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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine komplexe Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung, und insbesondere auf eine komplexe Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung, in der ein Widerstandselement in der Form einer Struktur angeordnet ist, und somit das Widerstandselement eine verbesserte Haltbarkeit hat, eine Oberflächenbefestigungstechnologie, die zur Automatisierung geeignet ist, verwendet werden kann, und ein Isolationsabstand ausreichend sichergestellt werden kann, wenn ein Schmelzelement durchgebrannt wird.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
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Eine nicht-zurückkehrende Schutzvorrichtung, die arbeitet, indem eine Überhitzung von Ausstattung, die geschützt werden soll, die durch Überstrom oder in Antwort auf ein abnormales Erhöhen in der Umgebungstemperatur verursacht wird, erfasst wird, blockiert eine elektrische Schaltung durch einen Betrieb bei einer bestimmten Betriebstemperatur, um eine Ausstattungssicherheit sicherzustellen. Als ein Beispiel gibt es eine Schutzvorrichtung, die einen Widerstand durch einen Strom eines Signals zum Detektieren einer Abnormalität in der Ausstattung erhitzt und eine Sicherungseinheit durch die erzeugte Hitze betreibt. In einer Litiumionen-Sekundärbatterie, die eine Schutzvorrichtung aufweist, die einen Widerstand, der Hitze in einem abnormalen Zustand erzeugt, auf einem Keramiksubstrat aufweist und einen Membranwiderstand verwendet, verhindert die Schutzvorrichtung eine Leistungsverschlechterung oder Entzündung aufgrund von Dendriten, die auf einer Oberfläche einer Elektrode in einem Überladungsmodus gebildet werden, oder verhindert, dass die Batterie auf mehr als eine vorbestimmte Spannung in einem Lademodus geladen wird.
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Die
koreanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 10-2001-0006916 offenbart ein Schutzelement, welches aufweist: eine Metallkörperelektrode mit einem niedrigen Schmelzpunkt und ein Hitzeelement auf einem Substrat; einen Metallkörper mit einem niedrigen Schmelzpunkt, der direkt auf der Metallkörperelektrode mit niedrigem Schmelzpunkt und dem Hitzeelement gebildet ist; einen inneren Dichtungsteil, der auf dem Metallkörper mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet ist und aus einem festen Flussmittel gebildet ist, um eine Oberflächenoxidation des Metallkörpers mit niedrigem Schmelzpunkt zu verhindern; und einen äußeren Dichtungsteil oder einen Deckel, der außerhalb des inneren Dichtungsteils gebildet ist und verhindert, dass ein geschmolzenes Material zu dem Äußeren des Schutzelements durchsickert, wenn der Metallkörper mit niedrigem Schmelzpunkt durchgebrannt ist.
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13A und 13B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht einer herkömmlichen Schutzvorrichtung, die ein Schmelzelement (einen Metallkörper mit niedrigem Schmelzpunkt) auf einem Widerstand (einem Hitzeelement) aufweist. 14 ist eine Fotografie, die einen Zustand zeigt, in dem ein Schmelzelement durchgebrannt ist, wenn Überspannung an die herkömmliche Schutzvorrichtung angelegt wird.
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Bezug nehmend auf 13A und 13B weist die herkömmliche Schutzvorrichtung ein Keramiksubstrat 1, einen pastenartigen Widerstand 2, der auf dem Keramiksubstrat 1 gebildet ist, und einen Isolator 3, einen Sicherungsanschluss 4, ein Schmelzelement 5 und eine Hülle 6 auf, die der Reihe nach auf dem Widerstand 2 gestapelt sind. Der Sicherungsanschluss 4 weist einen Verbindungsabschnitt 4a auf, der mit einem Widerstandsanschluss 8 verbunden ist.
