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鋁電解電容與鉭電解電容
鋁電解電容的容體比較大,串聯電阻較大,感抗較大,對溫度敏感.它適用于溫度變化不大、工作頻率不高(不高于25kHz)的場合,可用于低頻濾波(在高頻率得時候電解電容的并聯濾波效果較低頻差).鋁電解電容具有極性,安裝時必須保證正確的極性,否則有爆炸的危險.
與鋁電解電容相比,鉭電解電容在串聯電阻、感抗、對溫度的穩定性等方面都有明顯的優勢.但是,它的工作電壓較低.
鋁電解電容器的額定電壓的1.3倍作為電容器的浪涌電壓,工作電壓高于160V時,是額定工作電壓+50V作為浪涌電壓,這是生產廠家保證的電壓,可以允許在短時間內承受此電壓.電容器處于浪涌電壓時,電流會很大,通常是正常情況的10~15倍,如果時間太長,會爆開. 所以一般選用鋁電容器應該把電壓選得稍高些,實際工作電壓為標稱電壓的70~80%為宜.
電解電容的設計小經驗:
1.電解電容在濾波電路中根據具體情況取電壓值為噪聲峰值的1.2--1.5倍,并不根據濾波電路的額定值;
2.電解電容的正下面不得有焊盤和過孔.
3.電解電容不得和周邊的發熱元件直接接觸.
鋁電解電容器適用指南”如下:
4.鋁電解電容分正負極,不得加反向電壓和交流電壓,對可能出現反向電壓的地方應使用無極性電容.
5.對需要快速充放電的地方,不應使用鋁電解電容器,應選擇特別設計的具有較長壽命的電容器.
6.不應使用過載電壓
a.直流電壓玉文博電壓疊加后的縫制電壓低于額定值.
b.兩個以上電解電容串聯的時候要考慮使用平衡電阻器,使得各個電容上的電壓在其額定的范圍內.
7.設計電路板時,應注意電容齊防爆閥上端不得有任何線路,,并應留出2mm以上的空隙.
8.電解也主要化學溶劑及電解紙為易燃物,且電解液導電.當電解液與pc板接觸時,可能腐蝕pc板上的線路.,以致生煙或著火.因此在電解電容下面不應有任何線路.
9.設計線路板向背應確認發熱元器件不靠近鋁電解電容或者電解電容的下面.
紙介電容和聚酯薄膜電容
其容體比較小,串聯電阻小,感抗值較大.它適用于電容量不大、工作頻率不高(如1MHz以下)的場合,可用于低頻濾波和旁路.使用管型紙介電容器或聚酯薄膜電容器時,可把其外殼與參考地相連,以使其外殼能起到屏蔽的作用而減少電場耦合的影響.
云母和陶瓷電容
其容體比很小,串聯電阻小,電感值小,頻率/容量特性穩定.它適用于電容量小、工作頻率高(頻率可達500MHz)的場合,用于高頻濾波、旁路、去耦.但這類電容承受瞬態高壓脈沖能力較弱,因此不能將它隨便跨接在低阻電源線上,除非是特殊設計的.
鋁電解電容ESR比普通鉭電解電容還要小一些.
鉭電解電容抗沖擊能力很差,用于開關電源濾波必須留較大余量.
我列舉幾種同可以用于5V/1A,100KHZ的輸出濾波電容,優劣一看就知.
類型 容量(μF)/耐壓(V) ESR(mΩ)
一般鋁電容 470/10*2 500~800
很好的鋁電容 470/10 150~250
一般鉭電容 100/16*2 600~1000
很好的鉭電容 100/16 100~300
多層陶瓷 100/6.3 5~10
聚苯乙烯電容器
其串聯電阻小,電感值小,電容量相對時間、溫度、電壓很穩定.它適用于要求頻率穩定性高的場合,可用于高頻濾波、旁路、去耦.
安規電容是指用于這樣的場合,即電容器失效后,不會導致電擊,不危及人身安全.
安規電容安全等級 應用中允許的峰值脈沖電壓 過電壓等級(IEC664)
X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ
X2 ≤2.5kV Ⅱ
X3 ≤1.2kV ——
安規電容安全等級 絕緣類型 額定電壓范圍
Y1 雙重絕緣或加強絕緣 ≥ 250V
Y2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V
Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V
Y4 基本絕緣或附加絕緣 <150V
Y電容的電容量必須受到限制,從而達到控制在額定頻率及額定電壓作用下,流過它的漏電流的大小和對系統EMC性能影響的目的.GJB151規定Y電容的容量應不大于0.1uF.Y電容除符合相應的電網電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機械性能方面有足夠的安全余量,避免在極端惡劣環境條件下出現擊穿短路現象,Y電容的耐壓性能對保護人身安全具有重要意義
安規電容的參數選擇:
1.X電容和聚苯乙烯(薄膜乙烯)電容比較,聚苯乙烯 的耐電壓較高,適合EMI 電路的高壓脈沖吸收作用.
2.容量計算:一般兩級X電容,前一級用0.47uF,第二基用0.1uF;單級則用0.47uF.目前還沒有比較方便的計算方法.(電容容量的大小 和電源的功率無直接關系)
電解電容知識(轉載):
1, 標稱參數
就是電容器外殼上所列出的數值.
*靜電容量,用UF表示.就不多說了.
*工作電壓(working voltage)簡稱WV,應為標稱安全值,也就是說應用電路中,不得超過此標稱電壓.
*溫度 常見的大多為85度、105度.高溫條件下(例如純甲類功放)要優選105度標稱的.一般情況下優選高溫度系數的對于改善其他參數性能也有積極的幫助.
2 ,散逸因數dissipation factor(DF)
有時DF值也用損失角tan表示.DF值是高還是低,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;當容量相同時,耐壓愈高的DF值就愈低.頻率愈高DF值愈高,溫度愈高DF值也愈高.DF 值一般不標注在電容器上或規格介紹上面.在DIY選取電容時,可優先考慮選取更高耐壓的,比如工作電壓為45V時,選用50V的就不很合理.盡管使用50V的從承受電壓正常工作方 面并無不妥,但從DF值方面考慮就欠缺一些.使用63V或71V耐壓的會有更好的表現的.當然 再高了性價比上就不合算了.
