JP2002525806A - 過放電保護電池 - Google Patents

過放電保護電池

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将典 古田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電流現象の発生後でさえ、過放電保護能力を維持できる過放電過電流防止回路を有する電池を提供する。 【解決手段】 ケーシング内に密閉された電解質材料に電気的に接触する正極および負極材料を含む電池であって、（一方の電極材料になりうる）ケーシングには、電池が使用されるとき負荷または他の回路と電気的接続を行う外部の正の接続領域と負の接続領域とが備えられ、過放電保護（ＯＤＰ）回路が、好ましくは半導体素子または集積回路の形でケーシング内に備えられ、かつ、電池によって供給される出力電圧があらかじめ決められたレベルに達しないとき、電池の放電を実質的に終わらせるように電極材料と前記の一方の接続領域との間に電気的に結合される電池を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、過放電保護を備えた電池、および、それに接続されて使用される素
子に関する。その過放電保護を備えた電池は、充電式（「二次」）電池または再
充電不能（「一次」）電池であってよい。
【０００２】 （背景技術） ２またはそれ以上のセルを含む電池パックのハウジング内部にある制御回路以
外に、電池ケーシングまたはセルの外部にある、分離した集積回路、回路基板、
および、分離したＦＥＴを有する制御回路の使用が周知である。その分離したＦ
ＥＴは、セル動作を検知し、制御するために採用される。時々「深放電（ｄｅｅ
ｐ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）」とよばれる過放電は、電池のセル内で不可逆的損傷
が起こるレベルまで電池を放電することをいう。これは望ましいことではない。
例えば、米国特許第４７８５２２９号と５１７９３３７号は、電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）、例えば、金属酸化膜半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）を含む保護
回路を使用することにより、充電式電池を過放電から保護する種々の手段を述べ
ている。そのＦＥＴは、電池を横切る電位がＦＥＴをオンに保つ閾値を超えてい
る限り電流を充電式電池から負荷に導くために結合される。電池電圧がその閾値
よりも下がると、ＦＥＴは次第にオフされ、無視してよいレベルまで放電を減少
させる。従って、電池を過放電から保護する。
【０００３】 （発明の概要） 本発明は、過放電保護素子に個々に接続する必要性を排除し、ある側面におい
て、電池セル自体の内部に格納され、好ましくは、プラスチック基板に取り付け
られた単一のＦＥＴ保護回路を備える、より都合のよい電池に関する。本発明は
、一次電池と二次電池の両方に適用できる。従って、本発明は、ケーシング内に
密閉された電解質材料に電気的に接触する正極および負極材料を含む電池であっ
て、（一方の電極材料になりうる）ケーシングには、電池が使用されるとき負荷
または他の回路と電気的接続を行う外部の正の接続領域と負の接続領域とが備え
られ、過放電保護（ＯＤＰ：ｏｖｅｒ‐ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉ
ｏｎ）回路が、好ましくは半導体素子または集積回路の形でケーシング内に備え
られ、かつ、電池によって供給される出力電圧があらかじめ決められたレベルに
達しないとき電池の放電を実質的に終わらせるように電極材料と前記の一方の接
続領域との間に電気的に結合される電池を提供する。
【０００４】 （発明の開示） 本発明は、過放電によって損傷を受ける可能性のある任意の電池、例えば、ニ
ッケルカドミウム電池、または、特にリチウム電池に有用である。
【０００５】 本発明の好ましい側面は、過放電および過電流防止（過放電過電流防止）回路
を含む電池に関し、より詳細には、ＦＥＴとそのＦＥＴを保護する過電流保護素
子（ＰＴＣ素子）とを備える過放電防止回路からなる過放電過電流防止回路、そ
のような過放電過電流防止回路をもつ一次電池または二次電池、および、そのよ
うな過放電過電流防止回路をもつ複数の一次または二次電池を含む電池パックに
関する。
【０００６】 本発明の好ましい側面において、電池を取り扱うときの過電流の問題も考慮さ
れる。これは、電池に接続された電気回路で短絡が起こると、電池が過剰電流を
開放し、熱を生成する効果である。従って、過剰な電流と熱による損傷から、電
気回路または電池自体を保護する必要がある。
【０００７】 過電流から電気回路およびそれに類似するものを保護する素子として、セラミ
ック、または、好ましくはポリマーからなる、正温度係数をもつ素子（ＰＴＣ素
子）が既知である。ポリマーからなるＰＴＣ素子（ＰＰＴＣ）は、ポリマーから
なる基板の内部に導電性材料の粒子を分散することによって形成される。その素
子の電気抵抗は、電流があらかじめ決められた値以下である場合には非常に小さ
いが、電流があらかじめ決められた値を越えると、実質的にその電流を遮断する
ように電気抵抗が急激に増加する。ＰＰＴＣは、好ましくは、２つの平坦で平行
な電極間に挟まれた上述のポリマー層を有する。そのような素子の詳細に関して
は、米国特許第４２３７４４１号、米国特許第４２３８８１２号、米国特許第４
２５５６９８号、米国特許第４４２６６３３号、および、米国特許第５８０１６
１２号を参照せよ。さらに、ＰＰＴＣは、レイケム（Ｒａｙｃｈｅｍ）社から、
「Ｐｏｌｙｓｗｉｃｈ」の製品名で手に入れることができる。
【０００８】 従って、ＦＥＴ過放電防止素子に加えて、本発明のこの好ましい側面は、過電
流からの保護を有利に含む。従って、電池、および／または、過放電から保護す
るＦＥＴが、もしそのような過電流現象が起こるなら電流によって損傷をうける
