CN114097056A - 保护元件以及保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的保护元件(10)具有：基板(11)；在基板(11)上串联连接的第一熔丝元件(12)和第二熔丝元件(13)；连接在第一熔丝元件(12)与第二熔丝元件(13)之间的加热器(14)；连接在第一熔丝元件(12)与第二熔丝元件(13)之间且与加热器(14)串联连接的第三上侧电极部(17)；与第三上侧电极部(17)连接且具有比加热器(14)低的电阻值的第一导通部(18)；以及与第一导通部(18)连接且构成为能够与外部的保护电路连接的第三下侧电极部(19)。

Description

保护元件以及保护电路
技术领域
本发明涉及保护元件以及保护电路，例如涉及在二次电池的充放电电路中连接在二次电池与充电器之间的保护元件以及保护电路。
本申请基于在2019年7月22日在日本申请的特愿2019-134872号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
以往，保护电路安装于移动电话、便携式计算机等搭载有二次电池的各种移动设备。作为现有的保护电路，例如有一种二次电池装置，其构成为具有蓄电装置、多个保护电路以及第一、第二输出端子，所述保护电路分别具有串联连接的两个熔丝元件，在将外部电路与所述第一、第二输出端子连接时，从所述蓄电装置向所述外部电路供给的放电电流和从所述外部电路向所述蓄电装置供给的充电电流通过所述多个保护电路内的串联连接的两个熔丝元件而流动(专利文献1)。
该二次电池装置构成为具有一端与熔丝元件彼此的连接点连接的加热器，在各加热器的另一端分别连接有整流元件的一端，在所述各整流元件的另一端连接有开关元件，当开关元件导通时，电流通过该开关元件和各整流元件流向各保护电路的加热器。另外，在该二次电池装置中，在将保护电路的加热器的端子彼此连接的电流路径的中途插入有至少两个整流元件，在流过短路电流而一方的熔丝元件熔断的状态下，即使在两个保护电路的加热器的端子间产生电压差，至少一个整流元件也被反向偏置。因此，电流不会从一个保护电路的加热器的端子流入到其他保护电路的加热器的端子，从而不会产生由此产生的残留电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4095426号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述专利文献1的保护电路中，由于带加热器的熔丝(以下，也称为SCP)具有左右对称的构造，所以在进行了电流切断的情况下，2个熔丝元件中的一方被切断的概率是50％。因此，在保护电路中并联连接了多个SCP的情况下，无法确定被电流切断的部位是各SCP中的2个熔丝元件中的哪一个。因此，根据在各SCP中产生的切断的部位，有时在保护电路中产生潜行电流，过电流从蓄电装置流向外部电路。因此，作为系统整体，为了防止过电流，必须安装与多个SCP一一对应的多个整流元件(二极管)，存在电路的复杂化、成本上升、进而伴随部件数量的增大而装置的故障率增大的问题。
此外，近年来，移动设备的进一步的高性能化、高功能化得到发展，因此随着二次电池的充电容量的进一步增大，要求能够可靠地防止过电流的安全性高的保护电路。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种保护元件以及保护电路，其能够可靠地防止过电流而提高安全性，并且能够通过比以往简单的装置结构实现成本降低，进而能够降低装置的故障率。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明采用以下的手段。
[1]本发明的一个方式的保护元件具有：串联连接的第一熔丝元件以及第二熔丝元件；加热器，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间；第一电极部，其连接于所述第一熔丝元件的与所述第二熔丝元件相反的一侧；第二电极部，其连接于所述第二熔丝元件的与第一熔丝元件相反的一侧；第三电极部，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间，且与所述加热器串联连接；导通部，其与所述第三电极部连接，且具有比所述加热器低的电阻值；以及第四电极部，其与所述导通部连接，且被设置成能够与外部的保护电路连接。
[2]在上述[1]所述的保护元件中，优选的是，所述导通部的熔点比所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件中的任一个的熔点高。