3 ,等效串聯電阻ESR
ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,ESR要求越低越好.當額定電壓固定時,容量愈大 ESR愈低.當容量固定時,選用高額定電壓的品種可以降低 ESR.低頻時ESR高,高頻時ESR低,高溫也會使ESR上升.等效串聯電阻ESR 很多品牌可以從規格說明 書上查到.
4, 漏電流
一看就明白,就是漏電!鋁電解電容都存在漏電的情況,這是物理結構所決定的.不用說,漏電流當然是越小越好.電容器容量愈高,漏電流就愈大;降低工作電壓可降低漏電流.反過來選用更高耐壓的品種也會有助于減小漏電流.結合上面的兩個參數,相同條件下優先選取高耐壓品種的確是一個簡便可行的好方法;降低內阻、降低漏電流、降低損失角、增加壽命.真是好處多多,唯價格上會高一些.有個說法,既電解電容工作在遠低于額定工作電壓時,由于不能得到有效的足以維持電極跟電解液之間的退極化作用,會導致電解電容的極化而降低漣波電流,增大ESR,從而提早老化.但是這個說法的前提是“遠低于額定工作電壓”,綜合一些長期的實踐經驗來看,選取額定工作電壓標稱值的2/3左右為正常工作電壓,是比較合理可*的.業余情況下可以對電解電容的漏電流大體上估計一下.把相同容量的電解電容按照額定承受電壓進行充電,放置一段時間后再檢測電容器兩端的電壓下降程度.下降電壓越少的漏電流就越小.
5, 漣波電流Irac
漣波電流對于石機的濾波電路來說,是一個很重要的參數.漣波電流Irac 是愈高愈好.他的高低與工作頻率相關,頻率越高Irac越大,頻率越低Irac越小.傳統的認為我們需要在低頻時能夠有很高的漣波電流,以求得到良好的大電流放電特性,使的低頻更加結實飽滿富有彈性,以及良好的控制驅動特性;實際上在高頻時高的漣波電流對音色的正面幫助也很大,可以使高頻有更好的延伸和減小粗糙感.
在我看見的摩機報告和燒友發的帖子中,80%以上的燒友在選擇電解電容方面是缺乏相應的知識和經驗的,買到什么品種抓上就換,根本不考慮其聲音是否匹配.而且有的聽友對濾波電容很不重視,比如我見過的一些臺灣聽友的報告,濾波電容用上了極普通的工業級的電容,然后把大把的錢花在接線柱外殼上,還美曰其名好鋼用在刀刃上.當然,大家對電容把握不住,是和我國的實際情況有關.在我們現有的摩濾波電容的文章中,推薦的大部分電容都是日本貨,比如說elna,紅寶石,nichicon(籃精靈),當然還有日本化工等品種,由于我們一入道就接觸這些電容,因此先入為主的我們就認為這些電容就是最好的電容.當然,玩膽機的朋友,眼界更為開闊,他們決不輕易使用這些日本貨,而是想方設法地去尋找歐美貨.根據本人這些年的實踐來看,在上面的那些日本貨中,除了ENLA的極少數品種和歐美品種和能有一拼外,其他的品種根本不是歐美貨的對手.下面我就為大家介紹一些值得用的電容,為了使大家能夠全面把握這些產品,我專門找到了相關廠家的網站,供大家查閱.
據資料記載,最好的濾波電容是大名鼎鼎的SPRAGUE電容,也就是我們所說的思碧.據說在Krell、Mark Levinson、Cello等著名廠機里,電源濾波一定是由它來坐鎮,此外還有為數多得數不清的音響廠家亦采用SPRAGUE電容.SPRAGUE電容是美國制的高級電解電容,藍色膠皮包裝,品質優異,性能穩定,而且壽命很長.以至于現在的膽機發燒友們挖空心思找尋這個品種的老電容.據說這些老電容性能還是異常優異,但是從我個人的應用情況看,思碧的油浸電容使非常優異的品種,本人買了四個油浸的0.1u的vq作為耦合電容換下了自己膽機上的wima電容,效果令人十分滿意,要知道這四個電容外觀舊的不像樣子了.但是我用過思碧的電解電容來做濾波電容使用,效果不很好.既然這么好的東西我們為什么現在買不到了呢?原因很簡單,在80年代中期,它已經被日本的Nippon Chemi Con (http://www.chemi-con.co.jp/english/...拿紙蠻NITED Chemi Con.雖然思碧被美國化工收購了,但兩個廠的產品還是可以區分開的.早日美國化工生產的電容的外皮包裝的顏色也仍和原來的SPRAGUE電容一樣,是藍色的,不過現在也變成了日本化工的棕色.在日本化工的外皮包裝上,都有一個扁的盾牌圖案,里面有Nippon Chemi Con,Nippon在上,Chemi Con在下,但是美國化工也就是思碧廠生產的只有盾牌圖案,里面沒有字.思碧被日本收了后,迅速按照日本化工的標準進行生產,導致質量明顯不如思碧時代,首先同型號電容的體積就明顯縮小,ESR、Irac等幾項參數也打了折扣,價格便宜了許多.90年代初期.我開始對音響產生了興趣,記得那時候郵購的電路板上經常可以看見美國化工的產品,可見那時候它的知名度還可以維持,但現在是維持不住了,現在的產品中很少能看見美國化工的產品.現在日本化工和美國化工的產品非常多,世面上的二手電容也很多,但是日本化工和美國化工的電容的使用壽命普遍不長,而且使用溫度的上限一般在85左右,大家在購買這些產品時候一定要小心.我在一些二手的網站上看見一些黑心的*商居然把一對普通的日本化工產的400伏400u的二手電解電容賣到30元一對,居然還有聽友去買,想這樣的電容其實不會超過2元錢.據說正宗的思碧電容SPRAGUE聲音沉穩有力、剛韌并舉,跟相同容量的其他品牌相比較,SPRAGUE的聲音會更加 豐厚溫和,同時不失陽剛,通俗一點說就是柔中帶剛.非常優秀的動態表現也是SPRAGUE的特色,但在我自己使用的過程中,發現自己試驗的感受和資料上記載的還是有一定的出入的.絕版的36Dx型在DIY發燒友中口碑比較好.日本化工的產品lxz系列較好.
