JP6196856B2 - Switching circuit - Google Patents

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Description

本発明は、電流経路を切り替える切替回路に関する。   The present invention relates to a switching circuit that switches a current path.

充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。   Many secondary batteries that can be charged and used repeatedly are processed into battery packs and provided to users. Particularly in lithium ion secondary batteries with high weight energy density, in order to ensure the safety of users and electronic devices, in general, a battery pack incorporates a number of protection circuits such as overcharge protection and overdischarge protection, It has a function of shutting off the output of the battery pack in a predetermined case.

この種の保護素子には、バッテリパックに内蔵されたFETスイッチを用いて出力のON/OFFを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行うものがある。しかしながら、何らかの原因でFETスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加されて瞬間的な大電流が流れた場合、あるいはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大な異常電圧を出力した場合であっても、バッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態においても、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有するヒューズ素子からなる保護素子が用いられている。   This type of protection element includes an overcharge protection or overdischarge protection operation of the battery pack by turning on / off the output using an FET switch built in the battery pack. However, when the FET switch is short-circuited for some reason, a lightning surge or the like is applied and an instantaneous large current flows, or the output voltage drops abnormally due to the life of the battery cell, or excessively abnormal Even when the voltage is output, the battery pack and the electronic device must be protected from accidents such as ignition. Therefore, in order to safely shut off the output of the battery cell in any possible abnormal state, a protection element made of a fuse element having a function of cutting off the current path by an external signal is used. .

リチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子としては、特許文献1に記載されているように、電流経路上の第1の電極,発熱体引出電極,第2の電極間に亘って可溶導体を接続して電流経路の一部とし、この電流経路上の可溶導体を、過電流による自己発熱、あるいは保護素子内部に設けた発熱体によって溶断するものがある。このような保護素子では、溶融した液体状の可溶導体を発熱体に繋がる導体層上に集めることにより電流経路を遮断する。   As a protection element of a protection circuit for a lithium ion secondary battery or the like, as described in Patent Document 1, it can be extended between the first electrode, the heating element extraction electrode, and the second electrode on the current path. There is a type in which a molten conductor is connected to form a part of a current path, and the soluble conductor on the current path is melted by self-heating due to overcurrent or by a heating element provided inside the protection element. In such a protection element, the molten liquid soluble conductor is collected on the conductor layer connected to the heating element, thereby interrupting the current path.

特開2010−003665号公報JP 2010-003665 A 特開2004−185960号公報JP 2004-185960 A 特開2012−003878号公報JP 2012-003878 A

しかし、異常を起こしたリチウムイオン二次電池の充放電電流回路を遮断しても、バッテリセルには、バッテリ容量分の大きなエネルギーが蓄えられたままであり、保護回路に異常が生じた場合等に、当該バッテリセルからの漏れ電流による発熱事故等のリスクが想定される。したがって、バッテリパックの使用を停止した後には、内部のバッテリセルが安全な電圧に降下するまで放電させることが好ましい。   However, even if the charging / discharging current circuit of the lithium ion secondary battery that caused the abnormality is shut off, the battery cell still stores a large amount of energy for the battery capacity. A risk such as a heat generation accident due to leakage current from the battery cell is assumed. Therefore, after the use of the battery pack is stopped, it is preferable to discharge until the internal battery cell drops to a safe voltage.

このように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパックにおいては、バッテリセルの電流経路を、正常時における充放電経路から、異常時における放電経路へ確実に切り替える素子が求められる。   Thus, for example, in a battery pack of a lithium ion secondary battery, an element that reliably switches the current path of the battery cell from the charge / discharge path at the normal time to the discharge path at the time of the abnormality is required.

そこで、本発明は、正常時において短絡されている電流経路の遮断と、異常時において使用する電流経路の短絡を、所定の順序で行い、電流経路を不可逆的に切り替える切替回路を提供すること目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switching circuit that switches a current path irreversibly by interrupting a current path that is short-circuited in a normal state and short-circuiting a current path that is used in an abnormal state in a predetermined order. And

上述した課題を解決するために、本発明に係る切替回路は、電流が流れることにより発熱する第1の発熱体と、一端が上記第1の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第1の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第1の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、電流が流れることにより発熱する第2の発熱体と、上記第2の発熱体と接続されるとともに一端が第2の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第2の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、上記第2の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第2の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させるスイッチ素子が接続され、上記短絡回路の上記第1の発熱体の開放端と、上記開放回路の上記第2の発熱体と上記開放側可溶導体との接続端とを接続し、上記スイッチ素子が動作することにより上記開放回路の上記第2の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第2の回路とが遮断され、上記開放側可溶導体の溶断により、上記短絡回路の上記第1の発熱体が通電、発熱して上記短絡側可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第1の回路とが通電されるものである。 In order to solve the above-described problems, a switching circuit according to the present invention includes a first heating element that generates heat when a current flows, one end connected to the first heating element, and the other end connected to a main circuit. A short-circuitable fusible conductor, a switch having one end connected to the short-circuiting fusible conductor and the main circuit, and the other end connected to the first circuit, and the first heat generation. The short-circuited fusible conductor is blown by the heat generated by the body and the switch is short-circuited by the molten conductor , the second heating element that generates heat when current flows, and the second heating element An open-side soluble conductor having one end connected to the second circuit and the other end connected to the main circuit, and the open-side soluble conductor is heated by the heat generated by the second heating element. An open circuit for fusing, and One end of the heating element is connected to a switching element that receives a switching signal and supplies current from the main circuit to the second heating element, and the open end of the first heating element of the short circuit, The second heating element of the open circuit is connected to the connection end of the open-side soluble conductor, and the switch element is operated, whereby the second heating element of the open circuit is energized and generates heat. The open side fusible conductor is blown, the main circuit and the second circuit are cut off, and the open side fusible conductor is blown, whereby the first heating element of the short circuit is energized and generates heat. The short-circuitable soluble conductor is melted, the switch is short-circuited, and the main circuit and the first circuit are energized.

また、本発明に係る切替回路は、電流が流れることにより発熱する第1の発熱体と、一端が上記第1の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第1の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第1の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、電流が流れることにより発熱する第2の発熱体と、上記第2の発熱体と接続されるとともに一端が第2の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第2の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、上記第1の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第1の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第1のスイッチ素子が接続され、上記第2の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第2の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第2のスイッチ素子が接続され、上記第2のスイッチ素子が動作することにより、上記開放回路の上記第2の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第2の回路とが遮断され、上記第1のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡回路の上記第1の発熱体が通電、発熱して上記短絡側可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第1の回路とが通電されるものである。 The switching circuit according to the present invention includes a first heating element that generates heat when a current flows, a short-circuitable soluble conductor having one end connected to the first heating element and the other end connected to the main circuit. And a switch having one end connected to the short circuit side soluble conductor and the main circuit, and the other end connected to the first circuit, and the heat generated by the first heating element. The short-circuit side fusible conductor is blown and the switch is short-circuited by the molten conductor , the second heating element that generates heat when a current flows, the second heating element, and one end thereof is connected to the second heating element. An open circuit that is connected to the main circuit and has the other end connected to the main circuit and has an open circuit that melts the open soluble conductor with the heat generated by the second heating element. The end of the first heating element A first switch element that receives a signal and supplies current from the main circuit to the first heating element is connected, and one end of the second heating element receives the switching signal and receives the second heating element. Is connected to the second switch element for supplying current from the main circuit, and the second switch element is operated, whereby the second heating element of the open circuit is energized and generates heat to allow the open side. The molten conductor is blown, the main circuit and the second circuit are cut off, and the first switch element is operated, whereby the first heating element of the short circuit is energized and generates heat to cause the short circuit. The side soluble conductor melts, the switch is short-circuited, and the main circuit and the first circuit are energized.

また、本発明に係る切替回路は、電流が流れることにより発熱する第1の発熱体と、一端が上記第1の発熱体と接続され、他端が第1の回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記第1の回路と接続され、他端が主たる回路と接続されたスイッチとを備え、上記第1の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡部と、電流が流れることにより発熱する第2の発熱体と、上記第2の発熱体と接続されるとともに一端が上記スイッチの他端及び上記主たる回路と接続され、他端が第2の回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第2の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放部とを有し、上記第1の発熱体は、切替信号を受けて上記第1の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第1のスイッチ素子と接続され、上記第2の発熱体は、切替信号を受けて上記第2の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第2のスイッチ素子と接続され、上記第2のスイッチ素子が動作することにより、上記開放部の上記第2の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第2の回路とが遮断され、上記第1のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡部の上記第1の発熱体が通電、発熱して上記短絡側可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第1の回路とが通電されるものである。 In addition, the switching circuit according to the present invention includes a first heating element that generates heat when a current flows, a short-circuit side connection in which one end is connected to the first heating element and the other end is connected to the first circuit. A heat conductor, a switch having one end connected to the short-circuitable fusible conductor and the first circuit and the other end connected to the main circuit, and the heat generated by the first heating element. The short-circuit side fusible conductor is melted by the short-circuit portion, the switch is short-circuited by the molten conductor , the second heating element that generates heat when a current flows, and the one end connected to the second heating element. An open-side soluble conductor connected to the other end of the switch and the main circuit, and the other end connected to a second circuit, and the open-side soluble conductor by heat generated by the second heating element. An opening for fusing the first The body is connected to a first switch element that receives a switching signal and supplies current from the main circuit to the first heating element, and the second heating element receives the switching signal and receives the second heating element. The body is connected to a second switch element that allows a current to flow from the main circuit, and the second switch element operates, whereby the second heating element of the open portion is energized and generates heat to open the open side. The fusible conductor is melted, the main circuit and the second circuit are cut off, and the first switch element is operated, whereby the first heating element of the short-circuit portion is energized and generates heat to The short-circuitable soluble conductor is melted, the switch is short-circuited, and the main circuit and the first circuit are energized.

本発明によれば、スイッチ素子を動作させることによって、主たる回路から第2の回路へ至る電流経路を遮断するとともに第1の回路へ至る電流経路が構築され、主たる回路の電流経路を第2の回路から第1の回路へ切り替えることができる。このとき、本発明によれば、電流経路の遮断及び短絡を、短絡側可溶導体、開放側可溶導体を溶融させることにより、不可逆的に行うことができる。 According to the present invention, by operating the switch element, the current path from the main circuit to the second circuit is interrupted and the current path to the first circuit is constructed, and the current path of the main circuit is changed to the second circuit. The circuit can be switched to the first circuit. At this time, according to the present invention, the current path can be blocked and short-circuited irreversibly by melting the short-circuitable soluble conductor and the open-side soluble conductor.