[3]在上述[1]或[2]所述的保护元件中，优选的是，所述导通部由银(Ag)构成。
[4]在上述[1]所述的保护元件中，优选的是，所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，所述加热器配置在所述基板的另一个主面侧。
[5]在上述[1]所述的保护元件中，优选的是，所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，所述加热器配置在所述基板的一个主面与所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件之间。
[6]在上述[4]或[5]所述的保护元件中，所述导通部也可以由在厚度方向上贯通所述基板的至少一个通孔构成。
[7]在上述[6]所述的保护元件中，所述导通部也可以由在厚度方向上贯通所述基板的多个通孔构成。
[8]本发明的一个方式的保护电路是具备并联连接的多个保护元件的保护电路，构成多个保护元件的各保护元件具有：串联连接的第一熔丝元件以及第二熔丝元件；加热器，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间；第一电极部，其连接于所述第一熔丝元件的与所述第二熔丝元件相反的一侧；第二电极部，其连接于所述第二熔丝元件的与第一熔丝元件相反的一侧；第三电极部，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间，且与所述加热器串联连接；导通部，其与所述第三电极部连接，且具有比所述加热器低的电阻值；以及第四电极部，其与所述导通部连接，且被设置成能够与外部的保护电路连接，多个所述保护元件并联连接，所述保护电路具有将设置于多个所述保护元件的多个所述第四电极部彼此连接的旁路电路。
[9]在上述[8]所述的保护电路中，优选的是，所述导通部的熔点比所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件中的任一个的熔点高。
[10]在上述[8]或[9]所述的保护电路中，优选的是，所述导通部由银(Ag)构成。
[11]在上述[8]所述的保护电路中，所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，所述加热器配置在所述基板的另一个主面侧。
[12]在上述[8]所述的保护电路中，所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，所述加热器配置在所述基板的一个主面与所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件之间。
[13]在上述[8]所述的保护电路中，所述导通部也可以由在厚度方向上贯通基板的至少一个通孔形成。
[14]在上述[8]所述的保护电路中，所述导通部也可以由在厚度方向上贯通所述基板的多个通孔形成。
发明效果
根据本发明，能够可靠地防止过电流而提高安全性，并且能够通过比以往简单的装置结构实现成本降低，进而能够降低装置的故障率。
附图说明
图1的(a)是概略性地表示本发明的第一实施方式的保护元件的结构的俯视图，图1的(b)是仰视图，图1的(c)是沿着图1的(a)的线I-I的剖视图。
图2是表示图1的保护元件的电路结构的示意图。
图3是概略性地表示本发明的第二实施方式的保护电路的结构的图。
图4是说明在图3的保护电路中进行电流切断的第一情况的图。
图5的(a)～图5的(b)是说明在图3的保护电路中进行电流切断的第二情况的图。
图6是说明图5所示的第二情况的后续的图。
图7的(a)～图7的(b)是说明在图3的保护电路中进行电流切断的第三情况的图。
图8是说明图7所示的第三情况的后续的图。
图9是说明在图3的保护电路中进行电流切断的第四情况的图。
图10的(a)是表示图1的保护元件的变形例的俯视图，图10的(b)是仰视图，图10的(c)是沿着图10的(a)的线II-II的剖视图。
图11的(a)是表示图1中的导通部的变形例的俯视图，图11的(b)是仰视图。
具体实施方式
以下，使用附图对应用了本发明的实施方式所涉及的保护元件以及保护电路进行详细说明。此外，以下的说明中使用的附图，为了容易理解特征，有时为了方便而将成为特征的部分放大示出，各构成要素的尺寸比率等不一定与实际相同。另外，在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本发明并不限定于此，能够在不变更其主旨的范围内适当变更而实施。
