CN100495727C

CN100495727C - 开关元件以及使用该开关元件的保护电路

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Publication number: CN100495727C
Application number: CNB2005101076390A
Authority: CN
Inventors: 万代忠男
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: TW200614511A; EP1646148A2; KR100725882B1; EP1646148A3; US7477499B2; JP2006108568A; TWI264819B; KR20060051944A; CN1758444A; US20060076931A1

Abstract

一种开关元件及使用该开关元件的保护电路，现有的双向开关元件因为要通过准备相同尺寸的2个开关元件来实现，所以存在不能降低成本、不能实现尺寸小型化的问题。本发明的开关元件包括在双向形成电流通路的、主要的第一开关元件；和在第一开关元件断开时，切换寄生二极管形成电路通路的第二开关元件、第三开关元件。第二、第三开关元件仅用于在第一开关元件的电流通路的切换期间流动电流，可用小的芯片尺寸，有助于开关元件的小型化或低导通电阻化。另外通过将开关元件用于保护电路，可实现保护电路的尺寸的小型化。

Description

开关元件以及使用该开关元件的保护电路

技术领域

本发明涉及开关元件以及使用了该开关元件的保护电路，涉及可切换双向电流通路且减低了占有面积的开关元件以及使用了该开关元件的保护电路。

背景技术

作为开关元件，不仅进行开关切换，对如用于二次电池的保护电路的开关元件那样切换电流通路方向(电流流动的方向)的元件也正在进行开发。

图5作为现有的双向开关元件的例子表示二次电池用保护电路的电路图。

双向开关元件86是串联连接阻止过放电开关元件82和阻止过充电开关元件83构成的，通过控制电路84进行开关控制。

控制电路84检测电池电压，在检测到的电压比最高设定电压高时将阻止过充电开关元件83切换为关，阻止二次电池1的过充电。另外，在检测到的电压比最低设定电压低时，将阻止过放电开关元件82切换为关，阻止二次电池1的过放电。

阻止过放电开关元件82和阻止过充电开关元件83由开状态时的内部电阻小、且能减小功率损耗和电压降的MOSFET构成。MOSFET因为具有寄生二极管，所以即使MOSFET是关状态也可由寄生二极管形成预定方向的电路通路。

因此，即使是例如电池电压高于最高设定电压、阻止过充电开关元件83的MOSFET变为关的情况下，也可利用寄生二极管进行二次电池1的放电。

相反，即使电池电压比最低设定电压低、阻止过放电开关元件82的MOSFET变为关的情况下，也可利用寄生二极管进行二次电池1的充电。

图5中所示的二次电池1的保护电路85进行上述动作，阻止二次电池1的过充电以及过放电(例如参照专利文献1)。

专利文献1日本专利特开平10-12282号公报(第7项、第一图)。

发明内容

如上述，在现有技术中，将一方作为阻止过充电的阻止过充电开关元件83、将另一方作为阻止过放电的阻止过放电开关元件82，实现了双向开关元件86。而且，这些是串联连接同样尺寸的2个开关元件(MOSFET)而构成的，存在阻碍尺寸的小型化、以及不能进一步降低制造成本等问题。

本发明是鉴于这种课题而进行的，本发明第一方面提供一种开关元件，其包括分别有控制端子和2个端子的第一、第二、第三开关元件，上述第二开关元件将第一端子连接于上述第一开关元件的第一端子，将第二端子连接于该第二开关元件以及上述第一开关元件各自的背栅，上述第三开关元件将第一端子连接于上述第一开关元件的第二端子，将第二端子连接于该第三开关元件以及上述第一开关元件的各自的背栅，所述第二、第三开关元件的栅极不与所述第一开关元件的任第一端子连接。

另外，包括连接于上述第一、第二、第三开关元件的与门电路，将该与门电路的输入端子分别连接于上述第二以及第三开关元件的上述控制端子，将上述与门电路的输出端子连接于上述第一开关元件的上述控制端子。