図1は、切替回路を構成する短絡回路の回路図であり、(A)は短絡前、(B)は短絡後を示す。1A and 1B are circuit diagrams of a short circuit constituting the switching circuit, where FIG. 1A shows a state before the short circuit and FIG. 図2は、切替回路を構成する開放回路の回路図であり、(A)は開放前、(B)は開放後を示す。FIG. 2 is a circuit diagram of an open circuit constituting the switching circuit, where (A) shows before open and (B) shows after open. 図3は、第1の切替回路の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the first switching circuit. 図4は、切替前における第1の切替回路を示す回路図であり、(A)は2つの開放側可溶導体を備えた例、(B)は1つの開放側可溶導体を備えた例を示す。FIG. 4 is a circuit diagram showing a first switching circuit before switching, in which (A) is an example provided with two open-side soluble conductors, and (B) is an example provided with one open-side soluble conductor. Indicates. 図5は、スイッチ素子によって第2の発熱体が通電された第1の切替回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a first switching circuit in which the second heating element is energized by the switch element. 図6は、第1の発熱体が通電された第1の切替回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a first switching circuit in which the first heating element is energized. 図7は、切替後における第1の切替回路を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing the first switching circuit after switching. 図8は、第1の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a battery pack to which the first switching circuit is applied. 図9は、第1の切替回路の変形例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a modification of the first switching circuit. 図10は、変形例に係る第1の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a battery pack to which the first switching circuit according to the modification is applied. 図11は、第2の切替回路の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the second switching circuit. 図12は、第2の切替回路を示す回路図であり、(A)は2つの開放側可溶導体を備えた例、(B)は1つの開放側可溶導体を備えた例を示す。12A and 12B are circuit diagrams showing a second switching circuit, in which FIG. 12A shows an example provided with two open-side soluble conductors, and FIG. 12B shows an example provided with one open-side soluble conductor. 図13は、第2の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of a battery pack to which the second switching circuit is applied. 図14は、第2の切替回路の変形例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing a modification of the second switching circuit. 図15は、変形例に係る第2の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram of a battery pack to which a second switching circuit according to a modification is applied. 図16は、第3の切替回路を示す回路図であり、(A)は2つの開放側可溶導体を備えた例、(B)は1つの開放側可溶導体を備えた例を示す。FIG. 16 is a circuit diagram showing a third switching circuit, in which (A) shows an example provided with two open-side soluble conductors, and (B) shows an example provided with one open-side soluble conductor. 図17は、第3の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram of a battery pack to which the third switching circuit is applied. 図18は、第3の切替回路の変形例を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a modification of the third switching circuit. 図19は、変形例に係る第3の切替回路が適用されたバッテリパックの回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram of a battery pack to which a third switching circuit according to a modification is applied.

以下、本発明が適用された切替回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, a switching circuit to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

本発明が適用された切替回路は、可溶導体を溶融させることにより、この溶融導体を介して互いに開放されている電極間が接続される短絡回路又は短絡部と、可溶導体を介して短絡されている電極間が、可溶導体を溶融させることにより遮断される開放回路又は開放部を有する。先ず、短絡回路及び開放回路の動作原理について説明する。   The switching circuit to which the present invention is applied is a short circuit via a fusible conductor and a short circuit or a short-circuited portion where electrodes that are open to each other are connected via the molten conductor by melting the fusible conductor. Between the electrodes which are made, it has the open circuit or open part interrupted | blocked by melting a soluble conductor. First, the operation principle of the short circuit and the open circuit will be described.

短絡回路1は、図1(A)に示すように、第1の発熱体2と、第1の発熱体2と直列に接続され、第1の発熱体2の発熱により溶融する短絡側可溶導体3と、互いに開放され、短絡側可溶導体3が溶融することにより、この溶融導体を介して短絡するスイッチ4を構成する第1、第2の電極5,6とを備える。第1の電極5は図示しない電源と接続され、第2の電極6は、スイッチ4がオンになると接続される外部回路と接続されている。また、第1の発熱体2は、第1の発熱体電極7を介して、図示しないFET等のスイッチ素子と接続され、通電が制御されている。   As shown in FIG. 1A, the short circuit 1 is connected in series with the first heating element 2 and the first heating element 2 and is melted by the heat generated by the first heating element 2. The conductor 3 is provided with first and second electrodes 5 and 6 that constitute a switch 4 that is open to each other and is short-circuited via the molten conductor by melting the short-circuitable soluble conductor 3. The first electrode 5 is connected to a power source (not shown), and the second electrode 6 is connected to an external circuit that is connected when the switch 4 is turned on. Further, the first heating element 2 is connected to a switching element such as an FET (not shown) via the first heating element electrode 7 so that energization is controlled.

短絡回路1は、スイッチ素子が動作することにより、第1の電極5及び短絡側可溶導体3を介して第1の発熱体2に給電されると、図1(B)に示すように、第1の発熱体2の発熱により短絡側可溶導体3が溶断する。すると、短絡回路1は、短絡側可溶導体3の溶融導体が第1、第2の電極5,6間にわたって凝集し、第1、第2の電極5,6間が短絡する。これにより、短絡回路1は、スイッチ4がオンとなり、電源と外部回路とを通電させる。   When the short circuit 1 is fed to the first heating element 2 through the first electrode 5 and the short-circuitable soluble conductor 3 by the operation of the switch element, as shown in FIG. The short-circuitable soluble conductor 3 is melted by the heat generated by the first heating element 2. Then, in the short circuit 1, the molten conductor of the short-circuitable soluble conductor 3 aggregates between the first and second electrodes 5 and 6, and the first and second electrodes 5 and 6 are short-circuited. As a result, in the short circuit 1, the switch 4 is turned on to energize the power source and the external circuit.

開放回路10は、図2(A)に示すように、第2の発熱体11と、第2の発熱体11の発熱により溶断する開放側可溶導体12と、開放側可溶導体12を介して接続されている第3、第4の電極13,14とを備える。第3、第4の電極13,14は、電流経路上に設けられ、第2の発熱体11は、第2の発熱体電極15を介して、図示しないFET等のスイッチ素子と接続され、通電が制御されている。   As shown in FIG. 2A, the open circuit 10 includes a second heating element 11, an open-side soluble conductor 12 that is melted by heat generated by the second heating element 11, and an open-side soluble conductor 12. And third and fourth electrodes 13 and 14 connected to each other. The third and fourth electrodes 13 and 14 are provided on the current path, and the second heating element 11 is connected to a switching element such as an FET (not shown) via the second heating element electrode 15 to be energized. Is controlled.

開放回路10は、スイッチ素子が動作することにより、第3の電極13及び開放側可溶導体12を介して第2の発熱体11に給電されると、図2(B)に示すように、第2の発熱体11の発熱により開放側可溶導体12が溶断する。これにより、開放回路10は、電流経路を遮断することができる。   When the open circuit 10 is supplied with power to the second heating element 11 through the third electrode 13 and the open-side soluble conductor 12 by the operation of the switch element, as shown in FIG. The open-side soluble conductor 12 is melted by the heat generated by the second heating element 11. Thereby, the open circuit 10 can interrupt the current path.

[第1の切替回路]
第1の切替回路30は、図3に示すように、短絡回路1を構成し、主たる回路となる電源回路25及び切替後に通電する第1の外部回路23に接続された短絡素子21と、開放回路10を構成し、電源回路25及び切替前に通電する第2の外部回路24に接続された開放素子22とを備える。また、第1の切替回路30は、切替信号を受けたスイッチ素子26によって、第2の発熱体11へ給電される。これにより、第2の発熱体11が発熱し、第3、第4の電極13,14間が遮断された後、第1の発熱体2が発熱し、第1、第2の電極5,6間が短絡される。これにより、第1の切替回路30は、電源回路25の電流経路を第2外部回路24から第1の外部回路23へ切り替えることができる。
[First switching circuit]
As shown in FIG. 3, the first switching circuit 30 constitutes the short circuit 1. The first switching circuit 30 is connected to the power supply circuit 25 that is a main circuit and the first external circuit 23 that is energized after switching, and the open circuit The circuit 10 includes a power supply circuit 25 and an open element 22 connected to a second external circuit 24 that is energized before switching. The first switching circuit 30 supplies power to the second heating element 11 by the switch element 26 that has received the switching signal. As a result, the second heating element 11 generates heat, and after the third and fourth electrodes 13 and 14 are cut off, the first heating element 2 generates heat and the first and second electrodes 5 and 6 are heated. They are short-circuited. Thereby, the first switching circuit 30 can switch the current path of the power supply circuit 25 from the second external circuit 24 to the first external circuit 23.

具体的に、第1の切替回路30は、図4に示す回路構成を有する。短絡回路1は、電流が流れることにより発熱する第1の発熱体2と、一端が第1の発熱体2と接続され、他端が電源回路25と接続された短絡側可溶導体3と、一端が短絡側可溶導体3と接続されるとともに電源回路25と接続され、他端が第1の外部回路23と接続されたスイッチ4とを備える。   Specifically, the first switching circuit 30 has a circuit configuration shown in FIG. The short circuit 1 includes a first heating element 2 that generates heat when current flows, a short-circuitable soluble conductor 3 having one end connected to the first heating element 2 and the other end connected to the power supply circuit 25, The switch 4 includes one end connected to the short-circuitable soluble conductor 3 and the power supply circuit 25 and the other end connected to the first external circuit 23.

スイッチ4は、第1の電極5を介して電源回路25と接続され、第2の電極6を介して第1の外部回路23と接続されている。また、第1の発熱体2は、第1の発熱体電極7を介して開放回路10の接続端電極16と接続されている。   The switch 4 is connected to the power supply circuit 25 via the first electrode 5 and is connected to the first external circuit 23 via the second electrode 6. The first heating element 2 is connected to the connection end electrode 16 of the open circuit 10 via the first heating element electrode 7.

また、開放回路10は、電流が流れることにより発熱する第2の発熱体11と、第2の発熱体11と接続されるとともに一端が電源回路25と接続され、他端が第2の外部回路24と接続された開放側可溶導体12とを備える。図4(A)に示す第1の切替回路30において、開放側可溶導体12は、一端を第3の電極13を介して電源回路25と接続され他端を第2の発熱体11と接続されている第1の開放側可溶導体12aと、一端を第4の電極14を介して第2の外部回路24と接続され他端を第2の発熱体11と接続されている第2の開放側可溶導体12bとを有する。   The open circuit 10 is connected to the second heating element 11 that generates heat when a current flows, the second heating element 11, one end connected to the power supply circuit 25, and the other end to the second external circuit. 24 and an open-side soluble conductor 12 connected to 24. In the first switching circuit 30 shown in FIG. 4A, the open-side soluble conductor 12 has one end connected to the power supply circuit 25 via the third electrode 13 and the other end connected to the second heating element 11. The first open-side fusible conductor 12a is connected to the second external circuit 24 through the fourth electrode 14, and the other end is connected to the second heating element 11. And an open-side soluble conductor 12b.