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Wenn Strom zu dem Widerstand 2 zugeführt wird, wird Hitze, die durch den Widerstand 2 erzeugt wird, über den Widerstandsanschluss 8, der mit dem Sicherungsanschluss 4 verbunden ist, abgeleitet. Das heißt, dass die Hitze, die von dem Widerstand 2 erzeugt wird, nicht gleichförmig zu dem Schmelzelement 5 zugeführt wird, so dass eine relativ geringe Hitze zu einem Bereich davon zugeführt wird, der in der Nähe von dem Verbindungsabschnitt 4a ist.
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Dementsprechend ist wie in 14 dargestellt, wenn das Schmelzelement 5 durchgebrannt ist, eine durchgebrannte Oberfläche ungleichförmig an entgegengesetzten Seiten davon und somit ist ein Isolationsabstand des Bereichs, der in der Nähe von dem Verbindungsabschnitt 4a ist, sehr schmal, was in einer niedrigen Isolationsstabilität resultiert.
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Zusätzlich wird der Widerstand 2 der herkömmlichen Schutzvorrichtung gebildet, indem eine Widerstandspaste, die aus einem anorganisch basierten Bindemittel oder einem organisch basierten Bindemittel gebildet ist, darauf beschichtet wird, und hat somit eine verringerte Haltbarkeit und unterstützt keine ausreichende Verzögerungscharakteristika, um eine Verwendung bei einer hohen Spannung zu ermöglichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine komplexe Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustandes von Strom und Spannung bereitzustellen, in der ein Widerstandselement in der Form einer Struktur angeordnet ist und somit das Widerstandselement eine verbesserte Haltbarkeit hat und eine Oberflächenbefestigungstechnologie, die zur Automatisierung geeignet ist, verwendet werden kann.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine komplexe Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung bereitzustellen, in der eine Mehrzahl von Widerstandselementen miteinander in Reihe an entgegengesetzten Seiten des Schmelzelements geschaltet ist und somit ein Isolationsabstand ausreichend sichergestellt werden kann, wenn das Schmelzelement durchgebrannt ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine komplexe Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung bereitzustellen, in der ein Widerstandselement räumlich getrennt von einem Schmelzelement ist, um zu verhindern, dass ein Widerstand bei einer Referenzspannung durchgebrannt wird.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können die obigen und andere Aufgaben durch das Vorsehen einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung erreicht werden, wobei die komplexe Schutzvorrichtung ein Schmelzelement, das mit einem ersten und zweiten Anschluss, die auf einer Hauptschaltung gebildet sind, verbunden ist und durchgebrannt wird, wenn Überstrom zu der Hauptschaltung zugeführt wird; ein Widerstandselement, das mit Widerstandsanschlüssen, die mit dem Schmelzelement verbunden sind, verbunden ist; und eine Schaltvorrichtung aufweist, die so steuert, dass Strom zu dem Widerstandsanschluss fließt, wenn eine Spannung über der Referenzspannung an die Hauptschaltung angelegt wird, wobei der erste und zweite Anschluss und der Widerstandsanschluss parallel auf derselben Ebene angeordnet sind, um räumlich voneinander getrennt zu sein, und das Schmelzelement durch Hitze durchgebrannt wird, die durch das Widerstandselement erzeugt wird, wenn eine Spannung über der Referenzspannung angelegt wird, wobei das Widerstandselement ein erstes und zweites Widerstandselement aufweist, die miteinander in Reihe an entgegengesetzten Seiten des Schmelzelements geschaltet sind, ein Verbindungsanschluss, der mit dem ersten und zweiten Widerstandselemente verbunden ist, sind zwischen dem ersten und zweiten Anschluss vorgesehen, und eine isolierende Schicht und eine leitende Schicht werden der Reihe nach auf dem Verbindungsanschluss gestapelt, und wobei das erste und zweite Widerstandselement und das Schmelzelement sind parallel auf der leitenden Schicht angeordnet, und das Schmelzelement wird durch Abstrahlungshitze, die von den ersten und zweiten Widerstandselementen abgeleitet wird, und Leitungshitze, die durch die leitende Schicht übertragen wird, durchgebrannt.