という危険を減少させる。このＯＤおよびＯＣ複合保護は、電池または複数の電
池を有し、従って、損傷をうけた保護回路の交換を困難にする電池パックの内部
に備えられるとき、特に有効である。
【０００９】 本発明のこの側面は、従来技術に関連した上述の課題が考慮されており、その
目的は、過電流現象の発生後でさえ、過放電保護能力を維持できる過放電過電流
防止回路を有する電池を提供することである。
【００１０】 本発明のこの側面のさらなる目的は、そのような過放電過電流防止回路を有す
る電池パックを提供すること、および、そのような過放電過電流防止回路を提供
することである。
【００１１】 上述の目的を達成するために、本発明の第１の側面に基づいて提供された電池
は、（ａ）電解質、（ｂ）前記の電解質と電気的接触をする正極部材と負極部材
、（ｃ）各々が対応する電極部材に電気的に接続される１対の外部接続端子、お
よび、（ｄ）ＦＥＴ素子とＰＴＣ素子から成る過放電過電流防止回路を含む。前
記のＰＴＣ素子と、前記のＦＥＴのソース電極とドレイン電極とが、電極部材の
一方と対応する外部接続端子との間で直列して接続され、前記のＦＥＴのゲート
電極が、他方の電極部材と接続され、前記のＦＥＴは、電極部材間の電圧があら
かじめ決められた値より小さい時に外部接続端子への電流供給を止めることによ
って過放電を防止し、前記のＰＴＣ素子は、電極部材間の電流があらかじめ決め
られた値を越える時に外部接続端子への電流供給を制限することによって過電流
を防止し、よって、同時にＦＥＴを過電流によって損傷を受けることから保護す
る。
【００１２】 加えて、本発明の第２の側面に基づいて提供される電池パックは、（ａ）電解
質、および、前記の電解質と電気的接触をする正極部材と負極部材から成る複数
の一次電池、（ｂ）各々が対応する電極部材に電気的に接続される１対の外部接
続端子、および、（ｃ）ＦＥＴ素子とＰＴＣ素子から成る、好ましくは電池パッ
ク内部にある過放電過電流防止回路を含む。前記のＰＴＣ素子、および、前記の
ＦＥＴのソース電極とドレイン電極が、電極部材の一方と対応する外部接続端子
との間で直列して接続され、前記のＦＥＴのゲート電極が、他方の電極部材と接
続され、前記のＦＥＴは、電極部材間の電圧があらかじめ決められた値より小さ
い時に外部接続端子への電流供給を止めることによって過放電を防止し、前記の
ＰＴＣ素子は、電極部材間の電流があらかじめ決められた値を越える時に外部接
続端子への電流供給を制限することによって過電流を防止し、よって、同時にＦ
ＥＴを過電流によって損傷を受けることから保護する。
【００１３】 さらに、本発明の第３の側面に基づいて提供された過放電過電流防止回路は、
ＰＴＣ素子とＦＥＴとからなる。前記のＰＴＣ素子、および、前記のＦＥＴのソ
ース電極およびドレイン電極が、電極部材の一方と対応する外部接続端子との間
で直列して接続され、前記のＦＥＴのゲート電極が、他方の電極部材と接続され
、前記のＦＥＴは、電極部材間の電圧があらかじめ決められた値より小さい時に
外部接続端子への電流供給を止めることによって過放電を防止し、前記のＰＴＣ
素子は、電極部材間の電流があらかじめ決められた値を越える時に外部接続端子
への電流供給を制限することによって過電流を防止し、よって、同時にＦＥＴを
過電流によって損傷を受けることから保護する。
【００１４】 本発明のこの側面によると、過電流現象の発生後でさえ、過放電現象および過
電流から電池と電池に接続された外部回路を保護するだけでなく、過放電保護能
力を維持できる。加えて、本発明は、過電流現象の間にＦＥＴを保護する結果、
電池の有効寿命が延長されることを可能にし、さらに、電池に印加される逆バイ
アスによって起こる電位破裂（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ）を効
果的に排除できる。
【００１５】 本発明の他の特性と効果は、添付の図面を参照してなされる発明の実施の形態
の記述によって明らかになる。
【００１６】 好ましくは、ＯＤＰ回路は、電池によって供給される出力電圧が、ＦＥＴが実
質的に導通を止めるレベルに達するとき、電池の電極材料と前記の一方の接続領
域との間の回路を遮断するために電気的に接続される電界効果トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）、好ましくはＭＯＳＥＴを含む。その遮断電圧は、ＦＥＴ特性を選択する
ことによって制御されてもよい。しばしば好ましくは、ＦＥＴは、前記の一方の
電極材料と電気的に接続されるソースを有し、前記の外部接続領域の対応する一
方と電気的に接続されるドレインを有し、前記の他方の電極材料および他方の対
応する接続領域と電気的に接続されるゲートを有する。
【００１７】 ＦＥＴがｐチャネル型であるとき、好ましくは、電池の正極端子に位置される
。一方、ｎチャネル型のＦＥＴは、好ましくは、電池の負極端子に位置される。
【００１８】 都合のよい温度制御のために、ＦＥＴのゲートとの電気接続は、正温度係数（
ＰＴＣ）素子を経由して実現されてもよい。例えば、基板上のＰＴＣファイバま
たはテープまたはトラックが、ゲート接続を行うために使用でき、従って、セル
温度がＰＴＣの切断閾値を越えてあがると、ＦＥＴのスイッチを切る。
【００１９】 本発明の好ましい形態において、過電流保護（ＯＣＰ：ｏｖｅｒ−ｃｕｒｒｅ
ｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）素子は、好ましくは、ＯＤＰ回路と接近した物理
的な接触をして、ＯＤＰ回路と共にケーシング内部に閉じ込められる。ＯＣＰ素
子は、例えば、セラミックＰＴＣ素子と、好ましくは、電気的導電性粒子で満た
された有機ポリマー材料の導電性ポリマー組成物を含むポリマー正温度係数（Ｐ
ＰＴＣ）素子とのいずれかである、既知のＰＴＣ素子から成ってもよい。導電性
ポリマー組成物は、好ましくは、例えば、米国特許公報第４２３７４４１号（Ｍ
Ｐ０２８０）、米国特許公報第４２３８８１２号（ＭＰ０２８１）、米国特許公