なお、開放回路10は、図4(B)に示すように、第1の開放側可溶導体12aのみで構成してもよい。この場合、第1の開放側可溶導体12aは、一端が第3の電極13を介して電源回路25と接続され、他端が第2の発熱体11と、第4の電極14を介して第2の外部回路24とに接続される。   Note that the open circuit 10 may be configured by only the first open-side soluble conductor 12a as shown in FIG. In this case, one end of the first open-side soluble conductor 12a is connected to the power supply circuit 25 via the third electrode 13, and the other end is connected to the second heating element 11 and the fourth electrode 14. Connected to the second external circuit 24.

また、第1の切替回路30は、第2の発熱体11の一端には、第2の発熱体電極15を介して、切替信号を受けて第2の発熱体11に電源回路25から電流を通電させるスイッチ素子26が接続されている。また、第1の切替回路30は、短絡回路1の第1の発熱体電極7と、開放回路10の第2の発熱体11と開放側可溶導体12が接続された接続端電極16とが接続されている。   In addition, the first switching circuit 30 receives a switching signal at one end of the second heating element 11 via the second heating element electrode 15 and supplies a current from the power supply circuit 25 to the second heating element 11. A switch element 26 to be energized is connected. The first switching circuit 30 includes a first heating element electrode 7 of the short circuit 1, and a connection end electrode 16 to which the second heating element 11 of the open circuit 10 and the open-side soluble conductor 12 are connected. It is connected.

スイッチ素子26は、たとえば電界効果トランジスタ(FET)により構成され、ゲート電圧を制御することによって、第2の発熱体11への電流経路の導通と遮断とを制御する。   The switch element 26 is configured by a field effect transistor (FET), for example, and controls conduction and interruption of the current path to the second heating element 11 by controlling the gate voltage.

[第1の切替回路の動作]
このような構成を有する第1の切替回路30は、初期状態においては、図4に示すように、電源回路25から開放回路10を介して第2の外部回路24に至る電流経路となる。このとき、第1の切替回路30は、スイッチ素子26によって第2の発熱体11への給電は規制され、また、第1の発熱体2の両端はほぼ同電位であり短絡回路1へは電流がほとんど流れない。
[Operation of the first switching circuit]
In the initial state, the first switching circuit 30 having such a configuration becomes a current path from the power supply circuit 25 to the second external circuit 24 via the open circuit 10 as shown in FIG. At this time, in the first switching circuit 30, power supply to the second heating element 11 is restricted by the switch element 26, and both ends of the first heating element 2 are substantially at the same potential, Hardly flows.

電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替える必要が生じると、スイッチ素子26に切替信号が出力される。スイッチ素子26は、切替信号を受けると、第2の発熱体11に給電するように、電流を制御する。これにより、第1の切替回路30は、図5に示すように、開放回路10の第2の発熱体11が通電、発熱し、開放側可溶導体12が溶断する。したがって、電源回路25から第2の外部回路24へ至る電流経路が遮断される。   When the current path of the power supply circuit 25 needs to be switched from the second external circuit 24 to the first external circuit 23, a switching signal is output to the switch element 26. When receiving the switching signal, the switch element 26 controls the current so as to supply power to the second heating element 11. Thereby, as shown in FIG. 5, in the first switching circuit 30, the second heating element 11 of the open circuit 10 is energized and generates heat, and the open-side soluble conductor 12 is melted. Therefore, the current path from the power supply circuit 25 to the second external circuit 24 is interrupted.

すると、図6に示すように、電源回路25からの電流が第1の電極5を介して短絡回路1側に流入し、短絡側可溶導体3、第1の発熱体2、及び第1の発熱体電極7を介して開放回路10及びスイッチ素子26側へ流れる。これにより、第1の切替回路30は、短絡回路1の第1の発熱体2が通電、発熱し、図7に示すように、短絡側可溶導体3が溶断するとともに、この溶融導体により第1、第2の電極5,6間が短絡、すなわちスイッチ4がオンとなり、電源回路25から第1の外部回路23へ至る電流経路が構築される。   Then, as shown in FIG. 6, the current from the power supply circuit 25 flows into the short circuit 1 through the first electrode 5, and the short circuitable soluble conductor 3, the first heating element 2, and the first It flows to the open circuit 10 and the switch element 26 side through the heating element electrode 7. As a result, the first switching circuit 30 causes the first heating element 2 of the short circuit 1 to be energized and heated, and as shown in FIG. The first and second electrodes 5 and 6 are short-circuited, that is, the switch 4 is turned on, and a current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 is constructed.

なお、第2の発熱体11は、開放側可溶導体12と短絡側可溶導体3の両方が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。また第1の発熱体2は、短絡側可溶導体3が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。   The second heating element 11 stops heat generation because both the open-side soluble conductor 12 and the short-circuitable soluble conductor 3 are melted to interrupt the power supply path. Further, the first heating element 2 stops the heat generation because the power supply path is cut off when the short-circuitable soluble conductor 3 is melted.

このように、第1の切替回路30によれば、スイッチ素子26を動作させることによって、第3、第4の電極13,14を経て第2の外部回路24へ至る電流経路を遮断するとともに、電源回路25から、第1の電極5、スイッチ4、第2の電極6を経て第1の外部回路23へ至る電流経路が構築され、電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替えることができる。   As described above, according to the first switching circuit 30, by operating the switch element 26, the current path from the third and fourth electrodes 13 and 14 to the second external circuit 24 is interrupted. A current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 via the first electrode 5, the switch 4, and the second electrode 6 is constructed, and the current path of the power supply circuit 25 is changed from the second external circuit 24 to the second external circuit 24. 1 external circuit 23 can be switched.

また、第1の切替回路30によれば、第3、第4の電極13,14間の遮断、及び第1、第2の電極5,6間の短絡を、開放側可溶導体12、短絡側可溶導体3を溶融させることにより不可逆的に行う。したがって、ソフトウェア等により電子的に切り替える場合に比べて、誤動作による切替不良の改善を図ることができ、またクラッキング等による不正な切替に対する脆弱性を改善することができる。   Further, according to the first switching circuit 30, the disconnection between the third and fourth electrodes 13 and 14 and the short circuit between the first and second electrodes 5 and 6 are connected to the open-side soluble conductor 12 and the short circuit. This is performed irreversibly by melting the side soluble conductor 3. Therefore, it is possible to improve the switching failure due to malfunction and to improve the vulnerability to unauthorized switching due to cracking or the like, compared with the case of electronic switching by software or the like.

[第1の切替回路の実装例]
このような第1の切替回路30は、図8に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック40内の回路に組み込まれて用いられる。バッテリパック40は、例えば、合計4個のリチウムイオン二次電池のバッテリセル41〜44からなるバッテリスタック45を有する。
[Example of mounting the first switching circuit]
As shown in FIG. 8, such a first switching circuit 30 is used by being incorporated in a circuit in a battery pack 40 of a lithium ion secondary battery, for example. The battery pack 40 includes, for example, a battery stack 45 including battery cells 41 to 44 of a total of four lithium ion secondary batteries.

バッテリパック40は、バッテリスタック45と、バッテリスタック45の充放電を制御する充放電制御回路50と、バッテリスタック45の異常時に充電を遮断するとともにバッテリスタック45内の電気エネルギーを放熱させる本発明が適用された第1の切替回路30を構成する短絡素子21及び開放素子22と、各バッテリセル41〜44の電圧を検出する検出回路46と、検出回路46の検出結果に応じて第1の切替回路30の動作を制御するスイッチ素子26とを備える。   The battery pack 40 includes a battery stack 45, a charge / discharge control circuit 50 that controls charging / discharging of the battery stack 45, and the present invention that cuts off charging when the battery stack 45 is abnormal and dissipates electrical energy in the battery stack 45. The short circuit element 21 and the open element 22 constituting the applied first switching circuit 30, the detection circuit 46 that detects the voltage of each of the battery cells 41 to 44, and the first switching according to the detection result of the detection circuit 46 And a switch element 26 that controls the operation of the circuit 30.

バッテリスタック45は、過充電及び過放電状態から保護するための制御を要するバッテリセル41〜44が直列接続されたものであり、バッテリパック40の正極端子40a、負極端子40bを介して、着脱可能に充電回路55に接続され、充電回路55からの充電電圧が印加される。充電回路55により充電されたバッテリパック40は、正極端子40a、負極端子40bをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。   The battery stack 45 includes battery cells 41 to 44 that need to be controlled for protection from overcharge and overdischarge states, and can be attached and detached via the positive terminal 40a and the negative terminal 40b of the battery pack 40. Are connected to the charging circuit 55, and the charging voltage from the charging circuit 55 is applied thereto. The battery pack 40 charged by the charging circuit 55 can operate the electronic device by connecting the positive terminal 40a and the negative terminal 40b to the electronic device that operates on the battery.

充放電制御回路50は、バッテリスタック45から充電回路55に流れる電流経路に直列接続された2つの電流制御素子51、52の動作を制御する。電流制御素子51、52は、たとえば電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ。)により構成され、充放電制御回路50によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック45の電流経路の導通と遮断とを制御する。充放電制御回路50は、充電回路55から電力供給を受けて動作し、検出回路46による検出結果に応じて、バッテリスタック45が過放電又は過充電であるとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子51、52の動作を制御する。   The charge / discharge control circuit 50 controls the operation of the two current control elements 51 and 52 connected in series to the current path flowing from the battery stack 45 to the charging circuit 55. The current control elements 51 and 52 are constituted by field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), for example, and the gate voltage is controlled by the charge / discharge control circuit 50, whereby the current path of the battery stack 45 is turned on and off. Control. The charge / discharge control circuit 50 operates by receiving power supply from the charging circuit 55, and according to the detection result of the detection circuit 46, when the battery stack 45 is overdischarged or overcharged, the current path is cut off. The operation of the current control elements 51 and 52 is controlled.

短絡素子21は、バッテリスタック45と並列に接続されるとともに、バッテリスタック45に蓄積された電気エネルギーをバッテリセル41〜44の上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗31と直列に接続されている。これにより、第1の切替回路30は、短絡素子21及び保護抵抗31が設けられた放電回路32を構成する。   The short-circuit element 21 is connected in parallel with the battery stack 45, and is connected in series with the protective resistor 31 for discharging the electrical energy stored in the battery stack 45 below the upper limit discharge current of the battery cells 41 to 44. Yes. Thus, the first switching circuit 30 constitutes a discharge circuit 32 provided with the short-circuit element 21 and the protective resistor 31.

開放素子22は、バッテリスタック45と充電回路55との間の充放電電流回路33上に接続され、その動作がスイッチ素子26によって制御される。   The open element 22 is connected on a charge / discharge current circuit 33 between the battery stack 45 and the charging circuit 55, and its operation is controlled by the switch element 26.

検出回路46は、各バッテリセル41〜44と接続され、各バッテリセル41〜44の電圧値を検出して、各電圧値を充放電制御回路50に供給する。また、検出回路46は、いずれか1つのバッテリセル41〜44が過充電電圧になったときにスイッチ素子26を制御する制御信号を出力する。   The detection circuit 46 is connected to each of the battery cells 41 to 44, detects the voltage value of each of the battery cells 41 to 44, and supplies each voltage value to the charge / discharge control circuit 50. Further, the detection circuit 46 outputs a control signal for controlling the switch element 26 when any one of the battery cells 41 to 44 becomes an overcharge voltage.

