關於電容器的發熱

隨著電子設備的小型化・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熱雖對設備溫度 的上升有重要影響，但電容器通過大電流的用途(開關電源平滑用
、高頻波功率放大器的輸出連接器用等)中起因於電容器損失成分的功率消耗變大，使得自身發熱 因素無法忽視。因此應在不影響電容器可靠性的範圍內抑製電容器的溫度上升。
理想的電容器是隻有容量成分，但實際的電容器包括電極的電阻因素

、電介質的損失、電極電感因素，具體可用圖1中的等價電路表示。

交流電流通過此類電容器時
，會因電容器的電阻成分(ESR)，產生式.1-1中所示的功率消耗Pe，則電容器發熱。 電容器的發熱特性

電容器自身的發熱特性測量應在將電容器溫度極力抑製為對流
、輻射產生的表麵放熱或治具傳熱產生的放熱狀態下進行。此外，在 電(dian)容(rong)率(lv)的(de)電(dian)壓(ya)依(yi)賴(lai)性(xing)為(wei)非(fei)線(xian)形(xing)的(de)高(gao)電(dian)容(rong)率(lv)類(lei)電(dian)容(rong)器(qi)中(zhong)，需(xu)同(tong)時(shi)觀(guan)察(cha)加(jia)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)上(shang)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)與(yu)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)。小(xiao)容(rong)量(liang)的(de)溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)型(xing)電(dian)容(rong)器(qi)應(ying)具(ju)備(bei)100MHz以上高頻中 的發熱特性，因此須在反射較少的狀態下進行測量。

1.電容器的發熱特性測量係統
高電容率類電容器(DC～1MHz區域)發熱特性測量係統的概略如圖.2所示。
用雙極電源將信號發生器的信號增幅，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麵的溫度
，明確電流、電壓及表麵溫度上升的關係。

溫度補償型電容器(10MHz～4GHz帶寬)發熱特性測量係統的概略和測量狀態如圖.3所示。

組成係統的設備及電纜類均統一為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。同時觀測試料表麵溫度。

2.電容器的發熱特性數據
作為高介電常數的片狀多層陶瓷電容器係列發熱特性的測量數據，3216型10uF的B特性6.3V的發熱特性數據、阻抗和ESR的頻率特性如圖.4所示。

表示100kHz
、500kHz、1MHz中交流電流與溫度上升的關係和阻抗(Z)及ESR®與頻率的關係。可確認發熱特性按 100kHz>500kHz>1MHz的順序逐漸變小。此外，ESR在100kHz時為10mΩ
，在500kHz時為6mΩ，在1MHz時為 5mΩ，可確認ESR與發熱特性的密切關係。[page]

發熱特性數據的獲取方法

發熱特性數據可通過本公司的Web網站確認。
圖.5提供的設計支援工具----"SimSurfing"的畫麵。可以通過選取型號和希望確認的項目，顯示特性。還可以下載SPICE網絡清單或S2P數據作為模擬用數據。請務必靈活運用到各種電子電路設計中去。