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Das erste und zweite Widerstandselement können jeweils mit einem dritten und vierten Anschluss verbunden sein, die leitende Schicht kann ein erstes Ende haben, das mit dem dritten Anschluss verbunden ist, und ein zweites Ende, das von dem vierten Anschluss isoliert ist, wenn die Schaltvorrichtung angeschaltet ist, fließt Strom in der Hauptschaltung, in dieser Reihenfolge, über das Schmelzelement, die leitende Schicht, den dritten Anschluss, das erste Widerstandselement, den Verbindungsanschluss, das zweite Widerstandselement und den vierten Anschluss.
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Das Widerstandselement kann einen Widerstandskörper, der aus einem keramischen Material gebildet ist, Anschlussteile, die an entgegengesetzten Ende des Widerstandskörpers gebildet sind, und eine Widerstandsschicht aufweisen, die um eine äußere Umfangsoberfläche des Widerstandskörpers gebildet ist.
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Die Schaltvorrichtung kann einen Transistor und eine Steuereinheit aufweisen, die Strom kontrolliert, der zu dem Widerstandselement fließt, indem ein Steuersignal zum Anschalten des Transistors angelegt wird, wenn eine Spannung, die höher als die Referenzspannung ist, angelegt wird.
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Das Widerstandselement kann eine Isolationsabdeckung aufweisen, die teilweise auf einem äußeren Oberflächenabschnitt jedes Widerstandselements gebildet ist, mit Ausnahme eines äußeren Oberflächenabschnitts jedes Widerstandselements, der dem Schmelzelement zugewandt ist, und somit wird Hitze, die durch das Widerstandselement erzeugt wird, an dem Schmelzelement konzentriert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen klarer verstanden werden, in denen:
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1 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären eines Betriebszustands einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine Draufsicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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3A und 3B eine perspektivische Ansicht und eine explodierte perspektivische Ansicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
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4 eine Schnittansicht eines Widerstandselements gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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5A und 5B ein Schaltungsdiagramm und eine Draufsicht sind, die einen Zustand darstellen, in dem ein Schmelzelement durchgebrannt ist, wenn Überstrom zu einer Hauptschaltung zugeführt wird;
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5C eine Fotografie ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Schmelzelement aufgrund eines Zuführens von Überstrom durchgebrannt ist;
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6A und 6B ein Schaltungsdiagramm und eine Draufsicht sind, die einen Zustand darstellen, in dem das Schmelzelement gemäß der vorliegenden Erfindung durchgebrannt ist;
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6C eine Fotografie ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Schmelzelement durchgebrannt ist, wenn Überspannung angelegt wird;
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7 eine Schnittansicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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8 eine Draufsicht einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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9 eine Schnittansicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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10 eine Schnittansicht einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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11 eine Draufsicht einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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12A und 12B eine perspektivische Ansicht und eine explodierte perspektivische Ansicht sind, die die komplexe Schutzvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
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13A und 13B eine Draufsicht und eine Schnittansicht einer herkömmlichen Schutzvorrichtung sind, die ein Schmelzelement (einen Metallkörper mit niedrigem Schmelzpunkt) auf einem Widerstand (ein Hitzeelement) aufweist; und
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14 eine Fotografie ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Schmelzelement durchgebrannt ist, wenn Überspannung an die herkömmliche Schutzvorrichtung angelegt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Wenn festgestellt wird, dass eine detaillierte Beschreibung der verwandten Technik den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unnötigerweise verschleiern kann, wird die Beschreibung davon weggelassen. Des Weiteren können die folgenden Begriffe, die unter Berücksichtigung von Funktionen der vorliegenden Erfindung definiert sind, abhängig von den Intensionen des Benutzers oder rechtlichen Präzedenzfällen geändert werden. Daher sollte die Bedeutung jedes Begriffs basierend auf der gesamten Offenbarung der Beschreibung interpretiert werden.