スイッチ素子26は、たとえばFETにより構成され、検出回路46から出力される検出信号によって、バッテリセル41〜44の電圧値が所定の過充電状態を超える電圧になったとき、第1の切替回路30を動作させて、バッテリスタック45の充放電電流回路33を電流制御素子51、52のスイッチ動作によらず遮断するとともに、バッテリスタック45の電流経路を、開放素子22を介した充放電電流回路33から、短絡素子21を介した放電経路32に切り替えるように制御する。   The switch element 26 is configured by, for example, an FET, and when the voltage value of the battery cells 41 to 44 exceeds a predetermined overcharge state by a detection signal output from the detection circuit 46, the first switching circuit 30 The charge / discharge current circuit 33 of the battery stack 45 is shut off regardless of the switching operation of the current control elements 51 and 52, and the current path of the battery stack 45 is connected to the charge / discharge current circuit 33 via the open element 22. To the discharge path 32 via the short-circuit element 21.

具体的に、バッテリパック40は、検出回路46によってバッテリセル41〜44のいずれかに異常電圧が検出された場合、スイッチ素子26に切替信号を出力する。スイッチ素子26は、開放素子22の第2の発熱体11へ通電するように、バッテリスタック45の電流を制御する。これにより、第1の切替回路30は、開放側可溶導体12が溶断し、バッテリスタック45の充放電電流経路33を遮断する。さらに、第1の切替回路30は、第1の発熱体2が通電され、短絡側可溶導体2が溶断することにより、第1、第2の電極5,6が短絡し、バッテリスタック45の電流経路を保護抵抗31が設けられた放電回路32側に切り替える。   Specifically, the battery pack 40 outputs a switching signal to the switch element 26 when the detection circuit 46 detects an abnormal voltage in any of the battery cells 41 to 44. The switch element 26 controls the current of the battery stack 45 so as to energize the second heating element 11 of the open element 22. As a result, in the first switching circuit 30, the open-side soluble conductor 12 is melted and the charge / discharge current path 33 of the battery stack 45 is cut off. Further, in the first switching circuit 30, when the first heating element 2 is energized and the short-circuitable soluble conductor 2 is melted, the first and second electrodes 5 and 6 are short-circuited. The current path is switched to the discharge circuit 32 side where the protective resistor 31 is provided.

このように、第1の切替回路30が組み込まれたバッテリパック40は、異常を起こしたバッテリスタック45の充放電電流回路33を遮断するとともに、バッテリ容量分の大きな電気エネルギーが蓄えられたバッテリスタック45の電流経路を、保護抵抗31が設けられた放電回路32に切り替える。したがって、バッテリパック40は、使用を停止した後に、内部のバッテリセル41〜44が安全な電圧に降下するまで放電させることができる。   As described above, the battery pack 40 in which the first switching circuit 30 is incorporated shuts off the charge / discharge current circuit 33 of the battery stack 45 in which an abnormality has occurred, and stores a large amount of electric energy corresponding to the battery capacity. The 45 current paths are switched to the discharge circuit 32 provided with the protective resistor 31. Therefore, after stopping use, the battery pack 40 can be discharged until the internal battery cells 41 to 44 drop to a safe voltage.

[保護素子内蔵]
なお、第1の切替回路30は、図8に示すように、放電回路32上に保護抵抗31を設ける他、図9に示すように、短絡回路1に保護抵抗31を内蔵してもよい。この場合、図10に示すように、バッテリパック40の放電回路32には保護抵抗32を設ける必要がない。
[Built-in protection element]
The first switching circuit 30 may include a protective resistor 31 on the discharge circuit 32 as shown in FIG. 8, or may incorporate the protective resistor 31 in the short circuit 1 as shown in FIG. 9. In this case, it is not necessary to provide the protective resistor 32 in the discharge circuit 32 of the battery pack 40 as shown in FIG.

[第2の切替回路]
次いで、第2の切替回路60について説明する。なお、以下の説明において、上述した第1の切替回路30と同じ構成については同一の符号を付してその詳細を省略する。第2の切替回路60は、図11に示すように、短絡回路1を構成し、電源回路25及び切替後に通電する第1の外部回路23に接続された短絡素子21と、開放回路10を構成し、電源回路25及び切替前に通電する第2の外部回路24に接続された開放素子22とを備える。
[Second switching circuit]
Next, the second switching circuit 60 will be described. In the following description, the same components as those of the first switching circuit 30 described above are denoted by the same reference numerals, and details thereof are omitted. As shown in FIG. 11, the second switching circuit 60 constitutes the short circuit 1, and constitutes the open circuit 10 and the short circuit element 21 connected to the power circuit 25 and the first external circuit 23 that is energized after switching. And an open element 22 connected to a power supply circuit 25 and a second external circuit 24 that is energized before switching.

第2の切替回路60においては、短絡素子21が第1のスイッチ素子61と接続され、開放素子22が第2のスイッチ素子62と接続されている。短絡素子21は、切替信号を受けた第1のスイッチ素子61によって、第1の発熱体2へ給電される。また、開放素子22は、切替信号を受けた第2のスイッチ素子62によって、第2の発熱体11へ給電される。したがって、第2の切替回路60によれば、第1、第2のスイッチ素子61,62への切替信号の出力順序に応じて、短絡素子21による短絡と開放素子22による開放の順序を変えることができる。   In the second switching circuit 60, the short-circuit element 21 is connected to the first switch element 61, and the open element 22 is connected to the second switch element 62. The short-circuit element 21 is fed with power to the first heating element 2 by the first switch element 61 that has received the switching signal. The open element 22 is supplied with power to the second heating element 11 by the second switch element 62 that has received the switching signal. Therefore, according to the second switching circuit 60, the order of the short circuit by the short circuit element 21 and the open circuit by the open element 22 is changed in accordance with the output order of the switching signals to the first and second switch elements 61 and 62. Can do.

具体的に、第2の切替回路60は、図12に示す回路構成を有する。短絡回路1は、第1の発熱体2と、短絡側可溶導体3と、スイッチ4とを備え、第1の発熱体2の発熱した熱により短絡側可溶導体3を溶断させ、溶融導体によってスイッチ4を短絡させる。第2の切替回路60において、短絡回路1は、第1の発熱体2が第1の発熱体電極7を介して第1のスイッチ素子61と接続されている他は、第1の切替回路30と同じ構成である。   Specifically, the second switching circuit 60 has a circuit configuration shown in FIG. The short circuit 1 includes a first heating element 2, a short circuit side soluble conductor 3, and a switch 4. The short circuit side soluble conductor 3 is melted by the heat generated by the first heating element 2, and the molten conductor To short the switch 4. In the second switching circuit 60, the short circuit 1 is the same as the first switching circuit 30 except that the first heating element 2 is connected to the first switch element 61 via the first heating element electrode 7. It is the same composition as.

また、開放回路10は、第2の発熱体11と、開放側可溶導体12とを備え、第2の発熱体11の発熱した熱により開放側可溶導体12を溶断させる。第2の切替回路60において、開放回路10は、第2の発熱体11が、第2の発熱体電極15を介して第2のスイッチ素子62と接続されている他は、第1の切替回路30と同じ構成である。   The open circuit 10 includes a second heating element 11 and an open-side soluble conductor 12, and the open-side soluble conductor 12 is blown by the heat generated by the second heating element 11. In the second switching circuit 60, the open circuit 10 is the same as the first switching circuit except that the second heating element 11 is connected to the second switch element 62 via the second heating element electrode 15. 30.

なお、図12(A)に示す第2の切替回路60において、開放側可溶導体12は、一端を第3の電極13を介して電源回路25と接続され他端を第2の発熱体11と接続されている第1の開放側可溶導体12aと、一端を第4の電極14を介して第2の外部回路24と接続され他端を第2の発熱体11と接続されている第2の開放側可溶導体12bとを有する。   In the second switching circuit 60 shown in FIG. 12A, the open-side soluble conductor 12 has one end connected to the power supply circuit 25 via the third electrode 13 and the other end connected to the second heating element 11. The first open-side soluble conductor 12a connected to the second external circuit 24 via the fourth electrode 14, and the other end connected to the second heating element 11 via the fourth electrode 14. 2 open-side soluble conductors 12b.

また、切替回路60においても、開放回路10は、図12(B)に示すように、第1の開放側可溶導体12aのみで構成してもよい。この場合、第1の開放側可溶導体12aは、一端が第3の電極13を介して電源回路25と接続され、他端が第2の発熱体11及び第4の電極14を介して第2の外部回路24と接続される。   Also in the switching circuit 60, the open circuit 10 may be configured by only the first open-side soluble conductor 12a as shown in FIG. In this case, one end of the first open-side soluble conductor 12a is connected to the power supply circuit 25 via the third electrode 13, and the other end is connected to the second heating element 11 and the fourth electrode 14 via the third electrode 13. 2 external circuits 24.

[第2の切替回路の動作]
このような構成を有する第2の切替回路60は、初期状態においては、図12に示すように、電源回路25から開放回路10を介して第2の外部回路24に至る電流経路を構成する。このとき、短絡回路1は、第1のスイッチ素子61によって第1の発熱体2への給電が規制され、スイッチ4はオフとされている。また、開放回路10は、第2のスイッチ素子62によって第2の発熱体11への給電が規制されている。
[Operation of the second switching circuit]
In the initial state, the second switching circuit 60 having such a configuration forms a current path from the power supply circuit 25 to the second external circuit 24 via the open circuit 10 as shown in FIG. At this time, in the short circuit 1, power supply to the first heating element 2 is restricted by the first switch element 61, and the switch 4 is turned off. In the open circuit 10, power supply to the second heating element 11 is restricted by the second switch element 62.

電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替える必要が生じると、先ず第2のスイッチ素子62に切替信号が出力される。第2のスイッチ素子62は、切替信号を受けると、第2の発熱体11に給電するように、電流を制御する。これにより、第2の切替回路60は、開放回路10の第2の発熱体11が通電、発熱し、開放側可溶導体12が溶断する。したがって、電源回路25から第2の外部回路24へ至る電流経路が遮断される。   When it is necessary to switch the current path of the power supply circuit 25 from the second external circuit 24 to the first external circuit 23, a switching signal is first output to the second switch element 62. When receiving the switching signal, the second switch element 62 controls the current so as to supply power to the second heating element 11. As a result, in the second switching circuit 60, the second heating element 11 of the open circuit 10 is energized and generates heat, and the open-side soluble conductor 12 is fused. Therefore, the current path from the power supply circuit 25 to the second external circuit 24 is interrupted.

