電容器發(fā)熱特性與測量方法 1.關(guān)于電容器的發(fā)熱隨著電子設(shè)備的小型化?輕量化，部件的安裝密度高， 放熱性低，裝置溫度易升高。尤其是功率輸出電路元件的發(fā)熱雖對設(shè)備溫度的 上升有重要影響，但電容器通過大電流的用途（開關(guān)電源平滑用、高頻波功率 放大器的輸出連接器用等）中起因于電容器損失成分的功率消耗變大，使得自 身發(fā)熱因素?zé)o法忽視。因此應(yīng)在不影響電容器可靠性的范圍內(nèi)抑制電容器的溫 度上升。 理想的電容器是只有容量成分，但實(shí)際的電容器包括電極的電阻因素、電介 質(zhì)的損失、電極電感因素，具體可用圖 1 中的等價電路表示。 圖.1 交流電流通過此類電容器時，會因電容器的電阻成分（ESR），產(chǎn)生式.1-1 中 所示的功率消耗 Pe，則電容器發(fā)熱。 2.電容器的發(fā)熱特性電容器自身的發(fā)熱特性測量應(yīng)在將電容器溫度極力抑制 為對流、輻射產(chǎn)生的表面放熱或治具傳熱產(chǎn)生的放熱狀態(tài)下進(jìn)行。此外，在電 容率的電壓依賴性為非線形的高電容率類電容器中，需同時觀察加在電容器上 的交流電流與交流電壓。小容量的溫度補(bǔ)償型電容器應(yīng)具備 100MHz 以上高頻 中的發(fā)熱特性，因此須在反射較少的狀態(tài)下進(jìn)行測量。 2-1.電容器的發(fā)熱特性測量系統(tǒng) 高電容率類電容器（DC～1MHz 區(qū)域）發(fā)熱特性測量系統(tǒng)的概略如圖.2 所示。

用雙極電源將信號發(fā)生器的信號增幅電容發(fā)熱，加在電容器上。用電流探頭（通用探 頭）觀察此時的電流，使用電壓探頭觀察電容器的電壓。同時用紅外線溫度計 測量電容器表面的溫度，明確電流、電壓及表面溫度上升的關(guān)系。 圖.2 溫度補(bǔ)償型電容器（10MHz～4GHz 帶寬）發(fā)熱特性測量系統(tǒng)的概略和測量 狀態(tài)如圖.3 所示。 圖.3 組成系統(tǒng)的設(shè)備及電纜類均統(tǒng)一為 50Ω，將測量試料裝在形成微帶線 的基板上，兩端裝有 SMA 連接器。用高頻波放大器（Amplifier）增幅信號發(fā) 生器（Signal GENERATOR）的信號，用定向耦合器（Coupler）觀察反射同時 即施加在試料（DUT）上。用衰減器（Attenuator）使通過試料輸出的信號衰減， 用電力計（Power Meter）觀測。同時觀測試料表面溫度。 2-2.電容器的發(fā)熱特性數(shù)據(jù) 作為高介電常數(shù)的片狀多層陶瓷電容器系列發(fā)熱特性的測量數(shù)據(jù)，3216 型 10uF 的 B 特性 6.3V 的發(fā)熱特性數(shù)據(jù)、阻抗和 ESR 的頻率特性如圖.4 所示。 圖.4 表示 100kHz、500kHz、1MHz 中交流電流與溫度上升的關(guān)系和阻抗（Z）及 ESR?與頻率的關(guān)系。

可確認(rèn)發(fā)熱特性按 100kHz》500kHz》1MHz 的順序 逐漸變小。此外，ESR 在 100kHz 時為 10mΩ，在 500kHz 時為 6mΩ電容發(fā)熱，在 1MHz 時為 5mΩ，可確認(rèn) ESR 與發(fā)熱特性的密切關(guān)系。 3.發(fā)熱特性數(shù)據(jù)的獲取方法發(fā)熱特性數(shù)據(jù)可通過本公司的 Web 網(wǎng)站確認(rèn)。 圖.5 為本公司提供的設(shè)計支援工具----SimSurfing 的畫面。可以通過選取型號 和希望確認(rèn)的項目，顯示特性。還可以下載 SPICE 網(wǎng)絡(luò)清單或 S2P 數(shù)據(jù)作為模 擬用數(shù)據(jù)。請務(wù)必靈活運(yùn)用到各種電子電路設(shè)計中去。 圖.5 tips:感謝大家的閱讀，本文由我司收集整編。僅供參閱！

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