淺談電源濾波用電解電容

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在音響組件中，電容器(capacitor)被廣泛運用，平滑濾波、反交連、高頻補償、提供直流回授、隔阻直流、抑制米勒效應…等，隨處可見。但若依功能及製造材料、製造方法細分，那可不是一朝一夕能說得明白。所以縮小範圍，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。

每台音響機器都要吃電源─除了被動式前級，既然需要供電，那就少不了將AC轉換成DC的整流及「濾波」這兩個動作。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，其它機種一概都是採用鋁箔乾式電解電容；因此網友有必要對它多做瞭解。

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)，就是湧浪電壓或崩潰電壓;，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是湧浪電壓，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，並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，瑞典或德國製造的才能排第一。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；因為一個製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、湧浪(崩潰)電壓、價格、品牌、型號系列。

不應該只有小貓兩三隻，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，少則兩隻接腳，體型大的還會多出1隻或2隻固定接腳；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9個參數。

不要被體型大小欺騙！相同容量、相同耐壓，不同廠商製造的電容器當然size不同。但同一家製造商，也不是大顆絕對優於小顆。舉Siemens實例，4,700μF/100V有好幾種系列，B41306系列是40mm(直徑)X70mm(長)，B41507系列則是40mmX50mm；後者的尺寸較小，但內阻低、電流大，價格比大顆的貴。

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，例如日製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？製造日期，9627就是1996年第27周出廠；近年來日製電容似乎逐漸有意省略製造日期的標示。但外皮顏色及文字印刷不直接與品質有關，故僅加上製造日期參數。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，當採多顆併聯，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瞭解。

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 會安全。

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…等都有關係；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。

但許多電容器製造廠，在規格書上常不註明散逸因數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。若真註明DF值，電解電容可能會是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，每家製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並不容易，低漏電流low leakage current-LL系列價格高昂，我曾向國內廠商訂製一批低漏電流LL系列電容，價格比許多日本製造電容還貴。漏電流規格，鋁電解電容就比鉭電解電容高許多，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。

除特別定製外，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是湧浪電壓，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，要電阻幹嘛？故ESR及ESL也要求低…低；但low ESR/low ESL通常都是 高價、高級系列。

ESR的高低，與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關連，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併接成一顆大電容以降低阻抗，其理論是電阻併聯阻值降低。但若考慮電容接腳焊點的阻抗，以小併大，不見得一定會有收穫。

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也與損失角有關聯，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。何種電解電容器的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，但不同製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。所以在採購電容器時，漣波電流數字高低是極為重要的依據。不要認定Screw鎖螺絲式電容的漣波電流絕對比snap-in插PC板式來得高，以UCC電容為例，81DA系列是插PCB式，32DA系列是鎖螺絲式。但相同容量、耐壓比較，81DA的ESR不但比32DA低，Irac卻又比32DA高很多。

曾經有一種說法：RIFA的10,000μF相當於其它廠牌15,000μF，因為大部份日製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製品。就筆者所知，Irac最大的電容，是Siemens SIKOREL系列電容為最高，6,800μF/63V就高達20A！若是小容量電容，Irac最大的是Sanyo OS電容。在電腦主機板CPU旁，有一排(大約6個)電容，不論是華碩、微星或技嘉，它們的demo板都是插滿OS電容，但賣到市場上就改啦─因OS電容很貴！

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。

現在你應該已經明瞭六成以上，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、適用溫度範圍高的鋁電解電容？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10,000μF測量起來有可能會接近12,000μF。

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，美國曾製造過，可量至99,999μF，並能同時顯示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，小賣新台幣十萬元─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，雖然湧浪電壓可能高至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餘裕，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？以前曾看過日製擴大機，±48V工作電壓配上10,000μF/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。所以日製品常有「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？

談到漣波電流，我最近在中國某DIY網站上看到一篇文章，作者認為RIFA電容的電流高過Siemens電容，並指稱台灣和香港都搞錯了。事實上，Siemens的Sikoreal電容絕對優於RIFA的PHE169白色電容，不僅Irac高，ESR也比較低。此人會這樣胡說八道，應該是他有在銷售RIFA電容，故以生意考量，只得貶損Siemens電容。

再舉一實例：我曾經進過美國Mallory CGS系列33,000μF/75V電容，體型很大，是香港人口中的大水塘。但Mallory高級系列是CGR，當初為何不進？太貴了。CGR的18,000μF/75V，容量降低45%，但它的Irac更高！ESR更低！

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 濾波電容微乎其微。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。(或是採用LC濾波，在電容之前加串電感，以提高平滑濾波效果。)

因此不少後級擴大機，特別是美國產品Krell、Mark Levinson，最愛採用大水塘─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有台 250W×2專業後級擴大機，兩聲道合計500W，只用了2只8,200μF小濾波電容器(好像是小了點？)。瑞士Goldmund算是Hi-End品牌，產品送到各雜誌社試聽，沒有一個評論員膽敢說它壞，它的大後級就是採用小電容。瑞士FM Acoustics更是貴到斃，一台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10,000μF/100V濾波電容。

大容量濾波電容與小容量濾波電容，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，那你還不瞭解電解電容！