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1 ist ein Schaltdiagramm zum Erläutern eines Betriebszustands einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf 1 schützt die komplexe Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung (im Folgenden als „komplexe Schutzvorrichtung“ bezeichnet) eine Vorrichtung, die mit einer Hauptschaltung in einem abnormalen Zustand verbunden ist, indem ein Schmelzelement 10, das auf der Hauptschaltung verbunden ist, geschmolzen wird.
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Die Arten der Hauptschaltung, die zur Verwendung in der komplexen Schutzvorrichtung geeignet sind, sind nicht besonders beschränkt und können beispielsweise eine Schaltung zum Laden einer tragbaren Sekundärbatterie sein. Somit wird ein Anwendungsbeispiel der komplexen Schutzvorrichtung auf eine Schaltung zum Laden einer Sekundärbatterie in der folgenden Beschreibung beschrieben werden.
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Die komplexe Schutzvorrichtung kann das Schmelzelement 10, eine Leistungsversorgung und ein Ladegerät aufweisen, die miteinander auf der Hauptschaltung verbunden sind.
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Eine Schutzschaltung ist parallel zwischen Anschlüssen der Leistungsversorgung und dem Ladegerät geschaltet und identifiziert einen Fall, in dem eine Spannung über einer Referenzspannung angelegt wird, um das Ladegerät zu schützen. Insbesondere kann die Schutzschaltung eine Mehrzahl von Widerstandselementen 20, die in Reihe mit dem Schmelzelement 10 geschaltet sind, und eine Schaltvorrichtung 30, die mit den Widerstandselementen 20 verbunden ist, aufweisen.
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Die Schaltvorrichtung 30 kann eine Diode 32, einen Transistor 31 und eine Steuereinheit 33 aufweisen, die Strom steuert, um zu den Widerstandselementen 20 zu fließen, indem ein Steuersignal zum Anschalten des Transistors 31 angelegt wird, wenn eine Spannung, die niedriger oder höher als die Referenzspannung ist, angelegt wird, aber Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf beschränkt.
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2 ist eine Draufsicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3A und 3B sind eine perspektivische Ansicht und eine explodierte perspektivische Ansicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf 2 und 3B weist die komplexe Schutzvorrichtung hauptsächlich das Schmelzelement 10, die Widerstandselemente 20 (das heißt ein erstes und zweites Widerstandselement 20 und 20a) und die Schaltvorrichtung 30 auf.
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Das Schmelzelement 10 ist mit einem ersten und zweiten Anschluss 50 und 50a verbunden, die auf der Hauptschaltung gebildet sind, und wird durchgebrannt, wenn Überstrom zu der Hauptschaltung zugeführt wird, um das Ladegerät zu schützen.
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Das Schmelzelement 10 kann aus einem Metall oder einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden, das/die einen Schmelzpunkt von 120 bis 220° C hat.
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Ein Verbindungsanschluss 40, der mit dem ersten und zweiten Widerstandselement 20 und 20a verbunden ist, ist zwischen dem ersten und zweiten Anschluss 50 und 50a angeordnet. Diesbezüglich werden entgegengesetzte Enden des Verbindungsanschlusses 40 jeweils elektrisch mit Widerstandsanschlüssen 60a und 60c verbunden.
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Eine isolierende Schicht 41 und eine leitende Schicht 42 sind der Reihe nach auf dem Verbindungsanschluss 40 gestapelt und das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a und das Schmelzelement 10 sind parallel auf der leitenden Schicht 42 angeordnet.
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Die isolierende Schicht 41 isoliert elektrisch den Verbindungsanschluss 40 von der leitenden Schicht 42.
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Die leitende Schicht 42 ermöglicht nicht nur, dass das Schmelzelement 10 und das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a elektrisch miteinander verbunden sind, sondern überträgt auch Hitze, die durch das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a erzeugt wird, zu dem Schmelzelement 10. Die leitende Schicht 42 kann gebildet werden, indem eine Silber(Ag)-Paste oder Ähnliches auf der isolierenden Schicht 41 beschichtet wird.