另外，在上述第一开关元件断开时，断开上述第二开关元件或第三开关元件之一，切换形成在上述第二开关元件的上述第一端子以及上述第三开关元件的上述第一端子间的电流通路的方向。

另外，上述第一开关元件具有2个寄生二极管，上述第二以及第三开关元件分别含有1个寄生二极管，在上述第一开关元件断开时断开上述第二开关元件或第三开关元件之一，通过上述第二以及第三开关元件的上述第二端子间的电位差，切换第一开关元件的上述寄生二极管。

另外，上述第二以及第三开关元件的尺寸分别是小于或等于上述第一开关元件的芯片尺寸的1/2。

本发明第二方面提供一种保护电路，其包括：开关元件，其包括分别具有控制端子和2个端子的第一、第二、第三开关元件，上述第二开关元件将第一端子连接于上述第一开关元件的第一端子，将第二端子连接于该第三开关元件以及第一开关元件的各自的背栅，上述第三开关元件将第一端子连接于上述第一开关元件的第二端子、将第二端子连接于该第三开关元件以及上述第一开关元件的各自的背栅，上述第二、第三开关元件的栅极不与上述第一开关元件的任第一端子连接；控制部件，其进行上述开关元件的控制，将上述开关元件串联连接于二次电池，进行该二次电池的充电方向及放电方向的电流通路的切换。

另外，上述控制部件在上述二次电池的电压比最高设定电压还高时，将上述第一开关元件断开，并将上述第二开关元件及上述第三开关元件的任一方断开，籍此进行放电。

另外，上述控制部件在上述二次电池的电压比最低设定电压还低时，将上述第一开关元件断开，并将上述第二开关元件及上述第三开关元件的任一方断开，籍此进行充电。

另外，上述第一开关元件具有2个寄生二极管，上述第二以及第三开关元件分别具有1个寄生二极管，上述控制部件在上述第一开关元件断开时，断开上述第二开关元件或第三开关元件之一，通过上述第二以及第三开关元件的上述第二端子间的电位差，切换第一开关元件的上述寄生二极管。

根据本发明，通过第二、第三开关元件以及第二、第三开关元件的两端的电位差能切换第一开关元件的2个寄生二极管。第二、第三开关元件只要能切换双向的电流通路就足够了，且可用相对第一开关元件充分小的芯片尺寸。因此，和现有的双向开关元件相比，能提供大幅度小型化了的双向的开关元件。

另外，通过设置与门电路，并将与门电路的输入连接于第二、第三开关元件的控制端子，将与门电路的输出连接于第一开关元件的控制端子，能用2个控制信号使开关元件动作。

因此，具有例如可不加改变地利用现有的双向开关元件控制的控制电路的输出端子数的优点。

还有，通过将上述的开关元件用于二次电池等的保护电路，能大幅度减小切换过充电、过放电的开关元件的尺寸。籍此可谋求制造成本的降低。

在保护电路中，有时检测开关元件的电阻值(导通电阻)进行控制，有时优选使开关元件维持预定的导通电阻值的设计。即，和用于现有的保护电路的双向开关元件相比，在维持其导通电阻的情况下，根据本实施方式，能将芯片尺寸降到大约1/4。

再有，具有能不加变更地利用在现有的保护电路中使用的控制电路的输出端子数的优点。

附图说明

图1是说明本发明的开关元件的(A)电路图、(B)剖面示意图；

图2是说明本发明的开关元件的(A)电路图、(B)剖面示意图；

图3是本发明的保护电路的电路图；

图4是本发明的保护电路的剖面示意图；

图5是现有的保护电路的电路图。

符号说明

1 二次电池

2 保护电路

3 开关元件

4 控制电路

5 第一MOSFET

6 第二MOSFET

7 第三MOSFET

9 第一控制端子

10 第二控制端子

11 与门电路

51、61、71 漏极

52、62、72 源极

54、64、74 栅极

55、56、65、75 寄生二极管

53、63、73 背栅触点

58、68、78 背栅

82 阻止过放电开关元件

83 阻止过充电开关元件

84 控制电路

85 保护电路

86 双向开关元件

具体实施方式

参照图1到图4详细说明本发明的实施方式。

图1表示本发明的第一实施方式。图1(A)是开关元件的电路图，图1(B)是开关元件的剖面示意图。

本实施方式的开关元件3由第一MOSFET5、第二MOSFET6和第三MOSFET7构成。

第二MOSFET6将漏极(或源极)连接于第一MOSFET5的漏极(或源极)。另外，将第二MOSFET6的源极(或漏极)分别连接于第二MOSFET6的背栅68以及第一MOSFET5的背栅58。