報第４２５５６９８号（ＭＰ０２９１）、米国特許公報第４４２６６３３号（Ｍ
Ｐ０７６４）、米国特許公報第５８０１６１２号（ＭＰ１５７４）に述べられて
いるように、２つの薄板電極間に挟まれる。適当なＰＰＴＣ素子は、「Ｐｏｌｙ
ｓｗｉｔｃｈＴＭ」としてレイケム社によって販売されている。
【００２０】 ＯＤＰ回路およびＯＣＰ素子は共に固定され、単一ユニットを形成してもよい
。従って、本発明は、そのもう１つの側面として、電池で使用されるそのような
ユニットを含む。そのユニットは、前記のＯＣＰ素子と共に固定された前期のＯ
ＤＰ回路を含む。そのＯＣＰ素子のもう１つの形式は、半導体集積回路素子を含
む。ＯＣＰ集積回路は、単一の半導体集積回路素子において、ＯＤＰ回路と複合
されてもよい。従って、電池における前記の単一素子として使用に適した集積回
路素子も、本発明に含まれる。
【００２１】 本発明のもう１つの広い側面は、外部ケーシングを備え、かつ、その電池ケー
シングの内部または外部に位置された単一ユニットにおいて複合された過電流お
よび過放電保護（過電流過放電保護）を備える電池を提供する。
【００２２】 本発明は、過放電過電流防止回路を有する非常に安全で安定性の高い電池、同
様の特性をもつ電池パック、および、過放電過電流防止回路を提供する。本発明
の最良の実施の形態によると、正温度係数をもついわゆるＰＴＣ素子、好ましく
は、ポリマーＰＴＣ（ＰＰＴＣ）が、過電流防止回路の基本構造素子として使用
される。そして、ＦＥＴ、好ましくは、ＭＯＳＦＥＴが、過放電防止素子として
使用される。さらに好ましくは、過放電防止素子は、ソリッドステート回路とし
て単一基板上に他の必要な電気素子と共に形成され、過電流防止素子と共に、電
池または電池パックの内部に収容される。
【００２３】 ＦＥＴに関して、ソース電極は、電池の正極部材または負極部材に接続され、
ドレイン電極は、外部端子側に接続される。そして、ゲート電極は、負極または
正極部材、すなわち、ソース電極に接続されない電極部材に接続される。また、
もしＦＥＴがｐ型であるなら、そのＦＥＴは電池の正極側に備えられ、もしＦＥ
Ｔがｎ型なら、ＦＥＴは電池の負極側に備えられることが好ましい。ＰＴＣ素子
は、電池の正極または負極部材とＦＥＴのソース電極との間で、ＦＥＴのゲート
に直列して挿入できる、または、ＦＥＴのゲートに並列に接続できる。また、Ｐ
ＴＣ素子が、ＦＥＴが接続されない側の電極部材と外部電極との間に備えられて
もよい。
【００２４】 もし、電池の電圧、または、より正確には、ＦＥＴのソース電極とゲート電極
との間の電圧が、あらかじめ決められた閾値よりも高いなら、ＦＥＴのソース電
極とゲート電極との間の抵抗は、実際の動作において無視できるほど十分小さい
。故に、もしＦＥＴがスイッチであるとみなされるなら、そのスイッチは閉じら
れ、電池はあらかじめ決められた電圧を出力する。しかし、もし、電池の電圧、
または、より正確には、ＦＥＴのソース電極とゲート電極との間の電圧が、あら
かじめ決められた閾値よりも低くなるなら、ＦＥＴのソース電極とドレイン電極
との間の抵抗は、急に上がり、それによって、スイッチが開いている状態に擬制
される。結局、この状態において、電池は電気電流を出力しない。
【００２５】 もし、電池を含む回路の電流が、何らかの理由であらかじめ決められた閾値を
越えるなら、好ましくは、電池からの電流のほとんど全てがそれを通して流れる
位置に備えられたＰＴＣ素子は、外部回路、電池およびＦＥＴを過電流による損
傷から保護するように、電流を遮断する。この場合に、過電流が発生する間にＰ
ＴＣ素子が電流を遮断するために必要な時間は、外部の回路、電池およびＦＥＴ
が過電流によって損傷をうける時間よりも速くなければならない。好ましくは、
ＰＴＣ素子の遮断時間は、ＦＥＴの損傷時間よりも短い。
【００２６】 本発明のある実施の形態によると、過電流防止機能を有するＰＰＴＣ、過放電
防止機能を有するＦＥＴ、および、他の電気素子は、全て電池内部に収容される
。異なる実施の形態によると、複数の電池を含む電池パックは、内部に、過電流
防止機能を有するＰＰＴＣと、過放電防止機能を有するＦＥＴとを収容する。ま
た、本発明のさらなる実施の形態によると、過放電過電流防止回路は、過電流防
止機能を有するＰＰＴＣ、過放電防止機能を有するＦＥＴ、および、他の電気素
子からなる。
【００２７】 （発明の実施の形態の詳細な説明） 本発明の実施の形態は、添付の図面の例によって示される。図面を参照すると
、図１は、典型的なリチウムセルキャップの構造を図式的に示し、図２は、ＦＥ
Ｔが付加されたキャップを示す。
【００２８】 その基板に取り付けられたＦＥＴは、前述のＰＴＣ素子がそうであるように、
通常の組み立て工程中に電池に組み込まれる構成要素であると考えられる。ＦＥ
Ｔとの３つの電気的接続は、例えば、圧接触（ｐｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｔａｃｔ
）、好ましくは、既知のＰＰＴＣ部分に対してしばしばなされる接触と同じ方法
で、任意の都合のよい手段によってなされてもよい。
【００２９】 図３は、ＦＥＴと基板の斜視図である。ここに３次元部分として示されるよう
に、基板は、代わりに、小面積の曲げやすい多層プリント配線板材料のような薄
板シートからなってもよい。主な特徴は、ソースおよびドレイン接触を提供する
上表面および下表面の導電層と、その層の内部に埋め込まれ、ゲート接触を提供
する第３の導電体である。ＦＥＴは、プラスチック基板に取り付けられ、その後
、結合されて覆われるむきだしのダイ（ｄｉｅ）の形をとると考えられる。この
点で、チップパッケージングステップは、スマートカードに使用される低価格製
造処理に似ている。
【００３０】 図２に示されるように、ＦＥＴをセルの正極端子に位置することは、ｐチャネ
ル素子の使用に都合がよい。オン状態の抵抗を最小にするために、ｎチャネルＦ
ＥＴを採用することが望ましい。その場合に、好ましい位置は、セルの負極端子
である。図４は、そのような１つの可能性を示す。特にこの装置、好ましくは、