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Die leitende Schicht 42 hat ein erstes Ende, das mit einem dritten Anschluss 55 verbunden ist, und ein zweites Ende, das von einem vierten Anschluss 55a isoliert ist, wobei das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a miteinander in Reihe geschaltet werden.
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Der erste und zweite Anschluss 50 und 50a sind parallel auf derselben Ebene angeordnet, um voneinander räumlich getrennt zu sein, und die Widerstandsanschlüsse 60a und 60c und Widerstandsanschlüsse 60b und 60d sind parallel auf derselben Ebene angeordnet, um voneinander räumlich getrennt zu sein. Von daher können das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a, die auf der leitenden Schicht 42 gebildet sind, parallel an entgegengesetzten Seiten des Schmelzelements 10 angeordnet sein, um voneinander räumlich getrennt zu sein.
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Inzwischen fließt, wenn Überspannung an die Hauptschaltung angelegt wird und entsprechend die Schaltvorrichtung 30 angeschaltet ist, Strom in der Hauptschaltung der Reihe nach zu dem Schmelzelement 10, der leitenden Schicht 42, dem dritten Anschluss 55, dem ersten Widerstandselement 20, dem Verbindungsanschluss 40, dem zweiten Widerstandselement 20a und dem vierten Anschluss 55a.
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4 ist eine Schnittansicht des Widerstandselements 20 der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 dargestellt, kann das Widerstandselement 20 einen Widerstandskörper 21, der aus einem keramischen Material hergestellt ist, Anschlussteile 23, die an entgegengesetzten Enden des Widerstandskörpers 21 gebildet sind, eine Widerstandsschicht 22, die auf dem Widerstandskörper 21 gebildet ist, und eine Beschichtungsschicht 24 aufweisen, um die Widerstandsschicht 22 zu schützen. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf das obige Beispiel beschränkt. Das heißt, dass Beispiele eines Widerstandselements ein Widerstandselement, das einen Widerstandskörper aufweist, der mit einer Spule, die um eine äußere Umfangsoberfläche davon gewickelt ist, versehen ist, ein Widerstandselement, das mit spiralförmigen Nuten versehen ist, ein MELF-artiges Widerstandselement, ein chip-artiges Widerstandselement und Ähnliches aufweisen.
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Wie oben beschrieben, kann das Widerstandselement 20 der komplexen Schutzvorrichtung in der Form einer Struktur angeordnet sein und kann somit eine verbesserte Haltbarkeit haben, verglichen mit einem herkömmlichen Widerstandselement, das in einer Pastenform auf einem Schmelzelement beschichtet ist. Somit kann ein Schmelzen oder Zusammenbruch des Widerstandselements 20 vor dem Schmelzelement 10 verhindert werden und somit kann das Ladegerät stabil geschützt werden.
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Zusätzlich kann das Widerstandselement 20 in der Form einer Struktur unabhängig von dem Schmelzelement 10 angeordnet sein, und somit ist es dadurch vorteilhaft, dass eine Oberflächenbefestigungstechnologie verwendet werden kann.
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5A und 5B sind ein Schaltungsdiagramm und eine Draufsicht, die einen Zustand darstellen, in dem das Schmelzelement 10 durchgebrannt ist, wenn Überstrom zu der Hauptschaltung zugeführt wird. 5C ist eine Fotografie, die einen Zustand zeigt, in dem das Schmelzelement aufgrund der Zuführung von Überstrom durchgebrannt ist.
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Bezug nehmend auf 5A bis 5C wird das Schmelzelement 10 durch Hitze durchgebrannt, die erzeugt wird, wenn ein Spitzenstrom, der kurzzeitig in die Hauptschaltung eingeführt wird, dazu zugeführt wird.
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Diesbezüglich wird das Schmelzelement 10 an einem vorderen Endbereich 11 davon durchgebrannt und die Hauptschaltung wird kurzgeschaltet und somit wird Schaden oder eine Explosion des Ladegeräts verhindert. Das Schmelzelement 10 wird durch Hitze durchgebrannt, die erzeugt wird, wenn ein Spitzenstrom, der kurzfristig in die Hauptschaltung eingeführt wird, daran angelegt wird.