在濾波用電解電容中,能夠跟SPRAGUE叫勁的不多,但有一個品種完全敢和思碧叫板,那就是我們下面說的RIFA.在本人使用過的電解電容中,本人認為RIFA是天下第一!RIFA是瑞典一個具有60多年歷史的老牌名廠.以空心或黑體大寫字母“RIFA”為其商標特征. 有意思的是除去少數極品器材中偶爾可以看到RIFA那乳白色的身影外(例如Gryphon的DM- 100以及REF-1等旗艦功放;Mark Leivenson、Cello也少有使用),其他品牌中還真的很少見到.原因無他,RIFA的價格太貴了.作為DIY發燒友為求靚聲可以一擲千金,而作為生產廠家就不得不考慮成本因素了.RIFA電容有最優異的指標,最長的使用壽命和最昂貴的價格,別的電容用上7-8年已經行將就木,但是RIFA電容用上7-8年還是像新的一樣,臺灣的聽友文章中寫到:人到中年經濟條件好了,終于舍得買幾個RIFA電容使用了,然后用到自己死,這幾個電容還好好的.
RIFA的 漣波電流Irac 、等效串聯電阻ESR 等效電感等指標達到了目前所有電容中的最高水平.RIFA電容內 部的等效電感和等效電阻都非常的低,他所提供的電流非常大,充放電的速度極快,因此它 能應付強大的動態以及低頻所需的大電流.相對于功放在低頻大動態時的表現就不言而喻了.更可貴的是他的高頻之靚少有匹敵.RIFA電容的聲音一身“富貴相”,相同容量的電容低頻的下潛沒有思碧深,量感上也沒 有思碧來的多,但是質感相當好,富有彈性,松而不肥、蕩而不渾.中頻段的形體質感飽滿 堅實而不硬,高頻段順滑細膩、良好的空氣感、絲絲入扣的分析力也是RIFA 的特點.被譽 為“極品中之極品”當之無愧.RIFA電容特別適合數字電路的電源濾波中,可以降低數碼味.筆者打磨CD機時,將其應用于數 字部分的濾波電路,效果真的是非常好.這一點筆者感觸很深.以筆者使用的經驗看,RIFA電容不費吹灰之力 日制“補品”電容,打得落花流水.它的表現已不局限于高、中、低三頻的改善,無論速度、動態、質感、密度,是一種整體素質的提升.真是一分錢一分貨,貴的有道理.好在目前知道這個電容的聽友不多,目前二手貨的價格還沒有炒得太離譜.這個品牌的電容我用過十多種,其中電解電容用過2個系列5-6種.
還可以稱為世界名牌的電容是德國著名的ROE電解電容,這個品牌的電容我用過7-8種,其中兩款是電解電容.網上的資料說ROE電解電容在可以和SPRAGUE電容相比美,二者可說是歐美主力音響品牌中唯二的選擇,但是對這種結論筆者不敢茍同.筆者認為ROE電解電容和RIFA電容還是有很大的差別的.歐洲的音響器材ROE電容用得很多,各種臥式立式電容在電路板上經常可見.說到SPRAGUE電容與ROE電容在HI-END 音響器材中的代表性,可以Krell的擴大機來做為典范,Krell的功率擴大機主濾波電容是sprague電容,輸入級電墾放大與驅動級的電容器,便采用了ROE.Krell的前級以及數位器材也是依樣畫葫蘆,特別的是Krell的前級以及數位器材里所用的ROE電容都一定采用一種豬肝色塑膠殼包裝,EK材質的品種.ROE電容在以前大部份是金黃色的外皮包裝,裝在機箱內部線路板上金黃一片煞是好看,令人不由得聯想起泛著黃金般光澤的音質與音色,澳洲有一ROE電容作為主濾波電容,在造型設計時并特別將電容器外露出來,以增加器材本身高級的質感.不過近來的ROE 電容,小數值的電容外包裝已經改為黑色了,但黑色的ROE電解電容我還沒有用過.其中標注為DIN--41 238型號的聲音最靚.
上面簡單地介紹了幾個世界級的品牌電容,有些是從網上的摘來的,有些是我自己的感受,一切都是為了讓大家更好的了解這些品牌,希望不算是抄襲.
為大家介紹一些我使用過的名牌電解電容.
思碧的電解電容我只用過1種.那是80年代初期的D500那一款.這款電容是銀色的金屬外殼,兩頭出引線,紅色的一頭為正,是25伏1000u的.其外形和國產的cj-10電容很接近,但是要比那個電容大一些,拿到手里分量不太足,顯得輕飄飄的.試音發現,這款電容的高頻部分表現不那么突出,顯得過于溫暖,解析力不強,資料上說對那些本就朦朧不透的器材選用SPRAGUE時,校聲過程中可能會麻煩一些,而對于那些中頻干薄、高 頻刺亮的器材,SPRAGUE就會英雄大有用武之地了.這個結論我是同意的.這款電容的低頻也不太好,解析力和力度都不太令人滿意,我不知道它使本身就如此還是太老了.但該電容的中頻給我留下了很深的印象,它的中頻非常舒展,令人非常放松,很像是一個天真爛漫的小姑娘,尤其像村姑.思碧的薄膜電容的中高頻也非常疏松自然,和膽機搭配可以使膽氣四溢,膽機高手首選思碧電容,是有他的道理的.
