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电解电容知识
宣布日期:2018-01-09 20:50:40  审查 :

电容器(capacitor)在声响 组件中被普遍 运用,滤波、反交连、高频赔偿、直流回授...随处可见。但若依成效 及制造质料、制造要领细分,那可不是一旦一夕 能说得明白 。以是 增加 规模,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。 每台声响 机械都要吃电源─除了强迫 式前级,既然需求 供电,那就少不了「滤波」这个举动 。不要和我争,接纳电池供电虽然无需要 电源平滑滤波。但电池充电电路也有整流及滤波,故滤波电容器照旧会存在。 

 桃花岛ios官方下载二维码如今 习用 的滤波电容,正式的称号 应是:铝箔干式电解电容器。就我的视察,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,其它机种一概都是接纳铝箔干式电解电容;是以 网友有需要 对它多做相识 。

   面临 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么?─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,那是指事情电压或额外 电压。

   事情电压(working voltage)简称WV,为相对 喧嚣 值;若是surge voltage(简称SV或Vs),就是涌浪电压或瓦解电压;,凌驾这个电压值就保险 此电容会被浪淹死─小心电容会爆!凭证 国际IEC 384-4划定,低于315V时,Vs=1.15×Vr,高于315V时,Vs=1.1×Vr。Vs是涌浪电压,Vr是额外 电压(rated voltage)。

   电容器的电荷能量是以Q=CV来表现 ,Q是库伦,C是静电容量,V是电压;故当电压值动摇 时,加大静电容量就能增高电荷能量。请注重 ,电容器的容量单元应是F(farad),可是因计量太高形成 数值偏低,故多改用μF,1F=一百万μF。外洋也有用mF表现 μF,着实 mF不十分 贴切,但机械式打字机上没有μ键,故用m代表micro。

   有了静电容量及事情耐压两个参数,若你正在选购电容,接上去 你会思量 什么?直觉上是价钱。嗯,这个参数很主要 ,而且数值愈低愈佳。也有人先想到品牌,并坚持日本货打死无须 ─还存着八年抗战情结?美外货 也仅能排第二,瑞典或德国制造的才干 排第一。嗯,这个参数也很主要 。但既然谈到品牌,那就不行 疏忽 系列型号;因为 一个制造厂会消费 许多分别 系列的产品 ,系列分别 ,质量 及价钱就会分别 。OK,桃花岛ios官方下载二维码先整理一下,相关 电源平滑滤波电容器的参数已知有:静电容量、额外 事情电压、涌浪瓦解电压、价钱、品牌、型号系列。

   不应当 只要 小猫两三只,外型尺寸也应当 很主要 ,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。至于重量 ,同容量同耐压,但品牌分别 的两个电容做竞赛 ,重量 一定分别 ;而外型尺寸更与机箱妄想 相关 。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初级 的系列。如今 桃花岛ios官方下载二维码再整理一下,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、玄色、蓝色塑胶封装都有厂商在用,它偶然 也具有某些意旨 ,例如日规黑底金字常代表初级 for audio声响 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;近年往日 制电容似乎逐渐 故意 省略制造日期的标示。但外皮颜色及文字印刷不直接与质量 相关 ,故仅加上制造日期参数。尚有 ,别忘了适用事情温度,因为 105度C比85度C更适用于真空管机。若机械要摆在南极,最好选耐负55度C的种类 。

   容量误差也别遗漏,当采多颗并联,为求得单只特征 匀称 ,误差虽然是愈低愈佳。如今 再加上事情温度及容量误差,我们 手上已有12个参数,对电容器应有三成以上相识 。

   请别会错意,电容的事情温度不是指情形 或外貌温度─不论 几度,封装塑胶外皮都是一样,它是指铝箔事情温度,以是 装管机选用85度C种类 也相对 OK,只需 将电容器远离管仔就一定喧嚣 。

   可是真正相关 电容器质量 的几个主要 参数,却都只存在原厂规格书中,完全不会显露在制品封装外皮上,而这些主要 参数才是本文议论 的重点。

 闲逸 因数─损失角

   闲逸 因数dissipation factor(DF)存在于一切 电容器中,偶然 DF值会以损失角tanδ表现 。想想,损失角,既有损失,虽然愈低愈好。塑料电容的损失角很低,但铝电解电容就相当高。DF值是高照旧低,就一致 品牌、一致 系列的电容器来说,与温度、容量、电压、频率......都相关 系;当容量相反 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,不是没有原理。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闲逸 因数DF值,因为 数值甚高很美观 。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,能够 会是1.0000,小数点是在1的前面 。

