电容的基础知识要点

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1、电容的基础知识常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、 薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。图1电容的外形表1常用电容的结构和特点电容种类电容结 构和特 点纸介电容用两片金属箔做电极,夹在极海的电谷纸中,卷成圆 柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如 火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。它的特点是体积较小, 容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大,用于 低频比较合适。云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和 云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中 制成。它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小, 适宜用于高频电路。陶瓷

2、电容用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成 银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小,耐热性好、损耗 小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系数较大, 适宜用于低频电路。薄膜电容结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤 纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好, 适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是 温度系数大,可用于高频电路。金属化纸 介电容结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆 层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频 电路中。油浸纸介 电容它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强

3、它 的耐压。它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。铝电解电 容它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一 片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理,使正 极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大,但是漏 电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频 电路中。使用的时候,正负极不要接反。钥、锂电解 电容它用金属钝或者钥做正极,用稀硫酸等配液做负极, 用钝或花表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、 容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用 在要求较图的设备中。半可交电 容也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹 片,中间夹着介质制成。调节的时候改变

4、两片之间的距肉或 者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。可交电容它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的 转动可以连续改变。把两组口交电容装在一起同轴转动,叫 做双连。可变电容的介质由空气和聚苯乙烯两种。空气介质 可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。聚苯乙 烯介质口义电谷做成密封式的,体积小,多用在晶体管收首 机中。电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差的等级见表2。常用固定电容的标称容量系列见表3。表2常用固定电容允许误差的等级10% 20% (+20% -30%)(+50% -20%)(+100%-10%)

5、nmivv表3常用固定电容的标称容量系列电容类别允许误差容量范围标称容量系列纸介电容、金属 化纸介电容、纸 膜复合介质电 容、低频(有极 性)有机薄膜介 质电容5%10%20%100pF1uF1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.81uF100uF1 2 4 6 8 10 15 20 3050 60 80 100高频(无极性) 有机薄膜介质 电容、瓷介电 容、玻璃釉电 容、云母电容5%1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.02.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.34.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.110%1.0 1.2 1.5 1.8

6、 2.2 2.73.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.220%1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8铝、钥、钥、钛 电角单电容10% 20% +50/-20%+100/-10%1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8(容量单位uF)电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做 电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超 过电容的直流工作电压值。表4是常用固定电容直流工作电压系列。 有*的数值,只限电解 电容用。表4常用固定电容的直流电压系列1.646.310162532*405063100125*160250300*4004

7、50*5006301000由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在 1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝 缘电阻,或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小,漏电越严重。电容漏电会引起能量 损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。因此,漏电电阻 越大越好。电容的种类也很多,为了区别开来,也常用几个拉丁字母来表示电容的类别, 如图2所示。第一个字母C表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以 后表示形状、结构等。上面的是小型纸介电容,下面的是立式矩开密封纸介电容。 表5列出电容的类别和符号。表6是常用电容的几项特性。表5电容的类别和符号

8、顺序类别名称简称称号第一个字主称电容器容C母纸介纸Z电解电D第二个字介质材料云母云Y母高频瓷介瓷C低频瓷介T金属化纸介J聚本乙烯等后机溥 膜BL涤纶等有机薄膜筒形筒T形状管状管G立式矩形立L第三个字 母以后圆片形圆Y结构密封密M大小小型小X表6常用电容的几项特性电容种类容量范围直流工作 电压(V)运用频 率(MHZ准确 度漏电电阻(MΩ中小型纸介 电容470pF0.22uF636308以下I m5000金属壳密封 纸介电容0.01uF10uF2501600直流, 脉动直 流I m10005000中、小型金 属化纸介电 容0.01uF0.22uF160、250、4008以下i m20

9、00金属壳密封 金属化纸介 电容0.22uF30uF1601600直流, 脉动电 流i m305000薄膜电容3pF0.1uF63500高频、低 频i m10000云母电容10pF0.51uF100700075250 以下02m10000瓷介电容1pF0.1uF63630低频、高 频 503000 以下02m10000铝电解电容1uF10000uF4500直流, 脉动直 流IV V钥、锂电解 电容0.47uF1000uF6.3160直流, 脉动直 流miv瓷介微调电 容2/7pF7/25pF250500高频100010000可交电容最小7pF最大 500电容的类别和符号电容的种类也很多,为了区

