CN101103509B - 二次电池的保护电路以及电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可通过简单的电路保护二次电池免受过充电或避免放出过大的放电电流的保护电路。本发明所涉及的保护电路包括，用于连接二次电池(6)的连接端子(T3)；用于连接给二次电池(6)充电的充电装置及/或由二次电池(6)输出的放电电流驱动的负荷设备的连接端子(T1)；设置在连接端子(T1)及连接端子(T3)之间、当超过预先设定的指定温度时断开的双金属开关(SW1)；用于加热双金属开关的加热器(R2)；由二次电池(6)施加到连接端子(T3)的电压超过预先设定的基准电压时使加热器(R2)发热、以断开双金属开关的集成电路(IC1)。
Description
技术领域
本发明涉及保护二次电池免受过充电或过大的放电电流的保护电路、热敏保护开关装置以及配备保护电路、热敏保护开关装置的电池组件。
背景技术
图51是表示背景技术所涉及的电池组件的结构的电路图。图51所示的电池组件1001包括保护电路1002和二次电池1003。二次电池1003，例如为锂离子(lithium-ion)二次电池、锂聚合物(lithium polymer)二次电池、镍氢(nickel hydrogen)二次电池、或镍镉(nickel cadmium)二次电池等可以充电的二次电池。上述二次电池如被过充电或放电电流过大，会导致循环寿命等特性劣化、或者电池膨胀、变形等。因此，电池组件1001包括保护二次电池1003免受过充电或过大的放电电流的保护电路1002(例如参照日本专利公开公报特开平4-75430号、日本专利公开公报特开平11-262270号)。
保护电路1002包括外部连接端子1004、1005、FET(field effect transistor)1006、1007、基准电压源(reference voltage)1008、1009、比较器(comparator)1010、1011、电阻1112、逻辑电路1013。
外部连接端子1004、1005是用于连接给二次电池1003充电的充电装置，或连接由二次电池1003输出的放电电流驱动的移动电话、数码相机等移动设备、电动工具、机器人、电动自行车等的驱动电源的连接端子。而且，外部连接端子1004、二次电池1003、FET1006、FET1007、外部连接端子1005串联连接。
FET1006的寄生二极管(parasitic diode)的阳极(anode)位于二次电池1003一侧，FET1007的寄生二极管的阳极位于外部连接端子1005一侧。而且FET1006作为在二次电池1003的放电电流过大时切断放电电流的过放电保护用开关而使用，FET1007作为二次电池1003过充电时切断充电电流的过充电保护用开关而使用。
二次电池1003的正极端子连接比较器1010的+端子，由基准电压源1008输出的基准电压Vref1施加于比较器1010的-端子，比较器1010的输出端子与逻辑电路1013连接。作为基准电压Vref1，设定有为检测二次电池1003的过充电的电压。而且，在通过与外部连接端子1004、1005连接的图中省略的充电装置充电，二次电池1003的端子电压超过基准电压Vref1时，比较器1010向逻辑电路1013输出表示过充电的检测信号。
而且，FET1006与FET1007的连接点，经由电阻1112与比较器1111的—端子连接，由基准电压源1009输出的基准电压Vref2施加于比较器1111的+端子。据此，二次电池1003输出的放电电流流经FET1006，由FET1006的导通阻抗产生的压降经由电阻1112施加于比较器1111的—端子。另外，基准电压Vref2，例如被设定为相当于在不导致二次电池1003的特性劣化的范围内的最大放电电流流经FET1006时，由FET1006的导通阻抗产生的压降的电压。
另外，例如因外部连接端子1004、1005与金属片接触、或与外部连接端子1004、1005连接的负荷设备发生故障而引起短路，二次电池1003释放过大的放电电流时，比较器1111能检测出FET1006中的压降的上升，并向逻辑电路1013输出表示过电流放电的检测信号。
逻辑电路1013在比较器1010输出表示过充电的检测信号时，断开FET1007以停止二次电池1003的充电，在比较器1111输出表示过电流放电的检测信号时，断开FET1006以停止二次电池1003的放电。据此，保护电路1002可保护二次电池1003免受过充电或过电流放电。
另外，作为上述保护二次电池免受过充电或过电流放电的保护电路，已知有如图52所示的电池组件1021，即，二次电池1022与双金属开关(bimetallic switch)1023串联连接，例如在与外部连接端子1024、1025连接的充电装置1026发生故障等，因过充电，二次电池1022发热或双金属开关1023自身发热，如果双金属开关1023被加热，双金属开关1023就断开，以此切断充电电流，进而保护二次电池1022。
已知的还有如图53所示的电池组件1031，即，使用作为超过指定温度时断开的热敏电阻(thermistor)的PTC(positive temperature coefficient)元件的PTC元件1032，串联连接二次电池1033与PTC元件1032，例如在与外部连接端子1034、1035连接的充电装置1036发生故障等，因过充电，二次电池1033发热或PTC元件1032自身发热，如果PTC元件1032被加热，PTC元件1032就断开，以此切断充电电流，进而保护二次电池1033。
图54是表示背景技术所涉及的电池组件的其他结构的电路图。图54中所示的电池组件1141是用于例如电动工具、电动自行车或机器人等流过例如100A(1kW)的较大负荷电流的电气设备的电池组件。电池组件1141包括保护电路1142和二次电池1143～1146。二次电池1143～1146是与电池组件1001中的二次电池1003相同的二次电池，为了增大输出电力，串联连接了多个二次电池1143～1146。
保护电路1142包括外部连接端子1147、1148、FET1149、1150、基准电压源1151～1159、比较器1160～1168、与门1169、1170、电阻1171、逻辑电路1172。
外部连接端子1147、1148是与电池组件1001中的外部连接端子1004、1005相同的连接端子。而且，外部连接端子1147、二次电池1143～1146、FET1149、FET1150、外部连接端子1148串联连接。
FET1149与电池组件1001中的FET1006一样，作为在二次电池1143～1146的放电电流过大时切断放电电流的过放电保护用开关而使用，FET1150与电池组件1001中的FET1007一样，作为在二次电池1143～1146过充电时切断充电电流的过充电保护用开关而使用。
比较器1160、1162、1164、1166是用于检测二次电池1143、1144、1145、1146的过充电的比较器，比较器1161、1163、1165、1167是用于检测二次电池1143、1144、1145、1146的过放电的比较器。
而且，通过比较器1160、1162、1164、1166，分别比较二次电池1143、1144、1145、1146的输出电压与由基准电压源1151、1152、1153、1154输出的基准电压，并将表示其比较结果的信号输出到与门1169。而且，在二次电池1143、1144、1145、1146的输出电压超过各基准电压时，检测过充电，与门1169的输出电压以低电位(low level)输出到逻辑电路1172，由逻辑电路1172断开FET1150，保护二次电池1143、1144、1145、1146免受过充电。
同样的，通过比较器1161、1163、1165、1167，分别比较二次电池1143、1144、1145、1146的输出电压与由基准电压源1155、1156、1157、1158输出的基准电压，并将表示其比较结果的信号输出到与门1170。而且，二次电池1143、1144、1145、1146的输出电压低于各基准电压时，检测过放电，与门1169的输出电压以高电位(high level)输出到逻辑电路1172，由逻辑电路1172断开FET1150，保护二次电池1149、1144、1145、1146免受过放电。
另外，FET1149与FET1150的连接点经由电阻1171与比较器1168的+端子连接，由基准电压源1159输出的基准电压施加于比较器1168的—端子。据此，由二次电池1143～1146输出的放电电流流经FET1149，由FET1149的导通阻抗引起的压降经由电阻1171施加于比较器1168的+端子。另外，基准电压源1159，例如被设定为相当于在不导致二次电池1143～1146的特性劣化的范围内的最大放电电流流经FET1149时，由FET1149的导通阻抗引起的压降的电压。
而且，在二次电池1143～1146释放过大的放电电流时，比较器1168检测FET1149中的压降的上升，并向逻辑电路1172输出表示过电流放电的检测信号。
逻辑电路1172在比较器1168输出表示过电流放电的检测信号时，断开FET1149以停止二次电池1143～1146的放电。据此，保护电路1142可保护二次电池1143～1146免受过度的充放电或过电流放电。
但是，在图51中所示的保护电路1002中，由于FET中含有寄生二极管，因此无法用一个FET切断电流的流动方向不同的放电电流与充电电流，需要设置切断放电电流的FET1006和切断充电电流的FET1007。而且，为了检测过充电需要基准电压源1008和比较器1010、为了检测过大的放电电流需要基准电压源1009、比较器1111及电阻1112，并且需要基于比较器1010、1111的输出信号接通、断开两个FET1006、1007的逻辑电路1013，因此存在保护电路1002的电路规模增大的问题。
特别是，如图54所示的电池组件1141，需要流过较大的负荷电流时，作为FET1149、1150需要使用额定电流大的晶体管，因此存在FET1149、1150大型化、成本增加的问题。此外，当将二次电池串联连接以增大输出电压时，需要增大FET1149、1150的耐压，但耐压高的晶体管具有导通阻抗增大的倾向，因此存在FET1149、1150中的电能损失增大的问题。
另外，如图52或图53所示，在通过将基于双金属开关或PTC元件等的温度而工作的温度开关与二次电池串联连接来寻求保护二次电池免受过充电的结构中，由于检测过充电的精度较低，例如当使用充电电压的控制精度低的劣质充电装置对电池组件进行充电时，如果用不至于使温度急剧上升的充电电流持续对二次电池充电，则有可能出现温度开关没有任何动作而二次电池却被过充电的情况，从而导致二次电池的特性劣化、或电池膨胀、变形等。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种保护电路，用简单的电路保护二次电池，从而避免过充电或过大的放电电流，进而防止二次电池的特性劣化。
本发明所涉及的二次电池的保护电路，包括，用于连接对二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备的第一及第二连接端子；与上述二次电池的两极连接的第三及第四连接端子；设置在上述第一及第三连接端子之间、当超过规定的工作温度时断开的热敏开关；用于加热上述热敏开关的第一加热器；与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关的保护控制部；上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；在上述第一加热器与上述第一连接端子之间设 置有第一整流元件，第一整流元件的导通方向与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向一致；上述保护控制部包括，接通、断开上述第一加热器与上述第一整流元件的连接点和上述第二连接端子之间的连接的开关部，在由上述检测部检测出的物理量超过预先设定的物理量的值时接通上述开关部。
根据此结构，与二次电池的特性相关的物理量超过预先设定的物理量的值时，保护控制部使第一加热器发热，热敏开关由第一加热器加热从而断开，切断充放电电流，因此可以降低二次电池的特性劣化。另外，由于用一个热敏开关就能够切断放电电流和充电电流，因此可简化电路。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例所涉及的电池组件的一个例子的分解立体图。
图2是表示图1所示的电池组件的电气结构的一个例子的电路图。
图3是表示流经双金属开关及温度保险丝的电流值与工作时间的一个例子的坐标示意图。
图4是表示本发明第一实施例所涉及的保护电路的结构的一个例子的外观立体图。
图5是用于说明本发明第二实施例所涉及的保护电路的结构的一个例子的说明图，其中，图5(a)是用于安装保护电路的各元件的布线图的示意图，图5(b)是表示保护电路的机械结构的一个例子的剖视图。
图6是图5所示的保护电路的机械结构的一个例子的示意图，其中，图6(a)是表示保护电路的机械结构的一个例子的俯视图，图6(b)是表示保护电路的机械结构的一个例子的剖视图。
图7是说明可动切片的动作的说明图。
图8是说明容器与外部端子连接单元组合后的状态的说明图。
图9是表示本发明第三实施例所涉及的保护电路的结构的一个例子的电路图。
图10是表示本发明第四实施例所涉及的电池组件的电气结构的一个例子的电路图。
图11是说明图10所示的保护电路的机械结构的说明图。
图12是说明图10所示的保护电路的机械结构的说明图。
图13是说明图10所示的保护电路的机械结构的说明图。
图14是说明容器与外部连接端子单元组合后的状态的说明图。
图15是表示本发明第五实施例所涉及的电池组件的电气结构的一个例子的电路图。
图16是表示图15所示的保护电路中使用的加热器R3与加热器R4的串联电路的结构的一个例子的说明图。
图17是说明图15所示的保护电路的机械结构的说明图。其中，图17(a)是表示用于安装保护电路的各元件的布线图的视图，图17(b)是表示保护电路的机械结构的一个例子的剖视图。
图18(a)是图17(b)所示的保护电路的俯视图。图18(b)是与图17(b)相同的剖视图。
图19是表示作为图15中所示的加热器使用的热敏电阻的结构的一个例子的说明图。
图20是说明使用图19所示的热敏电阻的保护电路的机械结构的说明图。
图21是表示本发明第六实施例所涉及的电池组件的电气结构的一个例子的电路图。
图22是说明图21所示的保护电路的机械结构的说明图。图22(a)是表示用于安装保护电路的各元件的布线图的视图，图22(b)是表示保护电路的机械结构的一个例子的剖视图。
图23是说明图21所示的保护电路的机械结构的说明图。图23(a)是图22(b)所示的保护电路5e的俯视图，图23(b)是表示保护电路的机械结构的一个例子的剖视图。
图24是表示图21所示的电池组件的电气结构的变形例的电路图。
图25是表示第七实施例所涉及的电池组件的电气结构的一个例子的电路图。
图26是表示第八实施例所涉及的电池组件的电路图。
图27是表示第九实施例所涉及的电池组件的电路图。
图28是表示第十实施例所涉及的电池组件的电路图。
图29是表示第十一实施例所涉及的电池组件的电路图。
图30是表示第十二实施例所涉及的电池组件的电路图。
图31是表示第十三实施例所涉及的电池组件的电路图。
图32是表示图31所示的保护电路的详细结构的电路图。
图33是表示将第十二实施例所涉及的保护电路制成集成电路时的电池组件的分解结构图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图。
图34是表示将第十二实施例所涉及的保护电路制成集成电路时的电池组件的分解结构图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图。
图35是表示将第十二实施例所涉及的保护电路制成集成电路时的电池组件的分解结构图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图。
图36是表示将第十二实施例所涉及的保护电路制成集成电路时的电池组件的分解结构图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图。
图37是表示第十四实施例所涉及的电池组件的电路图。
图38是表示将热敏开关元件和加热器组合在电路板上构成的保护电路基板的局部图。
图39是说明本发明第十五实施例所涉及的电池组件的大致结构的外观分解立体图。
图40是表示图39所示的电池组件的电路图。
图41是说明热敏保护开关装置的具体结构的一个例子的主要部分的剖视图。
图42是图39所示的保护电路基板的侧视图。
图43是概念性地表示使用图42所示的保护电路基板来构成图39所示的电池组件时，相对于二次电池的保护电路基板的配置结构、及二次电池与保护电路基板的电连接关系的视图。
图44是表示使用半导体集成电路化的IC元件、将其安装在电路板上构成的保护电路基板的侧视图。
图45是概念性地表示使用图44所示的保护电路基板来构成图39所示的电池组件时，相对于二次电池的保护电路基板的配置结构、及二次电池与保护电路基板的电连接关系的视图。
图46是表示图39所示的电池组件的电气结构的其他例的电路图。
图47是表示使用形成图46所示的电路结构的保护电路基板所构成的、与图39所示的结构不同的电池组件的视图。
图48是表示热敏保护开关装置的具体结构的其他例的主要部分的剖视图。
图49是说明将图48所示的热敏保护开关装置在电路板上的安装结构的说明图。
图50是表示热敏保护开关装置的具体结构的其他例的主要部分的剖视图。
图51是表示背景技术所涉及电池组件的结构的电路图。
图52是表示背景技术所涉及电池组件的结构的电路图。
图53是表示背景技术所涉及电池组件的结构的电路图。
图54是表示背景技术所涉及电池组件的结构的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例进行说明。以下说明中，各图中标注相同符号的结构表示具有相同的结构，并省略其具体说明。
(第一实施例)
图1是表示本发明的一个实施例所涉及的电池组件的一个例子的分解立体图。图1所示的电池组件1包括有底筒状的容器2、外部端子连接单元3和插入到容器2与外部端子连接单 元3之间的板状隔板4(spacer)。容器2中收容二次电池6，并被敛缝封口，在二次电池6上凸状设置的正极端子6a从容器2的开口端突出。另外，容器2由上面经镀镍处理的钢板构成，二次电池6的负极在容器2的内部与容器2连接。
外部端子连接单元3包括例如由树脂成型的壳体31，用于连接充电装置或负荷设备的连接端子T1、T2露出于壳体31的上面。另外，与连接端子T2连接的、例如由板状金属构成的连接端子T4被设置成向与容器2连接的方向突出。
图2是表示图1所示的电池组件1的电气结构的一个例子的电路图。图1所示的电池组件1包括保护电路5和二次电池6。二次电池6，例如为锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、或镍镉二次电池等可充电的二次电池。保护电路5是保护二次电池6免受过充电或过大的放电电流的保护电路。
保护电路5设置在外部端子连接单元3的内部，包括连接端子T1～T4(第一～第四连接端子)、双金属开关(bimetal switch)(热敏开关)SW1、温度保险丝F1、比较器CMP1、基准电压源E1、电阻R1、晶体管Q1、加热器(第一加热器)R2。连接端子T1及连接端子T2，是用于连接给二次电池6充电的图中省略的充电装置及/或由二次电池6输出的放电电流驱动的负荷设备的连接端子。负荷设备是包括移动电话、数码相机、摄像机、便携式个人电脑、电动工具等由电池驱动的各种电气设备。
双金属开关SW1，在超过预先设定的规定工作温度Tsw1时则断开，并且在二次电池6的充放电电流超过预先设定的规定切断电流值Isw1时则基于自身发热而断开的热敏开关的一个例子，作为工作温度Tsw1，被设定成例如是不至于使二次电池6的特性劣化的温度范围内的最高温度，作为切断电流值Isw1，被设定成例如是不至于使二次电池6的特性劣化的范围内的最大放电电流值。双金属开关SW1，是在温度上升而断开后，温度降低时再次接通的回复型热敏开关(return-type heat-sensitive switch)。另外，作为热敏开关，代替双金属开关，同样也可采用替代双金属开关中的双金属片而使用了形状记忆合金的开关(例如日本专利公开公报实公平7-4770号、日本专利公开公报特开平11-224579号中所记载的开关)，或使用了形状记忆树脂的开关。
作为形状记忆合金，只要是基于镍—钛合金系、铜—锌—铝合金等的热弹性马氏体相变及逆相变的、具有回复力的形状记忆合金即可，上述合金由其变形后的形状回复为原来的形状的形状变化温度范围，可以通过改变适当地选择了形状记忆合金的组成的热处理工艺而进行改变。
作为形状记忆树脂，可以采用交联或部分结晶化的固定相与可逆相共存的聚酯 (polyester)、聚氨酯(polyurethane)、苯乙烯-丁二烯(styrene-butadiene)、反式聚异戊二烯(trans polyisoprene)等树脂。
加热器R2，例如可采用具有正的温度特性、即阻抗值随着温度的增减而增减的、PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻。据此，如果给加热器R2施加上电压，加热器R2的阻抗值因其自身发热而增大，这样流经加热器R2的电流就会减小，其结果，加热器R2的温度最终恒定为最终到达温度Th。最终到达温度Th是超过双金属开关SW1的工作温度Tsw1的温度，可设定在不至于损坏二次电池6或保护电路5的程度的温度范围内。据此，可以抑制因加热器R2的温度过度上升而熔断温度保险丝F1，或因加热器R2的发热而损坏二次电池6或保护电路5的情况的发生。
温度保险丝F1是与二次电池6接近或夹着绝缘材料配设设置，当二次电池6因过充电或过大的放电而发热时，由该热量熔断的温度保险丝。温度保险丝F1的熔断工作温度Tfuse1被设定为高于双金属开关SW1的工作温度Tsw1的温度。另外，温度保险丝F1的熔断特性被设定为使其工作速度比双金属开关SW1慢。温度保险丝F1是一旦熔断后就不能恢复到导通状态的非回复型热敏开关。此时，双金属开关SW1的工作温度Tsw1、加热器R2的最终到达温度Th、温度保险丝F1的工作温度Tfuse1之间的关系为：
Tsw1<Th<Tfuse1……(1)。
另外，关于双金属开关SW1及温度保险丝F1的工作温度及工作速度的设定，除通过设定双金属开关SW1及温度保险丝F1自身的元件特性之外，为了使双金属开关SW1在温度保险丝F1之前工作，可通过采用例如将双金属开关SW1接近或贴紧二次电池6以使双金属开关SW1与二次电池6之间的热阻小于温度保险丝F1与二次电池6之间的热阻的结构，也可采用例如通过提高双金属开关SW1的接点阻抗或可动切片的阻抗以增大自身发热量、或增大双金属开关SW1散热时对周围的热阻、或将双金属开关SW1小型化以降低热容量，从而使双金属开关SW1因自身发热而容易升温的结构。
除此之外，为了推迟温度保险丝F1的工作使其晚于双金属开关SW1，可采用例如通过降低温度保险丝F1散热时对周围的热阻，或例如通过将热导性好的材料与温度保险丝F1接触等方法使温度保险丝F1在不被大型化的情况下仅仅增大温度保险丝F1的热容量从而使温度保险丝F1不容易升温的结构。
图3是表示为了满足上述式(1)而设定双金属开关SW1及温度保险丝F1的工作温度及工作速度时的电流值与工作时间的关系的一个例子的坐标示意图。在图3所示的坐标示意图中，纵轴为流经双金属开关SW1及温度保险丝F1的电流值，横轴为自纵轴的电流流过 起至双金属开关SW1及温度保险丝F1开始工作的时间。
图3中，曲线G1～G3是表示在组装有电池组件1的状态下流过双金属开关SW1的电流值与工作时间的关系的一个例子的坐标示意图。曲线G1表示周围温度为—30℃时的情况，曲线G2表示周围温度为0℃时的情况，曲线G3表示周围温度为25℃时的情况，曲线G4表示周围温度为70℃时的情况。另外，曲线G5～G10是表示在组装有电池组件1的状态下流过温度保险丝F1的电流值与工作时间的关系的一个例子的坐标示意图。曲线G5表示周围温度为65℃时的最小值，曲线G6表示周围温度为65℃时的平均值，曲线G7表示周围温度为65℃时的最大值，曲线G8表示周围温度为25℃时的最小值，曲线G9表示周围温度为25℃时的平均值，曲线G10表示周围温度为25℃时的最大值。另外，曲线G11表示双金属开关SW1元件单体的特性。另外，测定图3所示的数据时，对于温度保险丝F1，采用了Panasonic Electronic Devices株式会社生产的EYP2ML098。