第三MOSFET7将源极(或漏极)连接于第一MOSFET5的源极(或漏极)。另外，将第三MOSFET7的漏极(或源极)分别连接于第三MOSFET7的背栅78和第一MOSFET5的背栅58。

参照图1(B)，说明开关元件3的结构。再有，在本实施方式中，源极和漏极等效，在以下的说明中，使源极和漏极互换位置也是同样的。

第一、第二、第三MOSFET5、6、7例如是n沟道型MOSFET。第一MOSFET5在成为背栅58的p-型基板上设置n+型源极52和漏极51。进而为了降低背栅58的接触电阻，设置p+型的背栅触点53。

第二MOSFET6和第一MOSFET5是同样的，在成为背栅68的p-型基板上设置n+型源极62和漏极61。进而设置p+型背栅触点63。而且使源极62和漏极68(背栅触点63)短路，连接于第一MOSFET5的背栅58(背栅触点53)。

第三MOSFET7在成为背栅78的p-型基板上设置n+型的源极72和漏极71，设置p+型的背栅触点73。而且，使漏极71和背栅78(背栅触点73)短路，连接于第一MOSFET的背栅58(背栅触点53)。

另外，第二MOSFET6的漏极61和第一MOSFET5的漏极51连接，第三MOSFET7的源极72和第一MOSFET5的源极52连接。

而且，第一MOSFET5根据动作的状态在基板上形成寄生二极管55、寄生二极管56。

另一方面，第二MOSFET6由于背栅68和源极62短路形成同电位，仅形成1个寄生二极管65。另外，第三MOSFET7也因为同样的理由仅形成1个寄生二极管75。

在第一、第二、第三MOSFET5、6、7的栅极54、64、74上分别施加控制信号。另外，在第二MOSFET6的漏极61以及第三MOSFET7的源极72上施加不同的电位。根据该施加的电位差和施加在第一、第二、第三MOSFET5、6、7的栅极54、64、74上的信号，切换各寄生二极管。由此，能双向切换在第二MOSFET的漏极61和第三MOSFET的源极72间形成的电流通路。

下面，参照附图具体说明上述的开关元件3的动作。

首先，第一MOSFET5的栅极54接通时为通常的导通状态，与施加在第二以及第三MOSFET6、7的栅极64、74的信号无关，在第一MOSFET5的源极52以及漏极51间电流流动。例如，在第一MOSFET5的漏极51(第二MOSFET6的漏极61)是高电位(H)、第一MOSFET5的源极52(第三MOSFET的源极72)是低电位(L)时，如图1(B)的箭头a那样电流流动。另一方面，在电位关系反过来时，如箭头b那样电流流动。这样，通过使第一MOSFET5导通，在双向流动电流，所以此时第二MOSFET6、第三MOSFET7的导通可以是任何状态。

其次，说明第一MOSFET5断开的情况。在切换双向的电流通路的开关元件中切换电流通路(电流流动方向)时，断开第一MOSFET5。根据开关的用途，此时为了防止电流完全被截止，有时需要在切换期间(第一MOSFET5断开期间)内也在某个方向流动电流。本实施方式的开关元件是这样在切换期间内也能形成某个电流通路的开关元件。

例如，开关元件3在第一MOSFET5断开时，使第二MOSFET6、第三MOSFET7的任一方接通，利用断开状态的MOSFET的寄生二极管形成电流通路。

即，断开第一MOSFET5以及第三MOSFET7，并接通第二MOSFET6。此时，如果第二MOSFET6的漏极61是高电位、第三MOSFET6的源极72是低电位的话，则利用断开状态的第一MOSFET5的寄生二极管56以及第三MOSFET7的寄生二极管75，形成箭头a的电流通路。另一方面，在漏极61和源极72的电位关系反过来时，电流不流动。

