温度愈高DF值也愈高.DF 值一般不标注在电容器上或规格介绍上面.在DIY选取电容时,可优先考虑选取更高耐压的,比如工作电压为45V时,选用50V的就不很合理.尽管使用50V的从承受电压正常工作方 面并无不妥,但从DF值方面考虑就欠缺一些.使用63V或71V耐压的会有更好的表现的.当然 再高了性价比上就不合算了.
   
  3 ,等效串联电阻ESR   
  ESR的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度…都有关,ESR要求越低越好.当额定电压固定时,容量愈大 ESR愈低.当容量固定时,选用高额定电压的品种可以降低 ESR.低频时ESR高,高频时ESR低,高温也会使ESR上升.等效串联电阻ESR 很多品牌可以从规格说明 书上查到.
   
  4, 漏电流   
  一看就明白,就是漏电!铝电解电容都存在漏电的情况,这是物理结构所决定的.不用说,漏电流当然是越小越好.电容器容量愈高,漏电流就愈大;降低工作电压可降低漏电流.反过来选用更高耐压的品种也会有助于减小漏电流.结合上面的两个参数,相同条件下优先选取高耐压品种的确是一个简便可行的好方法;降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命.真是好处多多,唯价格上会高一些.有个说法,既电解电容工作在远低于额定工作电压时,由于不能得到有效的足以维持电极跟电解液之间的退极化作用,会导致电解电容的极化而降低涟波电流,增大ESR,从而提早老化.但是这个说法的前提是“远低于额定工作电压”,综合一些长期的实践经验来看,选取额定工作电压标称值的2/3左右为正常工作电压,是比较合理可*的.业余情况下可以对电解电容的漏电流大体上估计一下.把相同容量的电解电容按照额定承受电压进行充电,放置一段时间后再检测电容器两端的电压下降程度.下降电压越少的漏电流就越小.
   
  5, 涟波电流Irac   
  涟波电流对于石机的滤波电路来说,是一个很重要的参数.涟波电流Irac 是愈高愈好.他的高低与工作频率相关,频率越高Irac越大,频率越低Irac越小.传统的认为我们需要在低频时能够有很高的涟波电流,以求得到良好的大电流放电特性,使的低频更加结实饱满富有弹性,以及良好的控制驱动特性;实际上在高频时高的涟波电流对音色的正面帮助也很大,可以使高频有更好的延伸和减小粗糙感.
   
  在我看见的摩机报告和烧友发的帖子中,80%以上的烧友在选择电解电容方面是缺乏相应的知识和经验的,买到什么品种抓上就换,根本不考虑其声音是否匹配.而且有的听友对滤波电容很不重视,比如我见过的一些台湾听友的报告,滤波电容用上了极普通的工业级的电容,然后把大把的钱花在接线柱外壳上,还美曰其名好钢用在刀刃上.当然,大家对电容把握不住,是和我国的实际情况有关.在我们现有的摩滤波电容的文章中,推荐的大部分电容都是日本货,比如说elna,红宝石,nichicon(篮精灵),当然还有日本化工等品种,由于我们一入道就接触这些电容,因此先入为主的我们就认为这些电容就是最好的电容.当然,玩胆机的朋友,眼界更为开阔,他们决不轻易使用这些日本货,而是想方设法地去寻找欧美货.根据本人这些年的实践来看,在上面的那些日本货中,除了ENLA的极少数品种和欧美品种和能有一拼外,其他的品种根本不是欧美货的对手.下面我就为大家介绍一些值得用的电容,为了使大家能够全面把握这些产品,我专门找到了相关厂家的网站,供大家查阅.

  据资料记载,最好的滤波电容是大名鼎鼎的SPRAGUE电容,也就是我们所说的思碧.据说在Krell、Mark Levinson、Cello等著名厂机里,电源滤波一定是由它来坐镇,此外还有为数多得数不清的音响厂家亦采用SPRAGUE电容.SPRAGUE电容是美国制的高级电解电容,蓝色胶皮包装,品质优异,性能稳定,而且寿命很长.以至于现在的胆机发烧友们挖空心思找寻这个品种的老电容.据说这些老电容性能还是异常优异,但是从我个人的应用情况看,思碧的油浸电容使非常优异的品种,本人买了四个油浸的0.1u的vq作为耦合电容换下了自己胆机上的wima电容,效果令人十分满意,要知道这四个电容外观旧的不像样子了.但是我用过思碧的电解电容来做滤波电容使用,效果不很好.既然这么好的东西我们为什么现在买不到了呢?原因很简单,在80年代中期,它已经被日本的Nippon Chemi Con (http://www.chemi-con.co.jp/english/...?拿?纸蠻NITED Chemi Con.虽然思碧被美国化工收购了,但两个厂的产品还是可以区分开的.早日美国化工生产的电容的外皮包装的颜色也仍和原来的SPRAGUE电容一样,是蓝色的,不过现在也变成了日本化工的棕色.在日本化工的外皮包装上,都有一个扁的盾牌图案,里面有Nippon Chemi Con,Nippon在上,Chemi Con在下,但是美国化工也就是思碧厂生产的只有盾牌图案,里面没有字.思碧被日本收了后,迅速按照日本化工的标准进行生产,导致质量明显不如思碧时代,首先同型号电容的体积就明显缩小,ESR、Irac等几项参数也打了折扣,价格便宜了许多.90年代初期.我开始对音响产生了兴趣,记得那时候邮购的电路板上经常可以看见美国化工的产品,可见那时候它的知名度还可以维持,但现在是维持不住了,现在的产品中很少能看见美国化工的产品.现在日本化工和美国化工的产品非常多,世面上的二手电容也很多,但是日本化工和美国化工的电容的使用寿命普遍不长,而且使用温度的上限一般在85左右,大家在购买这些产品时候一定要小心.我在一些二手的网站上看见一些黑心的*商居然把一对普通的日本化工产的400伏400u的二手电解电容卖到30元一对,居然还有听友去买,想这样的电容其实不会超过2元钱.据说正宗的思碧电容SPRAGUE声音沉稳有力、刚韧并举,跟相同容量的其他品牌相比较,SPRAGUE的声音会更加 丰厚温和,同时不失阳刚,通俗一点说就是柔中带刚.非常优秀的动态表现也是SPRAGUE的特色,但在我自己使用的过程中,发现自己试验的感受和资料上记载的还是有一定的出入的.绝版的36Dx型在DIY发烧友中口碑比较好.日本化工的产品lxz系列较好.