[保护元件的结构]
图1的(a)是概略性地表示本发明的第一实施方式的保护元件的结构的俯视图，图1的(b)是仰视图，图1的(c)是沿着图1的(a)的线I-I的剖视图。另外，图2是表示图1的保护元件的电路结构的示意图。
如图1的(a)、图1的(b)和图2所示，保护元件10具有：基板11；在基板11上串联连接的第一熔丝元件12和第二熔丝元件13；连接在第一熔丝元件12与第二熔丝元件13之间的加热器14；连接在第一熔丝元件12的与第二熔丝元件13相反侧的第一上侧电极部15(第一电极部)；连接在第二熔丝元件13的与第一熔丝元件12相反侧的第二上侧电极部16(第二电极部)；连接在第一熔丝元件12与第二熔丝元件13之间且与加热器14串联连接的第三上侧电极部17(第三电极部)；与第三上侧电极部17连接且具有比加热器14低的电阻值的第一导通部18(导通部)；以及与第一导通部18连接且构成为能够与外部的后述的保护电路连接的第三下侧电极部19(第四电极部)。本实施方式中的串联连接是指其间不经由其他材料的直接连接。
基板11只要是具有绝缘性的材质即可，没有特别限制，例如，除了陶瓷基板、玻璃环氧基板这样的用于印刷布线基板的基板之外，还能够使用玻璃基板、树脂基板、绝缘处理金属基板等。此外，优选其中的作为耐热性优异、导热性良好的绝缘基板的陶瓷基板。
本实施方式的第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13设置在基板11的一个主面11a侧。第一熔丝元件12的一端部12a经由第一支承体20与第一上侧电极部15连接。第二熔丝元件13的一端部13a经由第二支承体21与第二上侧电极部16连接。第一熔丝元件12的另一端部12b以及第二熔丝元件13的一端部13b经由第三支承体22与第三上侧电极部17连接。
第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13例如一体地形成，经由导电性的3个第一支承体20、第二支承体21、第三支承体22被第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17支承。第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13也可以由不同部件构成。另外，第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13的形状是薄片状，但不限于此，也可以是棒状。
本实施方式的第一熔丝元件12具有与第二熔丝元件13的热特性相同的热特性。热特性包括热阻和热容量中的至少一个。热阻(K/W)是指热的传递容易度，热阻越大，越难以传递热(热阻[K/W]＝长度[m]/{截面积[m2]×导热率[W/(m·K)]})。另外，热容量(J/K)是指为了上升单位温度所需的热量、即温度变化的容易度，热容量越大则温度越难以变化。但是，第一熔丝元件12和第二熔丝元件13的热特性不一定需要相同，在不对后述的保护电路的动作造成影响的范围内，它们的热特性也可以不同。
本实施方式的第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13例如具有一样的宽度以及厚度的薄片形状，第一熔丝元件12的长度与第二熔丝元件13的长度相同。在该情况下，第一熔丝元件12的热阻与第二熔丝元件13的热阻相同。
作为构成第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13的材料，能够使用一直以来作为熔丝材料使用的各种低熔点金属。作为低熔点金属，可以举出SnSb合金、BiSnPb合金、BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、SnAg合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。构成第一熔丝元件12A以及第二熔丝元件13A的材料优选相同，但也可以不同。
本实施方式的加热器14设置于基板11的另一个主面11b侧。该加热器14与基板11的另一个主面11b抵接配置，且配置在第三上侧电极部17的正下方。另外，加热器14的一端部14a与第三下侧电极部19连接，另一端部14b与后述的第四下侧电极部连接。这样，通过将加热器14设置在基板11的与第一熔丝元件12和第二熔丝元件13相反的一侧，能够实现保护元件10的薄型化，在将保护元件10安装到后述的保护电路时，能够增大安装空间的自由度。