他の全ての装置において、それ自体は既知であってもよい適当なシーリングまた
は覆いが、ＦＥＴおよび関連した構成要素を、それらが接触する、または、接触
しうるセル薬品から保護することが望まれる。
【００３１】 提案された両方のＦＥＴの位置について、最も困難な接続は、ゲート電極から
の接続である。ｐチャネルＦＥＴの場合に、ゲートは負極缶と接触し、一方、ｎ
チャネルの場合には、ゲートは正極セル端子と接触する。図５は、典型的なセル
[ビンセントおよびスクロサティ編集の「近代電池」、ジョンワイリー出版、１
９９７年]の内部構造を示す。両方の構成において、ＦＥＴの高い固有のゲート
抵抗のために、ゲート接続においてかなりの抵抗が許容できることが注目される
べきである。これは、セルに過熱防止を付加するために使用できる前述のＰＴＣ
接続に適応できる。
【００３２】 単一部品として、既知のＰＴＣ素子のような過電流保護と組み合わせてテープ
に取り付けられた過放電ＦＥＴを提供できる。図６は、その組合せを図式的に示
す。さらなる可能性は、後により詳細に述べられるように、過電流機能と過放電
機能を、シリコンに一緒に統合することである。その場合に、構成要素は、単一
の統合チップ（図７）まで減じられる、または、種々の保護機能を提供するため
に共に接続される分離した複数のチップまで減じられる。
【００３３】 両方の素子極性についての過放電回路の例が、図８および図９に示される。主
用電流経路におけるＦＥＴは、これらの、および、その後の回路図におけるＱ１
と一致する。動作は以下の通りである。セル電圧がＦＥＴの閾値電圧を越える時
、トランジスタは導通し、電池は普通に電流を提供する。電圧がＦＥＴの閾値よ
り小さくなると、ＦＥＴは、狭い電圧範囲にわたって次第にオフされ、最終的に
は、セルのさらなる放電を微小レベルまで下げる。ＦＥＴの閾値電圧は、セルの
望まれる遮断電圧に見合うように選択されるべきである。例えば、セルに必要と
される放電特性および電流送出により、１ボルトから３ボルトの範囲のある値で
あってよい。
【００３４】 図９の回路は、電池をシミュレートするために、可変ＤＣソースを使って点検
された。そのＦＥＴのエンハンス性能特性は、閾値電圧の正確性と安定性、およ
び、適当な低いオン抵抗を含み、後者は、ＦＥＴのコストに強く関係する。図１
３は、この回路の性能の一例を示す、Ｖｉｎに対するＶｏｕｔのプロットである
。ここで、選択されたＦＥＴは、インターナショナル レクティファイアー社か
ら得られるＩＲＬ３８０３素子である。外部回路で利用できる電圧は、外部の負
荷抵抗器の複数の値、すなわち、１０００、５０、６、および、３オームにおけ
る供給端子での電圧の関数としてプロットされる。
【００３５】 その閾値電圧に近い電圧におけるＦＥＴの抵抗は、図１３に示される外部電圧
の負荷依存をもたらす。ある場合において、これは効果的であり、出力電圧の減
少が、電流需要増大として連続的に適用されることを可能にする。出力電圧の電
流需要に対する依存を減少させることが望ましい他の場合において、この減少は
、より高い相互コンダクタンスのＦＥＴの使用、および／または、図１２によっ
て例示される回路の使用によって達成できる。その回路の性能は、前述のＩＲＬ
３８０３型のＦＥＴを使用して図１４に図示される。
【００３６】 回路の複雑さが増す代わりに、付加的な性能改善が追加されてもよい。例えば
、ＦＥＴの閾値電圧に対する回路の依存は、それ自体周知であるように電圧参照
素子（ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）と共に比較器を採用
することによって減少されてもよい。代わりに、または、加えて、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータが、電圧から直接得られる電圧とは異なる電圧を提供し、よって、ＦＥ
Ｔの型の有効な範囲を増すために使用されてもよい。過電流保護回路に対するＤ
Ｃ−ＤＣコンバータの適用は、米国特許公報第５３１９５１５号（ＲＫ４５３Ｃ
ＯＭ）に開示されている。
【００３７】 ＦＥＴ放電保護回路は、ＦＥＴベースの過電流保護と複合できる。図１０は、
基本的な過電流保護回路を示す。より詳細な変形（オートリセット、低電圧負荷
、および、温度補償など）は、例えば、レイケム社が発表した国際特許公報ＷＯ
−Ａ−９２０７４０２号（ＲＫ４２５ＣＯＭ）、ＷＯ−Ａ−９２０７４０３号（
ＲＫ４３４ＣＯＭ）、ＷＯ−Ａ−９２１２５６１号（ＲＫ４４０）、ＷＯ−Ａ−
９２１０８７８号（ＲＫ４４３）、ＷＯ−Ａ−９３０１６３９号（ＲＫ４６０）
、ＷＯ−Ａ−９４１１９３６号（ＲＫ４７６）に述べられている。
【００３８】 過放電保護と過電流保護の複合は、図１１の回路で得られる。簡単に、図１１
の回路の動作は、以下の通りである。放電と過剰電流のどちらかによって電池電
圧が下がると、主用経路のＦＥＴはスイッチオフとなる。過剰電流の場合には、
そのスイッチオフは、異常な負荷が除去されるまで開回路を維持する第２のＦＥ
Ｔによって補助される。
【００３９】 その複合回路は、個々の過放電および過電流回路について、以下の効果を提供
する。（ｉ）主用電流経路において、単一の素子のみが現れ、低いオン抵抗の必
要性を軽減する。（ｉｉ）ＦＥＴを操作するために必要な電圧が、主要な電流経
路から独立して提供される。従って、２つの分離した素子の簡単な複合に関する
性能効果を提供する。（ｉｉｉ）もし温度依存が発生するなら、前述の公表され
た回路の比較器ベースの変形を組み込める。それは、−４０℃から１２０℃まで
の高い温度非依存動作を提供すると示されている。
【００４０】 図８は、本発明による過放電過電流防止回路を有する電池の基本的な回路構造
を示す回路図である。図において、「負荷」と記した部分における端子は、正の
外部端子と負の外部端子であり、外部回路は、この「負荷」と記した部分で接続
される。図で示された回路構造の場合には、ＰＴＣ素子とｐ型ＦＥＴは、正極側
の電極部材と正の外部端子との間の位置、すなわち、正の外部端子に隣接した電