  在滤波用电解电容中,能够跟SPRAGUE叫劲的不多,但有一个品种完全敢和思碧叫板,那就是我们下面说的RIFA.在本人使用过的电解电容中,本人认为RIFA是天下第一!RIFA是瑞典一个具有60多年历史的老牌名厂.以空心或黑体大写字母“RIFA”为其商标特征. 有意思的是除去少数极品器材中偶尔可以看到RIFA那乳白色的身影外(例如Gryphon的DM- 100以及REF-1等旗舰功放;Mark Leivenson、Cello也少有使用),其他品牌中还真的很少见到.原因无他,RIFA的价格太贵了.作为DIY发烧友为求靓声可以一掷千金,而作为生产厂家就不得不考虑成本因素了.RIFA电容有最优异的指标,最长的使用寿命和最昂贵的价格,别的电容用上7-8年已经行将就木,但是RIFA电容用上7-8年还是像新的一样,台湾的听友文章中写到:人到中年经济条件好了,终于舍得买几个RIFA电容使用了,然后用到自己死,这几个电容还好好的.

  RIFA的 涟波电流Irac 、等效串联电阻ESR 等效电感等指标达到了目前所有电容中的最高水平.RIFA电容内 部的等效电感和等效电阻都非常的低,他所提供的电流非常大,充放电的速度极快,因此它 能应付强大的动态以及低频所需的大电流.相对于功放在低频大动态时的表现就不言而喻了.更可贵的是他的高频之靓少有匹敌.RIFA电容的声音一身“富贵相”,相同容量的电容低频的下潜没有思碧深,量感上也没 有思碧来的多,但是质感相当好,富有弹性,松而不肥、荡而不浑.中频段的形体质感饱满 坚实而不硬,高频段顺滑细腻、良好的空气感、丝丝入扣的分析力也是RIFA 的特点.被誉 为“极品中之极品”当之无愧.RIFA电容特别适合数字电路的电源滤波中,可以降低数码味.笔者打磨CD机时,将其应用于数 字部分的滤波电路,效果真的是非常好.这一点笔者感触很深.以笔者使用的经验看,RIFA电容不费吹灰之力 日制“补品”电容,打得落花流水.它的表现已不局限于高、中、低三频的改善,无论速度、动态、质感、密度,是一种整体素质的提升.真是一分钱一分货,贵的有道理.好在目前知道这个电容的听友不多,目前二手货的价格还没有炒得太离谱.这个品牌的电容我用过十多种,其中电解电容用过2个系列5-6种.

  还可以称为世界名牌的电容是德国著名的ROE电解电容,这个品牌的电容我用过7-8种,其中两款是电解电容.网上的资料说ROE电解电容在可以和SPRAGUE电容相比美,二者可说是欧美主力音响品牌中唯二的选择,但是对这种结论笔者不敢苟同.笔者认为ROE电解电容和RIFA电容还是有很大的差别的.欧洲的音响器材ROE电容用得很多,各种卧式立式电容在电路板上经常可见.说到SPRAGUE电容与ROE电容在HI-END 音响器材中的代表性,可以Krell的扩大机来做为典范,Krell的功率扩大机主滤波电容是sprague电容,输入级电垦放大与驱动级的电容器,便采用了ROE.Krell的前级以及数位器材也是依样画葫芦,特别的是Krell的前级以及数位器材里所用的ROE电容都一定采用一种猪肝色塑胶壳包装,EK材质的品种.ROE电容在以前大部份是金黄色的外皮包装,装在机箱内部线路板上金黄一片煞是好看,令人不由得联想起泛著黄金般光泽的音质与音色,澳洲有一ROE电容作为主滤波电容,在造型设计时并特别将电容器外露出来,以增加器材本身高级的质感.不过近来的ROE 电容,小数值的电容外包装已经改为黑色了,但黑色的ROE电解电容我还没有用过.其中标注为DIN--41 238型号的声音最靓.

