KR20160055148A - 전환 회로 - Google Patents
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Abstract
단락되어 있는 전류 경로의 차단과 개방 전류 경로의 단락을 소정의 순서로 실시하고, 전류 경로를 불가역적으로 전환한다.
제 2 발열체 (12) 에 제 2 발열체 (12) 에 전류를 통전시키는 스위치 소자 (26) 가 접속되고, 제 1 발열체 (2) 의 개방단과, 제 2 발열체 (11) 와 개방측 가용 도체 (12) 의 접속단 (16) 을 접속하고, 스위치 소자 (26) 의 동작에 의해 제 2 발열체 (11) 가 통전, 발열하여 개방측 가용 도체 (12) 가 용단하고, 주요 회로 (25) 와 제 2 회로 (24) 가 차단되고, 개방측 가용 도체 (12) 의 용단에 의해, 제 1 발열체 (2) 가 통전, 발열하여 단락측 가용 도체 (3) 가 용단하고, 스위치 (4) 가 단락되어, 주요 회로 (25) 와 제 1 회로 (23) 가 통전된다.
제 2 발열체 (12) 에 제 2 발열체 (12) 에 전류를 통전시키는 스위치 소자 (26) 가 접속되고, 제 1 발열체 (2) 의 개방단과, 제 2 발열체 (11) 와 개방측 가용 도체 (12) 의 접속단 (16) 을 접속하고, 스위치 소자 (26) 의 동작에 의해 제 2 발열체 (11) 가 통전, 발열하여 개방측 가용 도체 (12) 가 용단하고, 주요 회로 (25) 와 제 2 회로 (24) 가 차단되고, 개방측 가용 도체 (12) 의 용단에 의해, 제 1 발열체 (2) 가 통전, 발열하여 단락측 가용 도체 (3) 가 용단하고, 스위치 (4) 가 단락되어, 주요 회로 (25) 와 제 1 회로 (23) 가 통전된다.
Description
관련 출원에 대한 크로스 레퍼런스
본 출원은, 일본국 특허출원 2013-188804호 (2013년 9월 11일 출원) 의 우선권을 주장하는 것이며, 당해 출원의 개시 전체를 여기에 참조를 위해서 삽입한다.
본 발명은 전류 경로를 전환하는 전환 회로에 관한 것이다.
충전하여 반복 이용할 수 있는 2 차 전지의 상당수는 배터리 팩으로 가공되어 사용자에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 2 차 전지에 있어서는, 사용자 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해서, 일반적으로, 과충전 보호, 과방전 보호 등의 여러 보호 회로를 배터리 팩에 내장하고, 소정의 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다.
이런 종류의 보호 소자에는, 배터리 팩에 내장된 FET 스위치를 사용하여 출력의 ON/OFF 를 실시함으로써, 배터리 팩의 과충전 보호 또는 과방전 보호 동작을 실시하는 것이 있다. 그러나, 어떠한 원인으로 FET 스위치가 단락 파괴된 경우, 번개 서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흐른 경우, 혹은 배터리 셀의 수명에 의해 출력 전압이 비정상적으로 저하되거나, 반대로 과대한 이상 전압을 출력한 경우이더라도, 배터리 팩이나 전자 기기는, 발화 등의 사고로부터 보호되지 않으면 안된다. 그래서, 이와 같은 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해서, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자로 이루어지는 보호 소자가 사용되고 있다.
리튬 이온 2 차 전지 등을 위한 보호 회로의 보호 소자로는, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 전류 경로 상의 제 1 전극, 발열체 인출 전극, 제 2 전극간에 걸쳐 가용 도체를 접속하여 전류 경로의 일부로 하고, 이 전류 경로 상의 가용 도체를, 과전류에 의한 자기 발열, 혹은 보호 소자 내부에 형성한 발열체에 의해 용단하는 것이 있다. 이와 같은 보호 소자에서는, 용융한 액체상의 가용 도체를 발열체로 이어지는 도체층 상에 모음으로써 전류 경로를 차단한다.
그러나, 이상을 일으킨 리튬 이온 2 차 전지의 충방전 전류 회로를 차단해도, 배터리 셀에는, 배터리 용량분의 큰 에너지가 축적된 상태이며, 보호 회로에 이상이 발생한 경우 등에, 당해 배터리 셀로부터의 누설 전류에 의한 발열 사고 등의 리스크가 상정된다. 따라서, 배터리 팩의 사용을 정지한 후에는, 내부의 배터리 셀이 안전한 전압으로 강하할 때까지 방전시키는 것이 바람직하다.
이와 같이, 예를 들어 리튬 이온 2 차 전지의 배터리 팩에 있어서는, 배터리 셀의 전류 경로를, 정상시에 있어서의 충방전 경로로부터, 이상시에 있어서의 방전 경로로 확실하게 전환하는 소자가 요구된다.