相比世界上其他品牌的電容,RIFA電容的電解電容的品種相對來說很少,常見的也就是PEH-169,PEH-124,PEH126,還有PEG系列.兩者的不同在于腳的排列.具體參見其網站. (http://www.bravoelectro.com/assets/multimedia/erkat.pdf). RIFA的電容從來不標什么LONG LIFE(長壽命)和for audio(音響專用),但是壽命都很長而且聲音都那么好,這和其他的廠家形成了鮮明的對比,在以上3個系列中,PEH-124的使用壽命最長,其網站提供的技術資料明確顯示,該系列的使用壽命在30年,而PEH-169的使用壽命較短,標明的為10年.PEH-126的標稱溫度最高,可以高達150度.從網站上提供的參數看,這三個產品似乎并不是并行的產品,而是上下互相補充的產品.如PEH-124系列的耐壓和容量都不大,那些大容量高壓的品種都在PEH-169中出現.RIFA的產品外面都有一個比較厚的塑料絕緣套.PEH-169系列的電容是兩個腳,接線要用螺絲固定.而另外兩個系列的有三個腳,中間一個為正,兩邊各有一個為負,其外殼為負.橫向引腳得就比較簡單了,一個為正,一個為負.另外要注意的是PEH-169系列的電容里面有大量的電解液,搖起來嘩嘩響,一般來說要起來不響的,其使用壽命可能就不會太長了.
我最先使用的RIFA電容是PEH-124的40伏1000u的電容,我用的是1995-1996年的產品.我用每組四個并聯湊成4000u為CD的數模轉換和運放供電.效果極佳.其效果主要表現在以下幾個方面:1,音色極為優美,各音域表現異常全面,幾乎無懈可擊.2,速度非常快,決不拖泥帶水,讓你想起法拉利的賽車,該電容在小動態時優美動聽,在大動態時從容不迫,輕而易舉的完成爆棚,而且力度,音場讓人都非常滿意,你都想不明白這百萬雄兵是從哪里冒出來瞬間又躲到了哪里.3,細節非常豐富,表達非常細膩,在我用過的這些名牌電容中,這款電容是最具有膽味的產品,有網友說該電容是去除數碼聲的利器,對此我完全贊同.思碧的電容本身膽味不濃,但可以和其他的元件配合,將膽氣烘托出來.但這款電容本身就具有濃郁的膽氣.該電容的好處不是用幾句話就能說明的,我個人愿意用天下第一,無懈可擊來對其做出評價.如果硬要找點其弱點的話,我覺得這款電容比較挑電,和含銀的線搭配效果最好,和銅線搭配效果就差些,之前的供電部分越好,電容的效果就發揮的越好.另外就是這款電容的體積較大,在石機上用還還說,但是用在膽機上就比較困難了.因為膽機濾波電容的直徑一般35mm,但是rifa的膽機電容的直徑太粗,很難安裝.這款電容幾乎不發熱.此前我的CD機原配的電容為nichicon(藍精靈)電容,是muse系列,是一款音響專用電容,但是使用半個小時后,電容就非常熱了,長期使用,烘得上蓋板都溫溫的,但是,RIFA的多款電容無論怎么使用都沒有一絲熱量.
RIFA電容的品質如此之好,到底是怎么做出來的了,總于有一天我忍不住好奇,忍痛拆了一個電容.很費勁的從引腳處拆開電容后,發現里面有一個很粗的紙卷,把電容里面撐的滿滿的,里面還有一些淡黃的液體,把紙筒挑出來后展開,發現其結構為兩層紙和兩條鋁箔,一條鋁箔為銀色的,另一條為暗灰色的,紙和鋁箔的寬度比135膠卷稍窄,長度約為1米左右,其中的紙帶為白色,和中國的宣紙很接近,但是其質地比中國的宣紙更加細膩均一.據說該電容的音色和這種紙有很大關系,這種紙只有馬來西亞生產,Cerafine系列的電容就使用了這種紙.
我是后來拿到的拿到了PEH-169,拿到了PEH-169后,我一時竟然沒有興趣試聽.因為這款電容是1982年產的,而且其外面的塑料殼磨的很厲害,顯得非常舊,想想該電容的標稱壽命只有10年,因此我也沒有什么興趣再試聽這款電容了.偶爾有一天又看見了這幾個電容,心想反正也沒事干,不妨試試吧.安裝后開機,其表現令人大吃一驚,其表現居然也那么出色.褒熟后再聽,感覺其音場更加宏大,更加寬厚,其音色要比124系列溫暖,更加寬厚和從容不迫.和思碧的薄膜電容相配,膽色過人.其低頻也更有力度,在音場的營造方面,該電容做得非常好,各種聲音定位準確但又不過分分離,音樂的整體感非常好,面對這該電容營造出的聲音,有置身于融融月光之中的感覺.都20多年前生產的產品,現在的表現還那么好,真不知道這種電容是怎么造出來的.當然這款電容和124系列相比,在中高頻部分有一些不足,解析力和通透性略差,聲音也不是太細膩,不知道該電容就是如此還是時間太久的緣故.我感覺就我手上的產品來看,169系列的產品更適合在功放上使用.
我用過的ROE的電解電容有兩種.ROE電解電容具有鮮明的特點,其聲音和銀線的聲音很接近,非常華麗,解析力高的驚人.其定位異常準確,高頻非常順滑.其低頻下潛的很深.對于一個世界有名的電容,其低頻下潛的很深,這并不出乎我的意料,但是其低頻居然比RIFA下潛的還深,這是我沒有想到的.但是其低頻的力度不如RIFA控制得好,顯得有些渾濁,低頻得質感也不如RIFA,如果聽交響樂,那么roe電容是首選,各個樂器的定位很清晰,表現的從容不迫,再復雜的音樂也可以交代的清清楚楚.roe電容是追求hifi效果的聽友的首選,從技術的角度來講,roe是難得的作品,但是其過于精確,導致其音樂性打了一定的折扣,聽ROE的音樂,你很難有融到音樂中的感覺,你可以明顯感覺到你和音樂之間的距離.太精確的東西就沒有詩意了,哲學家狄德魯說得一點不錯.ROE和德國的WIMA都和德國人很相似,都很技術化,但是缺乏詩意.ROE的電容也基本上不發熱,用很長時間后摸著還是涼的.但是ROE的電容上面不些出廠日期,這樣很難判斷其未來還能用多少年.
ELNA電容我用過Silmic, ForAudio 和longlife系列.