  上面简单地介绍了几个世界级的品牌电容,有些是从网上的摘来的,有些是我自己的感受,一切都是为了让大家更好的了解这些品牌,希望不算是抄袭.

为大家介绍一些我使用过的名牌电解电容.

  思碧的电解电容我只用过1种.那是80年代初期的D500那一款.这款电容是银色的金属外壳,两头出引线,红色的一头为正,是25伏1000u的.其外形和国产的cj-10电容很接近,但是要比那个电容大一些,拿到手里分量不太足,显得轻飘飘的.试音发现,这款电容的高频部分表现不那么突出,显得过于温暖,解析力不强,资料上说对那些本就朦胧不透的器材选用SPRAGUE时,校声过程中可能会麻烦一些,而对于那些中频干薄、高 频刺亮的器材,SPRAGUE就会英雄大有用武之地了.这个结论我是同意的.这款电容的低频也不太好,解析力和力度都不太令人满意,我不知道它使本身就如此还是太老了.但该电容的中频给我留下了很深的印象,它的中频非常舒展,令人非常放松,很像是一个天真烂漫的小姑娘,尤其像村姑.思碧的薄膜电容的中高频也非常疏松自然,和胆机搭配可以使胆气四溢,胆机高手首选思碧电容,是有他的道理的.

  相比世界上其他品牌的电容,RIFA电容的电解电容的品种相对来说很少,常见的也就是PEH-169,PEH-124,PEH126,还有PEG系列.两者的不同在于脚的排列.具体参见其网站. (http://www.bravoelectro.com/assets/multimedia/erkat.pdf). RIFA的电容从来不标什么LONG LIFE(长寿命)和for audio(音响专用),但是寿命都很长而且声音都那么好,这和其他的厂家形成了鲜明的对比,在以上3个系列中,PEH-124的使用寿命最长,其网站提供的技术资料明确显示,该系列的使用寿命在30年,而PEH-169的使用寿命较短,标明的为10年.PEH-126的标称温度最高,可以高达150度.从网站上提供的参数看,这三个产品似乎并不是并行的产品,而是上下互相补充的产品.如PEH-124系列的耐压和容量都不大,那些大容量高压的品种都在PEH-169中出现.RIFA的产品外面都有一个比较厚的塑料绝缘套.PEH-169系列的电容是两个脚,接线要用螺丝固定.而另外两个系列的有三个脚,中间一个为正,两边各有一个为负,其外壳为负.横向引脚得就比较简单了,一个为正,一个为负.另外要注意的是PEH-169系列的电容里面有大量的电解液,摇起来哗哗响,一般来说要起来不响的,其使用寿命可能就不会太长了.

  我最先使用的RIFA电容是PEH-124的40伏1000u的电容,我用的是1995-1996年的产品.我用每组四个并联凑成4000u为CD的数模转换和运放供电.效果极佳.其效果主要表现在以下几个方面:1,音色极为优美,各音域表现异常全面,几乎无懈可击.2,速度非常快,决不拖泥带水,让你想起法拉利的赛车,该电容在小动态时优美动听,在大动态时从容不迫,轻而易举的完成爆棚,而且力度,音场让人都非常满意,你都想不明白这百万雄兵是从哪里冒出来瞬间又躲到了哪里.3,细节非常丰富,表达非常细腻,在我用过的这些名牌电容中,这款电容是最具有胆味的产品,有网友说该电容是去除数码声的利器,对此我完全赞同.思碧的电容本身胆味不浓,但可以和其他的元件配合,将胆气烘托出来.但这款电容本身就具有浓郁的胆气.该电容的好处不是用几句话就能说明的,我个人愿意用天下第一,无懈可击来对其做出评价.如果硬要找点其弱点的话,我觉得这款电容比较挑电,和含银的线搭配效果最好,和铜线搭配效果就差些,之前的供电部分越好,电容的效果就发挥的越好.另外就是这款电容的体积较大,在石机上用还还说,但是用在胆机上就比较困难了.因为胆机滤波电容的直径一般35mm,但是rifa的胆机电容的直径太粗,很难安装.这款电容几乎不发热.此前我的CD机原配的电容为nichicon(蓝精灵)电容,是muse系列,是一款音响专用电容,但是使用半个小时后,电容就非常热了,长期使用,烘得上盖板都温温的,但是,RIFA的多款电容无论怎么使用都没有一丝热量.

  RIFA电容的品质如此之好,到底是怎么做出来的了,总于有一天我忍不住好奇,忍痛拆了一个电容.很费劲的从引脚处拆开电容后,发现里面有一个很粗的纸卷,把电容里面撑的满满的,里面还有一些淡黄的液体,把纸筒挑出来后展开,发现其结构为两层纸和两条铝箔,一条铝箔为银色的,另一条为暗灰色的,纸和铝箔的宽度比135胶卷稍窄,长度约为1米左右,其中的纸带为白色,和中国的宣纸很接近,但是其质地比中国的宣纸更加细腻均一.据说该电容的音色和这种纸有很大关系,这种纸只有马来西亚生产,Cerafine系列的电容就使用了这种纸.

