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经典的电容使用知识

来源:一步电子网 作者:—— 浏览:229

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摘要: 经典的电容使用知识电容器(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

经典的电容使用知识电容器(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  。
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(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0.01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。

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型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67