ELNA (參見網站http://www.elna-america.com/ptable5...菀燦辛?5年的歷 史,可以說是日制電容業的老大.跟歐美一些名牌電容的外包裝所不同的是ELNA喜歡在不同 型號之間,使用不同的彩色外殼封裝,閃閃發亮剎是好看.ELNA的音頻專用電解電容也不是 等閑之輩,在很多中、高檔器材上都可以覓見他的影蹤.特別是在高檔日產器材上,幾乎是 ELNA音響專用電容的天下,例如DENON的旗艦CD、頂班功放,SONY的頂級SACD、CD、功放, MARANTZ、金嗓子的頂班器材,歐洲的“音樂之旅”功放等等不一例舉.
在我用過的ELNA電容中,longlife系列表現一般,根本無法和歐洲貨抗衡.Cerafine系列我沒有用過,但從其網站大的資料來看,它采用和RIFA類似的原料和制造工藝.Silmic是一款值得一說的產品.SILMIC為為無氧銅引出腳,據說內部使用了蠶絲,該電容的介質損耗角t g &特別低,幾乎達到MKP電容的數值.特別適合作級間耦合.該款電容的有些指標和rifa不相上下,甚至好于RIFA,但是蠶絲的使用注定了它的聲音會稍硬一些,我覺得這款產品是為數不多的可以和RIFA一拼的電容,但是它缺乏RIFA所具有的細膩和膽氣,它的高頻很順滑,但是過于順滑,反而缺乏一種貴氣.日本可以造出最好的工業品,但是造不出最好的藝術品,這一點在電容上也可以反映出來.建議聽友在找不到薄膜電容做耦合電容時,可以采用Silmic電容來做耦合電容,根據我的經驗來看,用電解電容做耦合電容效果令人很不滿意,這時候,如果你沒有薄膜電容的話,Silmic電容應該時很好的選擇.不過這款電容太貴了,甚至比RIFA還貴,不劃算呀,ForAudio也不錯,但我覺得不如SILMIC.其實ELNA產品從大面上講和歐洲貨差距不大,但就是在細微處顯露處差距.
需要指出的是,由于國內的聽友太認同ELNA的產品,國內正宗ELNA產品幾乎難覓,假貨很多.市場上所能看到買到的大多是OEM產品,國內就有廠家就在給ELNA OEM產品,能夠買到臺灣 立隆ELNA-SONIC 公司的產品也算幸運了.不過,在國內,投資者不久也可以見到全新的價格比較適中的RIFA產品了,RIFA在我國的已經設了廠,希望其品質不要有太多的降低.另外ELNA的產品壽命普遍不長,而且發熱比較大,當然,這也很好理解,把一個電容的壽命做到30年,這肯定也不符合利潤至上的日本傳統.
目前還有一個廠家的電容也很受燒友的喜愛,那就是英國Aerovox的電容,常見的標著BHC ,這家廠子的油浸電容很有名,這家企業目前已經被RIFA收購了,這家廠子的產品我一種也沒有用過,有用過的聽友不妨出一篇試聽報告.
目前simens的二手電容也很多,這個品牌的電容我用過一種,就是德西門子SIKOREL黑殼金字 2200u 100v電解.這款電解的 漣波電流據說比RIFA-169的還高,我也就是沖這花了兩三年的時間才找到了兩枚這種電容,這款電容的外殼是黑色的硬塑料,上面刻著金字.外觀非常漂亮,但是聲音令人不很滿意.它的中頻很疏松很寬厚飽滿,音樂感很優異,但是速度偏慢,高低音都欠佳,尤其是高音不太好.由于它的中頻異常出色,我舍不得放棄它,費了很大的力氣來調整它的聲音,但高低頻的聲音仍不理想,只好放棄了.我還用過幾款西門子的薄膜電容,也存在類似的情況.
在膽機用濾波電容中,美國的cornell dubilier的效果不錯,它的直徑是35mm,高度要比日本貨高一倍,其聲音和RIFA比較接近,但各方面都要比RIFA的聲音差一些,但是相同耐壓的RIFA電容的直徑是75mm,無法安裝.cornell dubilier電容的腳是2個較粗的接線柱,通過螺絲固定,而很多日本貨是四個腳,直接焊接,因此在替換的時候仍然比較麻煩,我費了很大力氣才把我的膽機上的四個濾波電容換好.
淺談電源濾波用電解電容
容器(capacitor)在音響組件中被廣泛運用,濾波、反交連、高頻補償、直流回授…隨處可見.但若依功能及制造材料、制造方法細分,那可不是一朝一夕能說得明白.所以縮小范圍,本文只談電解電容,而且只談電源平滑濾波用的鋁質電解電容.
每臺音響機器都要吃電源─除了被動式前級,既然需要供電,那就少不了「濾波」這個動作.不要和我爭,采用電池供電當然無必要電源平滑濾波.但電池充電電路也有整流及濾波,故濾波電容器還是會存在.
我們現在習用的濾波電容,正式的名稱應是:鋁箔乾式電解電容器.就我的觀察,除加拿大Sonic Frontiers真空管前級,曾在高壓穩壓線路中選用PP塑料電容做濾波外,其它機種一概都是采用鋁箔乾式電解電容;因此網友有必要對它多做了解.
面對電源穩壓線路中擔任電源平滑濾波的電容器,你首先想到的會是什麼?─容量?耐壓?電容器的封裝外皮上一定有容量標示,那是指靜電容量;也一定有耐壓標示,那是指工作電壓或額定電壓.
工作電壓(working voltage)簡稱WV,為絕對安全值;若是surge voltage(簡稱SV或Vs),就是涌浪電壓或崩潰電壓;,超過這個電壓值就保證此電容會被浪淹死─小心電容會爆!根據國際IEC 384-4規定,低於315V時,Vs=1.15×Vr,高於315V時,Vs=1.1×Vr.Vs是涌浪電壓,Vr是額定電壓(rated voltage).
電容器的電荷能量是以Q＝CV來表示,Q是庫倫,C是靜電容量,V是電壓;故當電壓值不變時,加大靜電容量就能增高電荷能量.請注意,電容器的容量單位應是F(farad),可是因計量太高造成數值偏低,故多改用μF,1F=一百萬μF.國外也有用mF表示μF,其實mF不十分貼切,但機械式打字機上沒有μ鍵,故用m代表micro.