그래서, 본 발명은, 정상시에 있어서 단락되어 있는 전류 경로의 차단과, 이상시에 있어서 사용하는 전류 경로의 단락을, 소정의 순서로 실시하고, 전류 경로를 불가역적으로 전환하는 전환 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 전환 회로는, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체와, 일단이 상기 제 1 발열체와 접속되고, 타단이 주요 회로와 접속된 단락측 가용 도체와, 일단이 상기 단락측 가용 도체와 접속됨과 함께 상기 주요 회로와 접속되고, 타단이 제 1 회로와 접속된 스위치를 구비하고, 상기 제 1 발열체의 발열한 열에 의해 상기 단락측 가용 도체를 용단시키고, 그 용융 도체에 의해 상기 스위치를 단락시키는 단락 회로와, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체와 접속됨과 함께 일단이 제 2 회로와 접속되고, 타단이 상기 주요 회로와 접속된 개방측 가용 도체를 구비하고, 상기 제 2 발열체의 발열한 열에 의해 상기 개방측 가용 도체를 용단시키는 개방 회로를 갖고, 상기 제 2 발열체의 일단에는, 전환 신호를 받아 상기 제 2 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 스위치 소자가 접속되고, 상기 단락 회로의 상기 제 1 발열체의 개방단과, 상기 개방 회로의 상기 제 2 발열체와 상기 개방측 가용 도체의 접속단을 접속하고, 상기 스위치 소자가 동작함으로써 상기 개방 회로의 상기 제 2 발열체가 통전, 발열하여 상기 개방측 가용 도체가 용단하고, 상기 주요 회로와 상기 제 2 회로가 차단되고, 상기 개방측 가용 도체의 용단에 의해, 상기 단락 회로의 상기 제 1 발열체가 통전, 발열하여 상기 단락측 가용 도체가 용융하고, 상기 스위치가 단락되어, 상기 주요 회로와 상기 제 1 회로가 통전되는 것이다.
또, 본 발명에 관련된 전환 회로는, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체와, 일단이 상기 제 1 발열체와 접속되고, 타단이 주요 회로와 접속된 단락측 가용 도체와, 일단이 상기 단락측 가용 도체와 접속됨과 함께 상기 주요 회로와 접속되고, 타단이 제 1 회로와 접속된 스위치를 구비하고, 상기 제 1 발열체의 발열한 열에 의해 상기 단락측 가용 도체를 용단시키고, 그 용융 도체에 의해 상기 스위치를 단락시키는 단락 회로와, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체와 접속됨과 함께 일단이 제 2 회로와 접속되고, 타단이 상기 주요 회로와 접속된 개방측 가용 도체를 구비하고, 상기 제 2 발열체의 발열한 열에 의해 상기 개방측 가용 도체를 용단시키는 개방 회로를 갖고, 상기 제 1 발열체의 일단에는, 전환 신호를 받아 상기 제 1 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 1 스위치 소자가 접속되고, 상기 제 2 발열체의 일단에는, 전환 신호를 받아 상기 제 2 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 2 스위치 소자가 접속되고, 상기 제 2 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 개방 회로의 상기 제 2 발열체가 통전, 발열하여 상기 개방측 가용 도체가 용단하고, 상기 주요 회로와 상기 제 2 회로가 차단되고, 상기 제 1 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 단락 회로의 상기 제 1 발열체가 통전, 발열하여 상기 단락측 가용 도체가 용융하고, 상기 스위치가 단락되어, 상기 주요 회로와 상기 제 1 회로가 통전되는 것이다.
또, 본 발명에 관련된 전환 회로는, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체와, 일단이 상기 제 1 발열체와 접속되고, 타단이 제 1 회로와 접속된 단락측 가용 도체와, 일단이 상기 단락측 가용 도체와 접속됨과 함께 상기 제 1 회로와 접속되고, 타단이 주요 회로와 접속된 스위치를 구비하고, 상기 제 1 발열체의 발열한 열에 의해 상기 단락측 가용 도체를 용단시키고, 그 용융 도체에 의해 상기 스위치를 단락시키는 단락부와, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체와 접속됨과 함께 일단이 상기 스위치의 타단 및 상기 주요 회로와 접속되고, 타단이 제 2 회로와 접속된 개방측 가용 도체를 구비하고, 상기 제 2 발열체의 발열한 열에 의해 상기 개방측 가용 도체를 용단시키는 개방부를 갖고, 상기 제 1 발열체는, 전환 신호를 받아 상기 제 1 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 1 스위치 소자와 접속되고, 상기 제 2 발열체는, 전환 신호를 받아 상기 제 2 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 2 스위치 소자와 접속되고, 상기 제 2 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 개방부의 상기 제 2 발열체가 통전, 발열하여 상기 개방측 가용 도체가 용단하고, 상기 주요 회로와 상기 제 2 회로가 차단되고, 상기 제 1 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 단락부의 상기 제 1 발열체가 통전, 발열하여 상기 단락측 가용 도체가 용융하고, 상기 스위치가 단락되어, 상기 주요 회로와 상기 제 1 회로가 통전되는 것이다.
본 발명에 의하면, 스위치 소자를 동작시킴으로써, 주요 회로로부터 제 2 회로에 이르는 전류 경로를 차단함과 함께 제 1 회로에 이르는 전류 경로가 구축되고, 주요 회로의 전류 경로를 제 2 회로로부터 제 1 회로로 전환할 수 있다. 이 때, 본 발명에 의하면, 전류 경로의 차단 및 단락을, 제 1, 개방측 가용 도체를 용융시킴으로써, 불가역적으로 실시할 수 있다.