  我是后来拿到的拿到了PEH-169,拿到了PEH-169后,我一时竟然没有兴趣试听.因为这款电容是1982年产的,而且其外面的塑料壳磨的很厉害,显得非常旧,想想该电容的标称寿命只有10年,因此我也没有什么兴趣再试听这款电容了.偶尔有一天又看见了这几个电容,心想反正也没事干,不妨试试吧.安装后开机,其表现令人大吃一惊,其表现居然也那么出色.褒熟后再听,感觉其音场更加宏大,更加宽厚,其音色要比124系列温暖,更加宽厚和从容不迫.和思碧的薄膜电容相配,胆色过人.其低频也更有力度,在音场的营造方面,该电容做得非常好,各种声音定位准确但又不过分分离,音乐的整体感非常好,面对这该电容营造出的声音,有置身于融融月光之中的感觉.都20多年前生产的产品,现在的表现还那么好,真不知道这种电容是怎么造出来的.当然这款电容和124系列相比,在中高频部分有一些不足,解析力和通透性略差,声音也不是太细腻,不知道该电容就是如此还是时间太久的缘故.我感觉就我手上的产品来看,169系列的产品更适合在功放上使用.

  我用过的ROE的电解电容有两种.ROE电解电容具有鲜明的特点,其声音和银线的声音很接近,非常华丽,解析力高的惊人.其定位异常准确,高频非常顺滑.其低频下潜的很深.对于一个世界有名的电容,其低频下潜的很深,这并不出乎我的意料,但是其低频居然比RIFA下潜的还深,这是我没有想到的.但是其低频的力度不如RIFA控制得好,显得有些浑浊,低频得质感也不如RIFA,如果听交响乐,那么roe电容是首选,各个乐器的定位很清晰,表现的从容不迫,再复杂的音乐也可以交代的清清楚楚.roe电容是追求hifi效果的听友的首选,从技术的角度来讲,roe是难得的作品,但是其过于精确,导致其音乐性打了一定的折扣,听ROE的音乐,你很难有融到音乐中的感觉,你可以明显感觉到你和音乐之间的距离.太精确的东西就没有诗意了,哲学家狄德鲁说得一点不错.ROE和德国的WIMA都和德国人很相似,都很技术化,但是缺乏诗意.ROE的电容也基本上不发热,用很长时间后摸着还是凉的.但是ROE的电容上面不些出厂日期,这样很难判断其未来还能用多少年.

  ELNA电容我用过Silmic, ForAudio 和longlife系列.

  ELNA (参见网站http://www.elna-america.com/ptable5...菀灿辛?5年的历 史,可以说是日制电容业的老大.跟欧美一些名牌电容的外包装所不同的是ELNA喜欢在不同 型号之间,使用不同的彩色外壳封装,闪闪发亮刹是好看.ELNA的音频专用电解电容也不是 等闲之辈,在很多中、高档器材上都可以觅见他的影踪.特别是在高档日产器材上,几乎是 ELNA音响专用电容的天下,例如DENON的旗舰CD、顶班功放,SONY的顶级SACD、CD、功放, MARANTZ、金嗓子的顶班器材,欧洲的“音乐之旅”功放等等不一例举.

  在我用过的ELNA电容中,longlife系列表现一般,根本无法和欧洲货抗衡.Cerafine系列我没有用过,但从其网站大的资料来看,它采用和RIFA类似的原料和制造工艺.Silmic是一款值得一说的产品.SILMIC为为无氧铜引出脚,据说内部使用了蚕丝,该电容的介质损耗角t g &特别低,几乎达到MKP电容的数值.特别适合作级间耦合.该款电容的有些指标和rifa不相上下,甚至好于RIFA,但是蚕丝的使用注定了它的声音会稍硬一些,我觉得这款产品是为数不多的可以和RIFA一拼的电容,但是它缺乏RIFA所具有的细腻和胆气,它的高频很顺滑,但是过于顺滑,反而缺乏一种贵气.日本可以造出最好的工业品,但是造不出最好的艺术品,这一点在电容上也可以反映出来.建议听友在找不到薄膜电容做耦合电容时,可以采用Silmic电容来做耦合电容,根据我的经验来看,用电解电容做耦合电容效果令人很不满意,这时候,如果你没有薄膜电容的话,Silmic电容应该时很好的选择.不过这款电容太贵了,甚至比RIFA还贵,不划算呀,ForAudio也不错,但我觉得不如SILMIC.其实ELNA产品从大面上讲和欧洲货差距不大,但就是在细微处显露处差距.

  需要指出的是,由于国内的听友太认同ELNA的产品,国内正宗ELNA产品几乎难觅,假货很多.市场上所能看到买到的大多是OEM产品,国内就有厂家就在给ELNA OEM产品,能够买到台湾 立隆ELNA-SONIC 公司的产品也算幸运了.不过,在国内,投资者不久也可以见到全新的价格比较适中的RIFA产品了,RIFA在我国的已经设了厂,希望其品质不要有太多的降低.另外ELNA的产品寿命普遍不长,而且发热比较大,当然,这也很好理解,把一个电容的寿命做到30年,这肯定也不符合利润至上的日本传统.

  目前还有一个厂家的电容也很受烧友的喜爱,那就是英国Aerovox的电容,常见的标着BHC ,这家厂子的油浸电容很有名,这家企业目前已经被RIFA收购了,这家厂子的产品我一种也没有用过,有用过的听友不妨出一篇试听报告.