 漏...泄电 流

 哇!泄电 !最好没有。可是没措施,铝电解电容在事情时一定会发作 泄电 流。

   泄电 流(leakage current)虽然要低,它的盘算公式大致是:I=K×CV。泄电 流I的单元是μA,K是常数,例如是0.01或0.03,每家制造厂会选择分别 的常数。但岂论怎样 ,电容器容量愈高,泄电 流就愈大。若是 你有容量愈大平滑效果愈好的想法,这个「泄电 流」也请思量 在内。从盘算式可得知额外 电压愈高,泄电 流也愈大,是以 降低事情电压亦可降低泄电 流。

   但降低电容器的泄电 流其实不 容易,低泄电 流low leakage current-LL系列价钱高昂 ,我曾向海外 厂商订制一批低泄电 流LL系列电容,价钱比许多入口 电容还贵。泄电 流规格,铝电解电容就比钽电解电容差许多,钽质电容也有干式及湿式两种,不过 它的容量及耐压都较低。

   除特殊 定制外,面临 一样往常 品,想要降低它的泄电 流可想法 提高 Vs对Vr的比值。Vs是涌浪电压,其值虽然比Vr额外 电压高,但施加电压(真实的 事情电压)还应当 比Vr低,例如取Vr的90%;找高耐压种类 可说是完全准确 。

 等效串联电阻ESR

 一只电容器会因其结构 而发作 种种阻抗、感抗,竞赛 主要 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通常都是初级 系列。

   ESR的坎坷 ,与电容器的容量、电压、频率及温度...都相关 ,当额外 电压牢靠 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,其实际 是电阻并联阻值降低。但若思量 电容接脚焊点的阻抗,以小并大,不见得一定会有收获 。

   反过去 说,当容量牢靠 时,选用高WV额外 电压的种类 也能降低 ESR;故耐压高确实 利益多多。频率的浸染 :低频时ESR高,高频时ESR低;虽然,高温 也会形成 ESR的提升。

   串联等效电阻ESR的单元是mΩ,初级 系列电容常是low ESR及low ESL。若竞赛 低内阻及低泄电 流两种特征 ,则低内阻容易告竣,故标示low ESR的电容倒很稀有 。ESR与损失角相关 联,ESR=tanδ/(ω×Cs),Cs是电容量。

   偶然 电容器规格上会有Z,它与ESR的意旨 分别 ,但Z的盘算示与ESR相关 ,同时也思量 到容抗及感抗,是真实的 内阻。适才提到电容的ESR单元是mΩ,那是指大电容,若是220μF小容量电容,其ESR单元就不是mΩ而是Ω。何种电容器的ESR最低?谜底 只要 一个:Sanyo的OS有机半导体电容!

 涟波电流Irac

   前面 谈到的闲逸 因数DF-损失角tanδ、泄电 流、ESR-串联等效电阻...等,其值都是愈低愈好,但如今 要提的涟波电流ripple current却是愈高愈好。特殊 是如今 都特殊 考究 后级扩展 奥秘 有大电流输入 ,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 应有低频及高频事情时两种规格数字,低频约莫是以120Hz做尺度,高频或许是以 10KHz做尺度,但分别 制造厂商能够 会有稍微 的分别 。

   涟波电流与频率恰恰 成正比 ,是以 低频时涟波电流也竞赛 低。可是对桃花岛ios官方下载二维码声响 迷来说,低频段的Irac值才是主要 。以是 在购置 电容器时,涟波电流数字坎坷 是极为主要 的依据 。在一样往常 形状 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。

   已经 有一种说法:RIFA的10000μF相当于其它厂牌15000μF,因为 大局部 日制电容的涟波电流都不高,而RIFA又特殊 高,故好象可以一个当两个用。德国Siemens、英国BHC电容,在Irac这项特征 上也常优于日制品。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。

   就后级扩展 机的举动 来说,许多人会认定低频时吃电流。有个要领可以试:以电表直流电压-DCV最高档 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,注重 电表指针的摆动,你就会发现低频虽然会吃电流,四把吉它连弹也会猛吃电流!什么音乐最适宜 run-in后级扩展 机?Holst的《行星组曲》第一曲MARS。

   如今 你应当 已经明晰 六成以上,或许你想问:有无 体型不大,泄电 低、ESR低、tanδ低、误差低、价钱低,但涟波电流高、适用温度规模高的铝电解电容?嗯...,没有!