池の内側における位置において、電極部材から外部電極への方向に順に提供され
る。ＦＥＴのソース端子は、ＰＴＣ素子側に接続され、ドレイン電極は、正の外
部端子側に接続される。他方、ＦＥＴのゲート電極は、負極部材と負の外部端子
の間に接続される。
【００４１】 もし、電池の電圧が、電流が閾値よりも小さい通常の使用状態において、閾値
以上であるなら、ＰＴＣ素子の電気抵抗は、無視できるほど十分小さい。結果と
して、ＦＥＴのソース電極とゲート電極との間の電圧は、電池の電圧にほぼ等し
い。故に、電流は、ＦＥＴのソース電極とドレイン電極との間に流れることが可
能となる。すなわち、電池は、外部端子間の電圧を出力する。もし、電池の電圧
が閾値よりも小さくなるなら、ＦＥＴは、ソース電極とドレイン電極との間の電
流を遮断する。その結果として、外部端子間の電圧は、本質的にゼロとされる。
また、外部電極が短絡され、電流がその閾値を越える時、外部電極間の電圧が同
様に本質的にゼロとなるようにＰＴＣの抵抗は急激に増大する。
【００４２】 図９は、ｎ型ＦＥＴを用いた過放電過電流防止回路の基本構造を示す。上述の
図８の場合と異なり、ＦＥＴは、電池の負極部材と負の外部端子との間に接続さ
れる。故に、通常は、電池の負の外部端子付近に位置される。ゲート電極は、電
池の正極部材と正の外部端子との間に接続される。同様にこの場合に、もし、電
池の電圧が標準的な閾値を越え、電流が閾値よりも小さいなら、ＰＴＣ素子とＦ
ＥＴの両方の電気的抵抗が本質的にゼロとなり、電池は、上述の図８の場合と同
様に、外部端子間の電圧を出力する。また、それは、もし電池の電圧が閾値より
も小さくなる、または、電流が閾値を越えるなら、外部端子間の電流が本質的に
ゼロとなる点で、上述の場合と同様である。
【００４３】 図１５−図１７は、電池の電圧が閾値よりも小さくなるとき、ＦＥＴが電流を
遮断することを確認するために実行された試験の結果を示すグラフである。しか
し、その試験において、可変のＤＣ電流（以後、簡単化のために「電池電圧」と
いう。）は、電池の代わりに変圧器を用いて回路に供給された。外部端子間の抵
抗（以後、「外部抵抗」という。）として、１Ωから１ｋΩの抵抗の５つのタイ
プの抵抗が使用された。
【００４４】 図１５は、横軸に電池電圧、縦軸上に外部抵抗に印加された電圧を示す。ＦＥ
ＴとＰＴＣ素子自体の抵抗の効果のために外部抵抗の値による動作のわずかな違
いはあるが、電池電圧が少なくとも２Ｖの範囲にあるとき、電池電圧と外部抵抗
に印可される電圧はほぼ同じであり、ＦＥＴの抵抗は無視できる。しかし、電池
電圧が２Ｖよりも小さい範囲にあるとき、外部端子に印可される電圧はゼロであ
り、ＦＥＴが電流を遮断したことを示す。急な変化が起こるこの約２Ｖの電圧は
、ＦＥＴの閾値である。
【００４５】 図１６は、図１５と同じく横軸に電池電圧を示し、縦軸にＦＥＴのソース電極
とゲート電極間の電圧(以後、「ＦＥＴ電圧」という。）を示す。電池電圧が閾
値を越える範囲にあるとき、ＦＥＴ電圧はゼロとなる。それは、ＦＥＴの抵抗が
ゼロであることを示す。他方、もし電池の電圧が閾値よりも小さくなるなら、Ｆ
ＥＴ電圧は電池電圧に等しくなり、ＦＥＴ抵抗が無限大とみなせることを示す。
【００４６】 図１５と図１６に示された上述の傾向を考慮すると、ＦＥＴは、電池電圧が閾
値よりも大きいときに抵抗がほぼゼロになり（開いたスイッチに相当する）、電
池電圧が閾値よりも小さいときに抵抗がほぼ無限大になる（閉じたスイッチに相
当する）という駆動特性を示す。図１７は、ＦＥＴの出力を示し、電池電圧が閾
値に近い時にいくらかの熱が生成されることを示す。
【００４７】 上述の試験結果は、明らかに、ＦＥＴのスイッチング特性、または、遮断特性
を示す一方、電圧の閾値が外部抵抗にやや依存することも示す。この構造は、一
般の使用には十分であると考えられる一方で、図１２は、外部抵抗の影響が排除
され、スイッチングが一定の閾値で実行される回路構造を示す。図１２は、３つ
のｎ型ＦＥＴが縦列して接続され、ＦＥＴ Ｑ１が負極部材と負の外部端子の間
に接続され、ＦＥＴ Ｑ１と外部抵抗の間で並列に接続されたＦＥＴ Ｑ２のドレ
イン電極が、ＦＥＴ Ｑ１のゲート電極に接続され、上述とＦＥＴ Ｑ２のゲート
電極との間で並列に接続されたＦＥＴ Ｑ３のドレイン電極が、ＦＥＴ Ｑ２のド
レイン電極に接続される。電池からの部分電圧がＦＥＴ Ｑ３のゲート電極に印
可される。この構造は、複数のＦＥＴが縦列して接続され、ＦＥＴ（Ｑ３）のゲ
ート電極が電池の全圧ではなく分圧を受ける点で、図８と図９の構造と異なる。
【００４８】 ２つの抵抗を用いることにより、ゲート電極に分圧を提供することによって、
電池の全圧が閾値よりも小さくなるときではなく、電池の分圧が閾値よりも小さ
くなるときに、電流を遮断できる。すなわち、ゲート電極に分圧を供給すること
により、回路の閾値電圧は、ＦＥＴの閾値電圧から独立して変化できる。
【００４９】 図１８は、抵抗Ｒ１、Ｒ２を調節することにより、外部抵抗に供給される電圧
から独立して、ＦＥＴの能動電圧を調節する、故に、ＦＥＴが電池から分圧を受
ける方法を図式的に示す回路図である。
【００５０】 図１９−図２１は、３つのＦＥＴを用いた上述の回路の電流特性を示すグラフ
であり、図１９―図２１は、それぞれ、上述の図１５−図１７に相当する。図１
９と図２０に明らかに示されるように、ＦＥＴの閾値は、外部抵抗によることな
く、ほとんど完全に一定であり、その閾値は約２．４Ｖである。図１９と図２０
は、閾値が外部抵抗によらないことを示すだけでなく、ＦＥＴが明らかに閾値付
近で起動される（電池電圧が２．４Ｖまたはそれより大きいときに閉じ、２．４
Ｖよりも小さいときに開く）ことを示す。結果として図２１によって示されるよ
うに、ＦＥＴは、電池電圧が２．４Ｖ付近の非常に狭い範囲にあるときにのみ熱
を発生する。
【００５１】 図１０と図１１は、上述した回路以外のＦＥＴを利用した過放電防止回路およ
び過電流防止回路を有する電池の実施の形態を示す回路図である。上述の回路構
造以外に、回路構造についての種々の変形が本発明の概念に基づいてなされるこ