도 1 은, 전환 회로를 구성하는 단락 회로의 회로도이며, (A) 는 단락 전, (B) 는 단락 후를 나타낸다.
도 2 는, 전환 회로를 구성하는 개방 회로의 회로도이며, (A) 는 개방 전, (B) 는 개방 후를 나타낸다.
도 3 은, 제 1 전환 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는, 전환 전에 있어서의 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이며, (A) 는 2 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예, (B) 는 1 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예를 나타낸다.
도 5 는, 스위치 소자에 의해 제 2 발열체가 통전된 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이다.
도 6 은, 제 1 발열체가 통전된 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7 은, 전환 후에 있어서의 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8 은, 제 1 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 9 는, 제 1 전환 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 10 은, 변형예에 관련된 제 1 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 11 은, 제 2 전환 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12 는, 제 2 전환 회로를 나타내는 회로도이며, (A) 는 2 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예, (B) 는 1 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예를 나타낸다.
도 13 은, 제 2 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 14 는, 제 2 전환 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 15 는, 변형예에 관련된 제 2 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 16 은, 제 3 전환 회로를 나타내는 회로도이며, (A) 는 2 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예, (B) 는 1 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예를 나타낸다.
도 17 은, 제 3 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 18 은, 제 3 전환 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 19 는, 변형예에 관련된 제 3 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 2 는, 전환 회로를 구성하는 개방 회로의 회로도이며, (A) 는 개방 전, (B) 는 개방 후를 나타낸다.
도 3 은, 제 1 전환 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4 는, 전환 전에 있어서의 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이며, (A) 는 2 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예, (B) 는 1 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예를 나타낸다.
도 5 는, 스위치 소자에 의해 제 2 발열체가 통전된 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이다.
도 6 은, 제 1 발열체가 통전된 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이다.
도 7 은, 전환 후에 있어서의 제 1 전환 회로를 나타내는 회로도이다.
도 8 은, 제 1 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 9 는, 제 1 전환 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 10 은, 변형예에 관련된 제 1 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 11 은, 제 2 전환 회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12 는, 제 2 전환 회로를 나타내는 회로도이며, (A) 는 2 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예, (B) 는 1 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예를 나타낸다.
도 13 은, 제 2 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 14 는, 제 2 전환 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 15 는, 변형예에 관련된 제 2 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 16 은, 제 3 전환 회로를 나타내는 회로도이며, (A) 는 2 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예, (B) 는 1 개의 개방측 가용 도체를 구비한 예를 나타낸다.
도 17 은, 제 3 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
도 18 은, 제 3 전환 회로의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 19 는, 변형예에 관련된 제 3 전환 회로가 적용된 배터리 팩의 회로도이다.
이하, 본 발명이 적용된 전환 회로에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 각종 변경이 가능한 것은 물론이다. 또, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
본 발명이 적용된 전환 회로는, 가용 도체를 용융시킴으로써, 이 용융 도체를 통해서 서로 개방되어 있는 전극간이 접속되는 단락 회로 또는 단락부와, 가용 도체를 통해서 단락되어 있는 전극간이, 가용 도체를 용융시킴으로써 차단되는 개방 회로 또는 개방부를 갖는다. 먼저, 단락 회로 및 개방 회로의 동작 원리에 대하여 설명한다.
단락 회로 (1) 는, 도 1(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 발열체 (2) 와, 제 1 발열체 (2) 와 직렬로 접속되고, 제 1 발열체 (2) 의 발열에 의해 용융하는 단락측 가용 도체 (3) 와, 서로 개방되고, 단락측 가용 도체 (3) 가 용융함으로써, 이 용융 도체를 통해서 단락하는 스위치 (4) 를 구성하는 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 을 구비한다. 제 1 전극 (5) 은 도시하지 않는 전원과 접속되고, 제 2 전극 (6) 은, 스위치 (4) 가 온이 되면 접속되는 외부 회로와 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체 (2) 는, 제 1 발열체 전극 (7) 을 통해서, 도시하지 않는 FET 등의 스위치 소자와 접속되고, 통전이 제어되고 있다.
단락 회로 (1) 는, 스위치 소자가 동작함으로써, 제 1 전극 (5) 및 단락측 가용 도체 (3) 를 통해서 제 1 발열체 (2) 에 급전되면, 도 1(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 발열체 (2) 의 발열에 의해 단락측 가용 도체 (3) 가 용단한다. 그러면, 단락 회로 (1) 는, 단락측 가용 도체 (3) 의 용융 도체가 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간에 걸쳐 응집하고, 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간이 단락한다. 이에 따라, 단락 회로 (1) 는, 스위치 (4) 가 온이 되고, 전원과 외부 회로를 통전시킨다.
개방 회로 (10) 는, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 발열체 (11) 와, 제 2 발열체 (11) 의 발열에 의해 용단하는 개방측 가용 도체 (12) 와, 개방측 가용 도체 (12) 를 통해서 접속되어 있는 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 을 구비한다. 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 은 전류 경로 상에 형성되고, 제 2 발열체 (11) 는, 제 2 발열체 전극 (15) 을 통해서, 도시하지 않는 FET 등의 스위치 소자와 접속되고, 통전이 제어되고 있다.