10、别开来,也常用几个拉丁字母来表示电容的类别,如图1所示。第一个字母C表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以后表示形状、结构等。上图是小 型纸介电容,下图是立式矩开密封纸介电容。表1列出电容的类别和符号。 表2是常用电容的几项特性。顺序类别名称简称称号第一个字母主称电容器容C纸介纸Z电解电D第二个字母介质材料云母云Y高频瓷介瓷C低频瓷介T金属化纸介J聚苯乙烯等有机薄膜B涤纶等有机薄膜L筒形筒T形状管状管G立式矩形立L圆片形圆Y第三个字母以后结构密密M大小小型小X表2常用电容的几项特性电容种 类容量范围直流工作电 压(V)运用频率 (MH3准确度漏电电阻(M&Omega ;中小型 纸介电

11、容470pF0.22uF636308以下I m5000金属壳 密封纸 介电容0.01uF10uF2501600直流,脉动直流I m10005000中、小 型金属 化纸介 电容0.01uF0.22uF160、 250、4008以下i m2000金属壳 密封金 属化纸 介电容0.22uF30uF1601600直流,脉动电流i m305000薄膜电 容3pF0.1uF63500高频、低频i m10000容10pF0.51uF100700075250以下02m10000瓷介电 容1pF0.1uF63630低频、高频503000 以 下02m10000铝电解 电容1uF10000uF4500直流,脉动直

12、流IV V铝、铝 电解电 容0.47uF1000uF6.3160直流,脉动直流m iv瓷介微 调电容2/7pF7/25pF250500高频100010000可受电 容最小7pF最大 500电解电容极性的判别不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。我们知道只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时,电解电容的漏电流才小 (漏电阻大)。反之,则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小)。测量时,先假定某极为“+”极,让其与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相接,记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大),然后将电容器放电(既两根引线碰一下),两只表笔对

13、调,重新进行测量。两次测量中,表针最后停留的位置靠左(阻值大)的那次,黑表笔接的 就是电解电容的正极。测量时最好选用 R*100或R*1K挡。电容器的参数与分类在电子产品中,电容器是必不可少的电子器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点,以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。1. 标称电容量(Cr)。电容器产品标出的电容量值。 云母和陶瓷介质电容器的电容量较低 (大 约在5000

14、pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中(大约在0.005uF1.0uF );通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。2. 类别温度范围。电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高 环境温度)等。3. 额定电压(Ur)。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容

15、器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。4. 损耗角正切(tg S )o在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说,要求Rs愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。绝啜器的 的的容珥 质质电容 介介是电 .一二 - p o E R R R C电等串际媛收的实阻效联申一电等容阻效这个关系为:tg6 =Rs/Xc=2*3.14*f*C* R s。因此,在

16、应用当中应注意选择这个参数,避免自 身发热过大而影响寿命。5. 电容器的温度特性。通常是以20 c基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示,6. 使用寿命。电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使 介质随时间退化。7. 绝缘电阻。由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低。电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。附表字母电容器介质材料字母电容器介质材料A锂电解L聚脂

17、等极性有机薄膜B聚笨乙烯等非极性有机薄膜N锂电解C高频陶瓷O玻璃膜D铝电解Q漆膜E其他材料电解T低频陶瓷G合金电解V。纸H纸膜复合YI玻璃釉Z纸J金属化纸电容的耐压和绝缘电阻电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。表1是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值,只限电解电容用。aFuminum electol/tic capacitors常用固定电容的直流电压系列1.6 46.3 10 16 25 32* 40 5063100 125* 160 250 300*400 450

18、*500 630 1000由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大, 而是一个有限的数值, 一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小,漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。因此,漏电电阻越大越好。用万用表判断电容器质量视电解电容器容量大小,通常选用万用表的RX 10、RX100、Rx 1K挡进行测试判断。红、黑表笔分别接电容器的负极(每次测试前,需将电容器放电),由表针的偏摆来判断电容器质量。若表针迅速向右摆起,然后慢慢向左退回原位,一般来说电容器是好的。如果表针摆起后不再回转,说明