  目前simens的二手电容也很多,这个品牌的电容我用过一种,就是德西门子SIKOREL黑壳金字 2200u 100v电解.这款电解的 涟波电流据说比RIFA-169的还高,我也就是冲这花了两三年的时间才找到了两枚这种电容,这款电容的外壳是黑色的硬塑料,上面刻着金字.外观非常漂亮,但是声音令人不很满意.它的中频很疏松很宽厚饱满,音乐感很优异,但是速度偏慢,高低音都欠佳,尤其是高音不太好.由于它的中频异常出色,我舍不得放弃它,费了很大的力气来调整它的声音,但高低频的声音仍不理想,只好放弃了.我还用过几款西门子的薄膜电容,也存在类似的情况.

  在胆机用滤波电容中,美国的cornell dubilier的效果不错,它的直径是35mm,高度要比日本货高一倍,其声音和RIFA比较接近,但各方面都要比RIFA的声音差一些,但是相同耐压的RIFA电容的直径是75mm,无法安装.cornell dubilier电容的脚是2个较粗的接线柱,通过螺丝固定,而很多日本货是四个脚,直接焊接,因此在替换的时候仍然比较麻烦,我费了很大力气才把我的胆机上的四个滤波电容换好.



浅谈电源滤波用电解电容     
容器(capacitor)在音响组件中被广泛运用,滤波、反交连、高频补偿、直流回授…随处可见.但若依功能及制造材料、制造方法细分,那可不是一朝一夕能说得明白.所以缩小范围,本文只谈电解电容,而且只谈电源平滑滤波用的铝质电解电容.

  每台音响机器都要吃电源─除了被动式前级,既然需要供电,那就少不了「滤波」这个动作.不要和我争,采用电池供电当然无必要电源平滑滤波.但电池充电电路也有整流及滤波,故滤波电容器还是会存在.

  我们现在习用的滤波电容,正式的名称应是:铝箔乾式电解电容器.就我的观察,除加拿大Sonic Frontiers真空管前级,曾在高压稳压线路中选用PP塑料电容做滤波外,其它机种一概都是采用铝箔乾式电解电容;因此网友有必要对它多做了解.

  面对电源稳压线路中担任电源平滑滤波的电容器,你首先想到的会是什麽?─容量?耐压?电容器的封装外皮上一定有容量标示,那是指静电容量;也一定有耐压标示,那是指工作电压或额定电压.

  工作电压(working voltage)简称WV,为绝对安全值;若是surge voltage(简称SV或Vs),就是涌浪电压或崩溃电压;,超过这个电压值就保证此电容会被浪淹死─小心电容会爆!根据国际IEC 384-4规定,低於315V时,Vs=1.15×Vr,高於315V时,Vs=1.1×Vr.Vs是涌浪电压,Vr是额定电压(rated voltage).

  电容器的电荷能量是以Q＝CV来表示,Q是库伦,C是静电容量,V是电压;故当电压值不变时,加大静电容量就能增高电荷能量.请注意,电容器的容量单位应是F(farad),可是因计量太高造成数值偏低,故多改用μF,1F=一百万μF.国外也有用mF表示μF,其实mF不十分贴切,但机械式打字机上没有μ键,故用m代表micro.

  有了静电容量及工作耐压两个参数,若你正在选购电容,接下来你会考虑什麽?直觉上是价钱.嗯,这个参数很重要,而且数值愈低愈佳.也有人先想到品牌,并坚持日本货打死不用─还存著八年抗战情结?美国货也仅能排第二,瑞典或德国制造的才能排第一.嗯,这个参数也很重要.但既然谈到品牌,那就不能忽略系列型号;因为一个制造厂会生产许多不同系列的产品,系列不同,品质及价格就会不同.OK,我们先整理一下,有关电源平滑滤波电容器的参数已知有:静电容量、额定工作电压、涌浪崩溃电压、价格、品牌、型号系列.

  不应该只有小猫两三只,外型尺寸也应该很重要,因为与它相关的有重量及接脚型态,snap-in是插焊PC板式,screw是锁螺丝式.至於重量,同容量同耐压,但品牌不同的两个电容做比较,重量一定不同;而外型尺寸更与机箱规划有关.有些电容不是全圆型,有点像是多角型,Philips、BHC都有这种看起来似乎很高级的系列.现在我们再整理一下,加上重量、外型尺寸、接脚型态─已有九个参数.

  外皮颜色?这是谁提出来的?很妙.因白色、黑色、蓝色塑胶封装都有厂商在用,它有时也具有某些意义,例如日规黑底金字常代表高级for audio音响级电容.仅凭外观还能想到哪些?制造日期,9627就是1996年第27周出厂;近年来日制电容似乎逐渐有意省略制造日期的标示.但外皮颜色及文字印刷不直接与品质有关,故仅加上制造日期参数.还有,别忘了适用工作温度,因为 105度C比85度C更适用於真空管机.若机器要摆在南极,最好选耐负55度C的品种.

  容量误差也别遗漏,当采多颗并联,为求得单只特性均匀,误差当然是愈低愈佳.现在再加上工作温度及容量误差,咱们手上已有12个参数,对电容器应有三成以上了解.