加热器14例如通过涂布由氧化钌、炭黑等导电材料和水玻璃等无机类粘合剂、热固化性树脂等有机类粘合剂构成的电阻糊剂，并根据需要进行烧成而形成。另外，作为加热器14，可以经由印刷、镀敷、蒸镀、溅射的工序形成氧化钌、炭黑等的薄膜，也可以通过这些膜的粘贴、层叠等而形成。
在加热器14上，以覆盖其外表面的方式设置有绝缘部件23。作为构成绝缘部件23的材料，只要是能够使加热器14与外部绝缘的材料即可，没有特别限制，例如可举出玻璃(SiO2)。
第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17分别是熔融的第一熔丝元件12或者第二熔丝元件13流入的电极。构成这些第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17的材料没有特别限制，可举出与熔融状态的第一熔丝元件12或者第二熔丝元件13浸润性良好的金属。
作为构成第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17的材料，能够使用铜(Cu)等金属单体、至少表面由Ag(银)、Ag(银)-Pt(铂)、Ag(银)-Pd(钯)、Au(金)等形成的材料。
本实施方式的第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17设置于基板11的一个主面11a侧。在基板11的另一个主面11b侧设置有分别与第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17成对的第一下侧电极部24、第二下侧电极部25以及第三下侧电极部19。作为构成第一下侧电极部24以及第二下侧电极部25的材料，可列举铜(Cu)、银(Ag)等。作为构成第三下侧电极部19的材料，可举出铜(Cu)、银(Ag)或它们的合金等，其中优选银或银合金。作为银合金，例如可举出Ag-Pt、Ag-Pd。另外，在构成3个下侧电极部19的材料为银或银合金的情况下，能够使用其表面由镍(Ni)-Au(金)形成的材料。
另外，在基板11的一个主面11a侧设置有第四上侧电极部26，在基板11的另一个主面11b侧设置有与该第四上侧电极部26成对的第四下侧电极部27。作为构成第四上侧电极部26以及第四下侧电极部27的材料，可列举铜(Cu)、银(Ag)等。
第一上侧电极部15以及第二上侧电极部16分别经由第二导通部28以及第三导通部29与第一下侧电极部24以及第二下侧电极部25连接。第二导通部28和第三导通部29例如是在长度方向的俯视时呈大致圆形状的一个或多个通孔，通过在形成于基板11的贯通孔的内周面或该贯通孔的整体填充导体而形成。作为构成第二导通部28和第三导通部29的材料，可举出银(Ag)、铜(Cu)、钨(W)或它们的合金等。
第二导通部28和第三导通部29也可以由俯视时呈大致圆形状的通孔和后述的城堡形结构中的任一者或两者构成。另外，第二导通部28和第三导通部29只要是能够与外部电路导通的结构，则也可以是通孔以外的结构。另外，保护元件10也可以是不具有第二导通部28和第三导通部29的结构。
第三上侧电极部17经由第一导通部18与第三下侧电极部19(第四电极部)连接。第一导通部18例如是俯视时呈大致半圆状的一个或多个通孔(也称为城堡形结构)，通过在形成于基板11的端面的贯通孔的内周面填充导体而形成。本实施方式的第一导通部18构成经由第三下侧电极部19与后述的旁路电路连接的旁通用导体。
第一导通部18的熔点优选比第一熔丝元件12和第二熔丝元件13中的任一个的熔点都高。作为构成第一导通部18的材料，可举出银、铜、钨或它们的合金等，优选可举出银。铜容易氧化，另外，钨的焊料的浸润性低，因此作为表面处理需要镀敷处理，制造成本增大。另一方面，银的导体电阻值低，难以被氧化，因此焊料的浸润性良好。第一导通部18由银构成，因此与铜、钨相比，能够降低制造成本，并且能够使过电流经由第一导通部18可靠地流过后述的旁路电路5。
第一导通部18可以由城堡形结构和通孔中的任一个构成。另外，第一导通部18只要是能够与外部电路导通的结构，则也可以是城堡形结构、通孔以外的结构。
另外，本实施方式的第四上侧电极部26经由第四导通部30与第四下侧电极部27连接。与第一导通部18同样地，第四导通部30例如是俯视时呈大致半圆状的一个或多个通孔。作为构成第四导通部30的材料，可举出银、铜、钨或它们的合金等。第四导通部30也可以由城堡形结构和俯视时呈大致圆形状的通孔中的任一方或双方构成。另外，第四导通部30只要是能够与外部电路导通的结构，则也可以是城堡形结构、通孔以外的结构。另外，保护元件10也可以是不具有第四导通部30的结构。
