电容知识培训Word下载.docx

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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。

电容的分类

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

A

钽电解

L

聚脂等极性有机薄膜

B

聚笨乙烯等非极性有机薄膜

N

铌电解

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

云母纸

H

纸膜复合

Y

云母

I

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。

常用固定电容的直流电压系列

1.6 

4 

6.3 

10 

16 

25 

32* 

40 

50 

63

100 

125* 

160 

250 

300* 

400 

450* 

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。

电容的种类区分

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。

表1电容的类别和符号 

使用指针式万用表判定电容的极性.

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。

铝电解电容器的套管颜色与其特性

铝电解电容器的铝壳外面有一个塑料套管。

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，

附表：

铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性

铝电解电容器使用须知

1、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。

8、在焊接电解电容器时，其焊接时间和焊接温度不应超过10秒钟及260摄氏度。

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SonicFrontiers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；

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（workingvoltage）简称WV，为绝对安全值；

若是surgevoltage（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IEC384-4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（ratedvoltage）。

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foraudio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dissipationfactor（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（leakagecurrent）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lowleakagecurrent-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lowESR/lowESL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lowESR及lowESL。

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lowESR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ripplecurrent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SiemensSIKOREL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SanyoOS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、MarkLevinson，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FMAcoustics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。

MarkLevinson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NipponChemi-con收购，且公司名称注册UnitedChemi-Con/简称UCC。

但只要是仍在美国制造，外皮印有madeinUSA，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powersupply先将它aging（活化）；

夹上端子，缓慢调整powersupply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-longlife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'

eAudio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