  请别会错意,电容的工作温度不是指环境或表面温度─不管几度,封装塑胶外皮都是一样,它是指铝箔工作温度,所以装管机选用85度C品种也绝对OK,只要将电容器远离管仔就一定安全.

  可是真正有关电容器品质的几个重要参数,却都只存在原厂规格书中,完全不会显露在成品封装外皮上,而这些重要参数才是本文谈论的重点.

散逸因数─损失角

  散逸因数dissipation factor(DF)存在於所有电容器中,有时DF值会以损失角tanδ表示.想想,损失角,既有损失,当然愈低愈好.塑料电容的损失角很低,但铝电解电容就相当高.DF值是高还是低,就同一品牌、同一系列的电容器来说,与温度、容量、电压、频率……都有关系;当容量相同时,耐压愈高的DF值就愈低.举实例做说明,同厂牌同系列的10000μF电容,耐压80V的DF值一定比耐压63V的低.所本刊选用滤波电容常会找较高耐压者,不是没有道理.此外温度愈高DF值愈高,频率愈高DF值也会愈高.

  但许多电容器制造厂,在规格书上常不注明散逸因数DF值,因为数值甚高很难看.以瑞典RIFA为例,其蓝色PHE-420系列是MKP塑料电容,它的DF值最低是0.00005/最高是0.0008.但白色顶级PEH169系列铝质电解电容,就未标示损失角规格.若真注明DF值,可能会是1.0000,小数点是在1的後面.

漏…漏电流

哇!漏电!最好没有.可是没办法,铝电解电容在工作时一定会产生漏电流.

  漏电流(leakage current)当然要低,它的计算公式大致是:I＝K×CV.漏电流I的单位是μA,K是常数,例如是0.01或0.03,每家制造厂会选择不同的常数.但不论如何,电容器容量愈高,漏电流就愈大.如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法,这个「漏电流」也请考虑在内.从计算式可得知额定电压愈高,漏电流也愈大,因此降低工作电压亦可降低漏电流.

  但降低电容器的漏电流并不容易,低漏电流low leakage current-LL系列价格高昂,我曾向国内厂商订制一批低漏电流LL系列电容,价格比许多进口电容还贵.漏电流规格,铝电解电容就比钽电解电容差许多,钽质电容也有乾式及湿式两种,不过它的容量及耐压都较低.

  除特别定制外,面对一般品,想要降低它的漏电流可设法提高Vs对Vr的比值.Vs是涌浪电压,其值当然比Vr额定电压高,但施加电压(真正的工作电压)还应该比Vr低,例如取Vr的90%;找高耐压品种可说是完全正确.

等效串联电阻ESR

  一只电容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗,比较重要的就是ESR等效串联电阻及ESL等效串联电感─这就是容抗的基础.电容器提供电容量,要电阻干嘛?故ESR及ESL也要求低…低;但low ESR/low ESL通常都是高级系列.

  ESR的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度…都有关,当额定电压固定时,容量愈大 ESR愈低.有人习用将多颗小电容并接成一颗大电容以降低阻抗,其理论是电阻并联阻值降低.但若考虑电容接脚焊点的阻抗,以小并大,不见得一定会有收获.

  反过来说,当容量固定时,选用高WV额定电压的品种也能降低 ESR;故耐压高确实好处多多.频率的影响:低频时ESR高,高频时ESR低;当然,高温也会造成ESR的提升.

  串联等效电阻ESR的单位是mΩ,高级系列电容常是low ESR及low ESL.若比较低内阻及低漏电流两种特性,则低内阻容易达成,故标示low ESR的电容倒很常见.ESR与损失角有关联,ESR＝tanδ/(ω×Cs),Cs是电容量.

  有时电容器规格上会有Z,它与ESR的意义不同,但Z的计算示与ESR有关,同时也考虑到容抗及感抗,是真正的内阻.刚才提到电容的ESR单位是mΩ,那是指大电容,若是220μF小容量电容,其ESR单位就不是mΩ而是Ω.何种电容器的ESR最低?答案只有一个:Sanyo的OS有机半导体电容!

涟波电流Irac

  前面谈到的散逸因数DF-损失角tanδ、漏电流、ESR-串联等效电阻…等,其值都是愈低愈好,但现在要提的涟波电流ripple current却是愈高愈好.特别是现在都特别讲究後级扩大机要有大电流输出,电源平滑滤波电容器的涟波电流Irac(或Iac)就显得格外突出.

  涟波电流Irac的标示至少应有低频及高频工作时两种规格数字,低频大约是以120Hz做标准,高频大概是以 10KHz做标准,但不同制造厂商可能会有略微的差别.

  涟波电流与频率刚好成正比,因此低频时涟波电流也比较低.可是对我们音响迷来说,低频段的Irac值才是重要.所以在采购电容器时,涟波电流数字高低是极为重要的依据.在一般状况下,同品牌时,锁螺丝式电容的涟波电流通常比snap-in插PC板式来得高.

  曾经有一种说法:RIFA的10000μF相当於其它厂牌15000μF,因为大部份日制电容的涟波电流都不高,而RIFA又特别高,故好像可以一个当两个用.德国Siemens、英国BHC电容,在Irac这项特性上也常优於日制品.就笔者所知,Irac最大的电容,是Siemens SIKOREL系列电容为最高,6800μF/63V就高达20A!若是小容量电容,Irac最大的是Sanyo OS电容.