給大家一個建議：組裝後級若採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祕絕。以這幾年詳細之觀察，後級擴大機若要好聲，採用大功率電源變壓器比採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，還是用十來個小的併接？又有人說用小顆併，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的後級不是以小併大，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，用多顆小電容併聯似乎比較理想，而且進貨量大價格也便宜，甚至前級、後級、綜合機，都可採用同一種電容。

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採用多顆小電容時，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，應該沒有絕對關係。鄧小平同志說得好：管它黑貓、白貓，會捉老鼠的就是好貓。

製造廠牌也關乎品質特性，前述有人終其一生不用日製品。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，且公司名稱註冊United Chemi-Con/簡稱UCC。但只要是仍在美國製造，外皮印有made in USA，商標更改與製造品質應無關聯。

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模樣─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？

你對日製品有疑慮？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，現在又改名Epcos。這種企業合併是未來趨勢，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，但一付台製品模樣。

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「日製品打死不用」，只要處理得當，日製品也不輸歐美貨。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，可惜霧氣較重，不夠透明。但是併上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併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。

有時併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，若想加併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，也留意各雜誌的廣告，美國Krell及加拿大Class'e Audio的Hi-End後級新機種竟然都採用日本Nichicon電容做主電源平滑濾波！但 各雜誌評論員有誰膽敢說它差？！

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，日製品的Irac比歐美品低；二、低漏電流比低ESR更重要；三、大濾波電容宜併接speed up小電容；四、儘量選高耐壓電容；五、最頂級的電容，容量及耐壓都不高，故有人認定數百瓦的大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、捲繞型，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，就好像瑞士錶廠甚多，但只有少數幾家會做油心。大約12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。

電解電容的特性將普通降低

鋁質電解電容的應用很廣泛，時至2005下半年，卻逐漸有符合「環保」 要求的壓力。以往冷氣機使用的冷媒不環保，海龍滅火器也不環保，但改用環保材料後，原功能性是提升、維持or下降？唉，能維持不降就不錯了。

我辦過雜誌，有一種「環保再生紙」，但很少出版社願意用，因為它不夠白，絕對不能印SK-II廣告；另一個原因是：它比處女紙還貴！現在有些電容器名廠，為因應環保，放棄舊材料採用新材料，同樣容量、同樣耐壓比較，新材料的Esr比較高、Irac比較低！特性雖較差(內阻高、電流低)，但售價呢？TMD，竟然還比較貴！

Lou

台灣音響技術唐凌寫的文章 ?

leo4090

三洋OS在解码5V供电处声音较厚。剑桥喜欢用

runnerT

Lou 发表于 2015-5-14 04:57
台灣音響技術唐凌寫的文章 ?

台灣交直流梁中鍔的文章

skyboat

Lou 发表于 2015-5-14 04:57
台灣音響技術唐凌寫的文章 ?

不是唐凌，而是 交直流音响工作室 AC&DC Acoustics 梁中锷先生早期(2008-08-25)的文章。

Lou

skyboat 发表于 2015-5-14 08:11
不是唐凌，而是 交直流音响工作室 AC&DC Acoustics 梁中锷先生早期(2008-08-25)的文章。

飛船老師也在此 !!

xlfdlee

好文拜读

I=U/R

帖子虽然很长，字体也很”繁”，但还是读完了。


不管简体帖繁体帖，有营养就是好帖。

忧郁绵羊

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在音响组件中，电容器(capacitor)被广泛运用，平滑滤波、反交连、高频补偿、提供直流回授、隔阻直流、抑制米勒效应…等，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，那就少不了将AC转换成DC的整流及「滤波」这两个动作。我们现在习用的滤波电容，正式的名称应是：铝箔干式电解电容器。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干式电解电容；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(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，低于315V时，Vs=1.15×Vr，高于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，接下来你会考虑什么？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─还存着八年抗战情结？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，少则两只接脚，体型大的还会多出1只或2只固定接脚；screw是锁螺丝式。至于重量，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9个参数。

不要被体型大小欺骗！相同容量、相同耐压，不同厂商制造的电容器当然size不同。但同一家制造商，也不是大颗绝对优于小颗。举Siemens实例，4,700μF/100V有好几种系列，B41306系列是40mm(直径)X70mm(长)，B41507系列则是40mmX50mm；后者的尺寸较小，但内阻低、电流大，价格比大颗的贵。

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，例如日制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。

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会安全。

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)存在于所有电容器中，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…等都有关系；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，电解电容可能会是1.0000，小数点是在1的后面。

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(leakage current)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0.0​​1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low leakage current-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，价格比许多日本制造电容还贵。漏电流规格，铝电解电容就比钽电解电容高许多，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low ESR/low ESL通常都是高价、高级系列。

ESR的高低，与电容器的容量、电压、频率及温度…都有关连，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low ESR及low ESL。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low ESR的电容倒很常见。 ESR也与损失角有关联，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。何种电解电容器的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ripple current却是愈高愈好。特别是现在都特别讲究后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。不要认定Screw锁螺丝式电容的涟波电流绝对比snap-in插PC板式来得高，以UCC电容为例，81DA系列是插PCB式，32DA系列是锁螺丝式。但相同容量、耐压比较，81DA的ESR不但比32DA低，Irac却又比32DA高很多。