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6A und 6B sind ein Schaltungsdiagramm und eine Draufsicht, die einen Zustand darstellen, in dem das Schmelzelement 10 durchgebrannt ist. 6C ist eine Fotografie, die einen Zustand zeigt, in dem das Schmelzelement 10 durchgebrannt ist, wenn eine Überspannung daran angelegt wird.
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Bezug nehmend auf 6A bis 6C erlaubt, wie oben beschrieben, wenn eine Spannung über der Referenzspannung, zum Beispiel Überspannung, an die Hauptschaltung angelegt wird, die Schaltvorrichtung, dass Strom zu dem ersten und zweiten Widerstandselement 20 und 20a fließt (siehe 1). Diesbezüglich wird das Schmelzelement 10 in dem vorderen Endbereich 11 und einem rückwärtigen Endbereich 13 davon durch Hitze durchgebrannt, die erzeugt wird, wenn Strom in das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a eingeführt wird, wodurch das Ladegerät geschützt wird.
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Wie oben beschrieben, kann die komplexe Schutzvorrichtung das Ladegerät in einem abnormalen Zustand schützen, das heißt, wenn Überstrom zugeführt wird oder wenn Überspannung angelegt wird.
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Insbesondere kann wie mit Bezugnahme auf 5C und 5C bestätigt werden kann, die komplexe Schutzvorrichtung einen ausreichenden Schmelzabstand des Schmelzelements 10 verglichen mit einer herkömmlichen Schutzvorrichtung (siehe 15A und 15B) sicherstellen.
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7 ist eine Schnittansicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf 7 weist die komplexe Schutzvorrichtung das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a auf, die parallel an entgegengesetzten Seiten des Schmelzelements 10 angeordnet sind. Somit wird, wenn eine Spannung über der Referenzspannung an die Hauptschaltung angelegt wird, das Schmelzelement 10 durch Abstrahlungshitze, die von dem ersten und zweiten Widerstandselement 20 und 20a abgeleitet wird, und Leitungshitze, die durch die leitende Schicht 42 übertragen wird, durchgebrannt.
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Da das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a an entgegengesetzten Seiten des Schmelzelements 10 angeordnet sind, kann ein Isolationsabstand ausreichend sichergestellt werden, wenn das Schmelzelement 10 durchgebrannt wird (siehe 6C).
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In der komplexen Schutzvorrichtung sind das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a räumlich von dem Schmelzelement 10 durch ein vorbestimmtes Intervall getrennt. Somit kann, auch wenn Strom temporär zu dem ersten und zweiten Widerstandselement 20 und 20a in einem Zustand zugeführt wird, in dem eine Spannung unterhalb der Referenzspannung zu der Hauptschaltung angelegt wird, eine vorbestimmte Schmelzverzögerungszeit aufgrund des Intervalls zwischen dem ersten und zweiten Widerstandselement 20 und 20a und dem Schmelzelement 10 sichergestellt werden.
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8 ist eine Draufsicht einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 ist eine Schnittansicht der komplexen Schutzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf 8 und 9 kann ein Schmelzelement 10a die Form eines Rings annehmen, der einen hohen Zentralbereich hat, anders als das Schmelzelement 10 eines flachen Plattentyps wie in 2 dargestellt.
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Durch die Anordnung, in der das Schmelzelement 10a eine Ringform hat, kann die Schmelzzeit frei gesteuert werden.
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Zusätzlich hat ein durchgebrannter Abschnitt des Schmelzelements 10a eine kleinere Breite als die des Schmelzelements 10 eines flachen Plattentyps und somit wird ein Isolationsabstand erhöht, wenn das Schmelzelement 10a durchgebrannt ist, wobei ein Risiko einer Explosion des Ladegeräts signifikant reduziert werden kann.