개방 회로 (10) 는, 스위치 소자가 동작함으로써, 제 3 전극 (13) 및 개방측 가용 도체 (12) 를 통해서 제 2 발열체 (11) 에 급전되면, 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 발열체 (11) 의 발열에 의해 개방측 가용 도체 (12) 가 용단한다. 이에 따라, 개방 회로 (10) 는 전류 경로를 차단할 수 있다.
[제 1 전환 회로]
제 1 전환 회로 (30) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 단락 회로 (1) 를 구성하고, 주요 회로가 되는 전원 회로 (25) 및 전환 후에 통전하는 제 1 외부 회로 (23) 에 접속된 단락 소자 (21) 와, 개방 회로 (10) 를 구성하고, 전원 회로 (25) 및 전환 전에 통전하는 제 2 외부 회로 (24) 에 접속된 개방 소자 (22) 를 구비한다. 또, 제 1 전환 회로 (30) 는, 전환 신호를 받은 스위치 소자 (26) 에 의해, 제 2 발열체 (11) 로 급전된다. 이에 따라, 제 2 발열체 (11) 가 발열하고, 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 간이 차단된 후, 제 1 발열체 (2) 가 발열하고, 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간이 단락된다. 이에 따라, 제 1 전환 회로 (30) 는, 전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 수 있다.
구체적으로, 제 1 전환 회로 (30) 는, 도 4 에 나타내는 회로 구성을 갖는다. 단락 회로 (1) 는, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체 (2) 와, 일단이 제 1 발열체 (2) 와 접속되고, 타단이 전원 회로 (25) 와 접속된 단락측 가용 도체 (3) 와, 일단이 단락측 가용 도체 (3) 와 접속됨과 함께 전원 회로 (25) 와 접속되고, 타단이 제 1 외부 회로 (23) 와 접속된 스위치 (4) 를 구비한다.
스위치 (4) 는, 제 1 전극 (5) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고, 제 2 전극 (6) 을 통해서 제 1 외부 회로 (23) 와 접속되어 있다. 또, 제 1 발열체 (2) 는, 제 1 발열체 전극 (7) 을 통해서 개방 회로 (10) 의 접속단 전극 (16) 과 접속되어 있다.
또, 개방 회로 (10) 는, 전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체 (11) 와, 제 2 발열체 (11) 와 접속됨과 함께 일단이 전원 회로 (25) 와 접속되고, 타단이 제 2 외부 회로 (24) 와 접속된 개방측 가용 도체 (12) 를 구비한다. 도 4(A) 에 나타내는 제 1 전환 회로 (30) 에 있어서, 개방측 가용 도체 (12) 는, 일단이 제 3 전극 (13) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고 타단이 제 2 발열체 (11) 와 접속되어 있는 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 와, 일단이 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 와 접속되고 타단이 제 2 발열체 (11) 와 접속되어 있는 제 2 개방측 가용 도체 (12b) 를 갖는다.
또한, 개방 회로 (10) 는, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 만으로 구성해도 된다. 이 경우, 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 는, 일단이 제 3 전극 (13) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고, 타단이 제 2 발열체 (11) 와, 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 에 접속된다.
또, 제 1 전환 회로 (30) 는, 제 2 발열체 (11) 의 일단에는, 제 2 발열체 전극 (15) 을 통해서, 전환 신호를 받아 제 2 발열체 (11) 에 전원 회로 (25) 로부터 전류를 통전시키는 스위치 소자 (26) 가 접속되어 있다. 또, 제 1 전환 회로 (30) 는, 단락 회로 (1) 의 제 1 발열체 전극 (7) 과, 개방 회로 (10) 의 제 2 발열체 (11) 와 개방측 가용 도체 (12) 가 접속된 접속단 전극 (16) 이 접속되어 있다.
스위치 소자 (26) 는, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터 (FET) 에 의해 구성되며, 게이트 전압을 제어함으로써, 제 2 발열체 (11) 로의 전류 경로의 도통과 차단을 제어한다.
[제 1 전환 회로의 동작]
이와 같은 구성을 갖는 제 1 전환 회로 (30) 는, 초기 상태에 있어서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 전원 회로 (25) 로부터 개방 회로 (10) 를 통해서 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로가 된다. 이 때, 제 1 전환 회로 (30) 는, 스위치 소자 (26) 에 의해 제 2 발열체 (11) 로의 급전은 규제되고, 또, 제 1 발열체 (2) 의 양단은 거의 동 (同) 전위이며 단락 회로 (1) 에는 전류가 거의 흐르지 않는다.
전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 필요가 발생하면, 스위치 소자 (26) 에 전환 신호가 출력된다. 스위치 소자 (26) 는, 전환 신호를 받으면, 제 2 발열체 (11) 에 급전하도록, 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 1 전환 회로 (30) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 개방 회로 (10) 의 제 2 발열체 (11) 가 통전, 발열하고, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단한다. 따라서, 전원 회로 (25) 로부터 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로가 차단된다.