とが当業者に自明である。
【００５２】 図２２は、ｐ型ＦＥＴとｎ型ＦＥＴの各々が複数の電池から分圧を受ける構造
を示す。図に示された例において、電源部分は、直列に接続された四つの電池か
らなる。ｐ型ＦＥＴは、正極側の２つの電池から電圧を受け、ｎ型ＦＥＴは、負
極側の２つの電池から電圧を受ける。結果として、もし、正極側の２つの電池と
負極側の２つの電池のいずれかの電圧が、あらかじめ決められた閾値よりも小さ
いなら、対応するＦＥＴは電流を遮断するので、４つの全ての電池の電圧が考慮
される場合と比較して、より正確な制御が可能である。図１８の回路は、電池全
体の電圧に予め決められたファクターを掛け合わせた結果を測定するものである
が、図２２の回路は、全ての電池ではなく一部の電池の電圧が測定される点で異
なる。
【００５３】 図２３と図２４は、ＦＥＴによる過放電防止機能とＰＴＣによる過電流防止機
能の作用を確認するために実施される試験用の回路構造を示す。両者は単一のｎ
型ＦＥＴと単一のＰＴＣ素子とを使用するが、図２３に示されるタイプＡは、Ｐ
ＴＣ素子が、ゲート電極の接続位置の正極部材側に提供され、図２４に示される
タイプＢは、ＰＴＣ素子が、ゲート電極の接続位置の外部端子側に提供される。
その試験は、電池の代わりに可変の電圧源が使用され、外部抵抗として多くの型
の抵抗が使用される点で上述の試験と同様である。
【００５４】 図２５は、タイプＡの試験結果を示すグラフである。横軸は電池電圧を示し、
縦軸は外部抵抗に印可される電圧を示す。電池電圧が約２Ｖよりも小さいとき、
ＦＥＴは電流を遮断し、故に、外部抵抗に印可される電圧はほぼ０である。他方
、電池電圧が約２Ｖを越える時の動作は、外部抵抗の値に依存する。外部抵抗が
１Ωであるとき、外部抵抗に印可される電圧は、電池電圧が２Ｖを越える時に上
がる。しかし、一方、電池電圧が約２．４Ｖを越える時は減じられる。外部抵抗
が３Ωであるとき、外部抵抗に印可される電圧は、もし、電池電圧が２Ｖよりも
大きいなら電池電圧とほぼ同様であり、電池電圧が４Ｖを越える時に急に下がる
。これは、ＰＴＣ素子が、約１．４Ａで電流を遮断するよう起動されるからであ
る。外部抵抗が１０Ωであるとき、ＰＴＣ素子は、ほぼ１．２Ａの電流に対応す
る１２Ｖで起動される。外部抵抗が少なくとも５０Ωであるとき、ＰＴＣ素子は
試験がなされる範囲内で起動されない。全ての場合において、電池電流が閾値よ
りも小さくなるときＦＥＴが電流を遮断し、回路を流れる電流が閾値を越えると
きにＰＴＣ素子が電流を遮断するという本発明の特性は、明らかに証明された。
【００５５】 図２６は、タイプＢの試験結果を示すグラフである。この場合は、図２５で示
される試験の結果と同様の結果を与える。そして、過放電防止機能と過電流防止
機能がどちらの構造によっても得られることを示す。
【００５６】 図２７は、電圧が放電によって閾値より小さくなるとき、ＦＥＴが電流を遮断
する特性を確認するために、実際の電池を使用して実施される試験の結果を示す
グラフである。図２７において、横軸は、放電を開始して以来経過した時間を示
し、縦軸は、測定電圧を示す。Ｖｃｅｌｌによって示される電池電圧は、時間が
経つにつれて最初の５Ｖから下がり、約３．３時間後にＦＥＴの閾値電圧である
約２Ｖよりも小さくなる。この時、ＦＥＴの抵抗は、およそ無限大まで急激に上
昇し、事実上電流を遮断する。その結果として、外部抵抗に印可される電圧Ｖｌ ｏａｄ は、ほぼゼロまで減少する。次にＦＥＴに印可される電圧Ｖｆｅｔは、外
部抵抗の電圧Ｖｌｏａｄとほぼ同じ電圧になる。回路は本質的に遮断されるので
、およそ３．３時間後に、電池からの放電は全くなく、電池の電圧は２Ｖの一定
値で維持される。図から明らかになるように、本発明の回路構造は、電池と回路
とを過放電から効果的に保護できる。
【００５７】 図１は、電池の正極側に通常の過電流防止素子が提供された通常のリチウム一
次電池の断面図である。正極部材を支持する支持部材９は、プレッシャープレー
ト７を経由してＰＴＣ素子２に電気的に接続される。また、ＰＴＣ素子２は、正
極端子４に電気的に接続される。上述の部分の全ては、インシュレーティング部
材５によって、負の外部端子であるシース６から電気的に絶縁される。
【００５８】 図２（ｉ）は、正極側に本発明の過放電過電流防止素子が提供された一次電池
を示す断面図である。上述の通常の一次電池と同じ部分を示すために、同じ参照
番号が使用される。図２（ｉ）に示された本発明の実施の形態において、その間
に絶縁層を有するＰＴＣ素子に取り付けられた導電体とｐ型ＦＥＴが、上述の通
常の例の部分に加えて提供される。ＦＥＴのソース電極は、絶縁層を通して、Ｐ
ＴＣ素子に接続され、ドレイン電極は、正の外部端子に接続され、ゲート電極は
、インシュレーティング部材５を通して、負の外部端子であるシース６に接続さ
れる。ＦＥＴの端子は、導電体にクリンピング（ｃｌｉｍｐｉｎｇ）するような
方法によって接続される。この例は、図１５に示される回路の回路構造を有する
。
【００５９】 図２（ｉｉ）と図３は、図２（ｉ）に示された例の内側を示す図式的な上面図
と斜視断面図である。
【００６０】 図４は、負極側に過放電過電流防止素子を含む一次電池の断面図を示す。ＦＥ
Ｔ３１とＰＴＣ素子３２には、負極部材を含む絶縁層を経由してＰＴＣ素子に接
続されたＦＥＴのソース電極、負の外部端子であるシースに接続されたドレイン
電極、および、導電体３４を経由して正極部材に接続されたゲート電極が提供さ
れる。その回路構造は、図９に示された回路に相当する。
【００６１】 図６と図７は、負極側の過放電過電流防止素子の一部を示す斜視図である。正
極部材にゲート電極を接続する導電体３４は、絶縁層３７によって負極であるシ
ースから絶縁される。
【００６２】 上述の実施の形態において、ＦＥＴとＰＴＣ素子は、電池の同じ側に互いに隣
接して提供されたが、本発明の構造はそれほど制限されず、正極側のＰＴＣ素子
と負極側のＦＥＴ、またはその逆を有することが可能である。
【００６３】 本発明の上述の実施の形態の説明は、過放電過電流防止回路を含む電池の例を