次いで、第2の切替回路60は、第1のスイッチ素子61に切替信号が出力される。第1のスイッチ素子61は、切替信号を受けると、第1の発熱体2に給電するように、電流を制御する。これにより、第2の切替回路60は、短絡回路1の第1の発熱体2が通電、発熱し、短絡側可溶導体3が溶断するとともに、この溶融導体により第1、第2の電極5,6間が短絡、すなわちスイッチ4がオンとなり、電源回路25から第1の外部回路23へ至る電流経路が構築される。   Next, the second switching circuit 60 outputs a switching signal to the first switch element 61. Upon receiving the switching signal, the first switch element 61 controls the current so as to supply power to the first heating element 2. As a result, the second switching circuit 60 is configured such that the first heating element 2 of the short circuit 1 is energized and generates heat, the short-circuitable soluble conductor 3 is melted, and the first and second electrodes 5 are melted by the molten conductor. , 6 are short-circuited, that is, the switch 4 is turned on, and a current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 is constructed.

また、第2の切替回路60は、電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替える必要が生じたとき、先ず第1のスイッチ素子61に切替信号を出力し、電源回路25から第1の外部回路23に至る電流経路を構築した後に、第2のスイッチ素子62に切替信号を出力し、第2の外部回路24へ至る電流経路を遮断するようにしてもよい。これにより、電源回路25の電力が途切れることなく、第2の外部回路24から第1の外部回路23へと電流経路を切り替えることができる。   The second switching circuit 60 first outputs a switching signal to the first switch element 61 when it becomes necessary to switch the current path of the power supply circuit 25 from the second external circuit 24 to the first external circuit 23. Then, after a current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 is constructed, a switching signal is output to the second switch element 62 so that the current path to the second external circuit 24 is cut off. Also good. As a result, the current path can be switched from the second external circuit 24 to the first external circuit 23 without the power of the power supply circuit 25 being interrupted.

なお、第2の発熱体11は、開放側可溶導体12が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。また第1の発熱体2は、短絡側可溶導体3が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。   Note that the heat generation of the second heating element 11 is stopped because the open-side soluble conductor 12 is melted to cut off the power supply path. Further, the first heating element 2 stops the heat generation because the power supply path is cut off when the short-circuitable soluble conductor 3 is melted.

このように、第2の切替回路60によれば、第1、第2のスイッチ素子61,62を動作させることによって、第3、第4の電極13,14を経て第1の外部回路24へ至る電流経路を遮断するとともに、電源回路25から、第1の電極5、スイッチ4、第2の電極6を経て第1の外部回路23へ至る電流経路が構築され、電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替えることができる。   As described above, according to the second switching circuit 60, the first and second switch elements 61 and 62 are operated to pass through the third and fourth electrodes 13 and 14 to the first external circuit 24. A current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 via the first electrode 5, the switch 4, and the second electrode 6 is constructed. Switching from the second external circuit 24 to the first external circuit 23 can be performed.

このとき、第2の切替回路60においても、第3、第4の電極13,14間の遮断、及び第1、第2の電極5,6間の短絡を、短絡側可溶導体3、開放側可溶導体12を溶融させることにより不可逆的に行う。したがって、ソフトウェア等により電子的に切り替える場合に比べて、誤動作による切替不良の改善を図ることができ、またクラッキング等による不正な切替に対する脆弱性を改善することができる。   At this time, also in the second switching circuit 60, the short circuit between the third and fourth electrodes 13 and 14 and the short circuit between the first and second electrodes 5 and 6 are opened. This is performed irreversibly by melting the side soluble conductor 12. Therefore, it is possible to improve the switching failure due to malfunction and to improve the vulnerability to unauthorized switching due to cracking or the like, compared with the case of electronic switching by software or the like.

また、第2の切替回路60によれば、第1、第2のスイッチ素子61,62への切替信号の出力順序に応じて、短絡素子21による短絡と開放素子22による開放の順序を変えることができる。   Further, according to the second switching circuit 60, the order of the short circuit by the short circuit element 21 and the open circuit by the open element 22 is changed according to the output order of the switching signals to the first and second switch elements 61 and 62. Can do.

[第2の切替回路の実装例]
このような第2の切替回路60は、図13に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック40内の回路に組み込まれて用いられる。この場合、検出回路46から第2のスイッチ素子62、及び第1のスイッチ素子61へ、順次、切替信号が出力されることにより、先ず、開放素子22による充放電電流回路33の遮断が行われ、次いで、短絡素子21による放電回路32の短絡が行われる。
[Example of mounting the second switching circuit]
Such a second switching circuit 60 is used by being incorporated in a circuit in a battery pack 40 of a lithium ion secondary battery, for example, as shown in FIG. In this case, the switching signal is sequentially output from the detection circuit 46 to the second switch element 62 and the first switch element 61, so that the charge / discharge current circuit 33 is first interrupted by the open element 22. Subsequently, the discharge circuit 32 is short-circuited by the short-circuit element 21.

すなわち、バッテリパック40は、検出回路46によってバッテリセル41〜44のいずれかに異常電圧が検出された場合、先ず第2のスイッチ素子62に切替信号を出力する。第2のスイッチ素子62は、開放素子22の第2の発熱体11へ通電するように、バッテリスタック45の電流を制御する。これにより、第2の切替回路60は、開放側可溶導体12が溶断し、バッテリスタック45の充放電電流経路33を遮断する。充放電電流経路33の遮断が検知されると、次いで、検出回路46は、第1のスイッチ素子61に切替信号を出力する。第1のスイッチ素子61は、短絡素子21の第1の発熱体2へ通電するように、バッテリスタック45の電流を制御する。これにより、第1の発熱体2が通電され、短絡側可溶導体2が溶断することにより、第1、第2の電極5,6が短絡し、バッテリスタック45の電流経路を保護抵抗31が設けられた放電回路32側に切り替える。   That is, when an abnormal voltage is detected in any of the battery cells 41 to 44 by the detection circuit 46, the battery pack 40 first outputs a switching signal to the second switch element 62. The second switch element 62 controls the current of the battery stack 45 so as to energize the second heating element 11 of the open element 22. Accordingly, in the second switching circuit 60, the open-side soluble conductor 12 is melted, and the charge / discharge current path 33 of the battery stack 45 is cut off. When the interruption of the charge / discharge current path 33 is detected, the detection circuit 46 then outputs a switching signal to the first switch element 61. The first switch element 61 controls the current of the battery stack 45 so as to energize the first heating element 2 of the short-circuit element 21. As a result, the first heating element 2 is energized, and the short-circuitable soluble conductor 2 is blown, whereby the first and second electrodes 5 and 6 are short-circuited, and the protection resistor 31 connects the current path of the battery stack 45. Switch to the provided discharge circuit 32 side.

このように、第2の切替回路60が組み込まれたバッテリパック40は、異常を起こしたバッテリスタック45の充放電電流回路33を遮断するとともに、バッテリ容量分の大きな電気エネルギーが蓄えられたバッテリスタック45の電流経路を、保護抵抗が設けられた放電回路32に切り替える。したがって、バッテリパック40は、使用を停止した後に、内部のバッテリセルが安全な電圧に降下するまで放電させることができる。   As described above, the battery pack 40 in which the second switching circuit 60 is incorporated cuts off the charge / discharge current circuit 33 of the battery stack 45 in which an abnormality has occurred, and stores a large amount of electric energy corresponding to the battery capacity. The 45 current paths are switched to the discharge circuit 32 provided with a protective resistor. Therefore, after stopping use, the battery pack 40 can be discharged until the internal battery cell drops to a safe voltage.

[保護素子内蔵]
なお、第2の切替回路60においても、図13に示すように、放電回路32上に保護抵抗31を設ける他、図14に示すように、短絡回路1に保護抵抗31を内蔵してもよい。この場合、図15に示すように、バッテリパック40の放電回路32には保護抵抗32を設ける必要がない。
[Built-in protection element]
Also in the second switching circuit 60, as shown in FIG. 13, in addition to providing the protective resistor 31 on the discharge circuit 32, the short circuit 1 may incorporate the protective resistor 31 as shown in FIG. . In this case, as shown in FIG. 15, it is not necessary to provide the protective resistor 32 in the discharge circuit 32 of the battery pack 40.

[第3の切替回路]
次いで、第3の切替回路70について説明する。第3の切替回路70は、図16に示すように、上述した短絡回路1と同機能を有する短絡部71と、上述した開放回路10と同機能を有する開放部72とが一体に形成されている。
[Third switching circuit]
Next, the third switching circuit 70 will be described. As shown in FIG. 16, the third switching circuit 70 is formed by integrally forming a short circuit portion 71 having the same function as the short circuit 1 described above and an open portion 72 having the same function as the open circuit 10 described above. Yes.

短絡部71は、第1の発熱体2と、一端が第1の発熱体2と接続され、他端が第1の外部回路23と接続された短絡側可溶導体3と、一端が短絡側可溶導体3と接続されるとともに第1の外部回路23と接続され、他端が電源回路25と接続されたスイッチ4とを備える。   The short-circuit portion 71 includes the first heat generating element 2, one end connected to the first heat generating element 2, and the other end connected to the first external circuit 23, and one end connected to the short-circuit side. The switch 4 is connected to the fusible conductor 3 and to the first external circuit 23, and the other end is connected to the power supply circuit 25.

開放部72は、第2の発熱体11と、第2の発熱体11と接続されるとともに一端がスイッチ4の他端及び電源回路25と接続され、他端が第2の外部回路24と接続された開放側可溶導体12とを備える。   The open section 72 is connected to the second heating element 11 and the second heating element 11, and one end is connected to the other end of the switch 4 and the power supply circuit 25, and the other end is connected to the second external circuit 24. Open-side fusible conductor 12.

短絡部71は、第1の発熱体2が、第1の発熱体電極7を介して第1のスイッチ素子61と接続される。また、短絡部71は、スイッチ4が、第1の電極5を介して第1の外部回路23と接続され、第2の電極6を介して電源回路25と接続されている。なお、第2の電極6は、開放部72に設けられた開放側可溶導体12の一端側とも接続されている。   In the short-circuit portion 71, the first heating element 2 is connected to the first switch element 61 via the first heating element electrode 7. In the short circuit portion 71, the switch 4 is connected to the first external circuit 23 via the first electrode 5, and is connected to the power supply circuit 25 via the second electrode 6. The second electrode 6 is also connected to one end side of the open-side soluble conductor 12 provided in the open portion 72.

