电源滤波使用电解电容

huiningliqiang

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？─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(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─小心电容会爆！根据国际iec 384-4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(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dissipation factor(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。