回到图2，连接端子T1介于双金属开关SW1、温度保险丝F1、连接端子T3与二次电池6的正极连接，二次电池6的负极介于连接端子T4与连接端子T2连接。另外，连接端子T3与比较器CMP1的供电端子连接，连接端子T4与比较器CMP1的接地端子连接，由二次电池6供给比较器CMP1的工作用电源电压。
连接端子T3介于电阻R1与比较器CMP1的+端子连接，连接端子T4与基准电压源E1的负极连接，基准电压源E1的正极与比较器CMP1的—端子连接，比较器CMP1的输出端子与晶体管Q1的栅极引出线(gate terminal)连接。
基准电压源E1是输出作为用于检测二次电池6的过充电的判断基准的基准电压Vref1的电压产生电路。据此，基准电压Vref1施加于比较器CMP1的—端子，连接端子T3、T4间的端子电压、即二次电池6的电压Vb超过基准电压Vref1时，由比较器CMP1将晶体管Q1的门电压调整为高电位，晶体管Q1接通，加热器发热。
另外，比较器CMP1，为了降低电压Vb接近基准电压Vref1时的噪声(noise)的影响，采用相对输入电压具有滞后(hysteresis)的比较器。而且，比较器CMP1、电阻R1以及基准电压源E1，例如可通过集成化构成集成电路IC1。此时，集成电路IC1相当于保护控制部的一个例子。
连接端子T1介于加热器R2与晶体管Q1的漏极(drain)连接，晶体管Q1的源极(source)与连接端子T4连接。
图4是表示图2所示的保护电路5的机械结构的一个例子的外观立体图。图4中所示的保护电路5，例如是在印刷电路板PR1的上面设置集成电路IC1、晶体管Q1、以及加热器R2， 在加热器R2上介于印刷电路板PR2设置双金属开关SW1。据此，如果加热器R2发热，双金属开关SW1就会被加热。
另外，从印刷电路板PR1的某一端部引出连接端子T1，例如进行折弯加工使该连接端子T1的一部分从外部端子连接单元3的开口部露出于外部。而在印刷电路板PR1的另一端部，连接有温度保险丝F1一侧的被制成板状的导线，并且该导线被折弯从而使温度保险丝F1与印刷电路板PR1夹合绝缘片PR3而相对设置。进一步地，温度保险丝F1另一侧的被制成板状的导线作为连接端子T3而使用。另外，还设有绝缘片PR4，该绝缘片PR4被设置成与绝缘片PR3之间夹合温度保险丝F1。
保护电路5被设置在图1所示的外部端子连接单元3的内部，其温度保险丝F1与收容在容器2内的二次电池6相对置。此外，容器2与外部端子连接单元3夹合垫片4组装在一起。而且正极端子6a穿过设置在垫片4中的开口部，例如通过点焊的方式，与设置在外部端子连接单元3上的连接端子T3连接。另外，与连接端子T2连接的连接端子T4和与二次电池6的负极连接的容器2的开口端部，例如通过点焊的方式连接，从而使二次电池6的负极与连接端子T2导通。还有，保护电路5的温度保险丝F1，因与二次电池6相对设置，如果二次电池6发热，温度保险丝F1就会被加热。
以下，对采用上述结构的保护电路5的动作进行说明。首先，对保护电路5的过充电保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，连接端子T1、T2与图中省略的充电装置连接，连接端子T1、T2之间一旦被施加了来自充电装置的电压Vc，介于双金属开关SW1、温度保险丝F1、连接端子T3，向二次电池的基于电压Vb的充电则被进行。
电压Vb正常时例如最大为4.2V。而且，基准电压源E1作为基准电压Vref1，向比较器CMP1输出例如为4.3V的电压。
这样，例如由于图中省略的充电装置发生故障、或充电装置的输出电压精度低而充电电压Vb超过4.3V时，通过比较器CMP1晶体管Q1被接通，电流流入加热器R2，双金属开关SW1被加热。双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，从而保护二次电池6免受过充电。
其次，因双金属开关SW1断开充电电流被切断，连接端子T3的电压一旦变成基准电压Vref1以下，通过比较器CMP1晶体管Q1被断开，流经加热器R2的电流变为零。之后，通过自然冷却双金属开关SW1的温度一旦低于回复温度，双金属开关SW1就接通，由过充电保护状态回复到正常状态。
此时，因为是通过比较器CMP1来检测过充电，通过加热器R2加热双金属开关SW1 以使双金属开关SW1断开，因此与例如图52或图53所示的、只通过与二次电池串联连接的温度开关来进行过充电保护的情况相比，可以提高检测过充电的精度，可以减少过充电保护动作还没有被进行的状态下，二次电池6被过充电，或二次电池6的特性劣化，或二次电池6的膨胀、变形等情况的发生。
下面，对二次电池6输出的放电电流过大时，基于保护电路5的保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，例如因有金属片接触到连接端子T1、T2，或连接在连接端子T1、T2上的图中省略的移动电话等负荷设备发生故障，导致连接端子T1、T2短路，或连接端子T1、T2之间的阻抗值变为低阻值时，来自二次电池6的经过温度保险丝F1和双金属开关SW1的放电电流会增大，双金属开关SW1因自身的接点阻抗而被加热。
而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，二次电池6的放电电流被切断，从而避免二次电池6放出过大的放电电流。
此时，双金属开关SW1的工作条件被设定为先于温度保险丝F1断开，因为无需熔断作为非回复型热敏开关的温度保险丝F1就可以通过作为回复型热敏开关的双金属开关SW1来保护二次电池6免受过充电或过大的放电电流，因此例如当将电池组件1从充电装置或负荷装置上取下并消除了过充电或过大的放电电流的原因后，无需更换温度保险丝F1即可反复使用电池组件1，从而可以提高便利性。
而且，即使例如双金属开关SW1的接点发生熔着而引起短路故障，或集成电路IC1、晶体管Q1以及加热器R2中的任一个元件出现故障，在发生过充电时无法断开双金属开关SW1的情况下，如果二次电池6因过充电或过大的放电电流发热，温度保险丝F1就会熔断，从而可以保护二次电池6，因此可以提高保护电路5的可靠性。
另外，由于可以使用作为热敏开关的双金属开关SW1来保护二次电池6免受过充电或过大的放电电流，因此不像如图51所示的背景技术所涉及的保护电路1002那样，需要设置切断放电电流的FET1006、切断充电电流的FET1007、用于检测过大的放电电流的基准电压源1009、比较器1111、电阻1112、用于控制两个FET1006、1007的接通、断开的逻辑电路1113，因此可以简化保护电路5的电路，并且容易实现保护电路5的小型化。
(第二实施例)
下面就本发明第二实施例所涉及的电池组件进行说明。本发明第二实施例所涉及的电池组件1a的外观与图1所示的电池组件1相同。另外，本发明第二实施例所涉及的电池组件1a具有的保护电路5a的电气结构与图2所示的保护电路5相同。本发明第二实施例所涉及的 保护电路5a与图4所示的保护电路5的不同点在于其机械结构上。
图5是用于说明本发明第二实施例所涉及的保护电路5a的机械结构的说明图。图5(a)是表示用于安装保护电路5a的各元件的布线图的视图，图5(b)是表示保护电路5a的机械结构的一个例子的剖视图。图6(a)是图5(b)所示的保护电路5a的俯视图。另外，图6(b)是与图5(b)相同的剖视图，以便于进行对比。
图5(a)所示的布线图，例如使用由金属微粒构成的糊状导电布线材料印刷形成在外部端子连接单元3的壳体31的内面，即在外部端子连接单元3与容器2组装在一起的状态下，与容器2中的二次电池6相对一侧的表面。没有采用如图4中的保护电路5所示的印刷电路板PR1，而是在印刷形成有电路板的壳体31的内面，直接固定集成电路IC1、晶体管Q1以及加热器R2。
据此，可以省去图4所示的保护电路5中的印刷电路板PR1，从而可使保护电路5a小型化出与印刷电路板PR1的厚度的相应的那部分。
另外，如图5(b)所示，在外部端子连接单元3的壳体31的内侧，设置有例如通过与壳体31一体成形而凸出形成的支撑部件32、33。而且从支撑部件32的顶部引出的布线图P4，例如通过贯穿壳体31的圆柱形金属部件34，与设置在壳体31的外侧表面的连接端子T1连接。此外，在支撑部件32的顶部，构成双金属开关SW1的可动切片35的一端，通过例如点焊的方式与布线图P4连接固定。可动切片35的另一端设置有接点36，接点36与形成在支撑部件33的顶部的布线图P5接触。
而且，在可动切片35的下部设置有在支撑部件32与支撑部件33之间以弓形架设的双金属37。双金属37一旦达到工作温度Tsw1，就如图7所示反向翘起，从而使可动切片35向上方弹起，将接点36推离布线图P5。并且，由支撑部件32、33，可动切片35、双金属37、布线图P4、P5构成双金属开关SW1。另外，固定安装有用于防尘和绝缘的开关盖38，以遮盖采用上述结构的双金属开关SW1。此外，双金属37的下部设置有大致呈圆盘状的加热器R2，加热器R2一旦发热，双金属37就会被加热。
据此，可以使用与壳体31一体成形的支撑部件32、33来构成双金属开关SW1，因此，与使用作为单独部件构成的双金属开关SW1的情况相比，便于降低成本。另外，可省略作为单独部件构成双金属开关SW1时的壳体底部，因此可实现双金属开关SW1的小型化。
另外，构成温度保险丝F1的连接端子的导体引线P6、P7，例如可作成宽幅的板状，通过折弯导体引线P6、P7来安装温度保险丝F1，以便使温度保险丝F1和导体引线P6、P7遮盖集成电路IC1和晶体管Q1。而且，设置在集成电路IC1和晶体管Q1的两侧的布线图P5、 P8，可跨过集成电路IC1和晶体管Q1，经由导体引线P6、温度保险丝F1以及导体引线P7而互相连接。
而且，温度保险丝F1、导体引线P6、P7的外侧表面、以及导体引线P6、P7的两侧面例如由用于绝缘或防尘的板部件39覆盖。
据此，温度保险丝F1、导体引线P6、P7以及板部件39起遮盖集成电路IC1和晶体管Q1的盖体的作用，与在温度保险丝F1、导体引线P6、P7之外另行设置盖体的情况相比，可以削减在壳体31表面的温度保险丝F1的安装面积，容易实现保护电路5a的小型化。
另外，温度保险丝F1、导体引线P6、P7以及板部件39，在布线图P5和布线图P8之间，跨越集成电路IC1和晶体管Q1，构成电流跨接线，因此壳体31表面的布线图的占有面积缩小，容易实现保护电路5a的小型化。
而且，在导体引线P7上，例如通过点焊的方式安装有连接端子T3。据此，无需在壳体31的表面上占用连接端子T3的安装面积，因此容易实现外部端子连接单元3的小型化。
还有，在使用导电性布线材料，将除温度保险丝F1、导体引线P6、P7以外的其他部件安装在印刷形成的布线图上的状态下，如果加热外部端子连接单元3、使导电性布线材料固化后，安装温度保险丝F1、导体引线P6、P7，即使导电性布线材料的固化温度高于温度保险丝F1的工作温度Tfuse1，制造时也不会使温度保险丝F1熔断或劣化。
图8是说明容器2与外部端子连接单元3组合后的状态的说明图。如图8所示，在容器2与外部端子连接单元3组合后的状态下，双金属开关SW1与温度保险丝F1被设置在与收容在容器2中的二次电池6相对置的位置附近，因此可以加强双金属开关SW1及温度保险丝F1与二次电池6的热传递，在二次电池6过度发热时，可以由双金属开关SW1及温度保险丝F1来切断二次电池6的充放电电流。
据此，例如因集成电路IC1、晶体管Q1、加热器R2等发生故障，无法在二次电池6过充电时使加热器R2发热的状态下，二次电池6因过充电而发热，双金属开关SW1与温度保险丝F1就会被加热。接着，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断。因此，即使在集成电路IC1、晶体管Q1、加热器R2等发生故障的情况下，也可保护二次电池6免受过充电。
而且在例如双金属开关SW1的接点发生熔着而引起短路故障时，即使双金属开关SW1的温度达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1也不断开。但是，温度保险丝F1会基于二次电池6的发热而被加热。并且温度保险丝F1的温度一旦达到工作温度Tfuse1，温度保险丝F1就会熔断从而切断充电电流，因此，即使双金属开关SW1发生故障，也可保护二次电池 6免受过充电。
还有，温度保险丝F1被设置成与集成电路IC1及晶体管Q1都接近的位置，因此便于在集成电路IC1及晶体管Q1过度发热时，由温度保险丝F1切断二次电池6的充放电电流。
另外，关于保护电路5a的布线图，虽然举了印刷形成在外部端子连接单元3中与收容在容器2中的二次电池6相对一侧的表面的例子，但除了印刷形成在外部端子连接单元3的表面之外，还可以形成在印刷电路板上，在该印刷电路板上设置构成保护电路5a的集成电路IC1、晶体管Q1以及双金属开关SW1。此时，支撑部件32、33的结构也可以是贯穿形成在印刷电路板的贯穿孔，在印刷电路板上支撑可动切片35及双金属37的结构。
还有，支撑部件32、33并不限定于与壳体31一体成形，例如也可通过将圆柱形的金属部件埋设于壳体31中而形成。并且，也可以不设置温度保险丝F1，而采用将导体引线P6和导体引线P7直接短路连接的结构。另外，也可将开关盖38和板部件39一体成形，作为一个部件。
关于保护电路5a，虽然举了将其组装在电池组件1a的例子，但并不限定于组装在电池组件1a中，例如也可组装在负荷设备中，作为内置在负荷设备中的二次电池的保护电路使用，连接端子T1、T2、T3、T4例如可以为布线图。
另外，锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、或镍镉二次电池等二次电池，随着放电的进程，其输出电压低于规定的放电末期电压后，如继续放电，二次电池会变成过放电状态，导致循环寿命等电池特性的劣化。对此，在与连接端子T1、T2相连的移动电话等负荷设备中，检测连接端子T1、T2间的输出电压，在连接端子T1、T2间的输出电压低于规定的放电末期电压时，切断来自连接端子T1、T2的输出电流为宜。据此，可以抑制因过放电而导致二次电池6的特性劣化的情况发生。
(第三实施例)
图9是表示本发明第三实施例所涉及的电池组件1b的电气结构的一个例子的电路图。图9中所示的电池组件1b是用于例如电动工具、电动自行车或机器人等流过例如100A(1kW)的较大负荷电流的电气设备，以及在几分钟左右的短时间内进行充电的超高速充电对应电池的电池组件。图9所示的电池组件1b与图2所示的电池组件1的不同点在于，采用串联连接的二次电池62～65来替代二次电池6，采用集成电路IC2来替代集成电路IC1。此时，集成电路IC2相当于保护控制部的一个例子，连接集成电路IC2、温度保险丝F1及二次电池62的布线图相当于第一连接端子的一例。
集成电路IC2包括，与基准电压源E1相同的基准电压源E11～14、与比较器CMP1相同的比较器CMP11～14、NAND门(NAND gate)7、逻辑电路8。而且，二次电池62的正极与比较器CMP11的—端子连接，比较器CMP11的+端子与基准电压源E11的正极连接，基准电压源E11的负极与二次电池62的负极连接，比较器CMP11的输出端子与NAND门7的输入端子连接。
二次电池63的正极与比较器CMP12的—端子连接，比较器CMP12的+端子与基准电压源E12的正极连接，基准电压源E12的负极与二次电池63的负极连接，比较器CMP12的输出端子与NAND门7的输入端子连接。
二次电池64的正极与比较器CMP13的—端子连接，比较器CMP13的+端子与基准电压源E13的正极连接，基准电压源E13的负极与二次电池64的负极连接，比较器CMP13的输出端子与NAND门7的输入端子连接。
二次电池65的正极与比较器CMP14的—端子连接，比较器CMP14的+端子与基准电压源E14的正极连接，基准电压源E14的负极与二次电池65的负极连接，比较器CMP14的输出端子与NAND门7的输入端子连接。而且，NAND门7的输出端子与逻辑电路8的信号输入端子连接，逻辑电路8的信号输出端子连接晶体管Q1的栅极。
以下，对采用上述结构的电池组件1b的动作进行说明。首先，因过充电，二次电池62的两端电压一旦超过基准电压源E11的输出电压，比较器CMP11的输出信号则变为低电平，NAND门7的输出信号以高电平输出到逻辑电路8。于是，由逻辑电路8接通晶体管Q1，加热器R2中流过电流而发热，双金属开关SW1断开，从而保护二次电池62免受过充电。
同样，二次电池63～65被过充电时，由比较器CMP12～CMP14检测出过充电，由NAND门7及逻辑电路8接通晶体管Q1，加热器R2中流过电流而发热，双金属开关SW1断开，从而保护二次电池63～65免受过充电。
其他的结构及动作与图2所示的电池组件1相同，因此省略其具体说明。
此时，图9所示的保护电路5b中，使用双金属开关SW1来替代图54所示的保护电路1142的FET1149、1150。双金属开关SW1易于控制大电流，因此可以容易地将FET1149、1150替换为双金属开关SW1。另外，作为晶体管Q1，无需流过负荷电流，因此可以采用可流过使加热器R2发热的程度的电流的小型开关元件。
据此，如图9所示的保护电路5b，没有必要采用图54所示的保护电路1142中的额定电流较大、因此其外形也较大的FET1149、1150，就可保护二次电池62～65免受过充电以及避免放出过大的放电电流，可简化保护电路5b的电路，并且容易实现保护电路5b的小型 化。另外，由于不使用耐压高、而且导通阻抗较小的FET1149、1150，从而在降低保护电路5b中的电能损失的同时，容易降低成本。
在图1所例示的电池组件1中，二次电池6收容在由表面经镀镍处理的钢板构成的有底容器2中，容器2的开口部与封口板经敛缝封口而密闭，凸状设置的正极端子6a从容器2的开口端突出，二次电池6的负极在容器2的内部与容器2连接，但二次电池收容在由铝合金制成的有底容器2中，容器2的开口部与封口板经激光焊接封口处理而密闭，凸状设置在封口板上的负极端子从容器2的开口端突出，二次电池6的正极在与负极端子绝缘的状态与封口板连接的情况下，通过将与保护电路的连接作成逆向，就可以容易实施。
(第四实施例)
下面就本发明第四实施例所涉及的电池组件进行说明。本发明第四实施例所涉及的电池组件1c的外观与图1所示的电池组件1相同。
图10是表示本发明第四实施例所涉及的电池组件1c的电气结构的一个例子的电路图。图10所示的电池组件1c包括保护电路5c和二次电池6。二次电池6，例如为锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、或镍镉二次电池等可以充电的二次电池。保护电路5c是保护二次电池6免受过充电或避免放出过大的放电电流的保护电路。
保护电路5c设置在外部连接端子单元3的内部，包括连接端子T1(第一连接端子)、连接端子T2(第二连接端子)、连接端子T3(第三连接端子)、连接端子T4(第四连接端子)、双金属开关SW1、温度保险丝F1、比较器CMP1(检测部)、基准电压源E1、电阻R1、晶体管Q1(开关部)、加热器R2(第一加热器)、二极管D1(第一整流元件)。连接端子T3以及连接端子T4，是分别与二次电池6的两极连接的连接端子。
连接端子T1及连接端子T2，是用于连接给二次电池6充电的图中省略的充电装置及/或由二次电池6输出的放电电流驱动的负荷设备的连接端子。负荷设备是包括移动电话、数码相机、摄像机、便携式个人电脑、电动工具等，由电池驱动的各种电气设备。
温度保险丝F1、双金属开关SW1具有与第一实施例相同的结构，因此省略其说明。
连接端子T1经由双金属开关SW1、温度保险丝F1、连接端子T3与二次电池6的正极连接，二次电池6的负极经由连接端子T4与连接端子T2连接。另外，连接端子T3与比较器CMP1的供电端子连接，连接端子T4与比较器CMP1的接地端子连接，由二次电池6供给比较器CMP1的工作用电源电压。
另外，加热器R2与二极管D1的串联电路与双金属开关SW1并联连接。二极管D1设置 在加热器R2与连接端子T1之间，与二次电池6的放电电流的流动方向，即从加热器R2向连接端子T1的方向为顺方向(即导通方向)。而且，设置有接通、切断加热器R2与二极管D1的连接点与连接端子T2之间的连接的晶体管Q1。
连接端子T3经由电阻R1与比较器CMP1的+端子连接，连接端子T4与基准电压源E1的负极连接，基准电压源E1的正极与比较器CMP1的—端子连接，比较器CMP1的输出端子与晶体管Q1的门栅极引出线连接。
基准电压源E1是输出作为用于检测二次电池6的过充电的判断基准的基准电压Vref1的电压产生电路。据此，基准电压Vref1施加到比较器CMP1的—端子，连接端子T3、T4间的端子电压、即电压Vb超过基准电压Vref1时，由比较器CMP1将晶体管Q1的门电压调整为高电位，晶体管Q1接通，加热器发热。
另外，比较器CMP1，为了降低电压Vb接近基准电压Vref1时的噪声的影响，采用相对输入电压具有滞后的比较器。而且，比较器CMP1、电阻R1以及基准电压源E1，例如可通过集成化构成集成电路IC1。此时，集成电路IC1及晶体管Q1相当于保护控制部的一个例子。
图11是说明图10所示的保护电路5c的机械结构的说明图。图11(a)是表示用于安装保护电路5c的各元件的布线图的视图，图11(b)是表示保护电路5c的机械结构的一个例子的剖视图。另外，图11中，以虚线表示元件的安装位置。图11(a)是图11(b)所示的保护电路5c的俯视图。另外，为便于对比，图12(b)是与图11(b)相同的剖视图。
图11(a)所示的布线图，例如使用由金属微粒构成的糊状导电布线材料印刷形成在外部连接端子单元3的壳体31的内面，即在外部连接端子单元3与容器2组装在一起的状态下，与容器2中的二次电池6相对一侧的表面，不采用印刷电路板，而是在印刷形成有电路板的壳体31的内面，直接固定集成电路IC1、晶体管Q1、加热器R2以及二极管D1。
据此，无需使用印刷电路板即可构成保护电路5，从而保护电路5可以减小印刷电路板PR1的厚度那部分体积。
另外，如图11(b)所示，在外部连接端子单元3的壳体31的内侧，设置有例如通过与壳体31一体成形而凸出形成的支撑部件32、33。而且从支撑部件32的顶部引出的布线图P4，例如通过贯穿壳体31的圆柱形金属部件34，与设置在壳体31的外侧表面的连接端子T1连接。此外，在支撑部件32的顶部，构成双金属开关SW1的可动切片35的一端，通过例如点焊的方式与布线图P4连接固定。可动切片35的另一端设置有接点36，接点36与形成在支撑部件33的顶部的布线图P5接触。
而且，在可动切片35的下部设置有在支撑部件32与支撑部件33之间，以弓形架设的双金属37。双金属37一旦达到工作温度Tsw1，就如图13所示反向翘起，从而使可动切片35向上方弹起，将接点36推离布线图P5。并且，由支撑部件32、33、可动切片35、双金属37、布线图板P4、P5构成双金属开关SW1。另外，固定安装有用于防尘和绝缘的开关盖38，以遮盖采用上述结构的双金属开关SW1和二极管D1。此外，双金属37的下部设置有大致呈方形板状的加热器R2，加热器R2一旦发热，双金属37就会被加热。
据此，可以使用与壳体31一体成形的支撑部件32、33来构成双金属开关SW1，因此，与使用作为单独部件构成的双金属开关SW1的情况相比，便于降低成本。另外，可省略作为单独部件构成双金属开关SW1时的壳体底部，因此可实现双金属开关SW1的小型化。
另外，构成温度保险丝F1的连接端子的导体引线P6、P7例如为宽幅的板状物，通过折弯导体引线P6、P7来安装温度保险丝F1，以便使温度保险丝F1和导体引线P6、P7遮盖集成电路IC1和晶体管Q1。而且，设置在集成电路IC1和晶体管Q1的两侧的布线图P5、P8，跨越集成电路IC1和晶体管Q1，经由导体引线P6、温度保险丝F1以及导体引线P7而连接。
而且，温度保险丝F1、导体引线P6、P7的外侧表面、以及导体引线P6、P7的两侧面例如由用于绝缘或防尘的板部件39覆盖。
据此，温度保险丝F1、导体引线P6、P7以及板部件39起遮盖集成电路IC1和晶体管Q1的盖体的作用，与在温度保险丝F1、导体引线P6、P7之外另行设置盖体的情况相比，可以削减壳体31表面的温度保险丝F1的安装面积，容易实现保护电路5c的小型化。
另外，温度保险丝F1、导体引线P6、P7以及板部件39，在布线图P5和布线图P8之间，跨越集成电路IC1和晶体管Q1，构成电流跨接线，因此壳体31表面的布线图占有面积缩小，容易实现保护电路5c的小型化。
而且，在导体引线P7上，例如通过点焊的方式安装有连接端子T1。据此，无需在壳体31的表面上占用连接端子T1的安装面积，因此容易实现外部连接端子单元3的小型化。