開放部72は、第2の発熱体11が、第2の発熱体電極15を介して第2のスイッチ素子62と接続される。また、開放部72は、開放側可溶導体12が、第4の電極14を介して第2の外部回路24と接続され、第2の電極6を介して電源回路25と接続されている。図16(A)に示す第3の切替回路70において、開放側可溶導体12は、一端を第4の電極14を介して第2の外部回路24と接続され他端を第2の発熱体11と接続されている第1の開放側可溶導体12aと、一端を第2の電極6を介して電源回路25と接続され他端を第2の発熱体11と接続されている第2の開放側可溶導体12bとを有する。   In the opening portion 72, the second heating element 11 is connected to the second switch element 62 via the second heating element electrode 15. The open portion 72 has the open-side soluble conductor 12 connected to the second external circuit 24 via the fourth electrode 14 and to the power supply circuit 25 via the second electrode 6. In the third switching circuit 70 shown in FIG. 16A, the open-side soluble conductor 12 has one end connected to the second external circuit 24 via the fourth electrode 14 and the other end to the second heating element. 11 is connected to the power circuit 25 through the second electrode 6 and the other end is connected to the second heating element 11. And an open-side soluble conductor 12b.

なお、開放部72は、図16(B)に示すように、第1の開放側可溶導体12aのみで構成してもよい。この場合、第1の開放側可溶導体12aは、一端が第2の電極6を介して電源回路25と接続され、他端が第2の発熱体11と、第4の電極14を介して第2の外部回路24とに接続される。   In addition, you may comprise the open part 72 only with the 1st open | release side soluble conductor 12a, as shown to FIG. 16 (B). In this case, one end of the first open-side soluble conductor 12a is connected to the power supply circuit 25 via the second electrode 6, and the other end is connected to the second heating element 11 and the fourth electrode 14. Connected to the second external circuit 24.

[第3の切替回路の動作]
このような構成を有する第3の切替回路70は、初期状態においては、図16に示すように、電源回路25から開放部72を介して第2の外部回路24に至る電流経路を構成する。
このとき、短絡部71は、第1のスイッチ素子61によって第1の発熱体2への給電が規制され、スイッチ4はオフとされている。また、開放部72は、第2のスイッチ素子62によって第2の発熱体11への給電が規制されている。
[Operation of the third switching circuit]
In the initial state, the third switching circuit 70 having such a configuration forms a current path from the power supply circuit 25 to the second external circuit 24 through the open section 72 as shown in FIG.
At this time, in the short-circuit portion 71, the power supply to the first heating element 2 is restricted by the first switch element 61, and the switch 4 is turned off. In addition, the power supply to the second heating element 11 is regulated in the open portion 72 by the second switch element 62.

電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替える必要が生じると、先ず第2のスイッチ素子62に切替信号が出力される。第2のスイッチ素子62は、切替信号を受けると、第2の発熱体11に給電するように、電流を制御する。これにより、第3の切替回路70は、開放部72の第2の発熱体11が通電、発熱し、開放側可溶導体12が溶断する。したがって、電源回路25から第2の外部回路24へ至る電流経路が遮断される。   When it is necessary to switch the current path of the power supply circuit 25 from the second external circuit 24 to the first external circuit 23, a switching signal is first output to the second switch element 62. When receiving the switching signal, the second switch element 62 controls the current so as to supply power to the second heating element 11. Thereby, as for the 3rd switching circuit 70, the 2nd heat generating body 11 of the open part 72 energizes and heats, and the open side soluble conductor 12 melts. Therefore, the current path from the power supply circuit 25 to the second external circuit 24 is interrupted.

次いで、第3の切替回路70は、第1のスイッチ素子61に切替信号が出力される。第1のスイッチ素子61は、切替信号を受けると、第1の発熱体2に給電するように、電流を制御する。これにより、第3の切替回路70は、短絡部71の第1の発熱体2が通電、発熱し、短絡側可溶導体3が溶断するとともに、この溶融導体により第1、第2の電極5,6間が短絡、すなわちスイッチ4がオンとなり、電源回路25から第1の外部回路23へ至る電流経路が構築される。   Next, the third switching circuit 70 outputs a switching signal to the first switch element 61. Upon receiving the switching signal, the first switch element 61 controls the current so as to supply power to the first heating element 2. As a result, in the third switching circuit 70, the first heating element 2 of the short-circuit portion 71 is energized and generates heat, and the short-circuitable soluble conductor 3 is fused, and the first and second electrodes 5 are melted by this molten conductor. , 6 are short-circuited, that is, the switch 4 is turned on, and a current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 is constructed.

また、第3の切替回路70は、電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替える必要が生じたとき、先ず第1のスイッチ素子61に切替信号を出力し、電源回路25から第1の外部回路23に至る電流経路を構築した後に、第2のスイッチ素子62に切替信号を出力し、第2の外部回路24へ至る電流経路を遮断するようにしてもよい。これにより、電源回路25の電力が途切れることなく、第2の外部回路24から第1の外部回路23へと電流経路を切り替えることができる。   The third switching circuit 70 first outputs a switching signal to the first switch element 61 when it is necessary to switch the current path of the power supply circuit 25 from the second external circuit 24 to the first external circuit 23. Then, after a current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 is constructed, a switching signal is output to the second switch element 62 so that the current path to the second external circuit 24 is cut off. Also good. As a result, the current path can be switched from the second external circuit 24 to the first external circuit 23 without the power of the power supply circuit 25 being interrupted.

なお、第2の発熱体11は、開放側可溶導体12が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。また第1の発熱体2は、短絡側可溶導体3が溶断することにより給電経路が遮断されるため発熱が停止される。   Note that the heat generation of the second heating element 11 is stopped because the open-side soluble conductor 12 is melted to cut off the power supply path. Further, the first heating element 2 stops the heat generation because the power supply path is cut off when the short-circuitable soluble conductor 3 is melted.

このように、第3の切替回路70によれば、第1、第2のスイッチ素子61,62を動作させることによって、第2、第4の電極6,14を経て第1の外部回路24へ至る電流経路を遮断するとともに、電源回路25から、第2の電極6、スイッチ4、第1の電極5を経て第1の外部回路23へ至る電流経路が構築され、電源回路25の電流経路を第2の外部回路24から第1の外部回路23へ切り替えることができる。   As described above, according to the third switching circuit 70, the first and second switch elements 61 and 62 are operated to pass through the second and fourth electrodes 6 and 14 to the first external circuit 24. A current path from the power supply circuit 25 to the first external circuit 23 via the second electrode 6, the switch 4, and the first electrode 5 is constructed. Switching from the second external circuit 24 to the first external circuit 23 can be performed.

このとき、第3の切替回路70においても、第2、第4の電極6,14間の遮断、及び第1、第2の電極5,6間の短絡を、短絡側可溶導体3、開放側可溶導体12を溶融させることにより不可逆的に行う。したがって、ソフトウェア等により電子的に切り替える場合に比べて、誤動作による切替不良の改善を図ることができ、またクラッキング等による不正な切替に対する脆弱性を改善することができる。   At this time, in the third switching circuit 70 as well, the short circuit between the second and fourth electrodes 6 and 14 and the short circuit between the first and second electrodes 5 and 6 are opened. This is performed irreversibly by melting the side soluble conductor 12. Therefore, it is possible to improve the switching failure due to malfunction and to improve the vulnerability to unauthorized switching due to cracking or the like, compared with the case of electronic switching by software or the like.

また、第3の切替回路70によれば、第1、第2のスイッチ素子61,62への切替信号の出力順序に応じて、短絡素子21による短絡と開放素子22による開放の順序を変えることができる。   Further, according to the third switching circuit 70, the order of the short circuit by the short circuit element 21 and the open circuit by the open element 22 is changed in accordance with the output order of the switching signals to the first and second switch elements 61 and 62. Can do.

[第3の切替回路の実装例]
このような第3の切替回路70は、図17に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック40内の回路に組み込まれて用いられる。この場合、第1のスイッチ素子61は、切替回路70の第1の発熱体電極7とバッテリスタック45の+側端子との間を接続している。また、第2のスイッチ素子62は、切替回路70の第2の発熱体電極15とバッテリスタック45の−側端子との間を接続している。また、切替回路70は、バッテリスタック45の−側端子と接続される第1の電極5は−電位とされ、バッテリスタック45の+側端子と接続される第2の電極6は+電位とされ、第1のスイッチ素子61と接続される第1の発熱体電極7は+電位とされる。また、切替回路70は、充放電電流回路33と接続される第4の電極14は+電位とされ、第2のスイッチ素子62と接続される第2の発熱体電極15は−電位とされる。
[Example of mounting the third switching circuit]
As shown in FIG. 17, such a third switching circuit 70 is used by being incorporated in a circuit in a battery pack 40 of a lithium ion secondary battery, for example. In this case, the first switch element 61 connects between the first heating element electrode 7 of the switching circuit 70 and the + side terminal of the battery stack 45. The second switch element 62 connects the second heating element electrode 15 of the switching circuit 70 and the negative terminal of the battery stack 45. In the switching circuit 70, the first electrode 5 connected to the negative terminal of the battery stack 45 has a negative potential, and the second electrode 6 connected to the positive terminal of the battery stack 45 has a positive potential. The first heating element electrode 7 connected to the first switch element 61 is set to a positive potential. In the switching circuit 70, the fourth electrode 14 connected to the charge / discharge current circuit 33 is set to a positive potential, and the second heating element electrode 15 connected to the second switch element 62 is set to a negative potential. .

バッテリパック40は、バッテリセル41〜44のいずれかに電圧異常が検出されると、検出回路46から第2のスイッチ素子62、及び第1のスイッチ素子61へ、順次、切替信号が出力されることにより、先ず、開放部72による充放電電流回路33の遮断が行われ、次いで、短絡部71による放電回路32の短絡が行われる。   In the battery pack 40, when a voltage abnormality is detected in any of the battery cells 41 to 44, a switching signal is sequentially output from the detection circuit 46 to the second switch element 62 and the first switch element 61. Thus, the charging / discharging current circuit 33 is first interrupted by the open portion 72, and then the discharging circuit 32 is short-circuited by the short-circuit portion 71.

すなわち、バッテリパック40は、検出回路46によってバッテリセル41〜44のいずれかに異常電圧が検出された場合、先ず第2のスイッチ素子62に切替信号を出力する。第2のスイッチ素子62は、開放部72の第2の発熱体11へ通電するように、バッテリスタック45の電流を制御する。これにより、第3の切替回路70は、開放側可溶導体12が溶断し、バッテリスタック45の充放電電流経路33を遮断する。充放電電流経路33の遮断が検知されると、次いで、検出回路46は、第1のスイッチ素子61に切替信号を出力する。第1のスイッチ素子61は、短絡部71の第1の発熱体2へ通電するように、バッテリスタック45の電流を制御する。これにより、第1の発熱体2が通電され、短絡側可溶導体2が溶断することにより、第1、第2の電極5,6が短絡し、バッテリスタック45の電流経路を保護抵抗31が設けられた放電回路32側に切り替える。   That is, when an abnormal voltage is detected in any of the battery cells 41 to 44 by the detection circuit 46, the battery pack 40 first outputs a switching signal to the second switch element 62. The second switch element 62 controls the current of the battery stack 45 so that the second heating element 11 of the open part 72 is energized. Accordingly, in the third switching circuit 70, the open-side soluble conductor 12 is melted, and the charge / discharge current path 33 of the battery stack 45 is cut off. When the interruption of the charge / discharge current path 33 is detected, the detection circuit 46 then outputs a switching signal to the first switch element 61. The first switch element 61 controls the current of the battery stack 45 so that the first heating element 2 of the short circuit portion 71 is energized. As a result, the first heating element 2 is energized, and the short-circuitable soluble conductor 2 is blown, whereby the first and second electrodes 5 and 6 are short-circuited, and the protection resistor 31 connects the current path of the battery stack 45. Switch to the provided discharge circuit 32 side.