그러면, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 전원 회로 (25) 로부터의 전류가 제 1 전극 (5) 을 통해서 단락 회로 (1) 측에 유입하고, 단락측 가용 도체 (3), 제 1 발열체 (2), 및 제 1 발열체 전극 (7) 을 통해서 개방 회로 (10) 및 스위치 소자 (26) 측으로 흐른다. 이에 따라, 제 1 전환 회로 (30) 는, 단락 회로 (1) 의 제 1 발열체 (2) 가 통전, 발열하고, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함과 함께, 이 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간이 단락, 즉 스위치 (4) 가 온이 되고, 전원 회로 (25) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로가 구축된다.
또한, 제 2 발열체 (11) 는, 개방측 가용 도체 (12) 와 단락측 가용 도체 (3) 의 양방이 용단함으로써 급전 경로가 차단되기 때문에 발열이 정지된다. 또 제 1 발열체 (2) 는, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함으로써 급전 경로가 차단되기 때문에 발열이 정지된다.
이와 같이, 제 1 전환 회로 (30) 에 의하면, 스위치 소자 (26) 를 동작시킴으로써, 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 을 거쳐 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로를 차단함과 함께, 전원 회로 (25) 로부터, 제 1 전극 (5), 스위치 (4), 제 2 전극 (6) 을 거쳐 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로가 구축되고, 전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 수 있다.
또, 제 1 전환 회로 (30) 에 의하면, 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 간의 차단, 및 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간의 단락을, 개방측 가용 도체 (12), 단락측 가용 도체 (3) 를 용융시킴으로써 불가역적으로 실시한다. 따라서, 소프트웨어 등에 의해 전자적으로 전환하는 경우에 비해, 오동작에 의한 전환 불량의 개선을 도모할 수 있으며, 또 크래킹 등에 의한 부정 (不正) 한 전환에 대한 취약성을 개선할 수 있다.
[제 1 전환 회로의 실장예]
이와 같은 제 1 전환 회로 (30) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 2 차 전지의 배터리 팩 (40) 내의 회로에 장착되어 사용된다. 배터리 팩 (40) 은, 예를 들어, 합계 4 개의 리튬 이온 2 차 전지의 배터리 셀 (41 ∼ 44) 로 이루어지는 배터리 스택 (45) 을 갖는다.
배터리 팩 (40) 은, 배터리 스택 (45) 과, 배터리 스택 (45) 의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로 (50) 와, 배터리 스택 (45) 의 이상시에 충전을 차단함과 함께 배터리 스택 (45) 내의 전기 에너지를 방열시키는 본 발명이 적용된 제 1 전환 회로 (30) 를 구성하는 단락 소자 (21) 및 개방 소자 (22) 와, 각 배터리 셀 (41 ∼ 44) 의 전압을 검출하는 검출 회로 (46) 와, 검출 회로 (46) 의 검출 결과에 따라 제 1 전환 회로 (30) 의 동작을 제어하는 스위치 소자 (26) 를 구비한다.
배터리 스택 (45) 은, 과충전 및 과방전 상태로부터 보호하기 위한 제어를 필요로 하는 배터리 셀 (41 ∼ 44) 이 직렬 접속된 것이며, 배터리 팩 (40) 의 정극 단자 (40a), 부극 단자 (40b) 를 통해서, 착탈 가능하게 충전 회로 (55) 에 접속되고, 충전 회로 (55) 로부터의 충전 전압이 인가된다. 충전 회로 (55) 에 의해 충전된 배터리 팩 (40) 은, 정극 단자 (40a), 부극 단자 (40b) 를 배터리로 동작하는 전자 기기에 접속함으로써, 이 전자 기기를 동작시킬 수 있다.
충방전 제어 회로 (50) 는, 배터리 스택 (45) 으로부터 충전 회로 (55) 로 흐르는 전류 경로에 직렬 접속된 2 개의 전류 제어 소자 (51, 52) 의 동작을 제어한다. 전류 제어 소자 (51, 52) 는, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터 (이하, FET 라고 부른다.) 에 의해 구성되고, 충방전 제어 회로 (50) 에 의해 게이트 전압을 제어함으로써, 배터리 스택 (45) 의 전류 경로의 도통과 차단을 제어한다. 충방전 제어 회로 (50) 는, 충전 회로 (55) 로부터 전력 공급을 받아 동작하고, 검출 회로 (46) 에 의한 검출 결과에 따라, 배터리 스택 (45) 이 과방전 또는 과충전일 때, 전류 경로를 차단하도록, 전류 제어 소자 (51, 52) 의 동작을 제어한다.
단락 소자 (21) 는, 배터리 스택 (45) 과 병렬로 접속됨과 함께, 배터리 스택 (45) 에 축적된 전기 에너지를 배터리 셀 (41 ∼ 44) 의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항 (31) 과 직렬로 접속되어 있다. 이에 따라, 제 1 전환 회로 (30) 는, 단락 소자 (21) 및 보호 저항 (31) 이 형성된 방전 회로 (32) 를 구성한다.
개방 소자 (22) 는, 배터리 스택 (45) 과 충전 회로 (55) 의 사이의 충방전 전류 회로 (33) 상에 접속되고, 그 동작이 스위치 소자 (26) 에 의해 제어된다.