另外，断开第一MOSFET5以及第二MOSFET6，接通第三MOSFET7。此时，如果第三MOSFET7的源极72是高电位、第二MOSFET6的漏极61是低电位，则利用断开状态的第一MOSFET5的寄生二极管55以及第二MOSFET6的寄生二极管65，形成箭头b的电流通路。另一方面，在漏极61和源极72的电位关系相反时，电流不流动。

这样，在第一MOSFET5断开时，断开第二以及第三MOSFET6、7中的一方，将施加在断开状态的MOSFET的导出到外部的端子(源极或漏极)的电位，降低到比外加在导通状态的MOSFET的导出到外部的端子(漏极或源极)的电位还低。因此，在断开状态的第一MOSFET5中切换动作的寄生二极管，并利用断开状态的第二或第三MOSFET6、7的寄生二极管，形成双向的电流通路。

这里，本实施方式的主要的开关是第一MOSFET5。即，通常设第一MOSFET5为接通状态，切换施加在第二MOSFET6的漏极61、第三MOSFET的源极72的电压，形成双向的电流通路。即第二MOSFET6、第三MOSFET7是在第一MOSFET5断开时，即切换电流通路期间用于流动电流的开关，可不必严格考虑导通电阻。

因此，第二、第三MOSFET6、7的芯片尺寸可比第一MOSFET5小得多。例如，通过将第二以及第三MOSFET6、7的芯片尺寸设为小于或等于第一MOSFET5的1/2，和现有的同一芯片尺寸的2个MOSFET串联连接的双向开关元件86相比，能实现开关元件3的小型化。

或者，如果维持现有的双向开关元件86的占有面积，则能扩大第一MOSFET5的芯片尺寸，所以能降低开关元件3的导通电阻。

再次，参照图2说明本发明的第二实施方式。图2(A)是开关元件3的电路图，图2(B)是表示开关元件3的结构的剖面示意图。

如图所示，第二实施方式是在第一实施方式的开关元件3上连接了与门电路11的实施方式。

图1中所示的开关元件3在第一MOSFET5的断开状态下，第二或第三MOSFET6、7的某一方一定成为断开状态。因此，通过连接与门电路11，用2个输入信号(控制信号)可同时控制各个MOSFET的栅极54、64、74。

即，如图2，将成为与门电路11的输入的第一控制端子9以及第二控制端子10分别连接于第二MOSFET6的栅极64以及第三MOSFET7的栅极74。而且，将与门电路11的输出连接于第一MOSFET5的栅极54。

与门电路11对2个输入信号(控制信号)进行逻辑运算，并向第一MOSFET5输出。籍此，通过与门电路11的2个输入信号，能构成将栅极54和栅极64、74的某一个设为断开状态的电路。

具体地，当第一控制端子9以及第二控制端子10全都是“H”时，第一、第二、第三MOSFET5、6、7全部变为接通，形成对应于漏极61以及源极72的电位的电流通路。

另外，当第一控制端子9是“H”、第二控制端子10是“L”时，第二MOSFET6变为接通、第一MOSFET5以及第三MOSFET7变为断开。因此，在漏极61是高电位(H)、源极72是低电位(L)时，形成箭头a的电流通路。

进而，当第一控制端子9是“L”、第二控制端子10是“H”时，第三MOSFET7变为接通状态、第一MOSFET5以及第二MOSFET6变为断开状态。因此，在漏极61是低电位(L)、源极72是高电位(H)时，形成箭头b的电流通路。

再有，在第一控制端子9以及第二控制端子10都是“L”时，第一MOSFET5、第二MOSFET6、第三MOSFET7全都变为断开，所以在箭头a、箭头b的任何一个都不形成电流通路。