在与第一上侧电极部15、第二上侧电极部16、第三上侧电极部17以及第四上侧电极部26对应的位置分别设置有焊料部31、32、33、34。
第一上侧电极部15、第二上侧电极部16、第三上侧电极部17以及第四上侧电极部26分别经由焊料部31、32、33、34与外部电路(保护电路)连接。
在如上述那样构成的保护元件10中，在保护元件10中流过超过额定的大电流时，第一熔丝元件12和/或第二熔丝元件13由于自发热(焦耳热)而熔断，或者由于加热器14的发热而第一熔丝元件12和/或第二熔丝元件13熔断，由此切断电流路径。
接下来，对保护元件10的制造方法的一个示例进行简单说明。首先，在基板11的一个主面11a侧形成第一上侧电极部15、第二上侧电极部16、第三上侧电极部17(也称为中央电极)以及第四上侧电极部26。在形成与第二导通部28或第三导通部29对应的大致圆形的通孔的情况下，也可以在形成上述第一～第四上侧电极部之前，在基板11上预先形成通孔。
接着，在基板11的另一个主面11b侧，在与第一上侧电极部15、第二上侧电极部16、第三上侧电极部17以及第四上侧电极部26分别对应的位置，形成第一下侧电极部24、第二下侧电极部25、第三下侧电极部19以及第四下侧电极部27。接着，在与上述第一～第四下侧电极部对应的位置分别形成第一导通部18、第二导通部28、第三导通部29以及第四导通部30。例如，在基板11的4个侧面且与上述第一～第四下侧电极部对应的位置，分别形成城堡形结构。由此，上述第一～第四上侧电极部分别经由上述第一～第四导通部与上述第一～第四下侧电极部连接。
之后，在基板11的另一个主面11b侧，在第三下侧电极部19与第四下侧电极部27之间形成加热器14并将它们连接，并且在加热器14上形成绝缘部件23。
接着，在第一上侧电极部15、第二上侧电极部16以及第三上侧电极部17上分别形成第一支承体20、第二支承体21以及第三支承体22，以跨越上述第一～第三支承体的方式固定第一熔丝元件12以及第二熔丝元件13。通过上述工序，得到保护元件10。
[保护电路的结构]
图3是概略性地表示本发明的第二实施方式的保护电路的结构的图。在本第二实施方式的保护电路中，表面安装有多个上述第一实施方式的保护元件10。该保护电路例如构成锂离子二次电池的电池组内的电路。
如图3所示，在保护电路1中，多个保护元件10A、10B、10C并联连接。具体而言，多个保护元件10A、10B、10C的多个第一上侧电极部15A、15B、15C经由外部电路与并联连接点A连接，并且与二次电池2、2、···的正极连接。另外，多个保护元件10A、10B、10C的多个第二上侧电极部16A、16B、16C经由外部电路与并联连接点B连接，并且与充电器3的正极连接。多个保护元件10A、10B、10C的多个第三上侧电极部17A、17B、17C分别与例如二次电池2、2、···的负极以及充电器3的负极双方连接。在第三上侧电极部17A、17B、17C的下游侧设置有FET等开关元件4。
该保护电路1具有将设置于多个保护元件10A、10B、10C的多个第三下侧电极部19A、19B、19C彼此连接的旁路电路5。旁路电路5例如是安装在基板上的电路图案。作为构成旁路电路5的材料，可举出铜、银等，其中优选银。旁路电路5能够使用在基板上形成电路图案的公知的方法来形成。
在二次电池2、2、···充电时，从充电器3经由外部电路向二次电池2、2、···供给电力。另外，在二次电池放电时，从二次电池2、2、···向外部电路供给电力。这样，在二次电池2、2、···充电时以及放电时的任意情况下，都向第一熔丝元件12A(12B、12C)和第二熔丝元件13A(13B、13C)双方供给相同的电力。
保护电路1也可以具有与二次电池2、2…分别连接且与开关元件4连接的未图示的检测元件。该检测元件始终监视是否成为高电压状态、特别是过电压，在成为高电压状态的情况下向开关元件4输出控制信号。在该情况下，开关元件4根据检测信号，使电流从二次电池2、2、…流向加热器14A(14B、14C)，从而使该加热器14A(14B、14C)发热。由此，能够熔断第一熔丝元件12A(12B、12C)和/或第二熔丝元件13A(13B、13C)。
[保护电路的动作]
接着，使用以下的第一～第四情况来说明图3的保护电路1的动作。图4是说明在图3的保护电路1中进行电流切断的第一情况的图。例如，作为第一情况，设想由于外部短路等的发生而流过过电流，多个第一熔丝元件12A、12B、12C熔断的情况。在第一情况下，由于第一熔丝元件12A、12B、12C全部是二次电池侧的熔丝元件，因此通过第一熔丝元件12A、12B、12C的熔断，对二次电池2、2、···侧的电路和充电器3侧的电路进行电流切断。