有了靜電容量及工作耐壓兩個參數,若你正在選購電容,接下來你會考慮什麼?直覺上是價錢.嗯,這個參數很重要,而且數值愈低愈佳.也有人先想到品牌,并堅持日本貨打死不用─還存著八年抗戰情結?美國貨也僅能排第二,瑞典或德國制造的才能排第一.嗯,這個參數也很重要.但既然談到品牌,那就不能忽略系列型號;因為一個制造廠會生產許多不同系列的產品,系列不同,品質及價格就會不同.OK,我們先整理一下,有關電源平滑濾波電容器的參數已知有:靜電容量、額定工作電壓、涌浪崩潰電壓、價格、品牌、型號系列.
不應該只有小貓兩三只,外型尺寸也應該很重要,因為與它相關的有重量及接腳型態,snap-in是插焊PC板式,screw是鎖螺絲式.至於重量,同容量同耐壓,但品牌不同的兩個電容做比較,重量一定不同;而外型尺寸更與機箱規劃有關.有些電容不是全圓型,有點像是多角型,Philips、BHC都有這種看起來似乎很高級的系列.現在我們再整理一下,加上重量、外型尺寸、接腳型態─已有九個參數.
外皮顏色?這是誰提出來的?很妙.因白色、黑色、藍色塑膠封裝都有廠商在用,它有時也具有某些意義,例如日規黑底金字常代表高級for audio音響級電容.僅憑外觀還能想到哪些?制造日期,9627就是1996年第27周出廠;近年來日制電容似乎逐漸有意省略制造日期的標示.但外皮顏色及文字印刷不直接與品質有關,故僅加上制造日期參數.還有,別忘了適用工作溫度,因為 105度C比85度C更適用於真空管機.若機器要擺在南極,最好選耐負55度C的品種.
容量誤差也別遺漏,當采多顆并聯,為求得單只特性均勻,誤差當然是愈低愈佳.現在再加上工作溫度及容量誤差,咱們手上已有12個參數,對電容器應有三成以上了解.
請別會錯意,電容的工作溫度不是指環境或表面溫度─不管幾度,封裝塑膠外皮都是一樣,它是指鋁箔工作溫度,所以裝管機選用85度C品種也絕對OK,只要將電容器遠離管仔就一定安全.
可是真正有關電容器品質的幾個重要參數,卻都只存在原廠規格書中,完全不會顯露在成品封裝外皮上,而這些重要參數才是本文談論的重點.
散逸因數─損失角
散逸因數dissipation factor(DF)存在於所有電容器中,有時DF值會以損失角tanδ表示.想想,損失角,既有損失,當然愈低愈好.塑料電容的損失角很低,但鋁電解電容就相當高.DF值是高還是低,就同一品牌、同一系列的電容器來說,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;當容量相同時,耐壓愈高的DF值就愈低.舉實例做說明,同廠牌同系列的10000μF電容,耐壓80V的DF值一定比耐壓63V的低.所本刊選用濾波電容常會找較高耐壓者,不是沒有道理.此外溫度愈高DF值愈高,頻率愈高DF值也會愈高.
但許多電容器制造廠,在規格書上常不注明散逸因數DF值,因為數值甚高很難看.以瑞典RIFA為例,其藍色PHE-420系列是MKP塑料電容,它的DF值最低是0.00005/最高是0.0008.但白色頂級PEH169系列鋁質電解電容,就未標示損失角規格.若真注明DF值,可能會是1.0000,小數點是在1的後面.
漏…漏電流
哇!漏電!最好沒有.可是沒辦法,鋁電解電容在工作時一定會產生漏電流.
漏電流(leakage current)當然要低,它的計算公式大致是:I＝K×CV.漏電流I的單位是μA,K是常數,例如是0.01或0.03,每家制造廠會選擇不同的常數.但不論如何,電容器容量愈高,漏電流就愈大.如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法,這個「漏電流」也請考慮在內.從計算式可得知額定電壓愈高,漏電流也愈大,因此降低工作電壓亦可降低漏電流.
但降低電容器的漏電流并不容易,低漏電流low leakage current-LL系列價格高昂,我曾向國內廠商訂制一批低漏電流LL系列電容,價格比許多進口電容還貴.漏電流規格,鋁電解電容就比鉭電解電容差許多,鉭質電容也有乾式及濕式兩種,不過它的容量及耐壓都較低.
除特別定制外,面對一般品,想要降低它的漏電流可設法提高Vs對Vr的比值.Vs是涌浪電壓,其值當然比Vr額定電壓高,但施加電壓(真正的工作電壓)還應該比Vr低,例如取Vr的90%;找高耐壓品種可說是完全正確.
等效串聯電阻ESR
一只電容器會因其構造而產生各種阻抗、感抗,比較重要的就是ESR等效串聯電阻及ESL等效串聯電感─這就是容抗的基礎.電容器提供電容量,要電阻干嘛?故ESR及ESL也要求低…低;但low ESR/low ESL通常都是高級系列.
ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,當額定電壓固定時,容量愈大 ESR愈低.有人習用將多顆小電容并接成一顆大電容以降低阻抗,其理論是電阻并聯阻值降低.但若考慮電容接腳焊點的阻抗,以小并大,不見得一定會有收獲.
反過來說,當容量固定時,選用高WV額定電壓的品種也能降低 ESR;故耐壓高確實好處多多.頻率的影響:低頻時ESR高,高頻時ESR低;當然,高溫也會造成ESR的提升.
串聯等效電阻ESR的單位是mΩ,高級系列電容常是low ESR及low ESL.若比較低內阻及低漏電流兩種特性,則低內阻容易達成,故標示low ESR的電容倒很常見.ESR與損失角有關聯,ESR＝tanδ/(ω×Cs),Cs是電容量.
