电容器发热特性与测量方法 1.关于电容器的发热随着电子设备的小型化?轻量化，部件的安装密度高， 放热性低，装置温度易升高。尤其是功率输出电路元件的发热虽对设备温度的 上升有重要影响，但电容器通过大电流的用途（开关电源平滑用、高频波功率 放大器的输出连接器用等）中起因于电容器损失成分的功率消耗变大，使得自 身发热因素无法忽视。因此应在不影响电容器可靠性的范围内抑制电容器的温 度上升。 理想的电容器是只有容量成分，但实际的电容器包括电极的电阻因素、电介 质的损失、电极电感因素，具体可用图 1 中的等价电路表示。 图.1 交流电流通过此类电容器时，会因电容器的电阻成分（ESR），产生式.1-1 中 所示的功率消耗 Pe，则电容器发热。 2.电容器的发热特性电容器自身的发热特性测量应在将电容器温度极力抑制 为对流、辐射产生的表面放热或治具传热产生的放热状态下进行。此外，在电 容率的电压依赖性为非线形的高电容率类电容器中，需同时观察加在电容器上 的交流电流与交流电压。小容量的温度补偿型电容器应具备 100MHz 以上高频 中的发热特性，因此须在反射较少的状态下进行测量。 2-1.电容器的发热特性测量系统 高电容率类电容器（DC～1MHz 区域）发热特性测量系统的概略如图.2 所示。
用双极電源将信号发生器的信号增幅电容发热，加在电容器上。用电流探头（通用探 头）观察此时的电流，使用电压探头观察电容器的电压。同时用红外线温度计 测量电容器表面的温度，明确电流、电压及表面温度上升的关系。 图.2 温度补偿型电容器（10MHz～4GHz 带宽）发热特性测量系统的概略和测量 状态如图.3 所示。 图.3 组成系统的设备及电缆类均统一为 50Ω，将测量试料装在形成微带线 的基板上，两端装有 SMA 连接器。用高频波放大器（Amplifier）增幅信号发 生器（Signal GENERATOR）的信号，用定向耦合器（Coupler）观察反射同时 即施加在试料（DUT）上。用衰减器（Attenuator）使通过试料输出的信号衰减， 用电力计（Power Meter）观测。同时观测试料表面温度。 2-2.电容器的发热特性数据 作为高介电常数的片状多层陶瓷电容器系列发热特性的测量数据，3216 型 10uF 的 B 特性 6.3V 的发热特性数据、阻抗和 ESR 的频率特性如图.4 所示。 图.4 表示 100kHz、500kHz、1MHz 中交流电流与温度上升的关系和阻抗（Z）及 ESR®与频率的关系。
可确认发热特性按 100kHz》500kHz》1MHz 的顺序 逐渐变小。此外，ESR 在 100kHz 时为 10mΩ，在 500kHz 时为 6mΩ电容发热，在 1MHz 时为 5mΩ，可确认 ESR 与发热特性的密切关系。 3.发热特性数据的获取方法发热特性数据可通过本公司的 Web 网站确认。 图.5 为本公司提供的设计支援工具----SimSurfing 的画面。可以通过选取型号 和希望确认的项目，显示特性。还可以下载 SPICE 网络清单或 S2P 数据作为模 拟用数据。请务必灵活运用到各种电子电路设计中去。 图.5 tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
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