   关于容量误差,近年来铝质电解电容颇有行进 ,以往是-20%~+40%,如今 大多是+/-20%。但其容量常偏+而不是偏-,故10000μF丈量起来有能够 会接近 12000μF。

   准确 量取大容量电容器的静电容量,是我多年来不时 想做的事。不要嫌疑 ,这种实验 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)频率实验 的平均 值。这种仪器海外 市场曾泛起过,小卖新台币十万元─只差泄电 流的实验 。

   额外 事情电压的喧嚣 度,在我的尺度是:至少 理让15%。例如某电容的额外 电压是50V,虽然涌浪电压能够 高至63V,但我最高只会施加 42V电压。让电容器的额外 电压具有较多的余裕,能降低内阻、降低泄电 流、降低损失角、增添 寿命,一举数得何乐不为?以前曾看过日制扩展 机,±48V事情电压配上10000μF/50V滤波电容;短时间 内虽然不会烧坏,但时日恒久,寿命有能够 降低,那就得交流 新品或另购新机。以是 日制品常有「时间 到了,该走了」的宿命,你也不行 指摘 它是偷工减料,理想 经商 总要图利,若终身 只能卖你一次,怎样 赚钱?

 容量愈高哼声愈低?

   自己 装,最厌恶 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 信托 ,因扩展 机的哼声常是因地回路不当 惹起 ,来自电容器微乎其微 。可是 实际 上,容量愈高,电源平滑效果也就愈佳,以是 大容量的做法,是许多设计者及DIY迷亦笃信 不疑。

   是以 很多 后级扩展 机,特殊 是美国产品 Krell、Mark Levinson,最爱接纳激流 塘─大电容;丹麦的Dynaudio,连前级扩展 机都用到十数万μF之容量。至于AC & DC交直流,也竞赛 倾向于「大容量」派,但尚恰如其分 。

   可是也有很多 名厂走低容量路子,例如美国Amcron有台 250W×2专业后级扩展 机,两声道算计 500W,只用了2只8200μF小滤波电容器(好象是小了点)。瑞士Goldmund算是Hi-End品牌,产品 送到各杂志社试听,没有一个议论 员胆敢说它坏,它的大后级就是接纳小电容。瑞士FM Acoustics更是贵到毙,一台平面 声后级后级可换一部Benz车。它的220W×2专业后级,号称数十A电流输入 ,自己 亲眼得见,全机只运用 2只10000μF/100V滤波电容。

   大容量滤波与低容量滤波两种实际 基本 上是统一 的,但却同时存在于声响 圈。以低容量论点设计扩展 机,也可以 完全没有哼声,而且低频表现 也不比「激流 塘」机差。重点是什么?Irac涟波电流。若是 你如今 照旧满脑子的大容量,那你还不相识 电解电容!

   给各人一个建议:组装后级若接纳低容量滤波电容时,万万 要配用高功率电源变压器。也就是「瘦了电容器、肥了变压器」,这能够 就是扩展 机好声的秘绝。以这几年详细之视察,后级扩展 机若要好声,接纳大功率电源变压器比接纳大容量滤波电容有用 多了。

 一颗大的?多颗小的?

   OK,有人担忧 不下,滤波电容坚持要大μF─那是找一个大的,照旧用十来个小的并接?又有人说用小颗并,不只 内阻可以降低,反映速率 也会也快,透明 度及分辨率都竞赛 好。

   Mark Levinson及Krell的后级不是以小并大,但有谁以为 它反映速率 慢、不透明 有雾?面临 此效果 ,我自己 都恒久堕入 迷阵中。就机箱妄想 来说,用多颗小电容并联似乎竞赛 理想,而且进货量大价钱也自制,甚至前级、后级、综合机,都可接纳一致 种电容。

   入口 机与国产机的运气 有些分别 ,当消耗 者面临 数十万元入口 机接纳多颗小电容时,他会自我诠释 :这个很有原理;但面临 国产品 时,他能够 会有另一套狠毒 的说法:偷工减料!

 就音质表现 ,激流 塘or小水塘、一颗大的or多颗小的,应当 没有相对 关系。邓小平说得好:管它黑猫、白猫,会捉老鼠的就是好猫。

 制造厂牌也关乎质量 特征 ,前述有人终其终身 无须 日制品。美国原本 有两大电容器品牌Mallory及Sprague,如今 Sprague已成绝响,因为 它被日本Nippon Chemi-con收买 ,且公司称号 注册United Chemi-Con/简称UCC。但只需 是仍在美国制造,外皮印有made in USA,商标更改与制造质量 应有关 联。

 不过 外界已有耳语:UCC比Sprague差,能够 性怎样 ?日本商社一旦接手,行销政策自然会大幅改动 ,为了提横跨货量必得降低售价;但假格下滑也会招致 质量 下滑。讯问 外地 署理商瑞普公司,UCC电容销售量比Sprague低,显示海外 厂商有倾轧 UCC的反映。若竞赛 UCC及Sprague的规格特征 ,果真是一付Japanese样─体型大为缩水,原本 40mm×80mm的改成40mm×50mm,价钱能够 较昂贵 ,但ESR增添 、Irac减小─怎不令人掷笔三叹?