검출 회로 (46) 는, 각 배터리 셀 (41 ∼ 44) 과 접속되고, 각 배터리 셀 (41 ∼ 44) 의 전압값을 검출하여, 각 전압값을 충방전 제어 회로 (50) 에 공급한다. 또, 검출 회로 (46) 는, 어느 1 개의 배터리 셀 (41 ∼ 44) 이 과충전 전압이 되었을 때에 스위치 소자 (26) 를 제어하는 제어 신호를 출력한다.
스위치 소자 (26) 는, 예를 들어 FET 에 의해 구성되고, 검출 회로 (46) 로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀 (41 ∼ 44) 의 전압값이 소정의 과충전 상태를 초과하는 전압이 되었을 때, 제 1 전환 회로 (30) 를 동작시켜, 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 전류 제어 소자 (51, 52) 의 스위치 동작에 의하지 않고 차단함과 함께, 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를, 개방 소자 (22) 를 개재한 충방전 전류 회로 (33) 로부터, 단락 소자 (21) 를 개재한 방전 회로 (32) 로 전환하도록 제어한다.
구체적으로, 배터리 팩 (40) 은, 검출 회로 (46) 에 의해 배터리 셀 (41 ∼ 44) 중 어느 것에 이상 전압이 검출된 경우, 스위치 소자 (26) 에 전환 신호를 출력한다. 스위치 소자 (26) 는, 개방 소자 (22) 의 제 2 발열체 (11) 에 통전하도록, 배터리 스택 (45) 의 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 1 전환 회로 (30) 는, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단하고, 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 차단한다. 또한, 제 1 전환 회로 (30) 는, 제 1 발열체 (2) 가 통전되고, 단락측 가용 도체 (2) 가 용단함으로써, 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 이 단락하고, 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를 보호 저항 (31) 이 형성된 방전 회로 (32) 측으로 전환한다.
이와 같이, 제 1 전환 회로 (30) 가 장착된 배터리 팩 (40) 은, 이상을 일으킨 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 차단함과 함께, 배터리 용량분의 큰 전기 에너지가 축적된 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를, 보호 저항 (31) 이 형성된 방전 회로 (32) 로 전환한다. 따라서, 배터리 팩 (40) 은, 사용을 정지한 후에, 내부의 배터리 셀 (41 ∼ 44) 이 안전한 전압으로 강하할 때까지 방전시킬 수 있다.
[보호 소자 내장]
또한, 제 1 전환 회로 (30) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 방전 회로 (32) 상에 보호 저항 (31) 을 형성하는 것 외에, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 단락 회로 (1) 에 보호 저항 (31) 을 내장해도 된다. 이 경우, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 배터리 팩 (40) 의 방전 회로 (32) 에는 보호 저항 (31) 을 형성할 필요가 없다.
[제 2 전환 회로]
이어서, 제 2 전환 회로 (60) 에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 제 1 전환 회로 (30) 와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 상세한 내용을 생략한다. 제 2 전환 회로 (60) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 단락 회로 (1) 를 구성하고, 전원 회로 (25) 및 전환 후에 통전하는 제 1 외부 회로 (23) 에 접속된 단락 소자 (21) 와, 개방 회로 (10) 를 구성하고, 전원 회로 (25) 및 전환 전에 통전하는 제 2 외부 회로 (24) 에 접속된 개방 소자 (22) 를 구비한다.
제 2 전환 회로 (60) 에 있어서는, 단락 소자 (21) 가 제 1 스위치 소자 (61) 와 접속되고, 개방 소자 (22) 가 제 2 스위치 소자 (62) 와 접속되어 있다. 단락 소자 (21) 는, 전환 신호를 받은 제 1 스위치 소자 (61) 에 의해, 제 1 발열체 (2) 로 급전된다. 또, 개방 소자 (22) 는, 전환 신호를 받은 제 2 스위치 소자 (62) 에 의해, 제 2 발열체 (11) 로 급전된다. 따라서, 제 2 전환 회로 (60) 에 의하면, 제 1, 제 2 스위치 소자 (61, 62) 로의 전환 신호의 출력 순서에 따라, 단락 소자 (21) 에 의한 단락과 개방 소자 (22) 에 의한 개방의 순서를 바꿀 수 있다.
구체적으로, 제 2 전환 회로 (60) 는, 도 12 에 나타내는 회로 구성을 갖는다. 단락 회로 (1) 는, 제 1 발열체 (2) 와, 단락측 가용 도체 (3) 와, 스위치 (4) 를 구비하고, 제 1 발열체 (2) 의 발열한 열에 의해 단락측 가용 도체 (3) 를 용단시키고, 용융 도체에 의해 스위치 (4) 를 단락시킨다. 제 2 전환 회로 (60) 에 있어서, 단락 회로 (1) 는, 제 1 발열체 (2) 가 제 1 발열체 전극 (7) 을 통해서 제 1 스위치 소자 (61) 와 접속되어 있는 것 외에는, 제 1 전환 회로 (30) 와 동일한 구성이다.
또, 개방 회로 (10) 는, 제 2 발열체 (11) 와, 개방측 가용 도체 (12) 를 구비하고, 제 2 발열체 (11) 의 발열한 열에 의해 개방측 가용 도체 (12) 를 용단시킨다. 제 2 전환 회로 (60) 에 있어서, 개방 회로 (10) 는, 제 2 발열체 (11) 가, 제 2 발열체 전극 (15) 을 통해서 제 2 스위치 소자 (62) 와 접속되어 있는 것 외에는, 제 1 전환 회로 (30) 와 동일한 구성이다.