还有，在使用导电性布线材料，将除了温度保险丝F1、导体引线P6、P7的其他部件安装在印刷形成的布线图上的状态下，如果加热外部连接端子单元3，使导电性布线材料固化后安装温度保险丝F1、导体引线P6、P7，即使导电性布线材料的固化温度高于温度保险丝F1的工作温度Tfuse1，制造时也不会熔断温度保险丝F1。
图14是说明容器2与外部连接端子单元3组合后的状态的说明图。如图14所示，在容器2与外部端子连接单元3组合后的状态下，双金属开关SW1与温度保险丝F1，被设置在与收容在容器2中的二次电池6相对置的位置附近。
以下，对采用上述结构的保护电路5c的工作进行说明。首先，对基于保护电路5c的过充电保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，连接端子T1、T2与图中省略的充电装置连接，由充电装置在连接端子T1、T2之间一旦被施加了电压Vc，介于双金属开关SW1、温度保险丝F1、连接端子T3，向二次电池6的基于电压Vb的充电则被进行。
电压Vb正常时例如最大为4.2V。而且，基准电压源E1作为基准电压Vref1，向比较器CMP1输出例如为4.3V的电压。
这样，例如因图中省略的充电装置发生故障、或充电装置的输出电压精度低而电压Vb超过4.3V时，通过比较器CMP1晶体管Q1被接通，电流从连接端子T1经由双金属开关SW1流入加热器R2，双金属开关SW1被加热。双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，从而保护二次电池6免受过充电。
其次，因双金属开关SW1断开充电电流被切断，电压Vb一旦变成基准电压Vref1以下，通过比较器CMP1晶体管Q1被断开，流经加热器R2的电流变为零。之后，通过自然冷却双金属开关SW1的温度一旦低于回复温度，双金属开关SW1就接通，由过充电保护状态回复到正常状态。
此时，因为是通过比较器CMP1来检测过充电，通过加热器R2加热双金属开关SW1以使双金属开关SW1断开，因此与例如图52或图53所示的、只通过与二次电池串联连接的温度开关来进行过充电保护的情况相比，可以提高检测过充电的精度，可以减少过充电保护动作还没有没进行的状态下，二次电池6被过充电，或二次电池6的特性劣化，或二次电池6的膨胀、变形等情况的发生。
以下，对二次电池6输出的放电电流过大时，基于保护电路5c的保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，例如因有金属片接触到连接端子T1、T2，或连接在连接端子T1、T2上的图中省略的移动电话等负荷设备发生故障，导致连接端子T1、T2短路，或连接端子T1、T2之间的阻抗值变为低阻值，来自二次电池6的经由温度保险丝F1和双金属开关SW1放电的电流会增大，双金属开关SW1因自身的接点阻抗而被加热。
而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，二次电池6的放电电流被切断，从而保护二次电池6避免放出过大的放电电流。并且，双金属开关SW1一旦断开，二次电池6的放电电流从连接端子T3经由温度保险丝F1、加热器R2、二极管D1及连接端子T1流入与连接端子T1、T2连接的图中省略的负荷设备(或短路故障部分)，加热器R2发热，加热双金属开关SW1。
此时，双金属开关SW1的工作条件被设定为先于温度保险丝F1断开，因为无需熔断作为非回复型的热敏开关的温度保险丝F1就可以通过作为回复型热敏开关的双金属开关SW1来保护二次电池6免受过充电或过大的放电电流，因此例如当将电池组件1c从充电装置或负荷装置上取下并消除了过充电或过大的放电电流的原因后，无需更换温度保险丝F1即可反复使用电池组件1c，从而可以提高便利性。
另外，即使例如双金属开关SW1的接点发生熔着而引起短路故障，或集成电路IC1、晶体管Q1以及加热器R2中的任一个元件出现故障、在发生过充电时也无法断开双金属开关SW1的情况下，如果二次电池6因过充电或过大的放电电流而发热，温度保险丝F1就会熔断，从而保护二次电池6，因此可以提高保护电路5c的可靠性。
进一步，即使双金属开关SW1断开不能自己发热，加热器R2也可通过流过图中省略的负荷设备等的电流而发热，双金属开关SW1由加热器R2加热，因此在例如取下产生短路故障的负荷设备等、至消除导致放电电流过大的原因为止，双金属开关SW1可保持断开状态。
据此，可以抑制双金属开关SW1反复接通、断开的振动(chattering)动作的发生，即例如因双金属开关SW1断开不能自己发热，双金属开关SW1可通过自然冷却而接通，二次电池6的过大的放电电流再次流过双金属开关SW1，双金属开关SW1就又断开。
另外，由于可以使用作为热敏开关的双金属开关SW1来保护二次电池6免受过充电或过大的放电电流，因此不像如图51所示的背景技术所涉及的保护电路1002那样，需要设置切断放电电流的FET1006、切断充电电流的FET1007、用于检测过大的放电电流的基准电压源1009、比较器1111、电阻1112、用于控制两个FET1006、1007的接通、断开的逻辑电路1013，因此可以简化保护电路5c的电路，并且容易实现保护电路5c的小型化。
而且，如图14所示，在容器2与外部连接端子单元3组合的状态下，双金属开关SW1与温度保险丝F1，被设置在与收容在容器2中的二次电池6相对置的位置附近，因此双金属开关SW1及温度保险丝F1与二次电池6的热传递得到加强，在二次电池6过度发热时，可以由双金属开关SW1及温度保险丝F1来切断二次电池6的充放电电流。
据此，即使在例如因集成电路IC1、晶体管Q1、加热器R2等发生故障，无法在二次电池6过充电时使加热器R2发热的状态下，如果二次电池6因过充电而发热，双金属开关SW1与温度开关F1就被加热。双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，因此即使在集成电路IC1、晶体管Q1、加热器R2等发生故障的情况下，也可保护二次电池6免受过充电。
另外，虽然在例如双金属开关SW1的接点发生熔着而引起短路故障时，即使双金属开 关SW1的温度达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1也不断开，但是温度保险丝F1会基于二次电池6的发热而被加热。并且温度一旦达到工作温度Tfuse1，温度保险丝F1就熔断从而切断充电电流，因此，即使在双金属开关SW1发生故障的情况下，也可保护二次电池6免受过充电。
而且，温度保险丝F1被设置在与集成电路IC1及晶体管Q1均接近的位置，因此便于在集成电路IC1及晶体管Q1过度发热时，由温度保险丝F1来切断二次电池6的充放电电流。
另外，关于构成保护电路5c的布线图，虽然举了印刷形成在外部连接端子单元3中与收容在容器2中的二次电池6相对一侧的表面的例子，但除了可以印刷形成在封口部的表面之外，还可以形成在印刷电路板上，在该印刷电路板上设置构成保护电路5c的集成电路IC1、晶体管Q1以及双金属开关SW1及二极管D1。此时，支撑部件32、33可贯穿形成在印刷电路板的贯穿孔，将可动切片35及双金属37支撑在印刷电路板上。
还有，支撑部件32、33并不限定于与壳体31一体成形，例如也可通过将圆柱形的金属部件埋设于壳体31中而形成。此外，也可以不设置温度保险丝F1，而是直接短路连接导体引线P6和导体引线P7。另外，也可将开关盖38和板部件39一体成形，作为一个部件。
关于保护电路5c，虽然举了将其组装在电池组件1c的例子，但并不限定于组装在电池组件1c中，例如也可组装在负荷设备中，作为内置在负荷设备中的、二次电池的保护电路使用。
另外，锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、或镍镉二次电池等二次电池，随着放电的进程，其输出电压低于规定的放电末期电压后，如继续放电，二次电池会变成过放电状态，导致循环寿命等电池特性的劣化。对此，优选：在与连接端子T1、T2连接的移动电话等负荷设备中，检测连接端子T1、T2间的输出电压，连接端子T1、T2间的输出电压低于规定的放电末期电压时，切断来自连接端子T1、T2的输出电流。据此，可以抑制因过放电而导致二次电池6的特性劣化的情况发生。
(第五实施例)
下面就具有本发明第五实施例所涉及的保护电路的电池组件进行说明。本发明第五实施例所涉及的电池组件1d的外观与图1所示的电池组件1相同。图15是表示本发明第五实施例所涉及的电池组件1d的电气结构的一个例子的电路图。图15所示的电池组件1d的保护电路5d与图10所示的电池组件1c的保护电路5c的结构不同。即，对于图15所示的保护电路5d中，代替加热器R2与二极管D1串联电路，由加热器R3(第二加热器)和加热器R4(第三 加热器)的串联电路与双金属开关SW1并联连接，。而且，加热器R3与加热器R4的连接点经由晶体管Q1与连接端子T4连接。
其他的结构与图10所示的电池组件1c相同，因此省略其具体说明，以下对本实施例的特征进行说明。图16是表示图15所示的保护电路5d中使用的加热器R3与加热器R4的串联电路的结构的一个例子的说明图。图16所示的加热器R3与加热器R4的串联电路使用一个热敏电阻7而构成。
热敏电阻7例如可采用具有正的温度特性，即阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻，其形状是物理上可以决定纵横方向的正方形、长方形等大致方形或椭圆、菱形、局部缺口或突出的圆形等板状形。另外，热敏电阻7的一侧面上形成有将热敏电阻7的一侧面分割为两个区域的沟71。
而且，由沟71分割的一侧区域构成第一电极72(第一电极)，另一侧区域构成第二电极73(第二电极)，热敏电阻7的另一侧面构成第三电极74(第三电极)。此时，第一电极72及第三电极74被作为加热器R3的两端的连接端子使用，夹在第一电极72与第三电极74之间的部分被作为加热器R3。另外，第三电极74及第二电极73被作为加热器R4的两端的连接端子使用，夹在第三电极74与第二电极73的部分被作为加热器R4。
据此，可以使用一个热敏电阻7就可以构成加热器R3与加热器R4，因此，与由单独的热敏电阻分别构成加热器R3与加热器R4的情况相比，可实现保护电路5d的小型化和低成本化。
图17、图18是说明图15所示的保护电路5d的机械结构的说明图。图17(a)是表示用于安装保护电路5d的各元件的布线图的视图，图17(b)是表示保护电路5d的机械结构的一个例子的剖视图。图17中，以虚线表示元件的安装位置。图18(a)是图17(b)所示的保护电路5d的俯视图。另外，为便于对比，图18(b)是与图17(b)相同的剖视图。图17、图18所示的保护电路5d与图11、图12所示的保护电路5c相比，在向形成有布线图的壳体31上安装热敏电阻7时的安装方法不同。
热敏电阻7的第二电极73与连接有连接端子T1的布线图P4连接，第一电极72与将双金属开关SW1和温度保险丝F1连接的布线图P5连接。此时，虽然需要将布线图P4与布线图P5的间隔部分与热敏电阻7的沟71对齐后再将热敏电阻7安装到壳体31，但是例如与热敏电阻7为圆板形状的情况相比，因为热敏电阻7为方形形状，因此容易使沟71的方向与布线图板P4和布线图板P5的间隔部分的方向一致，从而可以提高保护电路5d的组装工序中的操作性。
另外，也可如图19所示，形成将热敏电阻7a的一侧面分割为四个区域的大致呈十字形的沟71a。而且，也可如图20所示，将由沟71a分割的四个区域中相邻的两个区域与布线图P5连接以用作第一电极72，将用作第一电极72的两个区域以外的其他区域用作第二电极73。
据此，将设置有沟71a的热敏电阻7a与布线图P4及布线图P5连接时，将热敏电阻7a在同一平面上转动90°后安装，热敏电阻7a也可正常地发挥加热器R3、R4的功能，因此可以减少热敏电阻7a的安装方向的限制，提高保护电路5d的组装工序中的操作性。
另外，热敏电阻7(7a)中的第三电极74和与晶体管Q1的漏极连接的布线图P9，例如图18(a)所示，通过跨接线75在空中连接。
其他的结构与图11、图12所示的保护电路5c相同，因此省略其具体说明，以下对图15所示的保护电路5d的动作进行说明。首先，对基于保护电路5d的过充电保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，连接端子T1、T2与图中省略的充电装置连接，连接端子T1、T2之间一旦被施加了来自充电装置的电压Vc，经由双金属开关SW1、温度保险丝F1、连接端子T3，向二次电池6的基于电压Vb的充电则被进行。
电压Vb正常时例如最大为4.2V。而且，基准电压源E1作为基准电压Vref1，向比较器CMP1输出例如为4.3V的电压。
这样，例如因图中省略的充电装置发生故障、或充电装置的输出电压精度低而电压Vb超过4.3V时，通过比较器CMP1晶体管Q1被接通，电流从连接端子T1流入加热器R4，同时电流从二次电池6经由连接端子T3及温度保险丝F1流入加热器R3，加热器R3、R4发热，从而双金属开关SW1被加热。并且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，从而保护二次电池6免受过充电。
此时，即使双金属开关SW1断开，对加热器R3、R4的供电也继续进行，加热器R3、R4对双金属开关SW1的加热也继续进行，因此可维持双金属开关SW1的断开状态，持续进行过充电保护动作。另外，例如通过调整热敏电阻7中的沟71的位置，使加热器R3的阻抗值大于加热器R4的阻抗值，或分别使用独立的热敏电阻构成加热器R3、R4，并使加热器R3的阻抗值大于加热器R4的阻抗值，可以降低晶体管Q1接通时的二次电池6的放电电流，主要通过与连接端子T1、T2连接的图中省略的充电装置供应的电流使加热器R4发热，来维持双金属开关SW1断开状态。
进一步，电流继续从二次电池6经由连接端子T3及温度保险丝F1流入加热器R3，如果由于二次电池6的放电，二次电池6的输出电压低于基准电压Vref1，通过比较器CMP1晶 体管Q1就被断开。这样，与连接端子T1、T2连接的充电装置的输出电压高于二次电池6的输出电压，因此，有微弱的充电电流从连接端子T1经由加热器R4、加热器R3、温度保险丝F1及连接端子T3流入二次电池6，加热器R4、R3继续发热，维持双金属开关SW1的断开状态，从而持续进行过充电保护动作。
而且，二次电池6由流经加热器R4、R3的充电电流被充电，如果电压Vb再次超过4.3V，通过比较器CMP1晶体管Q1就被接通，电流从连接端子T1流入加热器R4，同时电流从二次电池6经由连接端子T3及温度保险丝F1流入加热器R3，加热器R3、R4发热，双金属开关SW1被加热，维持双金属开关SW1的断开状态，从而持续进行过充电保护动作。
如上所述，随着二次电池6的充放电动作，晶体管Q1的接通、断开动作被反复进行的同时，双金属开关SW1被维持断开状态，从而持续进行二次电池6的过充电保护动作。因此，即使在例如双金属开关SW1随着过充电保护动作断开，二次电池6因放电而输出电压下降，通过比较器CMP1晶体管Q1被断开的情况下，也可以抑制因加热器中没有电流流入而双金属开关SW1被接通的清情况发生，因此，可以抑制双金属开关SW1随着二次电池6的充放电动作而反复进行接通、断开的振动动作。
以下，对二次电池6输出的放电电流过大时，基于保护电路5d的保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，例如因有金属片接触到连接端子T1、T2，或与连接端子T1、T2连接的图中省略的移动电话等负荷设备发生故障，导致连接端子T1、T2短路，或连接端子T1、T2之间的阻抗值变为低阻抗时，来自二次电池6的经由温度保险丝F1和双金属开关SW1的放电电流会增大，双金属开关SW1因自身的接点阻抗而被加热。
而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，二次电池6的放电电流被切断，从而保护二次电池6避免放出过大的放电电流。而且，双金属开关SW1一旦断开，二次电池6的放电电流从连接端子T3经由温度保险丝F1、加热器R3、加热器R4及连接端子T1流入与连接端子T1、T2连接的图中省略的负荷设备(或短路故障部分)，加热器R3、R4发热，加热双金属开关SW1。
此时，即使双金属开关SW1断开不能自己发热，加热器R3、R4也可通过流过图中省略的负荷设备等的电流而发热，通过加热器R3、R4双金属开关SW1被加热，因此在例如取下产生短路故障的负荷设备等、消除导致放电电流过大的原因为止，可维持双金属开关SW1的断开状态。
(第六实施例)
下面就具有本发明第六实施例所涉及的保护电路的电池组件进行说明。本发明第六实施例所涉及的电池组件1e的外观与图1所示的电池组件1相同。图21是表示本发明第六实施例所涉及的电池组件1e的电气结构的一个例子的电路图。图21所示的电池组件1e的保护电路5e与图15所示的电池组件1d的保护电路5d的结构不同。即，图21所示的保护电路5e中，加热器R3(第一加热器)与双金属开关SW1并联连接。而且，加热器R3与加热器R4的连接点与连接端子T1连接，另一端经由晶体管Q1与连接端子T2相连。此时，加热器R4的一端与连接端子T1连接，相当于加热双金属开关SW1的第四加热器。
图22、图23是说明图21所示的保护电路5e的机械结构的说明图。图22(a)是表示用于安装保护电路5e的各元件的布线图的视图，图22(b)是表示保护电路5e的机械结构的一个例子的剖视图。图22中，以虚线表示元件的安装位置。图23(a)是图22(b)所示的保护电路5e的俯视图。另外，为便于对比，图23(b)是与图22(b)相同的剖视图。图22、图23所示的保护电路5e与图17、图18所示的保护电路5d相比，在向形成有布线图的壳体31安装热敏电阻7a时的安装方法不同。
热敏电阻7a中由沟71a分割的四个区域中相邻的两个区域作为第一电极72与连接双金属开关SW1和温度保险丝F1的布线图P5连接，用作第一电极72的两个区域以外的其他区域作为第二电极73与连接到晶体管Q1的漏极(drain electrode)的布线图P9连接。另外，热敏电阻7a中的第三电极74与连接在连接端子T3的布线图P4，例如图23(a)所示，通过跨接线76在空中连接。
其他的结构与图15、图17及图18所示的保护电路5d相同，因此省略其具体说明，以下对图21所示的保护电路5e的动作进行说明。首先，对基于保护电路5e的过充电保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，连接端子T1、T2与图中省略的充电装置连接，连接端子T1、T2之间一旦被施加了来自充电装置的电压Vc，经由双金属开关SW1、温度保险丝F1、连接端子T3，向二次电池6的基于电压Vb的充电则被进行。
电压Vb正常时例如最大为4.2V。而且，基准电压源E1作为基准电压Vref1，向比较器CMP1输出例如为4.3V的电压。
这样，例如由于图中省略的充电装置发生故障、或充电装置的输出电压精度低而电压Vb超过4.3V时，通过比较器CMP1晶体管Q1被接通，电流从连接端子T1流入加热器R4，加热器R4发热，双金属开关SW1被加热。双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，从而保护二次电池6免受过充电。
此时，即使双金属开关SW1断开，与连接端子T1连接的图中省略的充电装置对加热器 R4的供电也继续，加热器R4对双金属开关SW1的加热也继续，因此可维持双金属开关SW1的断开状态，持续进行过充电保护动作。
另外，由于与连接端子T1连接的图中省略的充电装置的输出电压高于二次电池6的输出电压，因此即使晶体管Q1接通，电流也不会从二次电池6流向加热器R3，二次电池6也不放电，因此可抑制双金属开关SW1随着二次电池6的充放电动作而反复接通、断开的振动动作的发生，即可抑制反复进行例如双金属开关SW1随着过充电保护动作断开，二次电池6因放电而输出电压下降，通过比较器CMP1晶体管Q1被断开，因此，加热器中无电流流过，双金属开关SW1就接通，二次电池6再次被充电的动作。
以下，对二次电池6输出的放电电流过大时，基于保护电路5e的保护动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，例如因有金属片接触到连接端子T1、T2，或与连接端子T1、T2连接的图中省略的移动电话等负荷设备发生故障，导致连接端子T1、T2短路，或连接端子T1、T2之间的阻抗值变为低阻抗时，来自二次电池6的、经由温度保险丝F1和双金属开关SW1的放电电流会增大，双金属开关SW1因自身的接点阻抗而被加热。
接着，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，二次电池6的放电电流被切断，从而保护二次电池6避免放出过大的放电电流。而且，双金属开关SW1一旦断开，二次电池6的放电电流从连接端子T3经由温度保险丝F1、加热器R3及连接端子T1流入与连接端子T1、T2连接的图中省略的负荷设备(或短路故障部分)，加热器R3发热，加热双金属开关SW1。
此时，即使双金属开关SW1断开不能自己发热，加热器R3也可通过流过图中省略的负荷设备等的电流而发热，通过加热器3双金属开关SW1被加热，因此在例如取下产生短路故障的负荷设备等、消除导致放电电流过大的原因为止，双金属开关SW1可维持断开状态。
如上所述，图21所示的保护电路5e在保护二次电池6免受过充电时，通过与连接端子T1、T2连接的图中省略的充电装置供应的电流使加热器R4发热，保护二次电池6避免放出过大的放电电流时，通过二次电池6释放的电流使加热器R3发热。此时，由于双金属开关SW1工作的工作温度Tsw1为恒定，因此优选：在过充电保护时的加热器R4的发热量等于在保护免受过大的放电电流的动作时的加热器R3的发热量。
而且，如果将充电装置的输出最大电压设为Vcmax，二次电池6的输出电压设为Vb，加热器R3的阻抗值设为R3，加热器R4的阻抗值设为R4，则优选满足：
Vcmax×Vcmax÷R4＝Vb×Vb÷R3…… (2)。
据此，可以使在过充电保护时的加热器R4的发热量等于在保护免受过大的放电电流的 动作时的加热器R3的发热量。此时，例如可以由单独的热敏电阻分别构成加热器R3与加热器R4，将R3的阻抗值与R4的阻抗值设定为满足上述式(2)，例如也可以使用图16所示的热敏电阻7，通过调整沟71的位置，将R3的阻抗值与R4的阻抗值设定为满足上述式(2)。
另外，如图24中的保护电路5f所示，也可在图21所示的保护电路5e中的温度保险丝F1与加热器R3之间设置作为整流元件的二极管D2(第二整流元件)。二极管D2的阳极经由温度保险丝F1与连接端子T3连接，二极管的阳极(cathode)经由加热器R3与连接端子T1相连，即其导通方向与连接在连接端子T3的二次电池6的放电电流一致。
据此，图24中的保护电路5f中，为了保护二次电池6免受与连接端子T1、T2连接的图中省略的充电装置的过充电，双金属开关SW1断开后，可以通过二极管D2，阻止充电电压经由加热器R3从连接端子T3施加到二次电池6，从而可提高保护二次电池6免受过充电的效果。
(第七实施例)
下面就具有本发明第七实施例所涉及的保护电路的电池组件进行说明。本发明第七实施例所涉及的电池组件1g的外观与图1所示的电池组件1相同。图25是表示本发明第七实施例所涉及的电池组件1g的电气结构的一个例子的电路图。图25所示的电池组件1g的保护电路5g与图21所示的电池组件1e的保护电路5e的结构不同。即，图25所示的保护电路5g的不同点在于，还包括热敏电阻R5(检测部)、电阻R10及基准电压源E2，代替集成电路IC1而具有集成电路IC1a。
热敏电阻R5例如为温度上升时阻抗值下降的热敏电阻，作为温度传感器而使用。而且热敏电阻R5与二次电池6接近、或经由绝缘物接触设置，产生与二次电池6的温度相对应的阻抗值。热敏电阻R5与电阻R10的串联电路连接在基准电压源E2的两极之间，热敏电阻R5与电阻R10的连接点与比较器CMP1的+端子连接。
基准电压源E2是输出用于将热敏电阻R5的阻抗值作为电压而取得的基准电压的额定电压源。据此，热敏电阻R5的阻抗值，即二次电池6的温度输入到比较器CMP1的+端子。而且，基准电压源E2的输出电压预先设定有，例如二次电池6的温度达到给予二次电池6的特性以坏影响的的温度时，热敏电阻R5与电阻R10的连接点产生的电压超过基准电压Vref1的电压值。另外，比较器CMP1、基准电压源E1、E2及电阻R10通过集成化构成集成电路IC1a。
以下，对采用上述结构的保护电路5g的动作进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，连接端子T1、T2与图中省略的充电装置连接，如果二次电池6被过充电，二次电池6的温度就上升。