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10 ist eine Schnittansicht einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezug nehmend auf 10 kann die komplexe Schutzvorrichtung eine Isolationsabdeckung 25 aufweisen, die auf einem äußeren Oberflächenabschnitt von jedem des ersten und zweiten Widerstandselements 20 und 20a angeordnet ist.
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Die Isolationsabdeckung 25 stellt eine Richtwirkung bereit, so dass Hitze, die durch das erste und zweite Widerstandselement 20 und 20a erzeugt wird, bei einem Schmelzelement 10 konzentriert wird.
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Das heißt, dass die Isolationsschicht 25 auf dem äußeren Oberflächenabschnitt jedes Widerstandselements gebildet wird, mit Ausnahme eines äußeren Oberflächenabschnitts jedes Widerstandselements, der dem Schmelzelement 10 zugewandt ist.
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Wie oben beschrieben, kann, indem die Isolationsabdeckung 25 auf dem äußeren Oberflächenabschnitt jedes Widerstandselements gebildet wird, die Schmelzzeit verkürzt werden und Hitzetransfer zu benachbarten Vorrichtungen kann verhindert werden.
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11 ist eine Draufsicht einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12A und 12B sind eine perspektivische Ansicht und eine explodierte perspektivische Ansicht, die die komplexe Schutzvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Bezug nehmend auf 11 bis 12B kann die komplexe Schutzvorrichtung ein Schmelzelement 10, das mit einem ersten und zweiten Anschluss 50 und 50a verbunden ist, die auf einer Hauptschaltung gebildet sind, und durchgebrannt wird, wenn Überstrom zu der Hauptschaltung zugeführt wird, ein Widerstandselement 20, das mit einem Paar von Widerstandsanschlüssen 60, die auf einer Schutzschaltung gebildet sind, die mit dem Schmelzelement 10 verbunden ist, verbunden ist, und eine Schaltvorrichtung 30 aufweisen, die mit der Schutzschaltung verbunden ist und so steuert, dass Strom zu dem ersten und zweiten Anschluss 50 und 50a fließt, wenn eine Referenzspannung angelegt wird, und Strom zu den Widerstandsanschlüssen 60 fließt, wenn eine Spannung über der Referenzspannung angelegt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein einzelnes Widerstandselement gebildet, was sich von der ersten Ausführungsform, die in 1 bis 3B dargestellt ist, in der die zwei Widerstandselemente miteinander in Reihe geschaltet sind, unterscheidet. Da das Widerstandselement 20 singulär gebildet ist, werden das Widerstandselement 20 und das Schmelzelement 10 direkt auf einem Verbindungsanschluss 40 gebildet.
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Wie oben beschrieben kann die komplexe Schutzvorrichtung eine Mehrzahl von Widerstandselementen aufweisen, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, und kann auch ein einzelnes Widerstandselement in Übereinstimmung mit Schaltungsdesign und allgemeinen Bedingungen aufweisen.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist gemäß einer komplexen Schutzvorrichtung zum Blockieren eines abnormalen Zustands von Strom und Spannung ein Widerstandselement in der Form einer Struktur angeordnet und somit hat das Widerstandselement eine verbesserte Haltbarkeit und eine Oberflächenbefestigungstechnologie, die zur Automatisierung geeignet ist, kann verwendet werden.Zusätzlich kann das Widerstandselement der komplexen Schutzvorrichtung in der Mehrzahl gestaltet sein, so dass Widerstandselemente miteinander in Reihe an entgegengesetzten Seiten eines Schmelzelements geschaltet sind, wobei ein Isolationsabstand ausreichend sichergestellt werden kann, wenn das Schmelzelement durchgebrannt wird.
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Des Weiteren kann in der komplexen Schutzvorrichtung das Widerstandselement (die Widerstandselemente) räumlich von dem Schmelzelement getrennt sein, und somit kann ein Durchbrennen eines Schmelzelements bei einer Referenzspannung verhindert werden.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Darstellungszwecken offenbart wurden, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang und dem Sinn der Erfindung, wie sie in den begleitenden Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.