图5的(a)～图5的(b)和图6是说明在图3的保护电路1中进行电流切断的第二情况的图。作为第二情况，如图5的(a)所示，设想多个第一熔丝元件12A、12B和第二熔丝元件13C因过电流而被熔断的情况。在该情况下，由于第一熔丝元件12A、12B是二次电池侧的熔丝元件，第二熔丝元件13C是充电器侧的熔丝元件，因此二次电池2、2、···侧和充电器3侧是未进行电流切断的状态，电流经由第一熔丝元件12C流动。此时，在保护元件10C设置有电阻值比加热器14C低的第一导通部18C，第一导通部18C经由第三下侧电极部19C与旁路电路5连接，因此电流经由旁路电路5从二次电池侧流向充电器侧(图5的(b))。并且，电流经由旁路电路5流动，从而电流集中于第一熔丝元件12C，第一熔丝元件12C迅速被熔断(图6)。其结果，对二次电池2、2、···侧的电路和充电器3侧的电路进行电流切断。
图7的(a)～图7的(b)和图8是说明在图3的保护电路1中进行电流切断的第三情况的图。作为第三情况，如图7的(a)所示，设想第一熔丝元件12A和多个第二熔丝元件13B、13C因过电流而被熔断的情况。在该情况下，由于第一熔丝元件12A是二次电池侧的熔丝元件，第二熔丝元件13B、13C是充电器侧的熔丝元件，因此与第二情况同样地，二次电池2、2、···侧和充电器3侧是未被进行电流切断的状态，电流经由第一熔丝元件12B、12C流动。此时，在保护元件10B设置有电阻值比加热器14B低的第一导通部18B，且在保护元件10C设置有电阻值比加热器14C低的第一导通部18C。并且，第一导通部18B、18C分别经由第三下侧电极部19B、19C与旁路电路5连接，因此电流经由旁路电路5从二次电池侧流向充电器侧(图7的(b))。并且，电流经由旁路电路5流动，从而电流集中于第二熔丝元件13A，第二熔丝元件13A迅速被熔断(图8)。其结果，对二次电池2、2、···侧的电路和充电器3侧的电路进行电流切断。
图9是说明在图3的保护电路1中进行电流切断的第四情况的图。作为第四情况，设想多个第二熔丝元件13A、13B、13C因过电流而被熔断的情况。在第四情况下，由于第二熔丝元件13A、13B、13C全部是二次电池侧的熔丝元件，因此通过第二熔丝元件13A、13B、13C的熔断，对二次电池2、2、···侧的电路和充电器3侧的电路进行电流切断。
这样，假定多个产生了过电流的情况下的第一熔丝元件12A、12B、12C以及第二熔丝元件13A、13B、13C的熔断图案，但在上述第一～第四情况的全部情况下，对二次电池2、2、···侧的电路和充电器3侧的电路进行电流切断。
如上所述，根据本实施方式，保护元件10具有：第一导通部18，其与第三上侧电极部17连接，且具有比加热器14低的电阻值；以及第三下侧电极部19，其与第一导通部18连接，且设置成能够与外部的保护电路1连接，因此即使在第一熔丝元件12和第二熔丝元件13具有相同的热特性的情况下，也能够通过第一熔丝元件12(或第二熔丝元件13)将该第一熔丝元件12(或第二熔丝元件13)的一侧的电路和另一侧的电路切断。因此，在形成具备并联连接的多个保护元件10A、10B、10C的保护电路1的情况下，无需设置二极管等整流元件，就能够可靠地防止过电流。另外，第一导通部18和第三下侧电极部19与在基板上安装整流元件的情况相比，结构简单且能够容易地形成。因此，能够可靠地防止过电流而提高安全性，并且能够通过比以往简单的装置结构实现成本降低，进而能够降低装置的故障率。
另外，由于第一导通部18的熔点高于第一熔丝元件12和第二熔丝元件13中的任一个的熔点，所以能够使过电流经由第一导通部18和第三下侧电极部19可靠地流过外部的保护电路1。因此，能够更可靠地防止过电流，进一步提高安全性。
另外，根据本实施方式，保护电路1具有旁路电路5，该旁路电路5将多个保护元件10A、10B、10C并联连接且将设置于多个保护元件10A、10B、10C的多个第三下侧电极部19A、19B、19C彼此连接，因此能够通过第一熔丝元件12A和第二熔丝元件13A中的任一个、第一熔丝元件12B和第二熔丝元件13B中的任一个、以及第一熔丝元件12C和第二熔丝元件13C中的任一个，将二次电池2、2、···侧的电路和充电器3侧的电路切断，能够不设置二极管等整流元件而可靠地防止过电流。另外，与在基板上安装整流元件等的情况相比，旁路电路5的结构简单且能够容易地形成。因此，能够可靠地防止过电流而提高安全性，并且能够通过比以往简单的装置结构实现成本降低，进而能够降低装置的故障率。