接着，二次电池6的温度一旦上升，热敏电阻R5的阻抗值就下降，热敏电阻R5与电阻R10的连接点的电压上升。进一步，热敏电阻R5与电阻R10的连接点的电压上升、一旦超过基准电压Vref1，即二次电池6的温度达到例如给予二次电池6的特性以坏影响的温度时，通过比较器CMP1晶体管Q1被接通，电流从连接端子T1流入加热器R4，双金属开关SW1被加热。
而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，从而保护二次电池6避免由于过充电而发热。
另外，在双金属开关SW1接通的状态下，如果因连接端子T1、T2与作为电力负荷的电气设备连接，或发生短路故障而流过过大的放电电流，二次电池6的温度就上升。而且，如上所述，二次电池6的温度上升，如果在双金属开关SW1因自身发热而断开之前，二次电池6的温度达到例如给予二次电池6的特性以坏影响的温度，热敏电阻R5与电阻R10的连接点的电压就上升、超过基准电压Vref1，通过比较器CMP1晶体管Q1被接通，电流从二次电池6经由连接端子T3、温度保险丝F1流入加热器R3、R4，双金属开关SW1被加热。
而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，放电电流被切断，从而保护二次电池6避免由于过大的放电电流而发热。
进一步，即使在双金属开关SW1断开之后，电流继续从二次电池6经由连接端子T3、温度保险丝F1流入加热器R3、R4，双金属开关SW1被加热，从而维持双金属开关SW1的断开状态。
据此，在二次电池6过度发热时，可以用一个双金属开关SW1来切断放电电流和充电电流，因此可以用简单的电路保护二次电池6避免由于过充电或过大的放电电流而过度发热。
另外，可以抑制双金属开关SW1反复接通、断开的振动动作的发生，即可以抑制例如因双金属开关SW1断开不能自己发热，而双金属开关SW1通过自然冷却而接通，二次电池6的充放电电流再次流过双金属开关SW1，双金属开关SW1断开的动作发生。
其他的结构及动作与图21所示的电池组件1e相同，因此省略其具体说明。另外，在电池组件1～1f中，也可设置如图25所示的热敏电阻R5和集成电路IC1a，来替代集成电路IC1。
(第八实施例)
下面就本发明第八实施例所涉及的电池组件进行说明。第八实施例所涉及的电池组件1h的外观与图1所示的电池组件1相同。图26是表示本发明的第八实施例所涉及的电池组件1h的电路图。电池组件1h包括保护电路5h和二次电池6。二次电池6，例如为锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、或镍镉二次电池等可以充电的二次电池。保护电路5h是保护二次电池6免受过充电或过电流放电的电路。
保护电路5h设置在外部端子连接单元3的内部，包括连接端子T1～T4(第一～第四连接端子)、双金属开关(热敏开关)SW1、过充电保护部(第一过充电保护部)51、防止振动部(第二过充电保护部)52、加热器R21、晶体管(开关部)Q1及或门(开关部)G1。连接端子T1及连接端子T2，是用于连接给二次电池6充电的图中省略的充电装置及/或由二次电池6输出的放电电流驱动的负荷设备的连接端子。负荷设备是包括移动电话、数码相机、摄像机、便携式个人电脑、电动工具等，由电池驱动的各种电气设备。
连接端子T3与二次电池6的正极连接，连接端子T4与二次电池6的负极连接。双金属开关SW1连接在连接端子T1及T3之间。加热器R21的一端与连接端子T3连接，另一端与晶体管Q1的漏极连接。晶体管Q1的栅极(gate)与或门G1的输出端子连接，源极与连接端子T2、T4连接。
过充电保护部51包括比较器A1及基准电压源E21，防止振动部52包括比较器A2及基准电压源E22。比较器A1的—端子与基准电压源E21的正极连接，+端子与连接端子T3连接，输出端子与或门G1的输入端子连接，供电端子与连接端子T3连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。基准电压源E21的负极与连接端子T2、T4连接。
比较器A2的+端子与连接端子T1连接，—端子与基准电压源E22的正极连接，输出端子与或门G1的输入端子连接，供电端子与连接端子T3连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。基准电压源E22的负极与连接端子T2、T4连接。
双金属开关SW1是在温度超过预先设定的规定工作温度Tsw1时则断开的热敏开关，其工作温度Tsw1例如被设定成不至于影响二次电池6的特性劣化的温度范围内的最高温度。
而且，双金属开关SW1，是在温度上升而断开后，如果温度降低则再次接通的回复型热敏开关。另外，作为热敏开关，代替双金属开关，同样也可采用使用了形状记忆合金的开关(例如日本专利公开公报实公平7-4770号、日本专利公开公报特开平11-224579号中 所记载的开关)，或使用了形状记忆树脂的开关。
作为形状记忆合金，只要是基于镍—钛合金系、铜—锌—铝合金等的热弹性马氏体相变及逆相变，具有回复力的形状记忆合金即可，上述合金由其变形后的形状回复为原来的形状的形状变化温度范围，可以通过改变适当地选择了形状记忆合金的组成的热处理工艺而进行改变。
作为形状记忆树脂，可以采用交联或部分结晶化得到的固定相与可逆相共存的聚酯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯、反式聚异戊二烯等树脂。
加热器R1例如可采用具有正的温度特性，即阻抗值随着温度的增减而增减的PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻。据此，如果给加热器R21施加上电压，加热器R21的阻抗值因其自身发热而增大，流经加热器R21的电流减小，其结果，加热器R21的温度最终恒定为最终到达温度。最终到达温度是超过双金属开关SW1的工作温度Tsw1的温度，可设定在不至于损坏二次电池6或保护电路5h的程度的温度。据此，可以抑制因加热器R21的发热而损坏二次电池6或保护电路5h的情况的发生。
过充电保护部51检测二次电池6的过充电，并切断流向二次电池6的充电电流，使二次电池6处于过充电保护状态。防止振动部52防止过充电保护状态下产生的双金属开关SW1的振动。
基准电压源E21是输出作为用于检测二次电池6的过充电的判断基准的基准电压(过充电保护电压)Vref1的电压产生电路。基准电压源E22是输出用于防止双金属开关SW1的振动的基准电压(过充电保护电压)Vref2的电压产生电路。
在本实施例中，基准电压Vref1与基准电压Vref2大致相等，具体为基准电压Vref1＝基准电压Vref2＝4.3V。
比较器A1，其—端子上被施加了基准电压Vref1，连接端子T3、T4间的电压、即二次电池6的电压Vb超过基准电压Vref1时，输出高电平信号，电压Vb低于基准电压Vref1时，输出低电平信号。
比较器A2，其—端子上被施加了基准电压Vref2，连接端子T1、T2间的电压、即与连接端子T1、T2连接的充电装置或负荷设备的电压Vc超过基准电压Vref2时，输出高电平信号，电压Vc低于基准电压Vref2时，输出低电平信号。
在本实施例中，比较器A1、A2，为了降低噪声的影响，采用了相对输入电压具有滞后的比较器。
或门G1，在比较器A1、A2中的任一个比较器输出了高电平信号时，向晶体管Q1的栅 极输出高电平信号，在两个比较器输出了低电平信号时，向晶体管Q1的栅极输出低电平信号。
晶体管Q1采用n沟道FET(场效应管)，在或门G1输出高电平信号时接通并通电给加热器R21，加热加热器R21，使双金属开关SW1断开，在或门G1输出低电平信号时断开并停止通电给加热器R21，停止对加热器R21的加热，使双金属开关SW1接通。
以下，对保护电路5h的动作进行说明。首先，对基于保护电路5h的过充电保护动作进行说明。连接端子T1、T2连接有图中省略的充电装置，连接端子T1、T2之间一旦被施加了来自充电装置的电压Vc，在电压Vc、Vb都低于基准电压Vref1、Vref2的通常状态下，双金属开关SW1就接通，二次电池6被充电。在此，电压Vc正常时例如最大为4.2V。
而且，例如图中省略的充电装置发生故障等电压控制失效，电压Vb就超过基准电压Vref1。这样，由比较器A1输出高电平信号，由或门G1输出高电平信号，晶体管Q1被接通，电流从连接端子T3流入加热器R21，双金属开关SW1被加热。而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，变成过充电保护状态。据此，保护二次电池6免受过充电。
在过充电保护状态下，二次电池6的电力被加热器R21消耗，电压Vb下降，比较器A1的输出就变为低电平。在此，分析没有防止振动部52时的情况。此时，晶体管Q1被断开，电流不流过加热器R21，双金属开关SW1的加热被停止。而且双金属开关SW1自然冷却，温度降至工作温度Tsw1以下，则再次接通，使来自充电装置的充电电流流过，再次对二次电池6充电。如果持续对二次电池6充电，电压Vb就超过基准电压Vref1，双金属开关SW1再次断开。这样，在过充电保护状态下，如果连接端子T1、T2之间一直连接有充电装置，则会发生振动。
然而，本实施例中的保护电路5h具有防止振动部52。据此，即使在过充电保护状态下，连接端子T1、T2之间一直连接有充电装置，电压Vc超过基准电压Vref2，比较器A2也输出高电平信号，由或门G1输出高电平信号，晶体管Q1被接通，电流从连接端子T3流入加热器R1，双金属开关SW1继续被加热，从而维持断开状态。据此，在过充电保护状态下，因充电装置持续连接而产生的双金属开关SW1的振动得以防止。
以下，对基于保护电路5h的过电流保护进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，例如因有金属片接触到连接端子T1、T2，或连接在连接端子T1、T2上的图中省略的移动电话等负荷设备发生故障，导致连接端子T1、T2短路，或连接端子T1、T2之间的阻抗值变为低阻值时，从二次电池6经由双金属开关SW1流出过电流。双金属开关SW1， 如果流过过电流，则因自身的接点阻抗而被加热。
而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1就断开，切断二次电池6的放电电流，保护电路5h变为过电流保护状态，从而保护二次电池6免受过电流。由于如果过电流保护状态被继续，比较器A1、A2的输出均为低电平，加热器R21的加热就被停止，因此，双金属开关SW1得以自然冷却。而且，如果双金属开关SW1的温度一旦降至工作温度Tsw1以下，则再次接通，保护电路5h由过电流保护状态回复到正常状态。
如上所述，根据第八实施例的保护电路5h，由于可以使用作为热敏开关的双金属开关SW1来保护二次电池6免受过充电或过电流，因此不像如图51所示的背景技术所涉及的保护电路1002那样，需要设置切断放电电流的FET1006、切断充电电流的FET1007、用于检测过电流的基准电压源1009、比较器1011、电阻1112、用于控制两个FET1006、1007的接通、断开的逻辑电路1013，可以简化保护电路5h的电路，容易实现保护电路5h的小型化。
另外，由于通过比较器A1检测过充电，通过加热器R21加热双金属开关SW1，以此断开双金属开关SW1，因此与例如图52或图53所示的、只通过与二次电池1022串联连接的双金属开关1023或PTC元件1032来进行过充电保护的情况相比，可以提高检测过充电的精度，降低在过充电保护动还没有被进行的状态下，二次电池6被过充电，或二次电池6的特性劣化，或二次电池6的膨胀、变形等的情况的发生。
进一步，由于具有防止振动部52，即使在过充电保护状态下一直连接有充电装置，连接端子T1、T2之间的电压Vc超过基准电压Vref2，电压Vb低于基准电压Vref1的情况下，由于晶体管Q1一直被接通，因此对双金属开关SW1的加热被继续，双金属开关SW1维持断开状态，其结果，可防止双金属开关SW1的振动，防止双金属开关SW1的劣化。
另外，在第八实施例中虽然使用了加热器R21，但并不限定于此，也可将过充电保护部51、防止振动部52、或门G1、晶体管Q1制成集成电路，主要利用因晶体管Q1接通而产生的集成电路的热量加热双金属开关SW1。此时不需要加热器R21，因此，可削减部件的数量。
(第九实施例)
下面就本发明第九实施例所涉及的电池组件进行说明。本发明第九实施例所涉及的电池组件1i的外观与图1所示的电池组件1相同。图27是表示第九实施例所涉及的电池组件1i的电路图。第九实施例的保护电路5i，以从第八实施例的保护电路5h中省去防止振动部52， 并具有短路保护部53及电阻R22为特征。另外，在第九实施例中，对于与第八实施例相同的部分标注上相同的符号，而省略其具体说明。
短路保护部53包括比较器A3及基准电压源E23。比较器A3的—端子与连接端子T1连接，+端子与基准电压源E23连接，输出端子与或门G1的输入端子连接，供电端子与连接端子T3连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。
基准电压源E23的正极与连接端子T3连接，负极与比较器A3的+端子连接。电阻R22与双金属开关SW1并联连接。
比较器A3检测二次电池6的电压Vb是否超过连接端子T1、T2之间的电压Vc与基准电压Vref3的合计电压，如果电压Vb超过基准电压(过电流保护电压)Vref3与电压Vc的合计电压(Vb>Vref3+Vc)，则判断在过电流保护状态下连接端子T1、T2之间连接有可能会引起过电流的负荷、或发生了短路，并输出高电平信号。另外，比较器A3与比较器A1、A2一样，是相对输入电压具有滞后的比较器。在第九实施例中，基准电压Vref3为1V。即，电压Vb减去电压Vc后的电压超过1V时，则判断在过电流保护状态下连接端子T1、T2之间连接有可能会引起过电流的负荷、或发生了短路。
以下，对基于保护电路5i的过电流保护状态下的短路保护动作进行说明。到达过电流保护状态的过程与第一实施例的保护电路5相同，因此省略其具体说明。以下分析在过电流保护状态下不具有短路保护部53时的情况。此时，双金属开关SW1中无电流流过，加热器R22的加热也被停止，因此双金属开关SW1通过自然冷却，温度一旦低于工作温度Tsw1，就接通。在此，如果连接端子T1、T2的短路被继续，双金属开关SW1中流过二次电池6输出的过电流，从而再次断开。双金属开关SW1断开后通过自然冷却而再次接通。
如上所述，在过电流保护状态下，如果连接端子T1、T2继续被短路，双金属开关SW1将反复接通、断开，发生振动。
然而，本实施例中的保护电路5i具有短路保护部53。因此，即使在过电流保护状态下，如果连接端子T1、T2之间一直被短路，在过电流保护状态下，电压Vb就超过电压Vc与基准电压Vref3的合计电压，所以比较器A3输出高电平信号，晶体管Q1被接通，电阻R21继续发热，双金属开关SW1被继续加热，从而维持断开状态。据此，可防止在过大电流保护状态下，因连接端子T1、T2一直被短路而引起的双金属开关SW1的振动，同时可防止在双金属开关SW1因振动而在接通时流过过电流。
连接端子T1、T2间的短路被解除后，有微弱的电流从二次电池6经由电阻R22流到连接端子T1。此时，由于连接端子T1、T2之间没有连接负荷，电压Vc的值与电压Vb的值大 致相等，电压Vb与电压Vc的差小于基准电压Vref3，因此比较器A3输出低电平信号。此时，比较器A1也输出低电平信号，因此晶体管Q1被断开，双金属开关SW1的加热被停止，通过自然冷却温度一旦低于工作温度Tsw1就接通，保护电路5i迅速由过电流保护状态回复到正常状态。另外，基于过充电保护部51的过充电保护与第八实施例相同，因此省略其具体说明。
如上所述，根据第九实施例中的保护电路5i，除了与第八实施例的保护电路5h一样，可保护二次电池6免受过充电及过电流之外，因为具有短路保护部53，从而还可防止过电流保护状态下产生的振动。因此可防止双金属开关SW1的劣化。
另外，在第九实施例中虽然使用了加热器R21，但并不限定于此，也可将过充电保护部51、短路保护部53、或门G1、晶体管Q1及电阻R22制成集成电路，主要利用因晶体管Q1接通而产生的集成电路的热量加热双金属开关SW1。此时不需要加热器R21，从而可削减部件的数量。
(第十实施例)
下面就第十实施例所涉及的电池组件进行说明。第十实施例所涉及的电池组件1j的外观结构与图1所示的电池组件1相同。图28是表示第十实施例所涉及的电池组件1j的电路图。第十实施例的保护电路5j以在第八实施例的保护电路5h的基础上进一步设置短路保护部53，即同时具有防止振动部52和短路保护部53为特征。
或门G1上连接有比较器A1～A3，因此只要比较器A1～A3中的任一个比较器输出高电平信号，晶体管Q1就接通，加热器R21发热，双金属开关SW1断开。
如上所述，根据第十实施例中的保护电路5j，除了由于具有过充电保护部51、防止振动部52，可实现与第八实施例相同的效果之外，由于具有短路保护部53，因此还可实现与第九实施例相同的效果。
另外，在第十实施例中虽然使用了加热器R21，但并不限定于此，也可将过充电保护部51、防止振动部52、短路保护部53、或门G1、晶体管Q1及电阻R22制成集成电路，主要利用因晶体管Q1接通而产生的集成电路的热量加热双金属开关SW1。此时不需要加热器R21，从而可削减部件的数量。
(第十一实施例)
下面就第十一实施例所涉及的电池组件进行说明。第十一实施例所涉及的电池组件1k 的外观结构与图1所示的电池组件1相同。图29是表示第十一实施例所涉及的电池组件1k的电路图。第十一实施例所涉及的电池组件1k，以在第十实施例所涉及的电池组件1j的基础上进一步设置温度控制部54及与门G2为特征。温度控制部54包括温度传感器S1、比较器A4、电阻R23及基准电压源E24。
比较器A4的—端子经由温度传感器S1与连接端子T3连接，+端子与基准电压源E24的正极连接，输出端子与与门G2的输入端子连接，供电端子与连接端子T3连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。电阻R23的一端与连接端子T2、T4连接，另一端与比较器A4的—端子连接。基准电压源E24的负极与连接端子T2、T4连接。另外，与门G2上连接有或门G1的输出端子。
温度传感器S1采用具有负特性的热敏电阻，其阻抗随着加热器R21的温度上升而减小。基准电压源E24是输出用于检测加热器R21的规定上限温度的基准电压Vref4的电压产生电路。该上限温度高于双金属开关SW1的工作温度Tsw1。在此，基准电压Vref4被设定成，加热器R21的温度超过上述上限温度时，比较器A4的+端子的电压低于—端子的电压。
比较器A4在双金属开关SW1超过上限温度、—端子的电压高于+端子的电压时，输出低电平信号，使晶体管Q1断开。另外，比较器A4与比较器A1～A3一样，采用具有滞后的比较器。
下面，对保护电路5k的温度保护动作进行说明。例如图中省略的充电装置发生故障等电压控制失效时，电压Vb超过基准电压Vref1。这样，由比较器A1输出高电平信号，由或门G1输出高电平信号。此时，双金属开关SW1的温度未达到上限温度，因此由比较器A4输出高电平信号。
因此，由与门G2输出高电平信号，晶体管Q1被接通，电流从连接端子T3流入加热器R21，双金属开关SW1被加热。而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，从而处于过充电保护状态。
如果过充电保护状态继续，加热器R21会进一步升温，温度传感器S1的阻抗也随之减小。之后，加热器R21一旦达到上限温度，比较器A4就输出低电平信号，晶体管Q1断开，加热器R21停止发热。据此，可以防止双金属开关SW1被加热至上限温度以上的温度，从而防止接点的熔着。
如上所述，根据第十一实施例中的保护电路5k，除了可实现第十实施例中的保护电路5j的效果之外，还可以防止双金属开关SW1的接点的熔着。
另外，在第十一实施例中虽然使用了加热器R21，但并不限定于此，也可将过充电保 护部51、防止振动部52、短路保护部53、温度控制部54、或门G1、与门G2、晶体管Q1、电阻R22及温度传感器S1制成集成电路，主要利用因晶体管Q1接通而产生的集成电路的热量加热双金属开关SW1。此时不需要加热器R21，从而可削减部件的数量。
(第十二实施例)
下面就本发明第十二实施例所涉及的电池组件进行说明。本发明第十二实施例所涉及的电池组件1l的外观与图1所示的电池组件1相同。图30是表示第十二实施例所涉及的电池组件1l的电路图。第十二实施例所涉及的电池组件1l，以在第八实施例的电池组件5h的基础上省去防止振动部52，采用与门G2来替代或门G1，并设置温度保险丝F1、温度控制部54d及上限温度变更部55为特征。
温度控制部54d在第十一实施例的温度控制部54的基础上，设置串联连接的两个电阻R24、R25来替代电阻R23，加热器R21一旦达到上限温度，就停止通电给加热器R21。上限温度变更部55包括比较器A5，基准电压源E25及晶体管Q2，用于变更加热器R21的上限温度。电阻R24和电阻R25被设定成其电阻值的合计值等于保护电路5k的电阻R23的电阻值。
比较器A5的+端子及供电端子经由温度保险丝F1与连接端子T3连接，—端子与基准电压源E25的正极连接，输出端子与晶体管Q2的栅极连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。基准电压源E25的负极与连接端子T2、T4连接。晶体管Q2为n沟道FET，与电阻R25并联连接。
基准电压源E25将基准电压(第二过充电保护电压)Vref5施加到比较器A5的—端子。在第十二实施例中，基准电压Vref5被设定成大于基准电压Vref1的值。比较器A5与比较器A1～A4一样，采用具有滞后的比较器。
温度保险丝F1的结构与第一实施例的温度保险丝F1的结构相同，因此省略其说明。
下面，对保护电路5l的动作进行说明。首先，假设保护电路5l以与保护电路5k相同的方式进入过充电保护状态。如过充电保护状态继续，加热器R21会进一步升温，温度传感器S1的阻抗随之减小，之后，达到双金属开关SW1的上限温度Th。这样，比较器A4输出低电平信号，晶体管Q1断开，加热器R21停止发热。据此，可以防止被加热至上限温度Th以上的温度，从而防止接点的熔着。
以下，对双金属开关SW1的接点熔着时，保基于护电路5l的温度保护动作进行说明。即使过充电保护状态被继续，达到加热器R21的上限温度，但是由于双金属开关SW1的接 点熔着，而无法断开，因此向二次电池6的充电继续被进行。而且，如果电压Vb超过基准电压Vref5(>Vref1)，比较器A5输出高电平信号，晶体管Q2接通。据此，电阻R25被短路，比较器A4的—端子的电压下降至基准电压Vref4以下，比较器A4输出高电平信号。此时，由于电压Vb超过基准电压Vref1，比较器A1输出高电平信号。其结果，晶体管Q1接通，加热器R2发热，再次加热双金属开关SW1。据此，加热器R21的上限温度大于温度保险丝F1的工作温度Tfuse1。并且，温度保险丝F1的温度上升，一旦超过工作温度Tfuse1，温度保险丝F1就熔断，停止对二次电池6充电。
如上所述，根据第十二实施例中的保护电路51，由于具有温度控制部54d，加热器R21加热双金属开关SW1的温度在高于工作温度Tsw1，且低于工作温度Tfuse1的范围内，因此可以防止双金属开关SW1的接点熔着。而且，由于具有上限温度变更部55，如果双金属开关SW1的接点被熔着，二次电池6的过充电被继续，电压Vb一旦超过基准电压Vref5，晶体管Q2就接通，加热器R21的上限温度大于工作温度Tfuse1。据此，由于加热器R21的温度进一步上升，达到工作温度Tfuse1，使温度保险丝F1熔断，因此即使在双金属开关SW1的接点熔着的情况下，也可保护二次电池6免受过充电。
另外，在第十二实施例中虽然使用了加热器R21，但并不限定于此，也可将过充电保护部51、温度控制部54d、上限温度变更部55、与门G2、晶体管Q1及温度传感器S1制成集成电路，主要利用因晶体管Q1接通而产生的集成电路的热量加热双金属开关SW1。此时不需要加热器R21，从而可削减部件的数量。而且，j进一步优选如图33～36所示的电池组件1l的构成。
图33～36是表示将第十二实施例所涉及的保护电路51制成集成电路时的电池组件1l的分解结构图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图。如图33(b)所示，电池组件11包括，由合成树脂或陶瓷等绝缘材料一体形成的框体110，由金属薄板等形成的第一布线导体120，由金属薄板等形成的第二布线导体130，双金属开关140(SW1)，覆盖双金属开关140的盖体150，电路板160。