这样，通过使用与门电路11，在第一实施方式的开关元件3能将3个端子数减少到2个。再有，其他的构成要素因为和第一实施方式相同，就省略说明。

图3以及图4是本发明的第三实施方式，表示将上述的开关元件用于保护电路的情况。

图3是表示保护电路的电路图，以二次电池的保护电路为例进行说明。

保护电路2和二次电池1串联连接，包括开关元件3、与门电路11、控制电路4。这里，作为一例，采用在第一实施方式的开关元件3上连接与门电路11的结构。

开关元件3由第一MOSFET5、第二MOSFET6、第三MOSFET7构成。再有，对于它们的细节，因为和第一以及第二实施方式相同，所以就省略说明。

第一MOSFET5和二次电池1串联连接，阻止二次电池1的过充电以及过放电。第二MOSFET6其构成为：在过充电时，利用内置于第一MOSFET5的2个寄生二极管55、56之一，使电流在二次电池1的放电方向流动。第三MOSFET7其构成为：在过放电时，利用内置于第一MOSFET5的寄生二极管55、56的另一方，使电流在二次电池1的充电方向流动。

控制电路4由开关控制第二MOSFET6的第一控制端子9和开关控制第三MOSFET7的第二控制端子10构成。

与门电路11对控制电路4具有的第一控制端子9和第二控制端子10的输出进行逻辑运算，向第一MOSFET5输出。

控制电路4使得，如果电池电压在从最低设定电压到最高设定电压的范围内，则将各个MOSFET5、6、7切换为接通，在二次电池1的充电方向以及二次电池1的放电方向电流流动。

细节后述，而在电池电压比最高设定电压高时，控制电路4将第一MOSFET5切换为断开。此时，控制电路4通过来自第一控制端子9的输出将第二MOSFET6切换为断开，通过来自第二控制端子10的输出，将第三MOSFET7切换为接通，籍此，使得在二次电池1的放电方向电流流动。

在电池电压比最低设定电压低时，控制电路4将第一MOSFET5切换为断开。此时，控制电路4通过来自第一控制端子9的输出将第二MOSFET6切换为接通，通过来自第二控制端子10的输出将第三MOSFET7切换为断开，籍此，使得在二次电池1的充电方向电流流动。另外细节后述。

图4是表示保护电路的结构的剖面概要图。除在与门电路11连接着施加控制信号的控制电路4以外，和第一以及第二实施方式相同，所以省略重复之处的说明。

第二MOSFET6的栅极64由第一控制端子9的输出控制。第三MOSFET7的栅极74由第二控制端子10的输出控制。第一MOSFET5的栅极54由第一控制端子9、第二控制端子10的输出通过与门电路11控制。

另外，内置于第一MOSFET5的寄生二极管55、56中，通过第二、第三MOSFET6、7的开关切换，切换动作的寄生二极管，在第一MOSFET5断开时，形成充电方向或放电方向某一方向的电流通路。

保护电路2具有的控制电路4进行以下的动作，进行阻止过充电、过放电开关3的控制，阻止二次电池1的过充电以及过放电。

“使二次电池放电时”

因为在放电方向形成电路通路，所以源极72是高电位(H)，漏极61是低电位(L)。

《电池电压比最高设定电压还高时》

第一控制端子9输出“L”，将第一MOSFET5切换为断开。此时，第二控制端子10输出“H”，将第三MOSFET7切换为接通。因为源极72是“H”、漏极61是“L”，所以，形成在内置于第一MOSFET5的寄生二极管55上电流流动的状态，形成二次电池1的放电方向的电流通路。另一方面，在二次电池1的充电方向变为电流不流动的状态。

具体地，二次电池1的流向放电方向的电流，从第三MOSFET7向第一MOSFET5的背栅58以及第二MOSFET6的背栅68流动，通过寄生二极管55、56流动。

《电池电压比最低设定电压高、比最高设定电压低时》

第一控制端子9和第二控制端子10输出“H”，将第一MOSFET5、第二MOSFET6、第三MOSFET7切换为接通。此时，电流主要通过第一MOSFET5流动。另外，在第二MOSFET6以及第三MOSFET7上电流也流动。因为源极72是“H”、漏极61是“L”，所以形成二次电池1的放电方向的电流通路。