19、电容器已经击穿。如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停位,则说明电容器已经漏电。如果表针摆不起来,说明电容器电解质已经干涸推失去容量。有些漏电的电容器,用上述方法不易准确判断出好坏。当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时, 根据电解电容器正向充电时漏电电流小,反向充电时漏电电流大的特点,可采用RX 10K挡,对电容器进行反向充电,观察表针停留处是否稳定(即反向漏电电流是否恒定),由此判断电容器质量,准确度较高。黑表笔接电容器的负极,红表笔接电容器的正极,表针迅速摆起,然后逐渐退至某处停留不动,则说明电容器是好的,凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电,不能继续使用了

20、。表针一般停留并稳定在50-200K刻度范围内。浅谈锂电解电容器钥.电解电容器作为电解电容器中的一类。广泛应用于通信、 航天和军事工业、 海底电览和高级电子装置、民用电器、电视机等多方面。锂电解电容器是一种用金属铝(Ta)作为阳极材料而制成的,按阳极结构的不同可分为箔式和铝烧粉结式两种, 在铝粉烧结式锂电容中,又因工作电解质不同, 分为固体电解质的锂电容和非固体电解质的锂电容。其中,固体锂电解电容器用量大,如 CA型、CA42型等。锂电解电容器的外壳上都有CA标记,但在电路中的符号与其它电解电容器符号却是一样。最常见的钥.电容结构外形如上图所示。比铝氧化膜的介电钥,电解电容和铝电解电容相比有下

21、述优点。1 .体积小 由于锂电容采用了颗粒很细的铝粉,而且铝氧化膜的介电常数常数高17,因此钥.电容的单位体积内的电容量大。2 .使用湿度范围宽一般钥.电解电容器都能在50 c100 c的温度下正常工作,虽然铝电解也 能在这个范围内工作,但电性能远远不如钥,电解。3 .寿命长、绝缘电阻高、漏电流小钥.电解电容器中锂氧化膜介质不仅耐腐蚀,而且长时间工作能保持良好的性能。4 .阻抗频率特性好 对频率特性不好的电容器,当工作频率高时电容量就大幅度下降,损耗(tg 8也急剧上升。但固体电解电容器可工作在50kHz以上。钥,电容随频率上升,也要出现容量下降现象,但下降幅度较小,有资料表明,工作在 10k

22、Hz时钥.电容容量下降不到20%,而铝电解电容容量下降达 40%。5 .可靠性高 铝氧化膜的化学性能稳定,又因钥.阳极基体Ta2O5能耐强酸、强碱,所以它能使用固体或含酸的电阻率很低的液体电解质,这就使得锂电解的损耗要比铝电解电容小,而且温度稳定性良好。铝电解电容器的套管颜色与其特性一般情况下,铝电解电容器的铝壳外面都有一个塑料套管。塑料套管的颜色有多种, 例如浅蓝色的、橙色的、黄色的等。生产厂家之所以把铝电解电容器的套管制成五颜六色,其目的并非仅仅为了美观,而是具有特定的意义, 在选用和更换铝电解电容器时应重视这一特点。现给出常见铝电解电容器的套管颜色与含义如下表所示,供广大的电子爱好者参考

23、。附表:铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性系列特点通用品小型化薄型化低阻抗双极性低漏电用途电压范围容量范围管套颜色MG小型标准品yy一般电路6V3250V0y2210000 心黑MT105 c小型标准品yy高温一电路6V3100V0y221000 心 F橙SM高度为7 mmyyy微型机6V363V0y1190 心 F蓝MG-9高度为9 mmyyy薄型机6V350V0y1470 心 F黑BP双极性品yy极性反转回路6V350V0y47470 心 F浅蓝EP高稳yy定时电1650V0y1470 心 F浅蓝路,定品代替铝电容LL低漏电电流yy定时电路,1050V0y11000 心 F黄小信号电路B

24、PC耐高波纹电流yyy电视机S2550V112 心 F深蓝校正用BPA音质改善用yyyy音频电路2563V110 心 F海蓝HF低阻抗yy开关电路6V363V222200 心 F灰HV高耐压高压电路1604000V1100Mf西太青蓝铝电解电容器使用须知直流电解电容器只能使用在直流电路上,其极性必须标明在适当的位置或在导针/端子旁边。2、在电路回路中如不清楚或不明确线路的极性时,则建议使用无极性电解容器。3、电解电容器的工作环境温度不能超过规定的使用温度范围。4、电解电容器应储存于低温及干燥场所,如储存期较长,则使用前应用额定电压对其重新老练。5、通过电解电容器的纹波电流不应超过其充许范围,如