框体110包括，第一支撑部件111，与第一支撑部件111间隔一定距离相对配置的第二支撑部件112，连接第一支撑部件111及第二支撑部件112的连接部件113。电路板160与连接部件113之间留有空间，集成电路IC被设置在该空间部内。
第一布线导体120设置在第一支撑部件111上。第二布线导体130设置在第二支撑部件112上。另外，第二布线导体130延伸至连接部件113的表面。
双金属开关140包括可动接点部件141、双金属元件142及突起143。可动接点部件141 架设在第一布线导体120与第二布线导体130之间呈长尺形状，其左端设置有向上方突出的接点141a，右端固定在第二布线导体130上。双金属元件142，其中央部呈向可动接点部件141侧弯曲的长尺形状，当被加热时，该中央部更向可动接点部件141侧弯曲。突起143阻止双金属元件142因外力而变形。
接点141a在可动接点部件141受双金属元件142的下压力时，脱离第一布线导体120。据此双金属开关140断开。另一方面，接点141a在可动接点部件141不受双金属元件142的下压力时，与第一布线导体120接触。据此，双金属开关140接通。
电路板160的上表面上设置有连接端子T1、T2。第一布线导体120的左侧设置有温度保险丝F1。温度保险丝F1与二次电池6的正极端子6a通过连接线L1而电连接。而且，电路板160的右端安装有用于使连接端子T2接地的连接线L2。
另外，第十二实施例中的电池组件1l也可采用图34所示的结构来替代图33所示的结构。图34所示的结构以电路板160与二次电池6的空间由树脂170填充为特征。而且，也可采用图35所示的结构来替代图34所示的结构。图35所示的结构以在图34所示的结构的基础上，通过两个螺钉131、132螺接固定二次电池6与电路板160为特征。
进一步，也可采用图36所示的结构来替代图35所示的结构。图36所示的结构以将电路板160设置成使安装有双金属开关140等的表面朝向上侧、背面朝向二次电池6，而且采用接头C1作为连接端子T1、T2为特征。此时，充电装置或负荷设备具有与接头C1相对应的接头，通过将对应的接头嵌入接头C1，来实现与二次电池6的电连接。
(第十三实施例)
下面就本发明第十三实施例所涉及的电池组件进行说明。第十三实施例所涉及的电池组件1m的外观与图1所示的电池组件1相同。图31是表示第十三实施例所涉及的电池组件1m的电路图。保护电路5m包括集成电路IC及双金属开关SW1。集成电路IC包括晶体管(开关部)Q1，晶体管(电阻)Q2，与门(开关部)G2，或门(开关部)G2，减压控制部(电源控制部)610，电源控制部620，过充电保护部(第一过充电保护部及第二过充电保护部)630，短路保护部640，以及温度控制部650。晶体管Q1为n沟道FET，栅极与与门G2的输出端子连接，漏极与连接端子T3连接，源极与连接端子T2、T4连接。晶体管Q2为p沟道FET，栅极与减压控制部610及电源控制部620连接，漏极与连接端子T3连接，源极与连接端子T1连接。
减压控制部610，在电压Vb低于规定的防止过放电电压时，断开电源控制部620和晶 体管Q2，从而防止二次电池6过放电。
电源控制部620向过充电保护部630、短路保护部640、以及温度控制部650供电。过充电控制部630在过充电保护状态下、双金属开关SW1处于断开状态时，检测连接端子T1、T2是否与充电装置连接，继续被过充电。
短路保护部640在双金属开关SW1处于断开状态的过充电保护状态下，检测连接端子T1、T2上是否连接有会引起过电流的负荷，或短路。
温度控制部650检测兼作加热器元件和开关元件的晶体管Q1的发热引起的集成电路IC的温度，如果该温度超过规定的设定温度，就断开晶体管Q1。
图32是表示保护电路5m的详细结构的电路图。减压控制部610包括比较器A6及基准电压源E26。基准电压源E26由电压产生电路构成，将防止过放电电压Vref6施加到比较器A6的+端子。如果电压Vb超过防止过放电电压Vref6，比较器A6就输出低电平信号，接通晶体管Q2及电源控制部620。在此，防止过放电电压Vref6小于基准电压Vref1、Vref3、Vref4。
电源控制部620与比较器A1、A2、A3、A4的供电端子连接，向上述比较器供电。另外，在图9中(应该是图32)，省略了比较器A2与电源控制部620的具体线路图。
过充电控制部630包括比较器A1、A2和基准电压源E21。比较器A1及基准电压源E21相当于第八实施例的保护电路5h中所示的过充电保护部51，比较器A2及基准电压源E21相当于保护电路5h中所示的防止振动部52，检测二次电池6的过充电，保护二次电池6免受过充电，并且在过充电保护状态下，防止双金属开关SW1发生振动。
短路保护部640包括比较器A3及基准电压源E23。比较器A3的输出端子与或门G1的输入端子连接，+端子与基准电压源E23的负极连接，—端子与连接端子T1连接，供电端子与电源控制部620连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。
比较器A3，在二次电池6的电压Vb超过基准电压Vref3与电压Vc的合计电压时(Vb>Vc+Vref3)时，在过电流保护状态下，判断连接端子T1、T2上继续连接有负荷，而输出高电平信号。据此，在过电流保护状态下，可防止双金属开关SW1发生振动。
温度控制部650包括比较器A4，基准电压源E24，电阻R23，温度传感器S1，基准电压源E27，相当于第十一实施例的保护电路5k中所示的温度控制部54。
比较器A4的输出端子与与门G2的输入端子连接，—端子经由电阻R23与连接端子T2、T4连接，+端子经由基准电压源E24与连接端子T2、T4连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。基准电压源E27的负极与连接端子T2、T4连接，正极经由温度传感器S1与比较 器A4的—端子连接。
以下，对第十三实施例中的保护电路5m的动作进行说明。首先，对基于保护电路5m的过放电保护动作进行说明。随着二次电池6的放电，电压Vb一旦低于防止过放电电压Vref6，比较器A6就输出高电平信号，断开晶体管Q2及电源控制部620。因此，可防止二次电池6的电力被供应到比较器A1～A4，保护二次电池6免受在连接端子T1、T2间没有负荷连接时产生的过放电。
下面，对保护电路5m的过电流保护状态下的短路保护动作进行说明。到达过电流保护状态的过程及实现防止双金属开关SW1的振动的过程与第九实施例的保护电路5i相同，因此省略其说明。
在过电流保护状态下，连接端子T1、T2间的短路一旦被解除，微弱电流从二次电池6经由晶体管Q2流向连接端子T1。此时，由于连接端子T1、T2之间没有负荷连接，电压Vc与电压Vb大致相等，电压Vb与电压Vc的差小于基准电压Vref3，其结果，比较器A3输出低电平信号。此时，由于比较器A1也输出低电平信号，因此晶体管Q1断开，双金属开关SW1的加热被停止，通过自然冷却温度一旦降至工作温度Tsw1以下就接通，保护电路5m由过电流保护状态回复到正常状态。
另外，基于过充电控制部630的过充电保护动作及过充电保护状态下的防止振动动作，与第八实施例中的保护电路5h相同，基于温度控制部650的温度保护动作与第十一实施例的保护电路5k相同，因此省略其说明。
如上所述，根据第十三实施例中的电池组件1m，除了可实现与第八～十二实施例的保护电路5h～5l的工作效果之外，由于具有减电压控制部610及晶体管Q2，因此，还可以保护二次电池6免受过放电。
(第十四实施例)
下面就本发明第十四实施例所涉及的电池组件进行说明。本发明第十四实施例所涉及的电池组件1n的外观与图1所示的电池组件1相同。图37是表示第十四实施例所涉及的电池组件1n的电路图。电池组件1n包括保护电路5n和二次电池6。二次电池6，例如为锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、或镍镉二次电池等可以充电的二次电池。保护电路5n是保护二次电池6免受过充电或过电流的电路。
保护电路5n包括连接端子T1～T4(第一～第四连接端子)，双金属开关SW1，温度保险丝F1，加热器R31、R32，过度充电保护部51，及温度保险丝控制部56。过充电保护 部51包括比较器A1，基准电压源E31及晶体管Q1。温度保险丝控制部56包括计数器C1，晶体管Q2。
连接端子T1及连接端子T2，是用于连接给二次电池6充电的图中省略的充电装置及/或由二次电池6输出的放电电流驱动的负荷设备的连接端子。负荷设备是包括移动电话、数码相机、摄像机、便携式个人电脑、电动工具等，由电池驱动的各种电气设备。连接端子T3与二次电池6的正极连接，连接端子T4与二次电池6的负极连接。
双金属开关SW1是温度超过预先设定的规定工作温度Tsw1时断开的热敏开关，其工作温度Tsw1例如被设定成不至于使二次电池6的特性劣化的温度范围内的最高温度。
而且，双金属开关SW1，是在温度上升而断开后，如果温度降低则再次接通的回复型热敏开关。另外，作为热敏开关，代替双金属开关，同样也可采用使用了形状记忆合金的开关(例如日本专利公开公报实公平7-4770号、日本专利公开公报特开平11-224579号中所记载的开关)，或使用了形状记忆树脂的开关。
作为形状记忆合金，只要是基于镍—钛合金系、铜—锌—铝合金等的热弹性马氏体相变及逆相变，具有回复力的形状记忆合金即可，上述合金由其变形后的形状回复为原来的形状的形状变化温度范围，可以通过改变适当地选择了形状记忆合金的组成的热处理工艺而进行改变。
作为形状记忆树脂，可以采用交联或部分结晶化得到的固定相与可逆相共存的聚酯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯、反式聚异戊二烯等树脂。
温度保险丝F1是由加热器R32加热，通过该热量熔断，并且与二次电池6接近，或夹着绝缘材料贴紧设置，当二次电池6因过充电或过大的放电而发热时，由该热量熔断的保险丝。温度保险丝F1的熔断工作温度Tfuse1被设定为高于双金属开关SW1的工作温度Tsw1的温度。另外，温度保险丝F1的熔断特性被设定为，使其工作速度比双金属开关SW1慢。温度保险丝F1是一旦熔断后不能恢复到通导状态的非回复型热敏开关。此时，双金属开关SW1的工作温度Tsw1、加热器R31的最终到达温度Th1、温度保险丝F1的工作温度Tfuse1、加热器R2(应该是R32)的最终到达温度Th2之间的关系为：
Tsw1<Th1<Tfuse1<Th2……(3)。
另外，关于双金属开关SW1及温度保险丝F1的工作温度及工作速度的设定，除通过设定双金属开关SW1及温度保险丝F1自身的元件特性之外，为了使双金属开关SW1在温度保险丝F1之前工作，可通过采用例如接近或贴合将双金属开关SW1接近或贴紧二次电池6，以使双金属开关SW1与二次电池6之间的热阻小于温度保险丝F1与二次电池6之间的热 阻，也可采用例如通过提高双金属开关SW1的接点阻抗或可动切片的阻抗以增大自身发热量、或增大双金属开关SW1散热时对周围的热阻，或将双金属开关SW1小型化以降低热容量，从而使双金属开关SW1因自身发热而容易升温的结构。
另外，为了推迟温度保险丝F1的工作使其晚于双金属开关SW1，可采用例如通过降低温度保险丝F1散热时对周围的热阻，或例如通过将热导性好的材料与温度保险丝F1接触等方法使温度保险丝F1不被大型化的情况下仅仅增大温度保险丝F1的热容量，从而使温度保险丝F1不容易升温的结构。
加热器R31、R32采用例如具有正的温度特性、即阻抗值随着温度的增减而增减的PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻。据此，如果给加热器R31施加上电压，加热器R31的阻抗值因其自身发热而增大，这样流经加热器R31、R32的电流就减小，其结果，加热器R31、R32的温度最终恒定为最终到达温度Th1、Th2。最终到达温度Th1是超过双金属开关SW1的工作温度Tsw1的温度，可设定在不至于损坏二次电池6或保护电路5n的程度的温度范围内。据此，可防止因加热器R31的发热而损坏二次电池6或保护电路5n的情况发生。另外，最终到达温度Th2是超过温度保险丝F1的工作温度Tfuse1的温度，可设定在不至于损坏二次电池6或保护电路5n的程度的温度范围内。
双金属开关SW1连接在连接端子T1及温度保险丝F1之间。温度保险丝F1连接在双金属开关SW1及连接端子T3之间。
比较器A1的+端子及供电端子经由温度保险丝F1与连接端子T3连接，由二次电池6提供的电力驱动。而且，比较器A1的—端子与基准电压源E31的正极连接，输出端子与晶体管Q1的栅极及计数器C1的输入端子连接，接地端子与连接端子T2、T4连接。基准电压源E31是负极与连接端子T2、T4连接，将规定的过充电保护电压Vref1施加到比较器A1的—端子的电压产生电路。
晶体管Q1由n沟道场效应管构成，其漏极经由加热器R31与温度保险丝F1连接，源极与连接端子T2、T4连接。晶体管Q2由n沟道场效应管构成，其栅极与计数器C1的输出端子连接，漏极经由加热器R32与温度保险丝F1连接，源极与连接端子T2、T4连接。
比较器A1，在连接端子T3、T4间的电压Vb超过规定的过充电保护电压Vref1时，输出高电平信号而接通晶体管Q1，在电压Vb低于过充电保护电压Vref1时，输出低电平信号而断开晶体管Q1。第十四实施例中，作为过充电保护电压Vref1，Vref1＝4.3V。
计数器C1由众所周知的计数器构成，每当比较器A1输出的信号由低电平变为高电平时就进行计数，当计数值超过设定的规定值时，输出高电平信号，接通晶体管Q2。
以下，对保护电路5n的动作进行说明。首先，对基于保护电路5n的过充电保护动作进行说明。连接端子T1、T2与图中省略的充电装置连接，连接端子T1、T2之间一旦施加了来自充电装置的电压Vc，在电压Vb低于过充电保护电压Vref1的正常状态下，双金属开关SW1就接通，二次电池6被充电。在此，电压Vc正常时例如最大为4.2V。
例如由于图中省略的充电装置发生故障等电压控制失效，电压Vb就超过过充电保护电压Vref1。这样，由比较器A1输出高电平信号，晶体管Q1就被接通，电流流入加热器R31，双金属开关SW1被加热。而且，双金属开关SW1的温度一旦达到工作温度Tsw1，双金属开关SW1就断开，充电电流被切断，进入过充电保护状态。据此，保护二次电池6免受过充电。
以下，对基于保护电路5n的过电流保护进行说明。首先，在双金属开关SW1接通的状态下，例如因有金属片接触到连接端子T1、T2，或连接在连接端子T1、T2上的图中省略的移动电话等负荷设备发生故障，导致连接端子T1、T2短路，或连接端子T1、T2之间的阻抗值变为低阻值时，从二次电池6经由温度保险丝F1及双金属开关SW1流出过电流。双金属开关SW1中如果流过过电流，就会因自身的接点接点阻抗而被加热。
而且，双金属开关SW1，其温度一旦达到工作温度Tsw1就断开，切断二次电池6的放电电流，保护电路5n进入过电流保护状态，从而保护二次电池6免受过大电流。此时，由于比较器A1的输出为低电平，加热器R31的加热被停止，因此双金属开关SW1就自然冷却。而且双金属开关SW1的温度一旦低于工作温度Tsw1，就再次接通，保护电路5n由过电流保护状态回复到正常状态。
以下，对基于保护电路5n的、使双金属开关SW1避免熔着的动作进行说明。比较器A1，在电压Vb超过过充电保护电压Vref1时，接通晶体管Q1，加热加热器R31，断开双金属开关SW1。另一方面，比较器A1，在电压Vb低于过充电保护电压Vref1时，断开晶体管Q1，停止加热加热器R31，接通双金属开关SW1。
因此，可分析出双金属开关SW1在比较器A1输出的信号由低电平变为高电平时，发生双金属片与接点由接触状态变为非接触状态的接点动作。
计数器C1，每当比较器A1输出的信号的电平切换时就进行计数。而且，计数值超过规定的值时，接通晶体管Q2，加热加热器R32，熔断温度保险丝F1。据此，能够在双金属开关SW1的动作次数达到保障工作次数之前，停止二次电池的充放电，可以防止因双金属开关SW1的熔着而导致过充电保护功能及过电流保护功能失效的情况发生，可以保证用户的安全。
双金属开关SW1在进行过电流保护时，不通过加热器R31的加热，而通过自身发热断开，因此计数器C1的计数值并不表示双金属开关的断开次数的正确值。但是，由于随着计数器C1的计数值的增大，双金属开关的断开次数也确实增大，因此，如果将上述规定的值设定成将双金属开关SW1因自身发热而断开的次数也加上的值，即可确实地防止双金属开关SW1的熔着。
如上所述，根据保护电路5n，由于可以使用双金属开关SW1来保护二次电池6免受过充电或过电流，因此不像如图51所示的背景技术所涉及的保护电路1002那样，需要设置切断放电电流的FET1006、切断充电电流的FET1007、用于检测过电流的基准电压源1009、比较器1111、电阻1112、用于控制两个FET1006、1007的接通、断开的逻辑电路1013，可以简化保护电路5n的电路，容易实现保护电路5n的小型化。
而且，由于通过比较器A1检测过充电，通过加热器R31加热双金属开关SW1来断开双金属开关SW1，因此与例如图52或图53所示的、只通过与二次电池1022串联连接的双金属开关1023或PTC元件1032进行过充电保护的情况相比，可以提高检测过充电的精度，减少在过充电保护动作还没有被进行的状态下，二次电池6被过度充电，或二次电池6的特性劣化，或二次电池6的膨胀、变形等情况的发生。
进一步，由于对比较器A1的信号由低电平变化为高电平的次数进行计数，如果计数值达到规定值，加热器R32就被加热，温度保险丝F1被熔断，因此可以防止因双金属开关SW1的熔着而导致基于保护电路5n的过充电保护功能及过电流保护功能失效的情况发生，因此除了可以保护二次电池6之外，还可以确保用户的安全。
另外，在第十四实施例中，通过晶体管Q1接通时产生的热量加热双金属开关SW1，同时也可以通过晶体管Q2接通时产生的热量加热温度保险丝F1。此时不需要加热器R31、R32，从而可实现电路的简单化及低成本化。进一步，也可以由集成电路IC构成过充电保护部51及温度保险丝控制部56，将温度保险丝F1和双金属开关SW1设置成，可以确保该集成电路IC的热量传递至温度保险丝F1和双金属开关SW1。这样可以实现电路的小型化。而且，作为双金属SW1，如采用自身维持型双金属开关(self-holding bimetal switch)，就可维持过电流保护状态。
(第十五实施例)
下面就第十五实施例所涉及的电池组件进行说明。第十五实施例所涉及的电池组件的目的在于解决因电路结构复杂化，在电路板中构成保护电路而形成的保护电路基板的小型 化也到了极限，在使用保护电路基板构成电池组件时，可能出现妨碍电池组件的小型化的情况。
图38是表示使用包括可动接点部件与双金属元件的双金属开关402的热敏保护开关装置400的结构的图，用于与具有第十五实施例所涉及的电池组件的热敏保护开关装置对比。即，将使用包括可动接点部件与双金属元件的双金属开关402的热敏保护开关装置400安装在二次电池的充放电电路中，在二次电池中流过过剩的充电电流时，基于过充电检测电路输出的检测信号使加热器406发热、使双金属开关402工作，从而断开电路，并且利用在二次电池中流过过大的放电电流时因可动接点部件的可动接点的接触电阻产生的焦耳(joule)热使双金属开关2工作，以此断开电路，据此可以阻止二次电池中流过过剩的充电电流，或流过过大的放电电流。
根据采用上述结构的保持电路，只需具有过充电检测电路即可阻止二次电池中流过的过剩的充电电流和过大的放电电流，与以往的图51所示的结构相比，不仅保护电路的结构部件数量减少，电路结构简化，而且，随着电路结构的简化，在电路板上安装各结构部件而构成的保护电路基板也可以小型化。
但是，由于需要将双金属开关402和用于加热双金属开关402的加热器406一体组装在电路板408上，因此，不仅是保护电路基板的组装变得复杂，而且由于电路板408的结构的复杂化，保护电路基板的小型化也达到极限，在构成电池组件时，可能出现妨碍电池组件的小型化的情况。因此，下面对使用本发明的热敏保护开关装置的、不会出现上述问题的电池组件进行说明。
图39是说明本发明第十五实施例所涉及的电池组件1o的大致结构的外观分解立体图。该图中，电池组件1o包括扁平状的电池收容部12，嵌合在电池收容部12的开口端侧的电路收容部14，介于电池收容部12和电路收容部14之间的绝缘隔板16。
电池收容部12的例如由表面经镀镍处理的钢板等构成的上方开口的壳体18中，收容有锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢二次电池、镍镉二次电池等二次电池20，且二次电池20的凸状正极端子22从开口端突出。在壳体18中收容二次电池20后被敛缝封口，二次电池20的负极端子23在壳体18的内部与壳体18连接。
电路收容部14的例如由合成树脂材料等构成的下方开口的壳体24中，收容有后述的构成保护电路40的保护电路基板26。在壳体24的有底上表面上形成的多个窗部28上，露出设置有与二次电池20的正极端子22及负极端子23对应的连接端子T1(第一连接端子)及连接端子T2(第二连接端子)。壳体24的开口面的相对的端部设置有向下方延伸的、由金属 板构成的连接端子30。电路收容部14的内部收容有构成保护电路40的保护电路基板26，并夹着绝缘隔板16安装到电池收容部12的开口端侧。而且，连接端子30与壳体18电连接，构成电池组件1o。
图40是表示图39所示的电池组件1o的电路图。电池组件1o包括将图中省略的充电装置或移动电话等负荷设备和二次电池20连接的连接端子T1及连接端子T2，在二次电池20的正极端子22及负极端子23与连接端子T1及连接端子T2之间，连接有阻止过剩的充电电流流入二次电池20，并且阻止过大的放电电流流动的保护电路40。
该保护电路40包括，安装在二次电池20的正极端子22与连接端子T1之间的热敏保护开关装置42、连接在二次电池20的正极端子22与负极端子23之间、检测二次电池20因过剩的充电电流流入其中而被过充电的过充电检测电路44、基于过充电检测电路44的检测信号被控制接通与断开的开关元件MOSFET46、经由MOSFET46连接在二次电池20的正极端子22与负极端子23之间的加热体即加热器48。
其中，热敏保护开关装置42由双金属开关构成，如果该双金属开关没有被加热器48加热，就接通二次电池20的充放电电路，如果该双金属开关被加热器48加热，就断开二次电池20的充放电电路。该热敏保护开关装置42的具体结构将在后面说明。
而且，过充电检测电路44包括比较器50和基准电压源502，比较器50的+端子与二次电池20的正极端子22连接，并且—端子与基准电压源502连接，输出端子与MOSFET46的栅极G连接。在此，基准电压源502被设定为能够判断二次电池20超过满充电状态，进入过剩的充电电流流入的过充电状态的电压值。另外，MOSFET46的漏极D与加热器48连接，源极S与二次电池20的负极端子23连接。
图41是说明热敏保护开关装置42的具体结构的一个例子的主要部分的剖视图。即，热敏保护开关装置42可表面安装在电路板，包括由合成树脂或陶瓷等绝缘材料一体形成的框体60、由金属薄板等形成的第一布线导体602、由金属薄板等形成的第二布线导体604、热敏开关元件即双金属开关66、在框体60的表面一侧覆盖双金属开关66的盖体68。
其中，框体60包括，第一支撑部件70、与第一支撑部件70间隔一定距离相对配置的第二支撑部件702、在第一面(上面)和与第一面相对的第二面(背面)之间(图示的上下面间)的中间部连接第一支撑部件70与第二支撑部件702的连接部件704。该框体60通过在第一支撑部件70及第二支撑部件702的上背面间的中间部位形成连接部件704，以此在连接部件704的背面侧的、第一支撑部件70及第二支撑部件702之间形成凹部(空间部)706。而且，通过将该凹部706设置成与外部连通的开放状，据此，在将热敏保护开关装置42安 装在电路板等时，可在凹部706内设置用于加热双金属开关66的加热器48(图40)。
第一布线导体602设置在第一支撑部件70的上方，构成第一接点(第一连接点)78。而且，第一布线导体602，通过从第一接点78沿着第一支撑部件70的外侧面延伸设置，以此构成第一安装端子80。该第一安装端子80在第一支撑部件70的背面位置向外侧弯曲，以便与第一支撑部件70的背面处于同一面。
第二布线导体604设置在第二支撑部件702的上方，构成第二接点(第二连接点)82。而且，第二布线导体604从第二接点82沿着第二支撑部件702的外侧面延伸设置，以此构成第二安装端子84。该第二安装端子84在第二支撑部件702的背面位置向外侧弯曲，以便与第二支撑部件702的背面处于同一面。另外，第二布线导体604还延伸至连接部件704的表面。据此，可以使后述的双金属元件88的安装变得容易。