另外，由于第一导通部18A(18B、18C)的熔点高于第一熔丝元件12A(12B、12C)和第二熔丝元件13A(13B、13C)中的任意一个的熔点，因此能够使过电流经由第一导通部18A(18B、18C)和第三下侧电极部19A(19B、19C)可靠地流过保护电路1的旁路电路5。因此，能够更可靠地防止过电流，进一步提高安全性。
图10的(a)是表示图1的保护元件10的变形例的俯视图，图10的(b)是仰视图，图10的(c)是沿着图10的(a)的线II-II的剖视图。图10的保护元件除了加热器的配置不同以外，与图1的保护元件10相同，因此省略重复的部分的说明，以下说明不同的部分。
如图10的(a)～图10的(c)所示，保护元件40具有：加热器41，其连接在第一熔丝元件12与第二熔丝元件13之间；第三上侧电极部17(第三电极部)，其连接在第一熔丝元件12与第二熔丝元件13之间，且与加热器41串联连接；以及第一导通部18(导通部)，其与第三上侧电极部17连接，且具有比加热器41低的电阻值。保护元件40的电路结构与保护元件10的电路结构相同(参照图2)。
加热器41配置在基板11的一个主面11a侧且在第一熔丝元件12和第二熔丝元件13的下方。即，加热器41配置在基板11的一个主面11a与第一熔丝元件12和第二熔丝元件13之间。在本变形例中，加热器41与基板11的一个主面11a抵接配置，且配置在第三电极部17的正下方。另外，在加热器41与第三电极部17之间配置有绝缘层42。这样，通过将加热器41设置在基板11的与第一熔丝元件12和第二熔丝元件13相同的一侧，能够提高熔断第一熔丝元件12和/或第二熔丝元件13时的加热效率，能够高精度地切断电流路径。
图11的(a)是表示图1中的第一导通部18的变形例的俯视图，图11的(b)是仰视图。图9的保护元件50除了第一通电部的结构不同以外，与图1的保护元件10相同。
如图11的(a)和图11的(b)所示，保护元件50具有第一导通部51(导通部)，该第一导通部51与第三上侧电极部17连接且具有比加热器14低的电阻值。第一导通部51由设置于基板11的多个通孔构成。在本变形例中，第一导通部51由多个第一通孔51a、51a、51a和形状与第一通孔不同的多个第二通孔51b、51b构成。本变形例的第一通孔51a是城堡形结构，第二通孔51b是俯视时大致圆形状的通孔。构成第一导通部51的材料与第一导通部18相同。这样，第一导通部51由多个通孔构成，由此能够进一步减小第一导通部51的电阻，在过电流流过第一熔丝元件12时，能够使过电流经由第一导通部51可靠地流过旁通电路5，能够使保护电路1高精度地动作。
以上，对本发明的实施方式进行了详述，但本发明并不限定于上述实施方式，在请求专利保护的范围所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形、变更。
符号说明
1 保护电路、
2 二次电池、
3 充电器、
4 开关元件、
5 旁路电路、
10 保护元件、
10A 保护元件、
10B 保护元件、
10C 保护元件、
11 基板、
11a 主面、
11b 主面、
12 第一熔丝元件、
12A 第一熔丝元件、
12B 第一熔丝元件、
12C 第一熔丝元件、
12a 一端部、
12b 另一端部、
13 第二熔丝元件、
13A 第二熔丝元件、
13B 第二熔丝元件、
13C 第二熔丝元件、
13a 一端部、
13b 一端部、
14 加热器、
14A 加热器、
14B 加热器、
14C 加热器、
14a 一端部、
14b 另一端部、
15 第一上侧电极部、
15A 第一上侧电极部、
15B 第一上侧电极部、
15C 第一上侧电极部、
16 第二上侧电极部、
16A 第二上侧电极部、
16B 第二上侧电极部、
16C 第二上侧电极部、
17 第三上侧电极部、
17A 第三上侧电极部、
17B 第三上侧电极部、
17C 第三上侧电极部、
18 第一导通部、
18A 第一导通部、
18B 第一导通部、
18C 第一导通部、
19 第三下侧电极部、
19A 第三下侧电极部、
19B 第三下侧电极部、
19C 第三下侧电极部、
20 第一支承体、
21 第二支承体、
22 第三支承体、
23 绝缘部件、
24 第一下侧电极部、
25 第二下侧电极部、
26 第四上侧电极部、
27 第四下侧电极部、
28 第二导通部、
29 第三导通部、
30 第四导通部、
31 焊料部、
32 焊料部、
33 焊料部、
34 焊料部、
40 保护元件、
41 加热器、
42 绝缘层、
50 保护元件、
51 第一导通部、
51a 第一通孔、
51b 第二通孔。

Claims (14)