このように、第3の切替回路70が組み込まれたバッテリパック40は、異常を起こしたバッテリスタック45の充放電電流回路33を遮断するとともに、バッテリ容量分の大きな電気エネルギーが蓄えられたバッテリスタック45の電流経路を、保護抵抗が設けられた放電回路32に切り替える。したがって、バッテリパック40は、使用を停止した後に、内部のバッテリセルが安全な電圧に降下するまで放電させることができる。   Thus, the battery pack 40 incorporating the third switching circuit 70 shuts off the charging / discharging current circuit 33 of the battery stack 45 in which an abnormality has occurred, and stores a large amount of electric energy corresponding to the battery capacity. The 45 current paths are switched to the discharge circuit 32 provided with a protective resistor. Therefore, after stopping use, the battery pack 40 can be discharged until the internal battery cell drops to a safe voltage.

[保護素子内蔵]
なお、第3の切替回路70においても、図17に示すように、放電回路32上に保護抵抗31を設ける他、図18に示すように、短絡部71に保護抵抗31を内蔵してもよい。この場合、図19に示すように、バッテリパック40の放電回路32には保護抵抗32を設ける必要がない。
[Built-in protection element]
Also in the third switching circuit 70, as shown in FIG. 17, in addition to providing the protective resistor 31 on the discharge circuit 32, the protective resistor 31 may be built in the short circuit portion 71 as shown in FIG. . In this case, as shown in FIG. 19, it is not necessary to provide the protective resistor 32 in the discharge circuit 32 of the battery pack 40.

[産業上の利用可能性]
本発明によれば、第1の外部回路23を、発光回路、発音回路、電気信号発生を伴う回路等とすることで、開放回路10あるいは開放部72が動作した状態を外部にアラームとして知らしめる警報機能付き開放回路に応用することもできる。
[Industrial applicability]
According to the present invention, the first external circuit 23 is a light emitting circuit, a sound generation circuit, a circuit accompanied by an electric signal generation, or the like, so that the state where the open circuit 10 or the open part 72 is operated is notified to the outside as an alarm. It can also be applied to an open circuit with an alarm function.

また、本発明によれば、各種デバイスやソフトウェアのアクティベーション用の回路としても応用することができる。例えば、第1の外部回路23を各種デバイスやソフトウェアの機能回路とし、第2の外部回路24を当該機能の一部が制限された回路として構成し、初期設定では、機能が制限された第2の外部回路24が接続されている。ユーザがライセンス契約手続きを行い、当該デバイスのアクティベーションを行う場合、デバイスの機能回路である第1の外部回路23に切り替えられる。   Further, according to the present invention, it can be applied as a circuit for activation of various devices and software. For example, the first external circuit 23 is configured as a functional circuit of various devices and software, and the second external circuit 24 is configured as a circuit in which a part of the function is limited. The external circuit 24 is connected. When the user performs a license contract procedure and activates the device, the user is switched to the first external circuit 23 that is a functional circuit of the device.

また、本発明によれば、データベースの情報を保護する情報セキュリティ回路として応用することができる。例えば、第2の外部回路24をデータベースと接続された機能回路とし、第1の外部回路23を当該データベースから切り離された回路として構成し、初期設定では、第2の外部回路24を介してデータベースにアクセス可能とされている。ハッキングやクラッキングを検知した場合、データベース内の情報を保護するために、データベースと切り離された第1の外部回路23に切り替えられる。   The present invention can also be applied as an information security circuit for protecting database information. For example, the second external circuit 24 is configured as a functional circuit connected to a database, and the first external circuit 23 is configured as a circuit separated from the database. In the initial setting, the database is connected via the second external circuit 24. Is accessible. When hacking or cracking is detected, the first external circuit 23 separated from the database is switched to protect the information in the database.

本発明では、機能回路への切り替えを短絡側可溶導体3及び開放側可溶導体12の溶断によりを行うことから、物理的、不可逆的に機能の切り替えを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって電子的に回路を切り替える場合と異なり、誤動作による切替不良に対する改善を図り、あるいはハッキング、クラッキング等による不正な切り替えに対する脆弱性を改善することができる。   In the present invention, since the switching to the functional circuit is performed by fusing the short-circuitable soluble conductor 3 and the open-side soluble conductor 12, the function switching can be controlled physically and irreversibly. Therefore, unlike the case where the circuit is switched electronically by software, it is possible to improve the switching failure due to malfunction or to improve the vulnerability to unauthorized switching due to hacking, cracking or the like.

1 短絡回路、2 第1の発熱体、3 短絡側可溶導体、4 スイッチ、5 第1の電極、6 第2の電極、7 第1の発熱体電極、10 開放回路、11 第2の発熱体、12 開放側可溶導体、13 第3の電極、14 第4の電極、15 第2の発熱体電極、16 接続端電極、21 短絡素子、22 開放素子、23 第1の外部回路、24 第2の外部回路、25 電源回路、26 スイッチ素子、30 第1の切替回路、31 保護抵抗、32 放電回路、33 充放電電流回路、40 バッテリパック、41〜44 バッテリセル、45 バッテリスタック、46 検出回路、50 充放電制御回路、51 電流制御素子、52 電流制御素子、55 充電回路、60 第2の切替回路、61 第1のスイッチ素子、62 第2のスイッチ素子、70 第3の切替回路、71 短絡部、72 開放部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Short circuit, 2 1st heat generating body, 3 Short circuit side soluble conductor, 4 Switch, 5 1st electrode, 6 2nd electrode, 7 1st heat generating body electrode, 10 Open circuit, 11 2nd heat generation Body, 12 open-side soluble conductor, 13 third electrode, 14 fourth electrode, 15 second heating element electrode, 16 connection end electrode, 21 short-circuit element, 22 open element, 23 first external circuit, 24 2nd external circuit, 25 power supply circuit, 26 switch element, 30 1st switching circuit, 31 protection resistance, 32 discharge circuit, 33 charge / discharge current circuit, 40 battery pack, 41-44 battery cell, 45 battery stack, 46 Detection circuit, 50 charge / discharge control circuit, 51 current control element, 52 current control element, 55 charging circuit, 60 second switching circuit, 61 first switch element, 62 second switch element, 70 3 of the switching circuit, 71 short circuit portion 72 opening

Claims (20)