《电池电压比最低设定电压还低时》

放电时当电池电压比最低设定电压还低时，为了防止过放电，截断放电方向的电流通路。但是此时，需要成为可充电，所以将电流通路切换到充电方向。即，将源极72形成低电位(L)，将漏极61形成高电位(H)。

第二控制端子10输出“L”，将第三MOSFET7和第一MOSFET5切换为断开。此时，第一控制端子9输出“H”，将第二MOSFET6切换为接通。因为源极72是“L”、漏极61是“H”，所以，变为在内置于第一MOSFET5的寄生二极管56上电流流动的状态，形成二次电池1的充电方向的电流通路。另一方面，在二次电池1的放电方向变为电流不流动状态。

具体地，流向二次电池1的充电方向的电流，从第二MOSFET6向第一MOSFET5的背栅58以及第三MOSFET7的背栅78流动，通过寄生二极管56、75流动。

“使二次电池充电时”

因在充电方向形成电流通路，所以源极72是低电位(L)，漏极61是高电位(H)。

《电池电压比最低设定电压还低时》

《电池电压比最低设定电压高、比最高设定电压低时》

第一控制端子9和第二控制端子10输出“H”，将第一MOSFET5、第二MOSFET6、第三MOSFET7切换为接通。此时，电流主要通过第一MOSFET5流动，但在第二MOSFET6以及第三MOSFET7上电流也流动。因为源极72是“L”、漏极61是“H”，所以形成二次电池1的充电方向的电流通路。

《电池电压比最高设定电压还高时》

充电时当电池电压比最高设定电压变得还高时，为了防止过充电，截断充电方向的电流通路。但是此时，需要成为可放电，所以将电流通路切换为放电方向。即，将源极72作为高电位(H)，将漏极61作为低电位(L)。

第一控制端子9的输出成为“L”，将第二MOSFET6和第一MOSFET5切换为断开。此时，第二控制端子10的输出成为“H”，将第三MOSFET7切换为接通。因为源极72是“H”、漏极61是“L”，所以，变为在内置于第一MOSFET5的寄生二极管55上电流流动的状态，形成二次电池1的放电方向的电流通路。另一方面，在二次电池1的充电方向变为电流不流动的状态。

具体地，流向二次电池1的放电方向的电流，从第三MOSFET7向第一MOSFET5的背栅58以及第二MOSFET6的背栅68流动，通过寄生二极管55、65流动。

在第二MOSFET6以及第三MOSFET7中，主要在二次电池1从过充电状态或过放电状态返回到通常状态期间流动电流，不需要如主要在通常状态时流动电流的第一MOSFET5那样考虑导通电阻。

因此，第二MOSFET6以及第三MOSFET7的尺寸，可比第一MOSFET5的尺寸小得多。例如，如果第二MOSFET6的尺寸以及第三MOSFET7的尺寸是小于或等于第一MOSFET5的尺寸的二分之一，则可比现有的双向开关元件86的芯片尺寸小。

保护电路中，有时检测开关元件3的电阻值(导通电阻)进行控制，有时期望使在开关元件3上维持预定的导通电阻的设计。即，当维持现有的导通电阻时，根据本实施方式能将芯片尺寸减小到约1/4。

以下具体说明。例如设现有(图5)的MOSFET82、83的导通电阻分别为20mΩ、尺寸为2mm²。即现有的双向开关元件86的导通电阻是40mΩ，芯片尺寸(占有面积)为4mm²。

而在本实施方式中，可将第二、第三MOSFET6、7的芯片尺寸做得充分小，故当维持现有的导通电阻(40mΩ)时，则可将开关元件3的芯片尺寸减小到1mm²。即，可使作为开关元件3的芯片尺寸大约为1/4。

再有，第三实施方式的保护装置以设置了与门电路11的情况为例进行了说明。通过使用与门电路11，可使来自控制电路4的输入变为2端子。例如，因为在现有的控制用IC87中，双向开关元件86的控制端子是2端子，所以其优点是，通过使用与门电路11能不改变端子数进行实施。