1.一种保护元件，其特征在于，具有：
串联连接的第一熔丝元件以及第二熔丝元件；
加热器，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间；
第一电极部，其连接于所述第一熔丝元件的与所述第二熔丝元件相反的一侧；
第二电极部，其连接于所述第二熔丝元件的与第一熔丝元件相反的一侧；
第三电极部，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间，且与所述加热器串联连接；
导通部，其与所述第三电极部连接，且具有比所述加热器低的电阻值；以及
第四电极部，其与所述导通部连接，且被设置成能够与外部的保护电路连接。
2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，
所述导通部的熔点比所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件中的任一个的熔点高。
3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其特征在于，
所述导通部由银构成。
4.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，
所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，
所述加热器配置在所述基板的另一个主面侧。
5.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，
所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，
所述加热器配置在所述基板的一个主面与所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件之间。
6.根据权利要求4或5所述的保护元件，其特征在于，
所述导通部由在厚度方向上贯通所述基板的至少一个通孔构成。
7.根据权利要求6所述的保护元件，其特征在于，
所述导通部由在厚度方向上贯通所述基板的多个通孔构成。
8.一种保护电路，其具备并联连接的多个保护元件，其特征在于，
构成多个保护元件的各保护元件具有：
串联连接的第一熔丝元件以及第二熔丝元件；
加热器，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间；
第一电极部，其连接于所述第一熔丝元件的与所述第二熔丝元件相反的一侧；
第二电极部，其连接于所述第二熔丝元件的与第一熔丝元件相反的一侧；
第三电极部，其连接在所述第一熔丝元件与所述第二熔丝元件之间，且与所述加热器串联连接；
导通部，其与所述第三电极部连接，且具有比所述加热器低的电阻值；以及
第四电极部，其与所述导通部连接，且被设置成能够与外部的保护电路连接，
多个所述保护元件并联连接，
所述保护电路具有将设置于多个所述保护元件的多个所述第四电极部彼此连接的旁路电路。
9.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，
所述导通部的熔点比所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件中的任一个的熔点高。
10.根据权利要求8或9所述的保护电路，其特征在于，
所述导通部由银构成。
11.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，
所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，
所述加热器配置在所述基板的另一个主面侧。
12.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，
所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件配置在基板的一个主面侧，
所述加热器配置在所述基板的一个主面与所述第一熔丝元件和所述第二熔丝元件之间。
13.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，
所述导通部由在厚度方向上贯通基板的至少一个通孔形成。
14.根据权利要求13所述的保护电路，其特征在于，
所述导通部由在厚度方向上贯通所述基板的多个通孔形成。
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