電流が流れることにより発熱する第1の発熱体と、一端が上記第1の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第1の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第1の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、
電流が流れることにより発熱する第2の発熱体と、上記第2の発熱体と接続されるとともに一端が第2の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第2の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、
上記第2の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第2の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させるスイッチ素子が接続され、
上記短絡回路の上記第1の発熱体の開放端と、上記開放回路の上記第2の発熱体と上記開放側可溶導体との接続端とを接続し、
上記スイッチ素子が動作することにより上記開放回路の上記第2の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第2の回路とが遮断され、
上記開放側可溶導体の溶断により、上記短絡回路の上記第1の発熱体が通電、発熱して上記短絡側可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第1の回路とが通電される切替回路。
A first heating element that generates heat when a current flows; a short-circuitable soluble conductor having one end connected to the first heating element and the other end connected to a main circuit; and one end connected to the short-circuiting soluble conductor is connected is connected to the main circuit, and a switch whose other end is connected to the first circuit, to blow the short side friendly溶導body by heat generated in the first heating element and the molten A short circuit that short-circuits the switch with a conductor ;
A second heating element that generates heat when current flows, and an open-side soluble conductor that is connected to the second heating element, has one end connected to the second circuit, and the other end connected to the main circuit An open circuit for fusing the open-side soluble conductor with the heat generated by the second heating element,
One end of the second heating element is connected to a switching element that receives a switching signal and supplies current from the main circuit to the second heating element.
Connecting the open end of the first heating element of the short circuit and the connection end of the second heating element and the open-side soluble conductor of the open circuit;
When the switch element operates, the second heating element of the open circuit is energized and generates heat, the open-side soluble conductor is melted, and the main circuit and the second circuit are cut off,
Due to the melting of the open-side soluble conductor, the first heating element of the short circuit is energized and generates heat, the short-side soluble conductor is melted, the switch is short-circuited, and the main circuit and the first Switching circuit that is energized with the circuit.
上記主たる回路は、バッテリスタックを有する電源系回路であり、
上記第1の回路は、上記バッテリスタックの電気を放電させる放電回路であり
上記第2の回路は、上記バッテリスタックの充放電電流回路であり、
上記開放回路によって上記電源系回路と上記充放電電流回路を遮断して上記バッテリスタックへの充電を停止し、上記短絡回路によって上記電源系回路と上記放電回路を短絡して上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーを放電させる請求項1記載の切替回路。
The main circuit is a power supply system circuit having a battery stack,
The first circuit is a discharge circuit that discharges electricity of the battery stack ,
The second circuit is a charge / discharge current circuit of the battery stack,
The open circuit cuts off the power supply system circuit and the charge / discharge current circuit to stop charging the battery stack, and the short circuit connects the power supply system circuit and the discharge circuit to accumulate in the battery stack. The switching circuit according to claim 1, wherein the electrical energy discharged is discharged.
上記短絡回路の上記スイッチの他端に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項2記載の切替回路。   The switching circuit according to claim 2, wherein a protective resistor is provided at the other end of the switch of the short circuit to discharge the electrical energy accumulated in the battery stack at a value equal to or lower than the upper limit discharge current of the battery cell. 上記放電回路は、上記バッテリスタックに蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が、上記短絡回路の上記スイッチの他端と接続されている請求項2記載の切替回路。   3. The switching according to claim 2, wherein the discharge circuit is connected to a second end of the switch of the short circuit in which a protective resistor for discharging the electric energy accumulated in the battery stack at a discharge current equal to or lower than an upper limit discharge current of the battery cell. circuit. 上記開放側可溶導体は、一端が上記主たる回路と接続され他端が上記第2の発熱体と接続された第1の開放側可溶導体と、一端が上記第2の回路と接続され他端が上記第2の発熱体と接続された第2の開放側可溶導体とを有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の切替回路。   The open side fusible conductor has one end connected to the main circuit and the other end connected to the second heating element, and one end connected to the second circuit and the other. 5. The switching circuit according to claim 1, further comprising a second open-side soluble conductor having an end connected to the second heating element. 電流が流れることにより発熱する第1の発熱体と、一端が上記第1の発熱体と接続され、他端が主たる回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記主たる回路と接続され、他端が第1の回路と接続されたスイッチとを備え、上記第1の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡回路と、
電流が流れることにより発熱する第2の発熱体と、上記第2の発熱体と接続されるとともに一端が第2の回路と接続され、他端が上記主たる回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第2の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放回路とを有し、
上記第1の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第1の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第1のスイッチ素子が接続され、
上記第2の発熱体の一端には、切替信号を受けて上記第2の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第2のスイッチ素子が接続され、
上記第2のスイッチ素子が動作することにより、上記開放回路の上記第2の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第2の回路とが遮断され、
上記第1のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡回路の上記第1の発熱体が通電、発熱して上記短絡側可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第1の回路とが通電される切替回路。
A first heating element that generates heat when a current flows; a short-circuitable soluble conductor having one end connected to the first heating element and the other end connected to a main circuit; and one end connected to the short-circuiting soluble conductor is connected is connected to the main circuit, and a switch whose other end is connected to the first circuit, to blow the short side friendly溶導body by heat generated in the first heating element and the molten A short circuit that short-circuits the switch with a conductor ;
A second heating element that generates heat when current flows, and an open-side soluble conductor that is connected to the second heating element, has one end connected to the second circuit, and the other end connected to the main circuit An open circuit for fusing the open-side soluble conductor with the heat generated by the second heating element,
One end of the first heating element is connected to a first switch element that receives a switching signal and energizes the first heating element from the main circuit,
One end of the second heating element is connected to a second switch element that receives a switching signal and energizes the second heating element from the main circuit,
When the second switch element operates, the second heating element of the open circuit is energized and generates heat, so that the open-side soluble conductor is blown, and the main circuit and the second circuit are cut off. And
When the first switch element operates, the first heating element of the short circuit is energized and generates heat, the short-circuitable soluble conductor is melted, the switch is short-circuited, and the main circuit and the above A switching circuit in which the first circuit is energized.
上記主たる回路は、バッテリスタックを有する電源系回路であり、
上記第1の回路は、上記バッテリスタックの電気を放電させる放電回路であり
上記第2の回路は、上記バッテリスタックの充放電電流回路であり、
上記第2のスイッチ素子を動作させ上記開放回路によって上記電源系回路と上記充放電電流回路を遮断して上記バッテリスタックへの充電を停止し、次いで上記第1のスイッチ素子を動作させ上記短絡回路によって上記電源系回路と上記放電回路を短絡して上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーを放電させる請求項6記載の切替回路。
The main circuit is a power supply system circuit having a battery stack,
The first circuit is a discharge circuit that discharges electricity of the battery stack ,
The second circuit is a charge / discharge current circuit of the battery stack,
The second switch element is operated, the power supply system circuit and the charge / discharge current circuit are shut off by the open circuit to stop charging the battery stack, and then the first switch element is operated to operate the short circuit The switching circuit according to claim 6, wherein the electric energy accumulated in the battery stack is discharged by short-circuiting the power supply system circuit and the discharge circuit.
上記短絡回路の上記スイッチの他端に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項7記載の切替回路。   The switching circuit according to claim 7, wherein a protective resistor is provided at the other end of the switch of the short-circuit circuit for discharging at or below the upper limit discharge current of the electric energy battery cell accumulated in the battery stack. 上記放電回路には、上記短絡回路の上記スイッチの他端との間に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項7記載の切替回路。   The discharge circuit is provided with a protective resistor between the other end of the switch of the short circuit and for discharging the electric energy accumulated in the battery stack at a value equal to or lower than the upper limit discharge current of the battery cell. Item 8. The switching circuit according to Item 7. 上記第1のスイッチ素子を動作させ上記短絡回路によって上記第1の回路を短絡し、次いで、上記第2のスイッチ素子を動作させ上記開放回路によって上記第2の回路を遮断する請求項6記載の切替回路。   7. The first switch element is operated to short-circuit the first circuit by the short circuit, and then the second switch element is operated to cut off the second circuit by the open circuit. Switching circuit. 上記第2のスイッチ素子を動作させ上記開放回路によって上記第2の回路を遮断し、次いで、上記第1のスイッチ素子を動作させ上記短絡回路によって上記第1の回路を短絡する請求項6記載の切替回路。   7. The second switch element is operated to shut off the second circuit by the open circuit, and then the first switch element is operated to short-circuit the first circuit by the short circuit. Switching circuit. 上記開放側可溶導体は、一端が上記主たる回路と接続され他端が上記第2の発熱体と接続された第1の開放側可溶導体と、一端が上記第2の回路と接続され他端が上記第2の発熱体と接続された第2の開放側可溶導体とを有する請求項6〜11のいずれか1項に記載の切替回路。   The open side fusible conductor has one end connected to the main circuit and the other end connected to the second heating element, and one end connected to the second circuit and the other. The switching circuit according to claim 6, further comprising a second open-side fusible conductor having an end connected to the second heating element. 電流が流れることにより発熱する第1の発熱体と、一端が上記第1の発熱体と接続され、他端が第1の回路と接続された短絡側可溶導体と、一端が上記短絡側可溶導体と接続されるとともに上記第1の回路と接続され、他端が主たる回路と接続されたスイッチとを備え、上記第1の発熱体の発熱した熱により上記短絡側可溶導体を溶断させ、溶融導体によって上記スイッチを短絡させる短絡部と、
電流が流れることにより発熱する第2の発熱体と、上記第2の発熱体と接続されるとともに一端が上記スイッチの他端及び上記主たる回路と接続され、他端が第2の回路と接続された開放側可溶導体とを備え、上記第2の発熱体の発熱した熱により上記開放側可溶導体を溶断させる開放部とを有し、
上記第1の発熱体は、切替信号を受けて上記第1の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第1のスイッチ素子と接続され、
上記第2の発熱体は、切替信号を受けて上記第2の発熱体に上記主たる回路から電流を通電させる第2のスイッチ素子と接続され、
上記第2のスイッチ素子が動作することにより、上記開放部の上記第2の発熱体が通電、発熱して上記開放側可溶導体が溶断し、上記主たる回路と上記第2の回路とが遮断され、
上記第1のスイッチ素子が動作することにより、上記短絡部の上記第1の発熱体が通電、発熱して上記短絡側可溶導体が溶融し、上記スイッチが短絡されて、上記主たる回路と上記第1の回路とが通電される切替回路。
A first heating element that generates heat when a current flows; a short-circuitable soluble conductor having one end connected to the first heating element and the other end connected to the first circuit; And a switch connected to the first circuit and having the other end connected to the main circuit, and the short-circuitable soluble conductor is blown by the heat generated by the first heating element. A short-circuit portion for short-circuiting the switch by a molten conductor ;
A second heating element that generates heat when a current flows and the second heating element are connected, and one end is connected to the other end of the switch and the main circuit, and the other end is connected to the second circuit. An open side soluble conductor, and an open part that melts the open side soluble conductor with heat generated by the second heating element,
The first heating element is connected to a first switch element that receives a switching signal and energizes the first heating element from the main circuit;
The second heating element is connected to a second switch element that receives a switching signal and energizes the second heating element from the main circuit,
When the second switch element operates, the second heating element of the open portion is energized and generates heat, so that the open-side soluble conductor is blown, and the main circuit and the second circuit are cut off. And
When the first switch element operates, the first heating element of the short-circuit portion is energized and generates heat, the short-circuitable soluble conductor is melted, the switch is short-circuited, and the main circuit and the A switching circuit in which the first circuit is energized.
上記主たる回路は、バッテリスタックを有する電源系回路であり、
上記第1の回路は、上記バッテリスタックの電気を放電させる放電回路であり
上記第2の回路は、上記バッテリスタックの充放電電流回路であり、
上記第2のスイッチ素子を動作させ上記開放部によって上記電源系回路と上記充放電電流回路とを遮断して上記バッテリスタックへの充電を停止し、次いで上記第1のスイッチ素子を動作させ上記短絡部によって上記電源系回路と上記放電回路を短絡して上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーを放電させる請求項13記載の切替回路。
The main circuit is a power supply system circuit having a battery stack,
The first circuit is a discharge circuit that discharges electricity of the battery stack ,
The second circuit is a charge / discharge current circuit of the battery stack,
The second switch element is operated, the power supply system circuit and the charge / discharge current circuit are shut off by the open part to stop charging the battery stack, and then the first switch element is operated to short-circuit the battery. The switching circuit according to claim 13, wherein the electric power stored in the battery stack is discharged by short-circuiting the power supply system circuit and the discharge circuit by a unit.
上記短絡部の上記スイッチの他端に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項14記載の切替回路。   The switching circuit according to claim 14, wherein a protective resistor is provided at the other end of the switch of the short-circuit portion to discharge the electric energy accumulated in the battery stack at a value equal to or lower than the upper limit discharge current of the battery cell. 上記放電回路には、上記短絡部の上記スイッチの他端との間に、上記バッテリスタック内に蓄積した電気エネルギーをバッテリセルの上限放電電流以下で放電させるための保護抵抗が設けられている請求項14記載の切替回路。   The discharge circuit is provided with a protective resistor between the other end of the switch of the short-circuit portion for discharging the electrical energy accumulated in the battery stack at a value equal to or lower than the upper limit discharge current of the battery cell. Item 15. The switching circuit according to Item 14. 上記第1のスイッチ素子を動作させ上記短絡部によって上記第1の回路を短絡し、次いで、上記第2のスイッチ素子を動作させ上記開放部によって上記第2の回路を遮断する請求項13記載の切替回路。   14. The first switch element is operated to short-circuit the first circuit by the short-circuit portion, and then the second switch element is operated to cut-off the second circuit by the open-circuit portion. Switching circuit. 上記第2のスイッチ素子を動作させ上記開放部によって上記第2の回路を遮断し、次いで、上記第1のスイッチ素子を動作させ上記短絡部によって上記第1の回路を短絡する請求項13記載の切替回路。   14. The second switch element is operated to shut off the second circuit by the open part, and then the first switch element is operated to short-circuit the first circuit by the short circuit part. Switching circuit. 上記開放側可溶導体は、一端が上記第2の回路と接続され他端が上記第2の発熱体と接続された第1の開放側可溶導体と、一端が上記主たる回路と接続され他端が上記第2の発熱体と接続された第2の開放側可溶導体とを有する請求項13〜18のいずれか1項に記載の切替回路。   The open-side fusible conductor has one end connected to the second circuit and the other end connected to the second heating element, and one end connected to the main circuit and the other. The switching circuit according to any one of claims 13 to 18, further comprising a second open-side soluble conductor connected to the second heating element at an end. 上記第1の回路が、発光回路、発音回路又は電子信号発生を伴う回路である請求項1,6,13のいずれか1項に記載の切替回路。   14. The switching circuit according to claim 1, wherein the first circuit is a light emitting circuit, a sound generation circuit, or a circuit accompanied by electronic signal generation.
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