双金属开关66包括架设在第一接点78及第二接点82之间的长尺状可动接点部件86和设置在连接部件704的上面的双金属元件88。
其中，可动接点部件86的一端作为固定接点90，另一端作为可动接点92。固定接点90通过点焊等方式安装在第二接点82上。可动接点92在双金属开关66不受双金属元件88的作用力时，始终与第一接点78接触，接通第一接点78及第二接点82。在可动接点92受双金属元件88的作用力时，离开第一接点78，从而断开第一接点78及第二接点82。
而且，双金属元件88是中央部向可动接点部件86一侧弯曲的长尺状元件，其位于第二支撑部件702一侧的一端通过点焊等方式安装在第二布线导体604上，在双金属元件被加热时向可动接点部件86一侧弯曲，通过与可动接点部件86接触时的作用力使可动接点92离开第一接点78。另外，连接部件704的表面一侧设置有用于提高双金属元件88的位置精度的突起95。
盖体68是用于保护双金属开关66免受外压或灰尘等的元件，将长尺状的绝缘板材的长度方向两端向第一安装端子80及第二安装端子84一侧弯曲而构成。盖体68的端面通过与第一安装端子80及第二安装端子84粘合等方式而被固定。
采用如上结构的热敏保护开关装置42，使加热器48位于框体60的凹部706内的状态下，通过第一安装端子80及第二安装端子84表面安装在安装有加热器48(图40)的电路板上。使用该热敏保护开关装置42的保护电路40做如下所述的动作。
即，充电装置连接在连接端子T1及连接端子T2之间对二次电池20进行充电时，二次电池20达到过充电状态之前，基准电压源502的电压高于二次电池20的电压，因此比较器50输出低电平信号，MOSFET46被断开，加热器48处于非通电状态。因此，热敏保护开 关装置42被维持接通状态，对二次电池20充电被继续。另外，由于充电装置具有在二次电池20达到满充电状态时使充电动作停止的保护电路，因此达到满充电状态时充电动作被停止。
另外，因充电装置的故障等引起的误动作，如果二次电池20中流过过剩的充电电流，二次电池20的电压就高于基准电压源502的电压，因此比较器50输出高电平信号，MOSFET46被接通，加热器48被通电而发热。
据此，构成双金属开关66的双金属元件88被加热，向可动接点部件86一侧弯曲，可动接点92因双金属元件88的作用力离开第一接点78，从而处于充电状态的电路被断开，由充电装置供应给二次电池20的充电电流被切断。从而有效地防止二次电池20被过充电。
另一方面，连接端子T1及连接端子T2之间连接有移动电话等负荷装置，因负荷装置的故障等二次电池20中流过过大的放电电流时，通过可动接点92与第一接点78间的接触阻抗而产生的焦耳热可动接点部件86被加热，通过该被加热的可动接点部件86双金属元件88被加热。据此，可动接点部件86的可动接点92通过双金属元件88的弯曲产生的作用力被推离第一接点78，处于通电状态的电路被切断，二次电池20对负荷装置的供电被停止。从而有效地防止二次电池20中流过过大的放电电流。
图42是图39所示的保护电路基板26的侧视图。该保护电路基板26，例如，在通过耐热性粘合剂将加热器48固定在电路板96上面的规定位置之后，使加热器48位于热敏保护开关装置42的凹部706内的状态下表面安装在线路板96。具体而言，保护电路基板26，通过使用导电性粘合剂等将第一安装端子80及第二安装端子84连接在电路板96中的图中省略的区域(land)的方式，连接并表面安装在电路板96上。而且，对包括过充电检测电路44及MOSFET46的电路部分进行混合集成电路化等处理得到的控制电路部98，通过与图中省略的区域连接的方式而表面安装在电路板96上。
在此，构成保护电路基板26的电路板96的上面两端部设置有用于连接二次电池20的正极端子22及负极端子23的第一安装电极100及第二安装电极102。而且，电路板96的背面设置有连接端子T1及连接端子T2。进一步，电路板96上设置有用于连结热敏保护开关装置42、加热器48、控制电路部98、第一安装电极100、第二安装电极102、连接端子T1及连接端子T2的图中省略的布线图。
采用如上结构的保护电路基板26，由于热敏保护开关装置42是可以独立于加热器48处理的单元化部件，凹部706呈与外部连通的开放状，因此可以在将加热器48安装在电路板96之后，独立于加热器48的安装步骤将热敏保护开关装置42安装在电路板96上。因此， 保护电路基板26的组装变得容易，并且电路板96的结构也不会复杂化，从而可以促进保护电路基板26的小型化，据此也可促进电池组件1o的小型化。
图43是概念性地表示使用图42所示的保护电路基板26来构成图39所示的电池组件1o时，相对于二次电池20的保护电路基板26的配置结构、以及二次电池20与保护电路基板26的电连接关系的视图。图43中，去除了收容二次电池20的壳体18和收容保护电路基板26的壳体24。
即，通过将收容保护电路基板26的图中省略的壳体24嵌合于收容二次电池20的图中省略的壳体18，保护电路基板26被设置成安装热敏保护开关装置42等的面与二次电池20相对置，保护电路基板26的第一安装电极100与二次电池20的负极端子23通过连接端子30(图39)连接，并且第二安装电极102与二次电池20的正极端子22通过连接端子104连接，使连接端子T1及连接端子T2露出在壳体24的窗部28(图39)，从而构成电池组件1o。另外，也可在二次电池20与保护电路基板26的空隙部等处浇灌(mold)绝缘树脂。如上所述，在浇灌绝缘树脂时，热敏保护开关装置42的盖体68优选密封结构。
图44是表示使用如上所述构成的热敏保护开关装置42，并且使用将保护电路40中除热敏保护开关装置42之外的部分进行半导体集成电路化的IC元件210、并将两者安装在电路板212上而构成的保护电路基板26的侧视图。该保护电路基板26，通过例如在使加热器48面向双金属元件88一侧的状态下，通过耐热性粘合剂固定IC元件210之后，使IC元件210收容在凹部706内的状态下、通过使用导电性粘合剂等将第一安装端子80及第二安装端子84连接在电路板212中的图中省略的区域，从而表面安装热敏保护开关装置42的方式而构成。
在此，构成保护电路基板26的电路板212，其上面两端部设置有用于连接二次电池20的正极端子22及负极端子23的第一安装电极114及第二安装电极116，并且背面设置有连接端子T1及T2，而且设置有用于连接热敏保护开关装置42、IC元件210、第一安装电极114、第二安装电极116、连接端子T1及连接端子T2的图中省略的布线图。
对于采用如上结构的保护电路基板26，热敏保护开关装置42中的第一支撑部件70与第二支撑部件702间的凹部706呈与外部连通的开放状，因此可以在将包括加热器48的IC元件210安装在电路板212之后，独立于包括加热器48的IC元件210的安装步骤将热敏保护开关装置42安装在电路板212上。因此，组装变得容易，并且电路板212的结构也不会复杂化，从而可以促进保护电路基板26的小型化，据此也可促进电池组件1o的小型化。
而且，该保护电路基板26中，IC元件210是将除热敏保护开关装置42之外的部分进行 半导体集成电路化的部件，因此可以削减安装在电路板212的元件的配置空间，其结果，可以进一步促进保护电路基板26的小型化，从而也可进一步促进电池组件1o的小型化。另外，此时，包括加热器48的IC元件210兼作加热双金属开关66的加热体。即，双金属开关66通过加热器48产生的热量及除加热器48的IC元件210产生的热量被加热。
图45是概念性地表示使用图44所示的保护电路基板26来构成图39所示的电池组件1o时，相对于二次电池20的保护电路基板26的配置结构、及二次电池20与保护电路基板26的电连接关系的视图，图中去除了收容二次电池20的壳体18和收容保护电路基板26的壳体24。
即，通过将收容保护电路基板26的图中省略的壳体24嵌合于收容二次电池20的图中省略的壳体18，保护电路基板26被设置成，安装热敏保护开关装置42等的面与二次电池20相对置，保护电路基板26的第一安装电极114与二次电池20的负极端子23通过连接端子30(图39)连接，并且第二安装电极116与二次电池20的正极端子22通过连接端子118连接，使连接端子T1及连接端子T2露出在壳体24的窗部28(图39)，从而构成电池组件1o。另外，也可在二次电池20与保护电路基板26的空隙部等处浇灌绝缘树脂。如上所述，在浇灌绝缘树脂时，热敏保护开关装置42的盖体68优选密封结构。
图46是表示图39所示的电池组件1o的电气结构的其他例的电路图。该结构例是在二次电池20的正极端子22与热敏保护开关装置42之间设置温度保险丝220来构成保护电路40的例子，其他结构与图40相同。因此，对于相同的结构部件标注相同的符号，并省略其详细的说明。即，在该结构例中，构成双金属开关66的可动接点部件86的可动接点92烧粘在第一接点78等情况下，通过加热器48及可动接点部件86产生的热量熔断温度保险丝220，以此来切断电路。
图47是表示使用安装有热敏保护开关装置42的、形成图46所示的电路结构的保护电路基板26构成的、与图39所示的结构不同的电池组件1p的视图。在该结构例中，电池组件1p是在图2(应该是图46)所示的二次电池20的正极端子22与热敏保护开关装置42之间插入温度保险丝220的电池组件，通过将二次电池20收容在由绝缘材料制成的具有开口的壳体126中，且其正极端子22面向开口一侧，在保护电路基板26的热敏保护开关装置42嵌入壳体126的开口中的状态下，将保护电路基板26安装在壳体126中而构成。
该实施例中的保护电路基板26的结构，除连接端子T1及连接端子T2的安装结构之外，与图44所示的结构基本相同。即，该实施例中，连接端子T1由经由设置在电路板212的侧面的金属隔板128、与热敏保护开关装置42的第二安装端子84连接的金属板构成，并且连 接端子T2由安装在电路板212的表面端部、在电路板212的侧面折弯并延伸至电路板212的背面的金属板构成，温度保险丝220连接在二次电池20的正极端子22与热敏保护开关装置42的第一布线导体602之间，并且二次电池20的负极端子23与连接端子T2由金属导体230连接，从而构成电池组件1p。
在具有此结构的电池组件1p中，与图43及图45所示的电池组件1o一样，也可促进小型化，容易使用。另外，也可与上述结构例一样，在二次电池20与保护电路基板26的空隙部等处浇灌绝缘树脂。如上所述，在浇灌绝缘树脂时，热敏保护开关装置42的盖体68优选密封结构。
本发明所涉及的电池组件1o如上述实施例所示，框体60中的第一支撑部件70与第二支撑部件702间的凹部706呈与外部连通的开放状，因此可以在将加热器48或IC元件210安装在电路板96、212之后，独立于作为加热体的加热器48或IC元件210的安装步骤将热敏保护开关装置42安装在电路板96、212上。因此，保护电路基板26的组装变得容易，并且电路板96的结构也不会复杂化，从而可以促进保护电路基板26的小型化，据此也可促进电池组件1o、1p的小型化。
另外，本发明的第十五实施例所涉及的电池组件1p并不局限于上述实施例，根据需要，可以采用如下所述的各种变形例。
(1)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42具有盖体68，但并不局限于此。例如，无需保护双金属开关66免受外压或灰尘等时，也可去掉盖体68。
(2)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42，在框体60中的连接部件704的背面一侧的第一支撑部件70与第二支撑部件702间形成凹部706，该凹部706呈与外部连通的开放状，但并不局限于此。例如图48所示，将框体60设置成连接部件704的背面与第一支撑部件70及第二支撑部件702的各背面处于同一面，该框体60的背面侧的至少第一支撑部件70及第二支撑部件702间不存在任何结构物。
采用该结构时，如图49所示，在安装热敏保护开关装置42的电路板240中形成凹陷部242，在该凹陷部242中设置加热器48(或IC元件210)的状态下、通过使第一支撑部件70及第二支撑部件702之间与凹陷部242相对置的方式将热敏保护开关装置42安装到电路板240即可。关键是，框体60的背面侧呈可介于第一支撑部件70及第二支撑部件702之间设置加热双金属开关66等的热敏开关元件的加热器48或IC元件210的开放状即可。
(3)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42，在电路中流过过大的放电电流时，基于可动接点部件86的可动接点92与第一接点78间的接触阻抗产生的焦耳热使双金属开 关66动作，但并不局限于此。例如，也可使热敏保护开关装置42仅在电路中流过过剩的充电电流时动作。
(4)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42采用包括可动接点部件86及双金属元件88的双金属开关66而构成，但并不局限于此。例如也可由双金属片构成可动接点部件86。此时，由于不需要双金属元件88，因此也不一定需要连接部件704。
(5)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42采用双金属开关66而构成，但并不局限于此。例如也可使用达到规定的温度时阻抗值急剧增大的聚合物型PTC热敏电阻元件(正特性热敏电阻元件)等其他类型的热敏开关元件来替代作为热敏开关元件的双金属开关66。这样，在使用PTC热敏电阻元件替代双金属开关66时，如流过过大的放电电流，PTC热敏电阻元件通过自身加热达到高阻抗值，因此，可以实质性地断开电路。另外，在使用PTC热敏电阻元件时，仅将其一对端子与第一接点(第一连接点)78及第二接点(第二连接点)82连接即可固定，因此此时无需设置连接部件704。
(6)上述电池组件1o中，在二次电池20中流过过剩的充电电流或过大的放电电流时，作为断开充放电电路的保护电路40，例示了如图40或图46的结构，但并不局限于此。例如，作为保护电路40，还可增加用于防止双金属开关66的振动的电路等。
(7)上述电池组件1o中，虽然是就热敏保护开关装置42用作构成电池组件1o、1p的保护电路40的情况进行了说明，但并不局限于此。不用多说，例如也可用作构成电池组件1o、1p以外的电气元件的保护电路的元件。
(8)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42，通过向外侧折弯第一安装端子80及第二安装端子84，可以表面安装在电路板，但并不局限于此。例如，也可通过向第一支撑部件70的背面侧折弯第一安装端子80，并且向第二支撑部件702的背面侧折弯第二安装端子84来表面安装在电路板上。
(9)上述电池组件1o中，热敏保护开关装置42具有可将第一安装端子80及第二安装端子84表面安装的结构，但并不局限于此。例如，也可将第一安装端子80及第二安装端子84制成轴状，插入到电路板的安装孔以实现安装。
(10)如图50所示，可将第一支撑部件70的上面安装到第一布线导体602的下面，并且将第二支撑部件702的上面安装到第二布线导体604的下面，在第一支撑部件70及第二支撑部件702的下面与电路板96之间设置空间部。而且去除连接部件704的右侧一半儿，使第二布线导体604的连接部件704侧的下面与空间部连通，在第二布线导体604的下面右端附近，安装将设置在电路板96上的加热器48向电路板96侧压靠、使双金属元件88与加热器 48电连接的按压端子705。据此，可以确实地电连接双金属元件88与加热器48。在此，作为加热器48，可采用PTC。
本发明的总结
(1)本发明所涉及的二次电池的保护电路，包括：用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备的第一及第二连接端子；与上述二次电池的两极连接的第三及第四连接端子；设置在上述第一及第三连接端子间、超过预先设定的指定温度时断开的热敏开关；用于加热上述热敏开关的第一加热器；与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关的保护控制部；上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；在上述第一加热器与上述第一连接端子之间设置有第一整流元件，第一整流元件的导通方向与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向一致；上述保护控制部包括，接通、断开上述第一加热器与上述第一整流元件的连接点和上述第二连接端子之间的连接的开关部，在由上述检测部检测出的物理量超过预先设定的物理量的值时接通上述开关部。
根据此结构，与二次电池的特性相关的物理量超过预先设定的物理量的值时，通过保护控制部使第一加热器发热，热敏开关通过第一加热器被加热从而断开，切断充放电电流，因此可以减少二次电池的特性劣化的情况。另外，通过一个热敏开关就可以切断放电电流和充电电流，因此可简化电路。
根据此结构，如果热敏开关断开，与热敏开关并联连接的第一加热器中流过放电电流，第一加热器发热，热敏开关被加热，从而维持热敏开关的断开状态。此时，例如如果第一加热器不与热敏开关并联连接，热敏开关因自身发热而断开后，可能有发生如下所述的热敏开关反复接通、断开的振动动作之虞，即热敏开关因自然冷却而接通，二次电池的放电电流流过，热敏开关再次因自身发热而断开，切断放电电流。但是根据本发明，通过与热敏开关并联连接的第一加热器，热敏开关因自身发热而断开后也可维持断开状态，因此可以抑制振动的发生。
根据此结构，如果用于切断从第三连接端子流向第一连接端子的放电电流的热敏开关为断开，因为通过导通方向为与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向相一致的第一整流元件，在与热敏开关并联连接的第一加热器中有放电电流流过，因此 第一加热器发热，热敏开关被加热，从而可维持热敏开关的断开状态。而且在由检测部检测的物理量超过预先设定的物理量的值时，保护控制部使开关部接通，形成从第一连接端子经由热敏开关、第一加热器以及开关部到达第二连接端子的电流路径，第一加热器发热，热敏开关被加热，因此可以断开热敏开关。
(2)而且，上述保护电路优选：与上述二次电池的特性相关的物理量是上述第三连接端子的电压，上述保护控制部在上述第三连接端子的电压超过预先设定的基准电压时，使上述加热器发热以断开上述热敏开关。
根据此结构，在施加到第三连接端子的电压超过预先设定的基准电压时，保护控制部使加热器发热，热敏开关通过加热器被加热而断开，切断充电电流，因此可以保护二次电池免受过充电。
(3)上述第一加热器优选：阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻。
根据此结构，由于加热器是阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻，如果使加热器发热，阻抗值因其自身发热而增大，流经加热器的电流就减小，其结果，可以抑制加热器过发热。
(4)上述热敏开关优选：从双金属开关、使用形状记忆合金的开关以及使用形状记忆树脂的开关中选出的一种。
根据此结构，作为热敏开关使用了从双金属开关、使用形状记忆合金的开关以及使用形状记忆树脂的开关中选出的一种，因此可以在超过预先设定的指定温度时断开热敏开关，并且在二次电池的充放电电流超过预先设定的规定电流值时，可以通过自身发热断开热敏开关。
(5)上述保护电路优选：还包括与上述热敏开关串联连接的保险丝，上述热敏开关的工作条件被设定为先于上述保险丝断开。
根据此结构，由于热敏开关先于保险丝断开，因此只要热敏开关不出现故障，保险丝就不会熔断，从而可以反复进行二次电池的保护动作。而且，在热敏开关出现故障时，可以通过熔断保险丝来进行二次电池的保护动作，因此可以提高保护动作的可靠性。
(6)上述保护电路优选：与上述二次电池的特性相关的物理量是上述第三连接端子的电压，上述检测部用于检测上述第三连接端子的电压，上述保护控制部在上述检测部检测的电压超过预先设定的基准电压时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关。
根据此结构，如果二次电池与第三及第四连接端子连接，作为与二次电池的特性相关的物理量的二次电池的电压施加到第三连接端子。而且第三连接端子的电压超过预先设定的基准电压时，保护控制部使第一加热器发热，热敏开关通过第一加热器被加热而断开，切断充电电流，因此可以保护二次电池免受过充电。而且，通过一个热敏开关就可以切断放电电流和充电电流，因此可简化电路。
(7)上述保护电路优选：与上述二次电池的特性相关的物理量是上述二次电池的温度，上述保护控制部在上述检测部检测的二次电池的温度超过预先设定的温度时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关。
根据此结构，由检测部来检测作为与二次电池的特性相关的物理量的二次电池的温度。而且在由检测部检测的温度超过预先设定的温度时，保护控制部使第一加热器发热，热敏开关通过第一加热器被加热而断开，切断充放电电流，因此可以保护二次电池免受过度的发热。而且，通过一个热敏开关就可以切断放电电流和充电电流，因此可简化电路。
(8)本发明所涉及的另一种二次电池的保护电路，包括，第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间、当超过规定的工作温度时则断开；第一加热器，用于加热上述热敏开关；保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；上述第一加热器由第二及第三加热器的串联电路构成，上述保护控制部，包括接通、断开上述第二加热器与上述第三加热器的连接点与上述第四连接端子之间的连接的开关部，并且在由上述检测部检测的物理量超过预先设定的物理量的值时，接通上述开关部。
根据此结构，如果热敏开关为了切断从第三连接端子流向第一连接端子的放电电流而断开，与热敏开关并联连接的第二及第三加热器的串联电路中流过放电电流，第二及第三加热器发热，热敏开关被加热，从而可维持热敏开关的断开状态。而且在由检测部检测的物理量超过预先设定的物理量的值时，保护控制部使开关部接通，形成从第一连接端子经由第三加热器以及开关部到达第二连接端子的电流路径，第三加热器发热，热敏开关被加热，因此可以断开热敏开关。
(9)上述保护电路优选：上述第二及第三加热器是阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻，上述PTC热敏电阻呈板状，并且形成至少将上述PTC热敏电阻的一表面分割为多个区域的沟，上述PTC热敏电阻的一表面中的上述多个区域中，部分区域被用作第一电极的同时除该第一电极以外的区域的至少一部分被用作第二电极，上述PTC热敏电阻的另一表面被用作第三电极，上述第一及第三电极被用作上述第二加热器的两端的连接端子，上述第三及第二电极被用作上述第三加热器的两端的连接端子。
根据此结构，可以由一个PTC热敏电阻构成第二及第三加热器，因此容易实现保护电路的小型化。
(10)上述保护电路优选：上述沟将上述PTC热敏电阻中的上述一表面分割为两个区域，由上述沟分割的一侧区域被用作第一电极，同时另一侧区域被用作第二电极。
根据此结构，PTC热敏电阻中的一侧面被分割为两个区域，一侧区域被用作第一电极，另一侧区域被用作第二电极，因此可以将一个PTC热敏电阻用作两个加热器。
(11)上述保护电路优选：上述沟是将上述PTC热敏电阻中的上述一表面分割为四个区域的呈十字形的沟，上述四个区域中相邻的两个区域被用作第一电极，上述四个区域中被用作上述第一电极的两个区域以外的其他区域被用作第二电极。
根据此结构，PTC热敏电阻中的一表面由呈十字形的沟分割为四个区域，四个区域中相邻的两个区域被用作第一电极，四个区域中被作用第一电极的两个区域以外的其他区域被用作第二电极，因此可以相对为了连接第一及第二电极而设置的布线图PTC热敏电阻旋转90°后连接，从而可以提高组装性。另外，两面均由十字形的沟形成两面相同的形状，一面如上所述作为第一及第二电极而连接，另一面以前面作为第三电极而连接，因此即使表里互反、或向任何方向旋转90°，也可构成所需的加热器，可以进一步提高组装性。
(12)上述保护电路优选：上述PTC热敏电阻呈物理上可分出纵及横方向的形状。