另一方面，在不设置与门电路11、通过控制电路4控制第一实施方式的开关元件3的情况下，也能同样实施。由于不需要与门电路11，故能实现开关元件3的小型化以及部件数的消减。

再有，在上述的开关元件3以及保护电路2具有的各个MOSFET5、6、7中，使用了n沟道的横型MOSFET，但不限于此，也可用p沟道的MOSFET，另外，用纵型MOSFET也可得到同样的效果。

另外，虽然上面说明了将开关元件3用于二次电池的保护电路的例子，但可以作为需要双向开关的电路开关使用。

Claims

1、一种开关元件，其特征在于，包括分别具有控制端子、第一端子、第二端子、栅极和背栅的第一、第二、第三开关元件；

所述第二开关元件的所述第一端子连接于所述第一开关元件的所述第一端子，所述第二开关元件的所述第二端子连接于该第二开关元件以及所述第一开关元件的各自的所述背栅；

所述第三开关元件的所述第一端子连接于所述第一开关元件的所述第二端子，所述第三开关元件的所述第二端子连接于该第三开关元件以及所述第一开关元件的各自的所述背栅；

所述第二开关元件的所述栅极和所述第三开关元件的所述栅极不与所述第一开关元件的所述第一端子、所述第二端子及所述背栅中的任一个连接。

2、根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于，包括连接于所述第一、第二、第三开关元件的与门电路，将该与门电路的输入端子分别连接于所述第二及第三开关元件的所述控制端子，将所述与门电路的输出端子连接于所述第一开关元件的所述控制端子。

3、根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于，在所述第一开关元件断开时，断开所述第二开关元件或第三开关元件之一，切换在所述第二开关元件的所述第一端子及所述第三开关元件的所述第一端子间形成的电流通路的方向。

4、根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于，所述第一开关元件包括两个寄生二极管，所述第二及第三开关元件分别包括1个寄生二极管；

在所述第一开关元件断开时断开所述第二开关元件或第三开关元件之一；

切换第一开关元件的所述寄生二极管。

5、根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于，所述第二及第三开关元件的芯片尺寸分别小于或等于所述第一开关元件的芯片尺寸的1/2。

6、一种保护电路，其特征在于，包括：

开关元件，其包括分别具有控制端子、第一端子、第二端子、栅极和背栅的第一、第二、第三开关元件，

所述第二开关元件的所述第一端子连接于所述第一开关元件的所述第一端子，所述第二开关元件的所述第二端子连接于该第二开关元件及所述第一开关元件的各自的所述背栅，所述第三开关元件的所述第一端子连接于所述第一开关元件的所述第二端子，所述第三开关元件的所述第二端子连接于该第三开关元件及所述第一开关元件的各自的所述背栅，所述第二开关元件的所述栅极和所述第三开关元件的所述栅极不与所述第一开关元件的所述第一端子、所述第二端子及所述背栅中的任一个连接；以及

控制部件，其进行所述开关元件的控制；

将所述开关元件串联连接于二次电池，进行该二次电池的充电方向及放电方向的电流通路的切换。

7、根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述控制部件在所述二次电池的电压比最高设定电压还高时，断开所述第一开关元件并断开所述第二开关元件及第三开关元件的任一方，从而进行放电。

8、根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述控制部件在所述二次电池的电压比最低设定电压还低时，断开所述第一开关元件并断开所述第二开关元件及第三开关元件的任一方，从而进行充电。

9、根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，

所述第一开关元件具有两个寄生二极管，所述第二及第三开关元件分别具有1个寄生二极管；

所述控制部件在所述第一开关元件断开时，断开所述第二开关元件或第三开关元件之一；

通过所述第二及第三开关元件的所述第二端子间的电位差，切换第一开关元件的所述寄生二极管。

10、根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述第二及第三开关元件的芯片尺寸分别小于或等于所述第一开关元件的芯片尺寸的1/2。