有時電容器規格上會有Z,它與ESR的意義不同,但Z的計算示與ESR有關,同時也考慮到容抗及感抗,是真正的內阻.剛才提到電容的ESR單位是mΩ,那是指大電容,若是220μF小容量電容,其ESR單位就不是mΩ而是Ω.何種電容器的ESR最低?答案只有一個:Sanyo的OS有機半導體電容!
漣波電流Irac
前面談到的散逸因數DF-損失角tanδ、漏電流、ESR-串聯等效電阻…等,其值都是愈低愈好,但現在要提的漣波電流ripple current卻是愈高愈好.特別是現在都特別講究後級擴大機要有大電流輸出,電源平滑濾波電容器的漣波電流Irac(或Iac)就顯得格外突出.
漣波電流Irac的標示至少應有低頻及高頻工作時兩種規格數字,低頻大約是以120Hz做標準,高頻大概是以 10KHz做標準,但不同制造廠商可能會有略微的差別.
漣波電流與頻率剛好成正比,因此低頻時漣波電流也比較低.可是對我們音響迷來說,低頻段的Irac值才是重要.所以在采購電容器時,漣波電流數字高低是極為重要的依據.在一般狀況下,同品牌時,鎖螺絲式電容的漣波電流通常比snap-in插PC板式來得高.
曾經有一種說法:RIFA的10000μF相當於其它廠牌15000μF,因為大部份日制電容的漣波電流都不高,而RIFA又特別高,故好像可以一個當兩個用.德國Siemens、英國BHC電容,在Irac這項特性上也常優於日制品.就筆者所知,Irac最大的電容,是Siemens SIKOREL系列電容為最高,6800μF/63V就高達20A!若是小容量電容,Irac最大的是Sanyo OS電容.
就後級擴大機的動作來說,很多人會認定低頻時吃電流.有個方法可以試:以電表直流電壓-DCV最低檔量任一只射極電阻壓降,最好是指針電表,播放唱片,將前級音量轉大,注意電表指針的擺動,你就會發現低頻固然會吃電流,四把吉它連彈也會猛吃電流!什麼音樂最適合run-in後級擴大機?Holst的《行星組曲》第一曲MARS.
現在你應該已經明了六成以上,或許你想問:有沒有體型不大,漏電低、ESR低、tanδ低、誤差低、價格低,但漣波電流高、適用溫度范圍高的鋁電解電容?嗯…,沒有!
關於容量誤差,近年來鋁質電解電容頗有進步,以往是-20%~+40%,現在大多是+/-20%.但其容量常偏+而不是偏-,故10000μF測量起來有可能會接近12000μF.
精確量取大容量電容器的靜電容量,是我多年來一直想做的事.不要懷疑,這種測試儀器很難買到,美國曾制造過,可量至99999μF,并能同時顯示DF值及 ESR值;而且電容量是100Hz、1KHz、10KHz三段(不是兩段)頻率測試的平均值.這種儀器國內市場曾出現過,小賣新臺幣十萬元─只差漏電流的測試.
額定工作電壓的安全度,在我的標準是:至少理讓15%.例如某電容的額定電壓是50V,雖然涌浪電壓可能高至63V,但我最高只會施加 42V電壓.讓電容器的額定電壓具有較多的余裕,能降低內阻、降低漏電流、降低損失角、增加壽命,一舉數得何樂不為?以前曾看過日制擴大機,±48V工作電壓配上10000μF/50V濾波電容;短時間內當然不會燒壞,但時日長久,壽命有可能降低,那就得更換新品或另購新機.所以日制品常有「時間到了,該走了」的宿命,你也不能指責它是偷工減料,畢竟做生意總要圖利,若一輩子只能賣你一次,如何賺錢?
容量愈高哼聲愈低?
自己裝,最討厭的就是哼聲除不掉.有人將濾波電容加大,哼聲就沒了.我是不十分相信,因擴大機的哼聲常是因地回路不當引起,來自電容器微乎其微.但是理論上,容量愈高,電源平滑效果也就愈佳,所以大容量的做法,是許多設計者及DIY迷亦深信不疑.
因此不少後級擴大機,特別是美國產品Krell、Mark Levinson,最愛采用大水塘─大電容;丹麥的Dynaudio,連前級擴大機都用到十數萬μF之容量.至於AC & DC交直流,也比較傾向於「大容量」派,但尚適可而止.
可是也有不少名廠走低容量路子,例如美國Amcron有臺 250W×2專業後級擴大機,兩聲道合計500W,只用了2只8200μF小濾波電容器(好像是小了點).瑞士Goldmund算是Hi-End品牌,產品送到各雜志社試聽,沒有一個評論員膽敢說它壞,它的大後級就是采用小電容.瑞士FM Acoustics更是貴到斃,一臺立體聲後級後級可換一部Benz車.它的220W×2專業後級,號稱數十A電流輸出,本人親眼得見,全機只使用2只10000μF/100V濾波電容.
大容量濾波與低容量濾波兩種理論基本上是對立的,但卻同時存在於音響圈.以低容量論點設計擴大機,也可以完全沒有哼聲,而且低頻表現也不比「大水塘」機差.重點是什麼?Irac漣波電流.如果你如今還是滿腦子的大容量,那你還不了解電解電容!
給大家一個建議:組裝後級若采用低容量濾波電容時,千萬要配用高功率電源變壓器.也就是「瘦了電容器、肥了變壓器」,這可能就是擴大機好聲的秘絕.以這幾年詳細之觀察,後級擴大機若要好聲,采用大功率電源變壓器比采用大容量濾波電容有效多了.
一顆大的?多顆小的?
OK,有人放心不下,濾波電容堅持要大μF─那是找一個大的,還是用十來個小的并接?又有人說用小顆并,不但內阻可以降低,反應速度也會也快,透明度及解析度都比較好.
Mark Levinson及Krell的後級不是以小并大,但有誰認為它反應速度慢、不透明有霧?面對此問題,我自己都長期陷入迷陣中.就機箱規劃來說,用多顆小電容并聯似乎比較理想,而且進貨量大價格也便宜,甚至前級、後級、綜合機,都可采用同一種電容.