根据此结构，由于呈物理上可分出纵及横方向的形状，因此在将PTC热敏电阻安装到为了连接第一及第二电极而设置的布线图上时，安装PTC热敏电阻时，可以容易地对准PTC热敏电阻的方向。(13)本发明所涉及的另一种二次电池的保护电路，包括，第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；第一加热器，用于加热上述热敏开关；保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；上述二次电池的保护电路还包括一端与上述第一连接端子连接并且用于加热上述热敏开关的第四加热器，上述保护控制部，包括接通、断开上述第四加热器的另一端与上述第二连接端子之间的连接的开关部，并且在由上述检测部检测的物理量超过预先设定的物理量 的值时，接通上述开关部。
根据此结构，如果热敏开关为了切断从第三连接端子流向第一连接端子的放电电流而断开，与热敏开关并联连接的第一加热器中流过放电电流，因此第一加热器发热，热敏开关被加热，从而可维持热敏开关的断开状态。而且在由检测部检测的物理量超过预先设定的物理量的值时，保护控制部使开关部接通，形成从第一连接端子经由第四加热器以及开关部到达第二连接端子的电流路径，第四加热器发热，热敏开关被加热，因此可以断开热敏开关。
(14)上述保护电路优选：上述第一及第四加热器的阻抗值被设定成，在上述热敏开关断开时与上述第三连接端子连接的上述二次电池输出的放电电流引起的上述第一加热器的发热量等于在上述开关部接通时与上述第一连接端子连接的上述充电装置的输出电流引起的上述第四加热器的发热量。
根据此结构，由于第一及第四加热器的阻抗值被设定成，在热敏开关断开时与第三连接端子连接的二次电池输出的放电电流引起的第一加热器的发热量，等于在开关部接通时与第一连接端子连接的充电装置的输出电流引起的上述第四加热器的发热量，因此可以使为了保护二次电池免受过大的放电电流而断开热敏开关时用于加热热敏开关的发热量，等于为了保护二次电池免受过充电而断开热敏开关时用于加热热敏开关的发热量。
(15)上述保护电路优选：包括设置在上述第三连接端子与上述第一加热器之间、其导通方向与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向一致的第二整流元件。
根据此结构，如果用于切断从第三连接端子流向第一连接端子的放电电流的热敏开关为断开，因为通过导通方向为与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向相一致的第二整流元件，在与热敏开关并联连接的第一加热器中有放电电流流过，因此第一加热器发热，热敏开关被加热，从而可维持热敏开关的断开状态。而且如果用于切断流向与第三连接端子连接的二次电池的充电电流的热敏开关为断开，通过第二整流元件，可以抑制介于第一加热器流向二次电池的充电电的流动。
(16)上述保护电路优选：上述第一及第四加热器是阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻，上述PTC热敏电阻呈板状，并且形成至少将上述PTC热敏电阻的一个面分割为多个区域的沟，上述PTC热敏电阻的一个面中的上述多个区域中，部分区域被用作第一电极的同时除该第一电极以外的区域的至少一部分被用作第二电极，上述PTC热敏电阻的另一表面被用作第三电极，上述第一及第三电极被用作上述第一加热器的两端的连接端 子，上述第三及第二电极被用作上述第四加热器的两端的连接端子。
根据此结构，可以由一个PTC热敏电阻构成第一及第四加热器，因此容易实现保护电路的小型化。
(17)本发明所涉及的另一种二次电池的保护电路，包括，第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间、当超过规定的工作温度时则断开；第一加热器，用于加热上述热敏开关；保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；上述热敏开关，是基于流过的电流自身发热、超过规定的工作温度时断开，并且由于外部加热超过上述工作温度时断开的部件，上述保护控制部包括，进行上述第一加热器的通电控制的开关部；上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时让上述开关部给上述第一加热器通电的第一过度充电保护部；上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时让上述开关部给上述第一加热器通电的第二过充电保护部，上述第一过充电保护部包括第一比较器，用于检测上述第三及第四连接端子间的电压是否超过上述过充电保护电压；上述第二过充电保护部包括第二比较器，当上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；上述开关部，在上述第一及第二比较器中的至少一个比较器输出高电平信号时，让上述第一加热器通电。
根据此结构，第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)超过预先设置的过充电保护电压时，第一过充电保护部让开关部给加热器通电，热敏开关由加热器加热而断开，切断充电电流的电路，因此可以保护二次电池免受过充电。
而且，在二次电池输出的放电电流超过规定的电流值时，热敏开关因自身发热而断开，切断放电电流，因此可以保护二次电池免受过电流。因此，无需设置图51中的用于防止过大电流的FET1006、基准电压源1009、以及用于检测过电流的比较器1111，可简化电路。
进一步，可以通过热敏开关切断放电电流和充电电流，因此可简化电路。
以下分析没有第二过充电保护部的情况。在过充电保护状态下，如果二次电池的电力因加热器而被消耗，二次电池的电压就下降，开关部停止给第一加热器通电，热敏开关的加热被停止。接着，热敏开关自然冷却，温度一旦降至工作温度以下，就再次接通，来自充电装置的充电电流流过，再次对二次电池充电。如果对二次电池充电被继续，二次电池的电压超过过充电保护电压，热敏开关再次断开。如此，在过充电保护状态下，如第一及第二连接端子间一直连接有充电装置，则发生振动。
然而本发明中具有第二过充电保护部。因此，在过充电保护状态下，第一及第二连接端子间连接有充电装置并继续充电，只要第一及第二连接端子间的电压超过过充电保护电压，让开关部给第一加热器通电，因此即使二次电池的电压低于过充电保护电压，热敏开关也维持接通状态，因此可以防止过充电保护状态下产生的热敏开关的振动。据此可防止热敏开关的劣化。
根据此结构，由比较器检测第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)和第一及第二连接端子间的电压，因此可以高精度地进行上述检测。
(18)上述保护电路优选：上述开关部包括，输入端子上连接有上述第一及第二比较器的输出端子的或门；栅极与上述或门的输出端子连接、漏极与上述第一加热器连接、源极与上述第二及第四连接端子连接的n沟道场效应管。
根据此结构，由或门和n沟道场效应管构成开关部，因此在第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)超过过充电保护电压时，或第一及第二连接端子间的电压超过过充电保护电压时，可以更加确实地加热第一加热器，从而更加确实地断开热敏开关。
(19)上述保护电路优选：还包括，在上述第三及第四连接端子间的电压降至规定的过放电电压以下时，停止上述二次电池对上述二次电池的保护电路的电力供应的电源控制部。
根据此结构，第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)降至规定的过放电电压以下时，二次电池对上述二次电池的保护电路的电力供应停止，因此可以防止二次电池的电力消耗，在第一及第二连接端子敞开的状态下，可以保护二次电池免受过放电。
(20)上述保护电路优选：包括，第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间、当超过规定的工作温度时则断开；第一加热器，用于加热上述热敏开关；保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；上述保护控制部包括，进行上述第一加热器的通电控制的开关部；以及在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述第一及第二连接端子间的电压与短路保护电压的合计值时，让上述开关部给上述第一加热器通电的短路保护部。
根据此结构，短路保护部在过充电保护状态下，二次电池的电压减去第一及第二连接端子间的电压的差值超过短路保护电压时，判定第一及第二连接端子间短路，或连接有引起过大电流的低阻抗，使第一加热器加热，维持热敏开关的断开状态，因此可以防止过充 电保护状态下的热敏开关的振动。其结果，在过充电保护状态下，第一及第二连接端子上一直连接有引发过大电流的负荷时，可防止在振动时流过的过电流。
(21)上述保护电路优选：上述保护控制部包括：第一过充电保护部及第二过充电保护部，其中，上述第一过充电保护部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；上述第二过充电保护部，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；上述第一过充电保护部包括检测上述第三及第四连接端子间的电压是否超过上述过充电保护电压的第一比较器，上述第二过充电保护部包括在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号的第二比较器，上述短路保护部包括在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述第一及第二连接端子间的电压与上述短路保护电压的合计值时输出高电平信号的第三比较器，上述开关部在上述第一～第三比较器中的至少一个比较器输出高电平信号时，给上述第一加热器通电。
根据此结构，由第一比较器检测第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)是否超过过充电保护电压，由第二比较器检测第一及第二连接端子间的电压是否超过过充电保护电压，由第三比较器检测二次电池的电压是否超过第一及第二连接端子间的电压与短路保护电压的合计值，因此可以高精度地进行上述检测。
(22)上述保护电路优选：上述开关部包括，输入端子上连接有上述第一～三比较器的输出端子的或门；栅极与上述或门的输出端子连接、漏极与上述第一加热器连接、源极与上述第二及第四连接端子连接的n沟道场效应管。
根据此结构，由或门和n沟道场效应管构成开关部，因此在第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)超过过充电保护电压时，或第一及第二连接端子间的电压超过过充电保护电压时，或二次电池的电压减去第一及第二连接端子间的电压的差值超过短路保护电压时，可以更加确实地加热第一加热器，从而更加确实地断开热敏开关。
(23)上述保护电路优选：还包括上述第一加热器的温度达到高于上述热敏开关的工作温度的规定的上限温度时，让上述开关部停止给上述第一加热器通电的温度控制部。
根据此结构，第一加热器的温度达到高于热敏开关的工作温度的上限温度时，温度控制部指示停止给第一加热器通电，因此可实现过充电保护，并且可防止热敏开关被加热至超过上限温度的温度，避免热敏开关的熔着。
(24)上述保护电路优选：上述保护控制部包括：第一过充电保护部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通 电；第二过充电保护部，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；上述第一过充电保护部包括在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号的第一比较器，上述第二过充电保护部包括在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号的第二比较器，上述短路保护部包括在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述第一及第二连接端子间的电压与上述短路保护电压的合计值时输出高电平信号的第三比较器，上述温度控制部包括检测上述第一加热器的温度的温度传感器和由上述温度传感器检测的温度达到上述上限温度时输出低电平信号的第四比较器，上述开关部包括，输入端子上连接有上述第一～三比较器的输出端子的或门；输入端子上连接有上述或门的输出端子及上述第四比较器的输出端子的与门；栅极与上述与门的输出端子连接、漏极与上述第一加热器连接、源极与上述第二及第四连接端子连接的n沟道场效应管。
根据此结构，由第一～第四比较器构成第一过充电保护部、第二过充电保护部、短路保护部及温度控制部，由或门、与门及n沟道场效应管构成开关部，因此可以确实地保护二次电池免受过充电及过大电流。
(25)上述保护电路优选：上述热敏开关，是连接在上述第一及第三接连端子间、基于流过的电流自身发热、当超过上述工作温度时断开，并且由于外部加热超过上述工作温度时断开的部件，上述保护控制部包括，上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时让上述开关部给上述第一加热器通电的第一过充电保护部。
根据此结构，可以保护二次电池免受过充电，可实现电路的简单化，并且可防止过电流保护状态下的热敏开关的振动。
(26)上述保护电路优选：上述第一过充电保护部包括检测上述第三及第四连接端子间的电压是否超过上述过充电保护电压的第一比较器，上述短路保护部在上述第三及第四连接端子间的电压超过第一及第二连接端子间的电压与规定的短路保护电压的合计值时，输出高电平信号的第三比较器，上述开关部在上述第一及第三比较器中的至少一个比较器输出高电平信号时，给上述第一加热器通电。
根据此结构，由比较器检测第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)和第一及第二连接端子间的电压，因此可以高精度地进行上述检测。
(27)上述保护电路优选：上述开关部包括，输入端子上连接有上述第一及第三比较器的输出端子的或门；栅极与上述或门的输出端子连接、漏极与上述第一加热器连接、源极与上述第二及第四连接端子连接的n沟道场效应管。
根据此结构，由或门和n沟道场效应管构成开关部，因此在第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)超过过充电保护电压时，或二次电池的电压减去第一及第二连接端子间的电压的差值超过短路保护电压时，可以更加确实地加热第一加热器，从而更加确实地断开热敏开关。
(28)上述保护电路优选：将电阻与上述热敏开关并联连接。
根据此结构，在过电流保护状态下，从第一及第二连接端子一旦取下引起过大电流的负荷，二次电池输出的电流流过与热敏开关并联连接的电阻，第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)与第一及第二连接端子间的电压变得几乎相等，二次电池的电压低于第一及第二连接端子间的电压与短路保护电压的合计值，因此第一加热器的加热被停止，热敏开关接通。据此，在过电流保护状态下，负荷被取下，短路或低阻抗状态被解除，可以使保护电路迅速地由过电流保护状态回复到正常状态。
(29)本发明所涉及的另一种二次电池的保护电路，包括，第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；第一加热器，用于加热上述热敏开关；保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；上述热敏开关，是基于流过的电流自身发热、超过规定的工作温度时断开，并且由于外部加热超过上述工作温度时断开的部件，上述保护控制部包括，进行上述第一加热器的通电控制的开关部；上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时让上述开关部给上述第一加热器通电的第一过充电保护部；上述第一加热器的温度达到高于上述热敏开关的工作温度的规定的上限温度时，让上述开关部停止给上述第一加热器通电的温度控制部。
根据此结构，除了可以保护二次电池免受过充电、实现电路的简单化之外，由于在第一加热器的温度达到高于热敏开关的工作温度的上限温度时，温度控制部指示停止给第一加热器通电，因此可实现过充电保护，同时可防止热敏开关被加热至超过上限温度的温度，避免热敏开关的熔着。
(30)上述保护电路优选：上述保护控制部还包括：第二过充电保护部和短路保护部，其中，上述第二过充电保护部，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电，上述第一过充电保护部包括在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号的第一比较器，上述第 二过充电保护部包括在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号的第二比较器，上述短路保护部包括在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述第一及第二连接端子间的电压与上述短路保护电压的合计值时输出高电平信号的第三比较器，上述温度控制部包括检测上述第一加热器的温度的温度传感器和由上述温度传感器检测的温度超过上述上限温度时输出低电平信号的第四比较器，上述开关部包括，输入端子上连接有上述第一～三比较器的输出端子的或门；输入端子上连接有上述或门的输出端子及上述第四比较器的输出端子的与门；栅极与上述与门的输出端子连接、漏极与上述第一加热器连接、源极与上述第二及第四连接端子连接的n沟道场效应管。
根据此结构，由第一比较器检测第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)是否超过过充电保护电压，由温度传感器检测第一加热器的温度，由第四比较器检测第一加热器的温度是否超过上限温度，因此可以高精度地进行上述检测。
(31)上述保护电路优选：上述第一过充电保护部包括在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号的第一比较器，上述温度控制部包括检测上述第一加热器的温度的温度传感器和由上述温度传感器检测的温度超过上述上限温度时输出低电平信号的第四比较器，上述开关部在上述第一比较器及第四比较器这两个比较器都输出高电平信号时，给上述第一加热器通电，在上述两个比较器中的至少一个比较器输出低电平信号时，停止给上述第一加热器通电。
根据此结构，由与门和n沟道场效应管构成开关部，因此第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)超过过充电保护电压时，可以精确地接通第一加热器，在第一加热器的温度超过上限温度时，可以精确地停止第一加热器的加热。
(32)上述保护电路优选：还包括连接在上述热敏开关与上述第三连接端子之间的温度保险丝，以及在上述第三及第四连接端子间的电压超过高于上述过充电保护电压的第二过充电保护电压时，将上述上限温度变更为高于上述温度保险丝的熔断温度的上限温度变更部。
根据此结构，如在过充电保护状态下继续充电，第一加热器的温度进一步上升，随即达到上限温度，如果热敏开关熔着，即使第一加热器的温度达到上限温度，充电也继续被进行。而且如果充电继续被进行，第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)一旦超过第二过充电保护电压，上限温度被变更为高于温度保险丝的熔断温度的温度。因此，可以确实地熔断温度保险丝，即使热敏开关熔着，也可保护二次电池免受过充电。
(33)本发明所涉及的另一种二次电池的保护电路，包括，第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间、当超过规定的工作温度时则断开；第一加热器，用于加热上述热敏开关；保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；上述热敏开关为双金属开关，上述保护控制部还包括，在上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，给上述第一加热器通电，以断开上述双金属开关的过充电保护部；对上述过充电保护部断开上述双金属开关的次数进行计数，当计数值超过基于双金属开关的保障工作次数确定的规定值时，切断上述二次电池与上述充电装置及/或上述负荷设备的电连接的切断部。
根据此结构，过充电保护部，如果第三及第四连接端子间的电压(二次电池的电压)一旦超过预先设定的过充电保护电压，第一加热器就被通电，双金属开关被断开，切断充电电流的电路，因此可以保护二次电池免受过充电。
另外，二次电池输出的放电电流超过规定的电流值时，双金属开关因自身发热而断开，切断放电电流，因此可以保护二次电池免受过大电流。因此，无需设置图51中的用于防止过大电流的FET1006、基准电压源1009、以及用于检测过大电流的比较器1111，可简化电路。
另外，双金属开关断开的次数被计数，计数值超过基于双金属开关的保障工作次数确定的规定值时，二次电池与上述二次电池的保护电路的电连接被切断，再加上双金属开关的工作次数超过可靠工作次数前，可停止二次电池的充放电，从而可防止双金属开关的熔着，保护二次电池免受过充电或过大电流，因此可以确保对于用户的安全。
上述切断部包括，连接在上述双金属开关与上述第三连接端子之间的温度保险丝；加热上述温度保险丝的第二加热器；上述计数值超过上述规定的值时，给上述第二加热器通电，以熔断上述温度保险丝的温度保险丝控制部。
根据此结构，在计数值超过规定的值时，第二加热器被通电，温度保险丝熔断，因此可以确实地切断与二次电池的电连接，更加确实地确保用户的安全。
(34)上述保护电路优选：上述过充电保护部包括比较器和第一晶体管，上述温度保险丝控制部包括计数器和第二晶体管，上述比较器在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，接通上述第一晶体管，给上述第一加热器通电，并且使上述计数器进行计数，上述计数器在计数值超过上述规定的值时，接通上述第二晶体管，给上述 第二加热器通电。
根据此结构，由比较器和第一晶体管构成过充电保护部，由计数器和第二晶体管构成温度保险丝控制部，因此在二次电池的电压超过过充电保护电压时可以更确实地断开双金属开关，并且可以使上计数计数器更确实地进行计数。
(35)上述保护电路优选：上述双金属开关由上述第一晶体管接通时产生的热量加热，上述温度保险丝由上述第二晶体管接通时产生的热量加热，从而省略了上述第一加热器和上述第二加热器。
根据此结构，可以省略第一加热器及第二加热器，实现电路的简单化及低成本化。
(36)本发明中的电池组件包括二次电池和上述(1)、(8)、(13)、或(20)中记载的二次电池保护电路。
根据此结构，可提供具有与上述(1)相同的效果的电池组件。
(37)上述电池组件优选：还包括收容上述二次电池的有底容器；内部配设有上述保护电路的外部端子连接单元；上述外部端子连接单元具有壳体和印刷形成在上述壳体的内面的布线图，上述热敏开关、上述第一加热器、上述保护控制部都固定安装在上述外部端子连接单元的壳体的内面上。
根据此结构，二次电池的保护电路形成在外部端子连接单元，由该保护电路保护收容在有底容器中的二次电池免受过充电或过大的放电电流。
根据此结构，构成上述保护电路的布线图印刷形成在外部端子连接单元的壳体的内面，因此无需另行设置基板以构成保护电路，可实现保护电路的小型化。
根据此结构，热敏开关被设置在外部端子连接单元的内面上，因此二次电池因充放电而发热时，热敏开关被加热。而且，热敏开关的温度一旦超过预先设定的指定温度，热敏开关就断开，切断二次电池的充放电电流，因此可以保护二次电池免受过充电或过大的放电电流。
(38)上述电池组件优选：还包括板状的导体引线，被折弯成可覆盖上述保护控制部，上述导体引线被安装成，跨越上述保护控制部，可连接形成在上述保护控制部两侧的布线图。
根据此结构，保护控制部由导体引线覆盖，通过该导体引线连接形成在保护控制部两侧的布线图，因此安装控制部的平面上的布线图的占有面积缩小，可实现保护电路的小型化。
(39)上述电池组件优选：还包括与上述热敏开关串联连接的保险丝，上述热敏开关 的工作条件被设定为先于上述保险丝断开，上述保险丝被设置在上述导体引线上。
根据此结构，保险丝被设置在上述导体引线上，因此容易通过二次电池的发热来加热保险丝。