  就後级扩大机的动作来说,很多人会认定低频时吃电流.有个方法可以试:以电表直流电压-DCV最低档量任一只射极电阻压降,最好是指针电表,播放唱片,将前级音量转大,注意电表指针的摆动,你就会发现低频固然会吃电流,四把吉它连弹也会猛吃电流!什麽音乐最适合run-in後级扩大机?Holst的《行星组曲》第一曲MARS.

  现在你应该已经明了六成以上,或许你想问:有没有体型不大,漏电低、ESR低、tanδ低、误差低、价格低,但涟波电流高、适用温度范围高的铝电解电容?嗯…,没有!

  关於容量误差,近年来铝质电解电容颇有进步,以往是-20%~+40%,现在大多是+/-20%.但其容量常偏+而不是偏-,故10000μF测量起来有可能会接近12000μF.

  精确量取大容量电容器的静电容量,是我多年来一直想做的事.不要怀疑,这种测试仪器很难买到,美国曾制造过,可量至99999μF,并能同时显示DF值及 ESR值;而且电容量是100Hz、1KHz、10KHz三段(不是两段)频率测试的平均值.这种仪器国内市场曾出现过,小卖新台币十万元─只差漏电流的测试.

  额定工作电压的安全度,在我的标准是:至少理让15%.例如某电容的额定电压是50V,虽然涌浪电压可能高至63V,但我最高只会施加 42V电压.让电容器的额定电压具有较多的余裕,能降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命,一举数得何乐不为?以前曾看过日制扩大机,±48V工作电压配上10000μF/50V滤波电容;短时间内当然不会烧坏,但时日长久,寿命有可能降低,那就得更换新品或另购新机.所以日制品常有「时间到了,该走了」的宿命,你也不能指责它是偷工减料,毕竟做生意总要图利,若一辈子只能卖你一次,如何赚钱?

容量愈高哼声愈低?

  自己装,最讨厌的就是哼声除不掉.有人将滤波电容加大,哼声就没了.我是不十分相信,因扩大机的哼声常是因地回路不当引起,来自电容器微乎其微.但是理论上,容量愈高,电源平滑效果也就愈佳,所以大容量的做法,是许多设计者及DIY迷亦深信不疑.

  因此不少後级扩大机,特别是美国产品Krell、Mark Levinson,最爱采用大水塘─大电容;丹麦的Dynaudio,连前级扩大机都用到十数万μF之容量.至於AC & DC交直流,也比较倾向於「大容量」派,但尚适可而止.

  可是也有不少名厂走低容量路子,例如美国Amcron有台 250W×2专业後级扩大机,两声道合计500W,只用了2只8200μF小滤波电容器(好像是小了点).瑞士Goldmund算是Hi-End品牌,产品送到各杂志社试听,没有一个评论员胆敢说它坏,它的大後级就是采用小电容.瑞士FM Acoustics更是贵到毙,一台立体声後级後级可换一部Benz车.它的220W×2专业後级,号称数十A电流输出,本人亲眼得见,全机只使用2只10000μF/100V滤波电容.

  大容量滤波与低容量滤波两种理论基本上是对立的,但却同时存在於音响圈.以低容量论点设计扩大机,也可以完全没有哼声,而且低频表现也不比「大水塘」机差.重点是什麽?Irac涟波电流.如果你如今还是满脑子的大容量,那你还不了解电解电容!

  给大家一个建议:组装後级若采用低容量滤波电容时,千万要配用高功率电源变压器.也就是「瘦了电容器、肥了变压器」,这可能就是扩大机好声的秘绝.以这几年详细之观察,後级扩大机若要好声,采用大功率电源变压器比采用大容量滤波电容有效多了.

一颗大的?多颗小的?

  OK,有人放心不下,滤波电容坚持要大μF─那是找一个大的,还是用十来个小的并接?又有人说用小颗并,不但内阻可以降低,反应速度也会也快,透明度及解析度都比较好.

  Mark Levinson及Krell的後级不是以小并大,但有谁认为它反应速度慢、不透明有雾?面对此问题,我自己都长期陷入迷阵中.就机箱规划来说,用多颗小电容并联似乎比较理想,而且进货量大价格也便宜,甚至前级、後级、综合机,都可采用同一种电容.

  进口机与国产机的命运有些不同,当消费者面对数十万元进口机采用多颗小电容时,他会自我解释:这个很有道理;但面对国产品时,他可能会有另一套恶毒的说法:偷工减料!

  就音质表现,大水塘or小水塘、一颗大的or多颗小的,应该没有绝对关系.邓小平说得好:管它黑猫、白猫,会捉老鼠的就是好猫.

  制造厂牌也关乎品质特性,前述有人终其一生不用日制品.美国原本有两大电容器品牌Mallory及Sprague,现在 Sprague已成绝响,因为它被日本Nippon Chemi-con收购,且公司名称注册United Chemi-Con/简称UCC.但只要是仍在美国制造,外皮印有made in USA,商标更改与制造品质应无关联.