또한, 도 12(A) 에 나타내는 제 2 전환 회로 (60) 에 있어서, 개방측 가용 도체 (12) 는, 일단이 제 3 전극 (13) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고 타단이 제 2 발열체 (11) 와 접속되어 있는 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 와, 일단이 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 와 접속되고 타단이 제 2 발열체 (11) 와 접속되어 있는 제 2 개방측 가용 도체 (12b) 를 갖는다.
또, 전환 회로 (60) 에 있어서도, 개방 회로 (10) 는, 도 12(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 만으로 구성해도 된다. 이 경우, 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 는, 일단이 제 3 전극 (13) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고, 타단이 제 2 발열체 (11) 및 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 와 접속된다.
[제 2 전환 회로의 동작]
이와 같은 구성을 갖는 제 2 전환 회로 (60) 는, 초기 상태에 있어서는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 전원 회로 (25) 로부터 개방 회로 (10) 를 통해서 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로를 구성한다. 이 때, 단락 회로 (1) 는, 제 1 스위치 소자 (61) 에 의해 제 1 발열체 (2) 로의 급전이 규제되고, 스위치 (4) 는 오프로 되어 있다. 또, 개방 회로 (10) 는, 제 2 스위치 소자 (62) 에 의해 제 2 발열체 (11) 로의 급전이 규제되고 있다.
전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 필요가 발생하면, 먼저 제 2 스위치 소자 (62) 에 전환 신호가 출력된다. 제 2 스위치 소자 (62) 는, 전환 신호를 받으면, 제 2 발열체 (11) 에 급전하도록, 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 2 전환 회로 (60) 는, 개방 회로 (10) 의 제 2 발열체 (11) 가 통전, 발열하고, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단한다. 따라서, 전원 회로 (25) 로부터 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로가 차단된다.
이어서, 제 2 전환 회로 (60) 는, 제 1 스위치 소자 (61) 에 전환 신호가 출력된다. 제 1 스위치 소자 (61) 는, 전환 신호를 받으면, 제 1 발열체 (2) 에 급전하도록, 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 2 전환 회로 (60) 는, 단락 회로 (1) 의 제 1 발열체 (2) 가 통전, 발열하고, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함과 함께, 이 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간이 단락, 즉 스위치 (4) 가 온이 되고, 전원 회로 (25) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로가 구축된다.
또, 제 2 전환 회로 (60) 는, 전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 필요가 발생했을 때, 먼저 제 1 스위치 소자 (61) 에 전환 신호를 출력하고, 전원 회로 (25) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로를 구축한 후에, 제 2 스위치 소자 (62) 에 전환 신호를 출력하고, 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로를 차단하도록 해도 된다. 이에 따라, 전원 회로 (25) 의 전력이 중단되는 일 없이, 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전류 경로를 전환할 수 있다.
또한, 제 2 발열체 (11) 는, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단함으로써 급전 경로가 차단되기 때문에 발열이 정지된다. 또 제 1 발열체 (2) 는, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함으로써 급전 경로가 차단되기 때문에 발열이 정지된다.
이와 같이, 제 2 전환 회로 (60) 에 의하면, 제 1, 제 2 스위치 소자 (61, 62) 를 동작시킴으로써, 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 을 거쳐 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로를 차단함과 함께, 전원 회로 (25) 로부터, 제 1 전극 (5), 스위치 (4), 제 2 전극 (6) 을 거쳐 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로가 구축되고, 전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 수 있다.
이 때, 제 2 전환 회로 (60) 에 있어서도, 제 3, 제 4 전극 (13, 14) 간의 차단, 및 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간의 단락을, 단락측 가용 도체 (3), 개방측 가용 도체 (12) 를 용융시킴으로써 불가역적으로 실시한다. 따라서, 소프트웨어 등에 의해 전자적으로 전환하는 경우에 비해, 오동작에 의한 전환 불량의 개선을 도모할 수 있으며, 또 크래킹 등에 의한 부정한 전환에 대한 취약성을 개선할 수 있다.
또, 제 2 전환 회로 (60) 에 의하면, 제 1, 제 2 스위치 소자 (61, 62) 로의 전환 신호의 출력 순서에 따라, 단락 소자 (21) 에 의한 단락과 개방 소자 (22) 에 의한 개방의 순서를 바꿀 수 있다.
[제 2 전환 회로의 실장예]
이와 같은 제 2 전환 회로 (60) 는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 2 차 전지의 배터리 팩 (40) 내의 회로에 장착되어 사용된다. 이 경우, 검출 회로 (46) 로부터 제 2 스위치 소자 (62), 및 제 1 스위치 소자 (61) 로 순차 전환 신호가 출력됨으로써, 먼저, 개방 소자 (22) 에 의한 충방전 전류 회로 (33) 의 차단이 실시되고, 이어서, 단락 소자 (21) 에 의한 방전 회로 (32) 의 단락이 실시된다.