提供することによってなされたが、本発明は、すでに述べられたように、上述の
例に制限されず、過放電過電流防止回路を有する電池パック、過放電過電流防止
回路自体、または、上述の説明によって明らかになった本発明の技術的要旨を達
成する他の変形を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 典型的なリチウムセルキャップを図式的に示す図。
【図２】 ＦＥＴを追加した図１のキャップを示す図。
【図３】 ＦＥＴと基板の斜視図。
【図４】 ｎチャネルＦＥＴの位置の一例を示す図。
【図５】 典型的なセルの構造を示す図。
【図６】 ＯＤ＋ＯＣ複合素子の一例を示す図。
【図７】 ＯＤ＋ＯＣ複合集積回路素子の一例を示す図。
【図８】 単一のＦＥＴとＰＴＣ素子を用いた本発明の過放電過電流防止回
路の最も基本的な回路構造を示す回路図。
【図９】 単一のＦＥＴとＰＴＣ素子を用いた本発明の過放電過電流阻止回
路の最も基本的な回路構造を示す回路図。
【図１０】 基本的なＯＣ保護回路を示す図。
【図１１】 ＯＤ＋ＯＣ複合保護回路を示す図。
【図１２】 ３つのＦＥＴを使用し、出力電圧の電流依存を減少させた本発
明の過放電防止回路の回路構造を示す回路図。
【図１３】 図９の回路の性能を示すグラフ。
【図１４】 図１２の回路の性能を示すグラフ。
【図１５】 基本回路構造を用いて実行された本発明の過放電防止特性を確
認する試験の結果を示すグラフ。
【図１６】 基本回路構造を用いて実行された本発明の過放電防止特性を確
認する試験の結果を示す他のグラフ。
【図１７】 基本回路構造を用いて実行された本発明の過放電防止特性を確
認する試験の結果を示す他のグラフ。
【図１８】 ＦＥＴが電池電圧の一部を受けることによって起動される回路
構造を示す回路図。
【図１９】 ３つのＦＥＴを有する回路を用いて実行される本発明の過放電
防止特性を確認する試験の結果を示すグラフ。
【図２０】 ３つのＦＥＴを有する回路を用いて実行される本発明の過放電
防止特性を確認する試験の結果を示すグラフ。
【図２１】 ３つのＦＥＴを有する回路を用いて実行される本発明の過放電
防止特性を確認する試験の結果を示すグラフ。
【図２２】 ２つのＦＥＴがそれぞれ電池電圧の一部によって起動される回
路構造を示す回路図。
【図２３】 過放電保護特性および過電流保護特性の両方を確かめるために
実行される試験で用いられる回路構造。
【図２４】 過放電保護特性および過電流保護特性の両方を確かめるために
実行される試験で用いられる回路構造。
【図２５】 図２３に示された回路の試験結果を示すグラフ。
【図２６】 図２４に示された回路の試験結果を示すグラフ。
【図２７】 過放電防止回路が電池を使用する過放電による電圧降下によっ
て起動されることを確かめる試験の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
２、３２ ＰＴＣ部 ４、３４ 先端キャップ ５ インシュレータ ６、３５ 缶 ２０ ソース ２１ ドレイン ２２ ゲート ３５ チップ ３７ 曲げやすい基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・ペネック イギリス、ジーエル７・３ビーティ、グロ スターシャー、レッチレイド、ウエストウ ェイ２番 (72)発明者 古田 将典 愛知県名古屋市港区木場町９−11 シャル マンコーポ1002 (72)発明者 佐藤 ▲隆▼ 千葉県柏市旭町５−１ エヴァーグリーン 柏321 (72)発明者 鳥居 重文 千葉県成田市公津の杜４−１−１ ＣＯ− Ｚ西館205 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 CC11 KK01

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ケーシング内に密閉された電解質材料に電気的に接触する正
    極および負極材料を含む一次電池であって、 （一方の電極材料になりうる）前記ケーシングには、電池が使用されるとき負
    荷または他の回路と電気的接続を行う外部の正の接続領域と負の接続領域とが備
    えられ、 過放電保護回路が、好ましくは半導体素子または集積回路の形でケーシング内
    に備えられ、かつ、電池によって供給される出力電圧があらかじめ決められたレ
    ベルに達しないとき電池の放電を実質的に終わらせるように電極材料と前記の一
    方の接続領域との間に電気的に結合される電池。
  2. 【請求項２】 前記過放電保護回路が、電界効果トランジスタを含み、 前記の電界効果トランジスタは電気的に接続され、前記の出力電圧が、電界効
    果トランジスタが実質的に導通を止めるレベルに達するとき、回路中の電流を、
    電池の電極材料と前記の一方の接続領域との間で実質的に止める請求項１に記載
    の電池。
  3. 【請求項３】 前記電界効果トランジスタが、前記の一方の電極材料に電気
    的に接続されるソースを含み、前記の対応する一方の外部接続領域に電気的に接
    続されるドレインを含み、前記の他方の電極材料と他方の対応する接続領域とに
    電気的に接続されるゲートを含む請求項２に記載の電池。
  4. 【請求項４】 前記電界効果トランジスタのゲートとの電気的接続が正温度
    係数素子を経由して実現される請求項２または請求項３に記載の電池。
  5. 【請求項５】 過電流保護素子が、過放電保護回路と共にケーシング内に閉
    じ込められ、好ましくは、過放電保護回路と物理的に接近して接触している請求
    項１から請求項４のいずれかに記載の電池。
  6. 【請求項６】 前記過電流保護素子が、好ましくは薄板電極間が導電性粒子
    で占められた有機ポリマー材料の正温度係数素子を含む請求項５に記載の電池。
  7. 【請求項７】 前記過放電保護回路と過電流保護素子が共に固定され、単一
    のユニットを形成する請求項５または請求項６に記載の電池。