進口機與國產機的命運有些不同,當消費者面對數十萬元進口機采用多顆小電容時,他會自我解釋:這個很有道理;但面對國產品時,他可能會有另一套惡毒的說法:偷工減料!
就音質表現,大水塘or小水塘、一顆大的or多顆小的,應該沒有絕對關系.鄧小平說得好:管它黑貓、白貓,會捉老鼠的就是好貓.
制造廠牌也關乎品質特性,前述有人終其一生不用日制品.美國原本有兩大電容器品牌Mallory及Sprague,現在 Sprague已成絕響,因為它被日本Nippon Chemi-con收購,且公司名稱注冊United Chemi-Con/簡稱UCC.但只要是仍在美國制造,外皮印有made in USA,商標更改與制造品質應無關聯.
不過外界已有耳語:UCC比Sprague差,可能性如何?日本商社一旦接手,行銷政策自然會大幅改變,為了提高出貨量必得降低售價;但假格下滑也會導致品質下滑.詢問本地代理商瑞普公司,UCC電容銷售量比Sprague低,顯示國內廠商有排斥UCC的反映.若比較UCC及Sprague的規格特性,果然是一付Japanese樣─體型大為縮水,原本40mm×80mm的改成40mm×50mm,價格可能較低廉,但ESR增加、Irac減小─怎不令人擲筆三嘆?
你對日制品有疑慮?沒辦法,非但美國如此,德國也需要日本資金進入來個德日合作,Siemens就和松下Matsusita共同生產S+M電容器.這是未來趨勢,幾乎不可避免.RIFA也早就被EVOX吃下,EVOX是大集團,到處設廠,本刊SigEnd單端前級有用到1μF電容,就是EVOX品牌,雖然自美國進口,但一付臺制品模樣.
儲存及工作壽命
比起電阻、IC、電晶體、塑料電容這些半永久性元件,鋁電解電容的壽命就值得重視.一是儲存年限,自然與壽命有關,10~20年應無問題.存放過久的電容不宜立刻使用,利用power supply先將它aging(活化);夾上端子,緩慢調整power supply電壓,由低至高,最高可調至此電容的額定電壓.
工作壽命就很難說得明白,所謂長壽命LL-long life電容,通常是表示漣波電流Irac穩定.前面曾談到電容的Irac與工作溫度及頻率都有關,例如同是10KHz,40度C時是15A,85度C時是9A;15A/9A＝1.67.此數字就是電容的壽命因數(本人臨時想出來的),數字愈高壽命愈低,數字愈接近1壽命愈長.
如果沒記錯,1.93表示10萬小時,1.85表示20萬小時,故1.67至少50萬小時!但電容器的主要功用是充、放電特性,因此不宜經常快速充、放電.有兩個方法可有效延長電容器壽命:一是減少開機、關機次數,二是設法降低開機時的瞬間充電電流─你聽懂了嗎?本刊也注意到此問題,故多年來都是這樣做.
即令是如此,若問:到底是哪一種電容的音質較好?這也實在難以回答.基本上,不同品牌、系列的電容,它的聲音表現自然也是不同.我個人不會「日制品打死不用」,只要處理得當,日制品也不輸歐美貨.多年前曾用過ELNA高級Cerafine音響級電容,它的ESR雖然低,但Irac也不高,裝在amp.上,低頻很厚實,但霧氣較重,不夠透明.可是并上speed-up小電容後,就豁然開朗.
故實際裝配時,記得一定要在主濾波電容上加并speed-up小電容,此舉「至少」會改善高頻響應.數值是多少?最好是一大一小,大的1μF、小的0.1μF,MKP是最低要求.
有時并上小電容會發現助益不大,這可能是小電容未選對.RIFA的電解及塑料電容,若想加并speed-up,奉勸你不要找WIMA,建議各位試試MIT的PPFX-S錫箔或RTX系列0.1μF.寫這篇文章的同時,也留意各雜志的廣告,美國Krell及加拿大Class'e Audio的Hi-End後級新機種竟然都采用日本Nichicon電容做主電源平滑濾波!但雜志評論員有誰敢說它差?!
前級擴大機吃不了數百mA電流,故濾波電容較易選擇.高瓦數、高輸出電流擴大機就很難伺候,此時濾波電容的Irac特性就要考慮在內.
對於濾波用電解電容,有幾點值得網友注意:一、大致上來說,日制品的Irac比歐美品低;二、低漏電流比低ESR更重要;三、大濾波電容宜并接小電容;四、盡量選高耐壓電容;五、最頂級的電容,容量及耐壓都不高,故數百瓦的大power通常聲音粗糙,不是沒有道理.
筆者不建議哪種電容最好,因為只要用得恰當,每種電容都可發出好聲.至於刻意強調電容、電阻、焊錫、保險絲非xxx品牌不用的人,絕對是不懂線路結構的外行人!
關於鋁質電解電容的構造
電容器依其元件構造大致可分成:一、卷繞型,二、積層型,三、電解型.而電解型又分鋁質及鉭質兩類,鋁質再分成液態電解質及固態電解質.若說液態電解質是鋁箔濕式、固態電解質是鋁箔乾式,那就錯了,因鋁箔乾式及鋁箔濕式都是液態電解質電容.
鋁質電解電容是以經過蝕刻的高純度鋁箔做為陽極,以其表面經陽極氧化處理之化成薄膜做為電介質,再以浸有電解液的薄紙或布做陰極.由於電解液是用吸浸式,故稱鋁箔乾式電解電容.
何謂鋁箔濕式?在電容器內直接加電解液─例如硼酸胺+乙二醇混合液,這種用手電容搖一搖還會發出流水聲,瑞典RIFA的PEH169系列就是這種電容.
即使是歐洲名廠,做為陽極的鋁箔也非自行生產,而是統一由某公司供應,就好像瑞士表廠甚多,但只有少數幾家會做油心.大約10年前義大利某公司無法正常供應陽極鋁箔時,全球各名廠如Mallory/RIFA/Sprague或Rubycon/Philips…就只得拖延交貨脫時間,沒原料怎麼生產交貨?至於吸浸電解液的紙,也絕非在一般文具店即可購得,最大供應商是在馬來西亞.
