1.關于電容器的發熱
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)中起因于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范圍內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。
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),產生式.1-1中所示的功率消耗Pe,則電容器發熱。
2.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制為對流、輻射產生的表面放熱或治具傳熱產生的放熱狀態下進行。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。小容量的溫度補償型電容器應具備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。
2-1.電容器的發熱特性測量系統
高電容率類電容器(DC~1MHz區域)發熱特性測量系統的概略如圖.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面的溫度,明確電流、電壓及表面溫度上升的關系。
圖.2
溫度補償型電容器(10MHz~4GHz帶寬)發熱特性測量系統的概略和測量狀態如圖.3所示。
圖.3
組成系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。同時觀測試料表面溫度。