  8. 【請求項８】 前記過電流保護素子と共に固定された前記過放電保護回路を
    含む、請求項７に記載の電池で使用されるユニット。
  9. 【請求項９】 前記の過電流保護素子が、半導体集積回路素子を含む請求項
    ５に記載の電池。
  10. 【請求項１０】 前記過電流保護集積回路が、単一の半導体集積回路素子に
    おいて過放電保護回路と複合される請求項９に記載の電池。
  11. 【請求項１１】 過放電保護回路、および、もし存在すれば過電流保護素子
    が覆われ、電池薬品との接触からそれまたはそれらが保護される請求項１から請
    求項１０のいずれかに記載の電池。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の電池における前記の単一素子としての
    使用に適した集積回路素子。
  13. 【請求項１３】 外部ケーシングを有し、かつ、電池ケーシングの内側また
    は外側に位置された単一ユニットにおいて複合された過電流および過放電保護を
    有する電池。
  14. 【請求項１４】 （ａ）電解質、（ｂ）前記電解質と電気的接触をする正極
    部材と負極部材、（ｃ）各々が対応する電極部材に電気的に接続される１対の外
    部接続端子、および、（ｄ）電界効果トランジスタ素子と正温度係数素子から成
    る過放電過電流防止回路から成る電池であって、 前記正温度係数素子と、前記電界効果トランジスタのソース電極とドレイン電
    極とが、電極部材の一方と対応する外部接続端子との間で直列して接続され、前
    記電界効果トランジスタのゲート電極が、他方の電極部材と接続され、 前記の電界効果トランジスタは、電極部材間の電圧があらかじめ決められた値
    より小さい時に外部接続端子への電流供給を止めることによって過放電を防止し
    、 前記の正温度係数素子は、電極部材間の電流があらかじめ決められた値を越え
    る時に外部接続端子への電流供給を制限することによって過電流を防止し、よっ
    て、同時に電界効果トランジスタを過電流によって損傷を受けることから保護す
    る電池。
  15. 【請求項１５】 （ａ）電解質および前記電解質と電気的接触をする正極部
    材と負極部材から成る複数の電池、（ｂ）各々が対応する電極部材に電気的に接
    続される１対の外部接続端子、および、（ｃ）電界効果トランジスタ素子と正温
    度係数素子から成る過放電過電流防止回路から成る電池パックであって、 前記正温度係数素子と、前記電界効果トランジスタのソース電極とドレイン電
    極とが、電極部材の一方と対応する外部接続端子との間で直列して接続され、前
    記電界効果トランジスタのゲート電極が、他方の電極部材と接続され、 前記の電界効果トランジスタは、電極部材間の電圧があらかじめ決められた値
    に達しない時に外部接続端子への電流供給を止めることによって過放電を防止し
    、 前記の正温度係数素子は、電極部材間の電流があらかじめ決められた値を越え
    る時に外部接続端子への電流供給を制限することによって過電流を防止し、よっ
    て、同時に電界効果トランジスタを過電流によって損傷を受けることから保護す
    る電池。
  16. 【請求項１６】 前記の１または複数の電池が一次電池である請求項１から
    請求項１５のいずれかに記載の電池または電池パック。
  17. 【請求項１７】 前記の１または複数の一次電池が、リチウム電池である請
    求項１から請求項１６のいずれかに記載の電池または電池パック。
  18. 【請求項１８】 前記の過放電保護回路に電界効果トランジスタを組み込み
    、その電界効果トランジスタが金属酸化膜半導体電界効果トランジスタである請
    求項１から請求項１７のいずれかに記載の電池または電池パック。
  19. 【請求項１９】 前記の過放電保護回路に電界効果トランジスタを組み込み
    、その電界効果トランジスタが、前記負極部材の近くに備えられたｐ型電界効果
    トランジスタである請求項１から請求項１８のいずれかに記載の電池または電池
    パック。
  20. 【請求項２０】 前記の過放電保護回路に電界効果トランジスタを組み込み
    、その電界効果トランジスタが、前記正極部材の近くに備えられたｎ型電界効果
    トランジスタである請求項１から請求項１８のいずれかに記載の電池または電池
    パック。
  21. 【請求項２１】 （ａ）電解質、（ｂ）前記電解質と電気的接触をする正極
    部材と負極部材、および、（ｃ）各々が対応する電極部材に電気的に接続される
    １対の外部接続端子から成る電池における接続に適した正温度係数素子と電界効
    果トランジスタ素子とから成る過放電過電流防止回路であって、 前記正温度係数素子と、前記電界効果トランジスタのソース電極とドレイン電
    極とが、電極部材の一方と対応する外部接続端子との間で直列して接続でき、前
    記電界効果トランジスタのゲート電極が、他方の電極部材と接続でき、 前記の電界効果トランジスタは、使用中に接続されるとき、電極部材間の電圧
    があらかじめ決められた値より小さい時に外部接続端子への電流供給を止めるこ
    とによって過放電を防止し、 前記の正温度係数素子は、電極部材間の電流があらかじめ決められた値を越え
    る時に外部接続端子への電流供給を制限することによって過電流を防止し、よっ
    て、同時に電界効果トランジスタを過電流によって損傷を受けることから保護す
    る回路。
  22. 【請求項２２】 前記正温度係数素子の起動時間が、その後で電界効果トラ
    ンジスタが過電流によって損傷をうける時間よりも短い請求項２１に記載の過放
    電過電流防止回路。
  23. 【請求項２３】 前記の正温度係数素子が、ポリマー正温度係数素子である
    請求項１７と請求項１８のいずれかに記載の過放電過電流防止回路。
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