(40)上述电池组件优选：上述热敏开关包括从双金属、形状记忆合金以及形状记忆树脂中选出的一种通过对应温度的变形而被驱动的可动切片，支撑上述可动切片的支撑部件形成在上述外部端子连接单元的壳体的内面上。
根据此结构，热敏开关是从双金属开关、使用形状记忆合金的开关以及使用形状记忆树脂的开关中选出的一种，上述热敏开关的可动切片由设置在外部端子连接单元的壳体的内面上的支撑部件支撑，因此无需作为单独部件构成上述热敏开关，可实现上述热敏开关的小型化。
(41)上述电池组件优选：上述保护电路包括热敏保护开关装置，该装置包括，具有间隔指定间隔设置的第一支撑部件及第二支撑部件的框体；第一布线导体，其设置在上述第一支撑部件的上方，构成第一接点，并从该第一接点沿着上述第一支撑部件的外侧面延伸设置从而构成与印刷电路板安装的第一安装端子；第二布线导体，其设置在上述第二支撑部件的上方，构成第二接点，并从该第二接点沿着上述第二支撑部件的外侧面延伸设置从而构成与印刷电路板安装的第二安装端子；上述热敏开关，上述热敏开关架设在上述第一接点和上述第二接点之间，上述框体具有连接上述第一支撑部件及上述第二支撑部件的连接部件，在上述连接部件的背面侧的、上述第一支撑部件及上述第二支撑部件之间形成有空间部，上述第一加热器设置在上述空间部内。
根据此结构，由于具有使用热敏保护开关装置构成的保护电路，因此可促进保护电路基板的小型化。于是电池组件的小型化也得到促进。
(42)上述电池组件优选：上述热敏保护开关装置设置在上述二次电池的正极端子与上述第一连接端子之间，上述保护控制部包括检测上述二次电池的过充电的过充电检测电路，上述开关部根据上述过充电检测电路的检测信号进行接通、断开控制。
根据此结构，二次电池被过充电时，第一加热器被通电，构成热敏保护开关装置的热敏开关元件被加热，充电电路会确实被切断。因此，可以确实地保护二次电池，得到可靠性高的电池组件。
(43)上述电池组件优选：由半导体集成电路构成上述过充电检测电路、上述开关部及上述第一加热器。
根据此结构，构成保护电路的过充电检测电路、开关部及第一加热器由半导体集成电路构成，因此可实现保护电路的小型化，进一步促进保护电路基板的小型化。因此电池组件的小型化也得到进一步促进。
(44)上述电池组件优选：上述半导体集成电路设置在上述空间部，加热上述热敏开关。
根据此结构，构成热敏保护开关装置的热敏开关元件由半导体集成电路加热，因此与只有第一加热器的情况相比，发热量增大，热敏开关元件确实地被加热。因此，可以确实地保护二次电池，得到可靠性高的电池组件。
产业上的利用可能性
根据本发明，可利用简单的电路保护二次电池免受过剩的充电或过大的放电电流，可作为便携设备或驱动用电源使用。
Claims (44)
1.一种二次电池的保护电路，其特征在于包括：
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；
上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；
在上述第一加热器与上述第一连接端子之间设置有第一整流元件，第一整流元件的导通方向与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向一致；
上述保护控制部包括，接通、断开上述第一加热器与上述第一整流元件的连接点和上述第二连接端子之间的连接的开关部，在由上述检测部检测出的物理量超过预先设定的物理量的值时接通上述开关部。
2.根据权利要求1所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
与上述二次电池的特性相关的物理量是上述第三连接端子的电压；
上述保护控制部，在上述第三连接端子的电压超过预先设定的基准电压时，使上述加热器发热以断开上述热敏开关。
3.根据权利要求2所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述第一加热器是其阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻。
4.根据权利要求2所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述热敏开关选自双金属开关、使用形状记忆合金的开关以及使用形状记忆树脂的开关中的其中之一。
5.根据权利要求2所述的二次电池的保护电路，其特征在于还包括：保险丝，与上述热敏开关串联连接；其中，
上述热敏开关的工作条件被设定为先于上述保险丝断开。
6.根据权利要求1所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
与上述二次电池的特性相关的物理量是上述第三连接端子的电压；
上述检测部用于检测上述第三连接端子的电压；
上述保护控制部，在上述检测部检测出的电压超过预先设定的基准电压时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关。
7.根据权利要求1所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
与上述二次电池的特性相关的物理量是上述二次电池的温度；
上述保护控制部，在上述检测部检测出的二次电池的温度超过预先设定的温度时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关。
8.一种二次电池的保护电路，其特征在于：包括，
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；
上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；
上述第一加热器由第二及第三加热器的串联电路构成；
上述保护控制部包括，接通、断开上述第二加热器与上述第三加热器的连接点和上述第四连接端子之间的连接的开关部，在由上述检测部检测出的物理量超过预先设定的物理量的值时接通上述开关部。
9.根据权利要求8所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述第二及第三加热器是阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻；
上述PTC热敏电阻，呈板状，并且形成有至少将上述PTC热敏电阻的其中一个面分割为多个区域的沟；
在上述PTC热敏电阻的其中一个面上的上述多个区域中，部分区域被用作第一电极，除该第一电极以外的区域的至少一部分被用作第二电极；
上述PTC热敏电阻的另一个面被用作第三电极；
上述第一及第三电极被用作上述第二加热器的两端的连接端子；
上述第三及第二电极被用作上述第三加热器的两端的连接端子。
10.根据权利要求9所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述沟，是将上述PTC热敏电阻中的上述其中一个面分割为两个区域的沟；
由上述沟分割的一个区域被用作第一电极，而另一个区域被用作第二电极。
11.根据权利要求9所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述沟，是将上述PTC热敏电阻中的上述其中一个面分割为四个区域的呈十字形的沟；
上述四个区域中相邻的两个区域被用作第一电极；
上述四个区域中被用作上述第一电极的两个区域以外的其他区域被用作第二电极。
12.根据权利要求9所述的二次电池的保护电路，其特征在于：上述PTC热敏电阻呈可由物理上的纵横方向来决定的形状。
13.一种二次电池的保护电路，其特征在于：包括，
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值 时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述第一加热器与上述热敏开关并联连接；
上述保护控制部包括检测与上述二次电池的特性相关的物理量的检测部；
上述二次电池的保护电路还包括：第四加热器，其一端与上述第一连接端子连接，用于加热上述热敏开关；其中，
上述保护控制部包括，接通、断开上述第四加热器的另一端与上述第二连接端子之间的连接的开关部，在由上述检测部检测出的物理量超过预先设定的物理量的值时接通上述开关部。
14.根据权利要求13所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述第一及第四加热器的阻抗值被设定成，在上述热敏开关断开时基于连接在上述第三连接端子的上述二次电池输出的放电电流的上述第一加热器的发热量等于，在上述开关部接通时基于连接在上述第一连接端子的上述充电装置的输出电流的上述第四加热器的发热量。
15.根据权利要求13所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
在上述第三连接端子与上述第一加热器之间设置有第二整流元件，该第二整流元件的导通方向与连接在上述第三连接端子的二次电池的放电电流的流动方向一致。
16.根据权利要求13所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述第一及第四加热器是阻抗值随着温度的增减而增减的PTC热敏电阻；
上述PTC热敏电阻，呈板状，并且形成有至少将上述PTC热敏电阻的其中一个面分割为多个区域的沟；
在上述PTC热敏电阻的其中一个面的上述多个区域中，部分区域被用作第一电极，除该第一电极以外的区域的至少一部分被用作第二电极；
上述PTC热敏电阻的另一个面被用作第三电极；
上述第一及第三电极被用作上述第一加热器的两端的连接端子；
上述第三及第二电极被用作上述第四加热器的两端的连接端子。
17.一种二次电池的保护电路，其特征在于：包括，
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述热敏开关，是基于流过的电流自身发热、当超过规定的工作温度时则断开，并且由于外部加热、当超过上述工作温度时则断开的部件；
上述保护控制部包括，
开关部，进行上述第一加热器的通电控制；
第一过充电保护部，当上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护
电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
第二过充电保护部，当上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
上述第一过充电保护部包括第一比较器，用于检测上述第三及第四连接端子间的电压是否超过上述过充电保护电压；
上述第二过充电保护部包括第二比较器，当上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述开关部，在上述第一及第二比较器中的至少一个比较器输出高电平信号时，让上述第一加热器通电。
18.根据权利要求17所述的二次电池的保护电路，其特征在于，上述开关部包括：
或门，其输入端子上连接有上述第一及第二比较器的输出端子；
n沟道场效应管，其栅极与上述或门的输出端子连接，漏极与上述第一加热器连接，源极与上述第二及第四连接端子连接。
19.根据权利要求17所述的二次电池的保护电路，其特征在于还包括：电源控制部， 在上述第三及第四连接端子间的电压降至规定的过放电电压以下时，停止上述二次电池对上述二次电池的保护电路的电力供应。
20.一种二次电池的保护电路，其特征在于：包括，
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述保护控制部包括：
开关部和短路保护部，其中，
上述开关部，进行上述第一加热器的通电控制；
上述短路保护部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过在上述第一及第二连接端子间的电压上又施加了规定的短路保护电压后的电压值时，让上述开关部给上述第一加热器通电。
21.根据权利要求20所述的二次电池的保护电路，其特征在于：上述保护控制部包括：第一过充电保护部及第二过充电保护部，其中，
上述第一过充电保护部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
上述第二过充电保护部，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
上述第一过充电保护部包括第一比较器，用于检测上述第三及第四连接端子间的电压是否超过上述过充电保护电压；
上述第二过充电保护部包括第二比较器，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述短路保护部包括第三比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过在上述第一及第二连接端子间的电压上又施加了上述短路保护电压后的电压值时输出高电平信号；
上述开关部在上述第一至第三比较器中的至少一个比较器输出高电平信号时，使上述第一加热器通电。
22.根据权利要求21所述的二次电池的保护电路，其特征在于，上述开关部包括：
或门，其输入端子上连接有上述第一至第三比较器的输出端子；
n沟道场效应管，其栅极与上述或门的输出端子连接，漏极与上述第一加热器连接，源极与上述第二及第四连接端子连接。
23.根据权利要求20所述的二次电池的保护电路，其特征在于还包括：温度控制部，当上述第一加热器的温度达到高于上述热敏开关的工作温度的规定的上限温度时，让上述开关部停止给上述第一加热器通电。
24.根据权利要求23所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述保护控制部包括：
第一过充电保护部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
第二过充电保护部，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
上述第一过充电保护部包括第一比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述第二过充电保护部包括第二比较器，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述短路保护部包括第三比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过在上述第一及第二连接端子间的电压上又施加了上述短路保护电压后的电压值时输出高电平信号；
上述温度控制部包括，
温度传感器，用于检测上述第一加热器的温度；
第四比较器，当由上述温度传感器检测的温度达到上述上限温度时输出低电平信号；
上述开关部包括，
或门，其输入端子上连接有上述第一至第三比较器的输出端子；
与门，其输入端子上连接有上述或门的输出端子及上述第四比较器的输出端子；
n沟道场效应管，其栅极与上述与门的输出端子连接，漏极与上述第一加热器连接，源极与上述第二及第四连接端子连接。
25.根据权利要求20所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述热敏开关，是连接在上述第一及第三接连端子间、基于流过的电流而自身发热、当超过上述工作温度时则断开，并且由于外部加热当超过上述工作温度时也断开的部件；
上述保护控制部包括，
第一过充电保护部，当上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电。
26.根据权利要求25所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述第一过充电保护部包括第一比较器，用于检测上述第三及第四连接端子间的电压是否超过上述过充电保护电压；
上述短路保护部包括第三比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过在上述第一及第二连接端子间的电压上又施加了规定的短路保护电压后的电压值时，输出高电平信号；
上述开关部，在上述第一及第三比较器中的至少一个比较器输出高电平信号时，给上述第一加热器通电。
27.根据权利要求26所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述开关部包括，
或门，其输入端子上连接有上述第一及第三比较器的输出端子；
n沟道场效应管，其栅极与上述或门的输出端子连接，漏极与上述第一加热器连接，源极与上述第二及第四连接端子连接。
28.根据权利要求20所述的二次电池的保护电路，其特征在于：在上述热敏开关上并联连接电阻。
29.一种二次电池的保护电路，其特征在于：包括，
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出 的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述热敏开关，是基于流过的电流而自身发热、当超过上述工作温度时则断开，并且由于外部加热当超过上述工作温度时也断开的部件；
上述保护控制部包括，
开关部，进行对上述第一加热器的通电控制；
第一过充电保护部，当上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，让上述开关部给第一加热器通电；
温度控制部，当上述第一加热器的温度达到高于上述热敏开关的工作温度的规定的上限温度时，让上述开关部停止给上述第一加热器通电。
30.根据权利要求29所述的二次电池的保护电路，其特征在于：上述保护控制部还包括：第二过充电保护部和短路保护部，其中，
上述第二过充电保护部，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，让上述开关部给上述第一加热器通电；
上述第一过充电保护部包括第一比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述第二过充电保护部包括第二比较器，在上述第一及第二连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述短路保护部包括第三比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过在上述第一及第二连接端子间的电压上又施加了规定的短路保护电压后的电压值时输出高电平信号；
上述温度控制部包括，
温度传感器，检测上述第一加热器的温度；
第四比较器，当由上述温度传感器检测的温度达到上述上限温度时输出低电平信号；
上述开关部包括，
或门，其输入端子上连接有上述第一至第三比较器的输出端子；
与门，其输入端子上连接有上述或门的输出端子及上述第四比较器的输出端子；
n沟道场效应管，其栅极与上述与门的输出端子连接，漏极与上述第一加热器连接，源极与上述第二及第四连接端子连接。
31.根据权利要求29所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述第一过充电保护部包括第一比较器，在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时输出高电平信号；
上述温度控制部包括，
温度传感器，检测上述第一加热器的温度；
第四比较器，当由上述温度传感器检测的温度达到上述上限温度时输出低电平信号；
上述开关部，在上述第一比较器和第四比较器这两个比较器都输出高电平信号时给上述第一加热器通电，在上述两个比较器中的至少一个比较器输出低电平信号时停止给上述第一加热器通电。
32.根据权利要求29所述的二次电池的保护电路，其特征在于还包括：
温度保险丝，连接在上述热敏开关与上述第三连接端子之间；
上限温度变更部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过高于上述过充电保护电压的第二过充电保护电压时，将上述上限温度变更为高于上述温度保险丝的熔断温度。
33.一种二次电池的保护电路，其特征在于：包括，
第一及第二连接端子，用于连接给二次电池充电的充电装置及/或由上述二次电池输出的放电电流驱动的负荷设备；
第三及第四连接端子，与上述二次电池的两极连接；
热敏开关，设置在上述第一及第三连接端子之间，当超过规定的工作温度时则断开；
第一加热器，用于加热上述热敏开关；
保护控制部，在与上述二次电池的特性相关的物理量的值超过预先设定的物理量的值时，使上述第一加热器发热以断开上述热敏开关；
上述热敏开关为双金属开关；
上述保护控制部包括，
过充电保护部，在上述第三及第四连接端子间的电压超过规定的过充电保护电压时，给上述第一加热器通电以断开上述双金属开关；
切断部，对上述过充电保护部断开上述双金属开关的次数进行计数，当计数值超过基于上述双金属开关的安全工作次数所决定的规定值时，切断上述二次电池与上述充电装置及/或上述负荷设备的电连接，
上述切断部包括，
温度保险丝，连接在上述双金属开关与上述第三连接端子之间；
第二加热器，加热上述温度保险丝；
温度保险丝控制部，在上述计数值超过上述规定值时，给上述第二加热器通电以熔断上述温度保险丝。
34.根据权利要求33所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述过充电保护部包括比较器和第一晶体管；
上述温度保险丝控制部包括计数器和第二晶体管；
上述比较器在上述第三及第四连接端子间的电压超过上述过充电保护电压时，接通上述第一晶体管使上述第一加热器通电，并让上述计数器计数；
上述计数器在计数值超过上述规定值时，接通上述第二晶体管使上述第二加热器通电。
35.根据权利要求34所述的二次电池的保护电路，其特征在于：
上述双金属开关基于上述第一晶体管接通时产生的热量被加热；
上述温度保险丝基于上述第二晶体管接通时产生的热量被加热；
从而省略了上述第一加热器和上述第二加热器。
36.一种电池组件，其特征在于包括：
二次电池；
如权利要求1、8、13、或20所述的二次电池的保护电路。
37.根据权利要求36所述的电池组件，其特征在于还包括：
有底容器，收容上述二次电池；
内部配设有上述保护电路的外部端子连接单元；
上述外部端子连接单元，具有壳体和印刷形成在上述壳体的内面的布线图，其中，
上述热敏开关、上述第一加热器、上述保护控制部都固定安装在上述外部端子连接单元的壳体的内面上。
38.根据权利要求37所述的电池组件，其特征在于还包括：板状的导体引线，被折弯成可覆盖上述保护控制部，其中，
上述导体引线被安装成，跨越上述保护控制部，可连接形成在上述保护控制部两侧的布线图。
39.根据权利要求38所述的电池组件，其特征在于还包括：保险丝，与上述热敏开关串联连接，其中，
上述热敏开关的工作条件被设定为先于上述保险丝断开；
上述保险丝被设置在上述导体引线上。
40.根据权利要求37所述的电池组件，其特征在于：
上述热敏开关包括从双金属、形状记忆合金以及形状记忆树脂中选出的一种、基于温度的变形而被驱动的可动切片；
支撑上述可动切片的支撑部件形成在上述外部端子连接单元的壳体的内面上。
41.根据权利要求40所述的电池组件，其特征在于：上述保护电路包括热敏保护开关装置，该热敏保护开关装置包括，具有相隔指定间隔设置的第一支撑部件及第二支撑部件的框体；第一布线导体，其设置在上述第一支撑部件的上方，构成第一接点，并从该第一接点沿着上述第一支撑部件的外侧面延伸设置从而构成与印刷电路板安装的第一安装端子；第二布线导体，其设置在上述第二支撑部件的上方，构成第二接点，并从该第二接点沿着上述第二支撑部件的外侧面延伸设置从而构成与上述印刷电路板安装的第二安装端子，以及上述热敏开关；其中，
上述热敏开关架设在上述第一接点和上述第二接点之间；上述框体具有连接上述第一支撑部件及上述第二支撑部件的连接部件，
在上述连接部件的背面侧的、上述第一支撑部件及上述第二支撑部件之间形成有空间 部，上述第一加热器设置在上述空间部内。
42.根据权利要求41所述的电池组件，其特征在于：
上述热敏保护开关装置，设置在上述二次电池的正极端子与上述第一连接端子之间；
上述保护控制部包括过充电检测电路，用于检测上述二次电池的过充电，
上述开关部，其根据上述过充电检测电路的检测信号进行接通、断开控制。
43.根据权利要求42所述的电池组件，其特征在于：上述过充电检测电路、上述开关部以及上述第一加热器由半导体集成电路构成。
44.根据权利要求43所述的电池组件，其特征在于：上述半导体集成电路被设置在上述空间部，加热上述热敏开关。
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