  不过外界已有耳语:UCC比Sprague差,可能性如何?日本商社一旦接手,行销政策自然会大幅改变,为了提高出货量必得降低售价;但假格下滑也会导致品质下滑.询问本地代理商瑞普公司,UCC电容销售量比Sprague低,显示国内厂商有排斥UCC的反映.若比较UCC及Sprague的规格特性,果然是一付Japanese样─体型大为缩水,原本40mm×80mm的改成40mm×50mm,价格可能较低廉,但ESR增加、Irac减小─怎不令人掷笔三叹?

  你对日制品有疑虑?没办法,非但美国如此,德国也需要日本资金进入来个德日合作,Siemens就和松下Matsusita共同生产S+M电容器.这是未来趋势,几乎不可避免.RIFA也早就被EVOX吃下,EVOX是大集团,到处设厂,本刊SigEnd单端前级有用到1μF电容,就是EVOX品牌,虽然自美国进口,但一付台制品模样.

储存及工作寿命

  比起电阻、IC、电晶体、塑料电容这些半永久性元件,铝电解电容的寿命就值得重视.一是储存年限,自然与寿命有关,10~20年应无问题.存放过久的电容不宜立刻使用,利用power supply先将它aging(活化);夹上端子,缓慢调整power supply电压,由低至高,最高可调至此电容的额定电压.

  工作寿命就很难说得明白,所谓长寿命LL-long life电容,通常是表示涟波电流Irac稳定.前面曾谈到电容的Irac与工作温度及频率都有关,例如同是10KHz,40度C时是15A,85度C时是9A;15A/9A＝1.67.此数字就是电容的寿命因数(本人临时想出来的),数字愈高寿命愈低,数字愈接近1寿命愈长.

  如果没记错,1.93表示10万小时,1.85表示20万小时,故1.67至少50万小时!但电容器的主要功用是充、放电特性,因此不宜经常快速充、放电.有两个方法可有效延长电容器寿命:一是减少开机、关机次数,二是设法降低开机时的瞬间充电电流─你听懂了吗?本刊也注意到此问题,故多年来都是这样做.

  即令是如此,若问:到底是哪一种电容的音质较好?这也实在难以回答.基本上,不同品牌、系列的电容,它的声音表现自然也是不同.我个人不会「日制品打死不用」,只要处理得当,日制品也不输欧美货.多年前曾用过ELNA高级Cerafine音响级电容,它的ESR虽然低,但Irac也不高,装在amp.上,低频很厚实,但雾气较重,不够透明.可是并上speed-up小电容後,就豁然开朗.

  故实际装配时,记得一定要在主滤波电容上加并speed-up小电容,此举「至少」会改善高频响应.数值是多少?最好是一大一小,大的1μF、小的0.1μF,MKP是最低要求.

  有时并上小电容会发现助益不大,这可能是小电容未选对.RIFA的电解及塑料电容,若想加并speed-up,奉劝你不要找WIMA,建议各位试试MIT的PPFX-S锡箔或RTX系列0.1μF.写这篇文章的同时,也留意各杂志的广告,美国Krell及加拿大Class'e Audio的Hi-End後级新机种竟然都采用日本Nichicon电容做主电源平滑滤波!但杂志评论员有谁敢说它差?!

  前级扩大机吃不了数百mA电流,故滤波电容较易选择.高瓦数、高输出电流扩大机就很难伺候,此时滤波电容的Irac特性就要考虑在内.

  对於滤波用电解电容,有几点值得网友注意:一、大致上来说,日制品的Irac比欧美品低;二、低漏电流比低ESR更重要;三、大滤波电容宜并接小电容;四、尽量选高耐压电容;五、最顶级的电容,容量及耐压都不高,故数百瓦的大power通常声音粗糙,不是没有道理.

  笔者不建议哪种电容最好,因为只要用得恰当,每种电容都可发出好声.至於刻意强调电容、电阻、焊锡、保险丝非xxx品牌不用的人,绝对是不懂线路结构的外行人!

关於铝质电解电容的构造

  电容器依其元件构造大致可分成:一、卷绕型,二、积层型,三、电解型.而电解型又分铝质及钽质两类,铝质再分成液态电解质及固态电解质.若说液态电解质是铝箔湿式、固态电解质是铝箔乾式,那就错了,因铝箔乾式及铝箔湿式都是液态电解质电容.

  铝质电解电容是以经过蚀刻的高纯度铝箔做为阳极,以其表面经阳极氧化处理之化成薄膜做为电介质,再以浸有电解液的薄纸或布做阴极.由於电解液是用吸浸式,故称铝箔乾式电解电容.

  何谓铝箔湿式?在电容器内直接加电解液─例如硼酸胺+乙二醇混合液,这种用手电容摇一摇还会发出流水声,瑞典RIFA的PEH169系列就是这种电容.

  即使是欧洲名厂,做为阳极的铝箔也非自行生产,而是统一由某公司供应,就好像瑞士表厂甚多,但只有少数几家会做油心.大约10年前义大利某公司无法正常供应阳极铝箔时,全球各名厂如Mallory/RIFA/Sprague或Rubycon/Philips…就只得拖延交货脱时间,没原料怎麽生产交货?至於吸浸电解液的纸,也绝非在一般文具店即可购得,最大供应商是在马来西亚.

宙思宇

我想这些对机电工程学院的学生有些帮助。