25、超过了规定值,需选用耐大纹波电流的 电解电容器。6、使用时,电解电容器的工作电压不应超过其额定电压。7、电烙铁等高温发热装置应与电解电容器塑料外壳保持适当的距离,以防止过热造成塑料套管 破裂。10秒钟及260摄氏度。8、在焊接电解电容器时,其焊接时间和焊接温度不应超过9、对导针、端子,如施加超过规定的力,将会破坏电解电容器的内部结构。浅谈电源滤波用电解电容电容器(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

26、都要吃电源一除了被动式前级,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?一容量?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

27、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一小心电容会爆!根据国际 IEC 384-4 规定,低於 315V 时,Vs=1.15XVr,高於 315V 时,Vs=1.1 X 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aF

28、, 1F=一百万1 Fo国外也有用 mF表示心F,其实mF不十分贴切,但机械式打字机上没有心键,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, 接下来你你考虑什麽?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一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;因为一个制造厂你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

29、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; 而外型尺寸更与每箱规划有关。 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、 接脚型态一已有九个参数。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

30、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。若机器要才g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一不管几度,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

31、品质的几个重要参数, 却都只存在原厂规格书中, 完全不请显露在成品 封装外皮上,而这些重要参数才是本文谈论的重点。散逸因数一损失角散逸因数dissipation factor(DF)存在於所有电容器中,有时DF值会以损失角tan S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10000心F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

32、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MKPB1料电容,它的DF值最低是0.00005/最高是0.0008。但白色 顶级PEH169系歹IJ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的彳爰面。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请产生漏电流。漏电流(leakage current)当然要低,它的计算公式大致是 :I =KXCM漏电流I的单位是礼A, K是常数,例如是 0.01或0.03 ,每家制造厂会选择不

33、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

34、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等效串联电感一这就是容抗的基础。电容器提供电容量, 要电阻干嘛?故 ESR及ESL也要求低一低;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、频率及温度一都有关,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

35、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 mQ ,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= tan 6/( coXCs), 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mQ ,那是指大电容,若是 220aF小容量电容,其 ESR单位就不是 m

36、Q而是Q。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tan 6、漏电流、ESR-串联等效电阻一等,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彳爰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

37、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10000 1 F相当於其它厂牌 15000 1 F,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,6800心F/63V就高达20A!若是小容量电容,Irac 最大的是 Sanyo OS电容。

38、就彳爰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彳爰级扩大机?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、tan S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 % o但其容量常偏+而不是偏,故 100

39、00心F测量起来有可能会接近12000 11 Fo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99999心F,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 万元一只差漏电流的测试。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

40、乐不为?以前曾看过日制扩大机,48V工作电压配上10000 11 F/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。因此不少彳爰级扩大机,特别是美国产品Krell、Mark Lev

41、inson ,最爱采用大水塘一大电容;丹麦的Dynaudio ,连前级扩大机都用到十数万F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250WK2专业彳爰级扩大机,两声道合at 500W只用了 2只8200心F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,它的大彳爰级就是采用小电容。瑞士 FMAcoustics 更是贵到毙,一台立体声彳爰级彳爰级可换一部Benz车。它的220W2专业彳爰级,号称数十A电流输出,本人亲眼得见,全机只使用

42、2只10000 1 F/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:组装彳爰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,彳爰级扩 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 胆那是找一个大的,还是用十来个小的并

43、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的彳爰级不是以小并大,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、彳爰级、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

44、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

45、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样一体型大为缩水,原本 40mm80mm的改成40m诉50mm价格可能较低廉,但ESR增加、Irac减小一怎不令人掷笔三叹?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完下,EVO戏大集团,至ij处设厂,本刊 SigEnd单端前级有用到1心F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

46、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,1020年应无问题。存放过久的电容不宜立刻使用,利用 powersupply 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

47、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一你听懂了吗?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I

48、rac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小电容彳爰,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?最攵?是一大一小,大的 1心F、小的0.1心F, MK限最低要求。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0.1心F。写 这篇文章的同时,也留意各杂志的广告,美国 Krell及加拿大Classe Audio 的Hi-End彳爰级新机种竟然都采

49、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

50、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一例如硼酸胺+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。

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