滤波电解电容小知识

电容器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”。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。

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，那是指工作电压或额定电压。

工作电压 WV，为绝对安全值；若是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！

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。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，接下来你会考虑什么？直觉上是价钱。这个参数很重要，而且数值愈低愈佳。

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 更适用于真空管机。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。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子就一定安全。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

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。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 的后面。

漏…漏电流

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，电容器容量越高，漏电流就越大。如果你有容量越大平滑效果愈好的想法，这个“漏电流”也请考虑在内。但降低电容器的漏电流并不容易，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。

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，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。

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。

关于容量误差，近年来铝质电解电容颇有进步，以往是-20％～+40％，现在大多是+/-20％。但其容量常偏加而不是偏减，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，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。额定工作电压的安全度，例如某电容的额定电压是 50V，虽然涌浪电压可能高至 63V，但最高只会施加 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，±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。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。因此不少后级扩大机，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。至于 AC & DC 交直流，也比较倾向于“大容量”派，但尚适可而止。

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。重点是什么？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！建议：组装后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。后级扩大机若要好声，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？

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，透明度及分辨率都比较好，但有谁认为它反应速度慢、不透明有雾？面对此问题，就机箱规划来说，用多颗小电容并联似乎比较理想，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。

故实际装配时，记得一定要在主滤波电容上加并 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收益不大，这可能是小电容未选对。

关于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。由于电解液是用吸浸式，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。