 你对日制品有疑虑?没措施,非但美国云云 ,德国也需求 日本资金进入来个德日相助,Siemens就和松下Matsusita配合消费 S+M电容器。这是未来 趋向 ,险些不成 阻止 。RIFA也早就被EVOX吃下,EVOX是大全体 ,随处设厂,本刊SigEnd单端前级有用到1μF电容,就是EVOX品牌,虽然自美国入口 ,但一付台制品容貌 。

 贮存 及事情寿命

 比起电阻、IC、电晶体、塑料电容这些半许久 性组件,铝电解电容的寿命就值得注重 。一是贮存 年限,自然与寿命相关 ,10~20年应无效果 。寄存 过久的电容不宜赶忙 运用 ,运用 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外 电压。

 事情寿命就很难说得明白 ,所谓短命 命LL-long life电容,通常是表现 涟波电流Irac动摇 。前面 曾谈到电容的Irac与事情温度及频率都相关 ,例似乎 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(自己 暂时 想出来的),数字愈高寿命愈低,数字愈接近 1寿命愈长。

 若是 没记错,1.93表现 10万小时,1.85表现 20万小时,故1.67至少 50万小时!但电容器的主要 功用是充、放电特征 ,是以 不宜经常 快速 充、放电。有两个要领可有用 延伸 电容器寿命:一是镌汰 开机、关机次数,二是想法 降低开机时的瞬间 充电电流─你听懂了吗?本刊也注重 到此效果 ,故多年来都是这样做。

   即令是云云 ,若问:终究 是 哪种 电容的音质较好?这也着实 难以回覆。基本 上,分别 品牌、系列的电容,它的声响 表现 自然也是分别 。我小我公家 不会「日制品打死无须 」,只需 处置赏罚 适当 ,日制品也不输西欧 货。多年前曾用过ELNA初级 Cerafine声响 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,不及 透明 。可是并上speed-up小电容后,就豁然活跃 。

   故理想 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 」会改善高频照应 。数值是几多?最好是一大一小,大的1μF、小的0.1μF,MKP是最低要求。

   偶然 并上小电容会发现助益不大,这多是 小电容未选对。RIFA的电解及塑料电容,若想加并speed-up,劝说 你不要找WIMA,建议列位试试MIT的PPFX-S锡箔或RTX系列0.1μF。写这篇文章的同时,也注重 各杂志的广告,美国Krell及加拿大Class'e Audio的Hi-End后级新机种居然 都接纳日本Nichicon电容做主电源平滑滤波!但杂志议论 员有谁敢说它差?!

   前级扩展 机吃不了数百mA电流,故滤波电容较易选择。高瓦数、高输入 电流扩展 机就很难伺候 ,此时滤波电容的Irac特征 就要思量 在内。

   关于 滤波用电解电容,有几点值得网友注重 :一、大致下去 说,日制品的Irac比西欧 品低;二、低泄电 流比低ESR更主要 ;三、大滤波电容宜并接小电容;四、尽管 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通常声响 粗拙,不是没有原理。

   笔者不建议哪种电容最好,因为 只需 用得适当 ,每种电容都可收回 好声。至于刻意强调电容、电阻、焊锡、维护 丝非xxx品牌无须 的人,相对 是生疏 线路结构 的门外汉 !

 关于铝质电解电容的结构

   电容器依其组件结构 大致可分红 :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,铝质再分红 液态电解质及固态电解质。若说液态电解质是铝箔湿式、固态电解质是铝箔干式,那就错了,因铝箔干式及铝箔湿式都是液态电解质电容。

   铝质电解电容是以经由 蚀刻的高纯度铝箔做为阳极,以其外貌经阳极氧化处置赏罚 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。因为 电解液是用吸浸式,故称铝箔干式电解电容。

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

   纵然是欧洲名厂,做为阳极的铝箔也非自行消费 ,而是一致 由某公司供应 ,就好象瑞士表厂甚多,但只要 少数 几家会做油心。约莫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 ,没质料 怎样 消费 交货?至于吸浸电解液的纸,也绝非在一样往常 文具店即可购得,最大供应 商是在马来西亚。

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