曾经有一种说法：RIFA的10,000μF相当于其它厂牌15,000μF，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，6,800μF/63V就高达20A！若是小容量电容，Irac最大的是Sanyo OS电容。在电脑主机板CPU旁，有一排(大约6个)电容，不论是华硕、微星或技嘉，它们的demo板都是插满OS电容，但卖到市场上就改啦─因OS电容很贵！

就后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！什么音乐最适合run-in后级扩大机？ 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＋而不是偏－，故10,000μF测量起来有可能会接近12,000μF。

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99,999μF，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10,000μF/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？

谈到涟波电流，我最近在中国某DIY网站上看到一篇文章，作者认为RIFA电容的电流高过Siemens电容，并指称台湾和香港都搞错了。事实上，Siemens的Sikoreal电容绝对优于RIFA的PHE169白色电容，不仅Irac高，ESR也比较低。此人会这样胡说八道，应该是他有在销售RIFA电容，故以生意考量，只得贬损Siemens电容。

再举一实例：我曾经进过美国Mallory CGS系列33,000μF/75V电容，体型很大，是香港人口中的大水塘。但Mallory高级系列是CGR，当初为何不进？太贵了。 CGR的18,000μF/75V，容量降低45%，但它的Irac更高！ ESR更低！

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，来自滤波电容微乎其微。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。 (或是采用LC滤波，在电容之前加串电感，以提高平滑滤波效果。)

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。

可是也有不少名厂走低容量路子，例如美国Amcron有台250W×2专业后级扩大机，两声道合计500W，只用了2只8,200μF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，它的大后级就是采用小电容。瑞士FM Acoustics更是贵到毙，一台立体声后级后级可换一部Benz车。它的220W×2专业后级，号称数十A电流输出，本人亲眼得见，全机只使用2只10,000μF/100V滤波电容。

大容量滤波电容与小容量滤波电容，两种理论基本上是对立的，但却同时存在于音响圈。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！

给大家一个建议：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。以这几年详细之观察，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？

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。

Mark Levinson及Krell的后级不是以小并大，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、后级、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。邓小平同志说得好：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Nippon Chemi-con收购，且公司名称注册United Chemi-Con/简称UCC。但只要是仍在美国制造，外皮印有made in USA，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模样─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，现在又改名Epcos。这种企业合并是未来趋势，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定电压。

工作寿命就很难说得明白，所谓长寿命LL-long life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am​​p.上，低频很厚实，可惜雾气较重，不够透明。但是并上speed-up小电容后，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'e Audio的Hi-End后级新机种竟然都采用日本Nichicon电容做主电源平滑滤波！但 各杂志评论员有谁胆敢说它差？ ！

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。

对于滤波用电解电容，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、大滤波电容宜并接speed up小电容；四、尽量选高耐压电容；五、最顶级的电容，容量及耐压都不高，故有人认定数百瓦的大power通常声音粗糙，不是没有道理。

笔者不建议哪种电容最好，因为只要用得恰当，每种电容都可发出好声。至于刻意强调电容、电阻、焊锡、保险丝非xxx品牌不用的人，绝对是不懂线路结构的外行人！

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。

即使是欧洲名厂，做为阳极的铝箔也非自行生产，而是统一由某公司供应，就好像瑞士表厂甚多，但只有少数几家会做油心。大约12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，没原料怎么生产交货？至于吸浸电解液的纸，也绝非在一般文具店即可购得，最大供应商是在马来西亚。

电解电容的特性将普通降低

铝质电解电容的应用很广泛，时至2005下半年，却逐渐有符合「环保」 要求的压力。以往冷气机使用的冷媒不环保，海龙灭火器也不环保，但改用环保材料后，原功能性是提升、维持or下降？唉，能维持不降就不错了。

我办过杂志，有一种「环保再生纸」，但很少出版社愿意用，因为它不够白，绝对不能印SK-II广告；另一个原因是：它比处女纸还贵！现在有些电容器名厂，为因应环保，放弃旧材料采用新材料，同样容量、同样耐压比较，新材料的Esr比较高、Irac比较低！特性虽较差(内阻高、电流低)，但售价呢？ TMD，竟然还比较贵！

hifi168yes

所有电解电容都是湿式的吧？

I=U/R

kkhua 发表于 2015-5-14 09:48
繁体字看得好辛苦，还是楼上是好人

不管山羊绵羊，惠福大众就是喜羊羊。

tx1021

受教了，谢谢

想学维修

哎，用手机，看完繁体才发现有简体…
不是排斥，只是少看，看着有点辛苦～
感谢楼主的奉献！

clsys

感谢作者

191691901

很好的文章啊。

c_star

忧郁绵羊 发表于 2015-5-14 09:34
简体中文来了    方便阅读

不用翻译，中国人会不认识中国字。

忧郁绵羊

c_star 发表于 2015-5-18 00:03
不用翻译，中国人会不认识中国字。

是看起来 费劲   不是不认识

笨笨小海魦

不错。