电容等效串联电阻ESR计算
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ripple current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Siemens SIKOREL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Sanyo OS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、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FM Acoustics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。
Mark Levinson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'e Audio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、大滤波电容宜并接小电容；
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。至於刻意强调电容、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！
编辑：admin 最后修改时间：2023-03-21