즉, 배터리 팩 (40) 은, 검출 회로 (46) 에 의해 배터리 셀 (41 ∼ 44) 중 어느 것에 이상 전압이 검출된 경우, 먼저 제 2 스위치 소자 (62) 에 전환 신호를 출력한다. 제 2 스위치 소자 (62) 는, 개방 소자 (22) 의 제 2 발열체 (11) 에 통전하도록, 배터리 스택 (45) 의 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 2 전환 회로 (60) 는, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단하고, 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 차단한다. 충방전 전류 회로 (33) 의 차단이 검지되면, 이어서, 검출 회로 (46) 는, 제 1 스위치 소자 (61) 에 전환 신호를 출력한다. 제 1 스위치 소자 (61) 는 단락 소자 (21) 의 제 1 발열체 (2) 에 통전하도록, 배터리 스택 (45) 의 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 1 발열체 (2) 가 통전되고, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함으로써, 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 이 단락하고, 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를 보호 저항 (31) 이 형성된 방전 회로 (32) 측으로 전환한다.
이와 같이, 제 2 전환 회로 (60) 가 장착된 배터리 팩 (40) 은, 이상을 일으킨 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 차단함과 함께, 배터리 용량분의 큰 전기 에너지가 축적된 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를, 보호 저항이 형성된 방전 회로 (32) 로 전환한다. 따라서, 배터리 팩 (40) 은, 사용을 정지한 후에, 내부의 배터리 셀이 안전한 전압으로 강하할 때까지 방전시킬 수 있다.
[보호 소자 내장]
또한, 제 2 전환 회로 (60) 에 있어서도, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 방전 회로 (32) 상에 보호 저항 (31) 을 형성하는 것 외에, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 단락 회로 (1) 에 보호 저항 (31) 을 내장해도 된다. 이 경우, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 배터리 팩 (40) 의 방전 회로 (32) 에는 보호 저항 (31) 을 형성할 필요가 없다.
[제 3 전환 회로]
이어서, 제 3 전환 회로 (70) 에 대하여 설명한다. 제 3 전환 회로 (70) 는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 단락 회로 (1) 와 동 기능을 갖는 단락부 (71) 와, 상기 서술한 개방 회로 (10) 와 동 기능을 갖는 개방부 (72) 가 일체로 형성되어 있다.
단락부 (71) 는, 제 1 발열체 (2) 와, 일단이 제 1 발열체 (2) 와 접속되고, 타단이 제 1 외부 회로 (23) 와 접속된 단락측 가용 도체 (3) 와, 일단이 단락측 가용 도체 (3) 와 접속됨과 함께 제 1 외부 회로 (23) 와 접속되고, 타단이 전원 회로 (25) 와 접속된 스위치 (4) 를 구비한다.
개방부 (72) 는, 제 2 발열체 (11) 와, 제 2 발열체 (11) 와 접속됨과 함께 일단이 스위치 (4) 의 타단 및 전원 회로 (25) 와 접속되고, 타단이 제 2 외부 회로 (24) 와 접속된 개방측 가용 도체 (12) 를 구비한다.
단락부 (71) 는, 제 1 발열체 (2) 가, 제 1 발열체 전극 (7) 을 통해서 제 1 스위치 소자 (61) 와 접속된다. 또, 단락부 (71) 는, 스위치 (4) 가, 제 1 전극 (5) 을 통해서 제 1 외부 회로 (23) 와 접속되고, 제 2 전극 (6) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되어 있다. 또한, 제 2 전극 (6) 은, 개방부 (72) 에 형성된 개방측 가용 도체 (12) 의 일단측과도 접속되어 있다.
개방부 (72) 는, 제 2 발열체 (11) 가, 제 2 발열체 전극 (15) 을 통해서 제 2 스위치 소자 (62) 와 접속된다. 또, 개방부 (72) 는, 개방측 가용 도체 (12) 가, 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 와 접속되고, 제 2 전극 (6) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되어 있다. 도 16(A) 에 나타내는 제 3 전환 회로 (70) 에 있어서, 개방측 가용 도체 (12) 는, 일단이 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 와 접속되고 타단이 제 2 발열체 (11) 와 접속되어 있는 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 와, 일단이 제 2 전극 (6) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고 타단이 제 2 발열체 (11) 와 접속되어 있는 제 2 개방측 가용 도체 (12b) 를 갖는다.
또한, 개방부 (72) 는, 도 16(B) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 만으로 구성해도 된다. 이 경우, 제 1 개방측 가용 도체 (12a) 는, 일단이 제 2 전극 (6) 을 통해서 전원 회로 (25) 와 접속되고, 타단이 제 2 발열체 (11) 와, 제 4 전극 (14) 을 통해서 제 2 외부 회로 (24) 에 접속된다.
[제 3 전환 회로의 동작]
이와 같은 구성을 갖는 제 3 전환 회로 (70) 는, 초기 상태에 있어서는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 전원 회로 (25) 로부터 개방부 (72) 를 통해서 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로를 구성한다. 이 때, 단락부 (71) 는, 제 1 스위치 소자 (61) 에 의해 제 1 발열체 (2) 로의 급전이 규제되고, 스위치 (4) 는 오프로 되어 있다. 또, 개방부 (72) 는, 제 2 스위치 소자 (62) 에 의해 제 2 발열체 (11) 로의 급전이 규제되고 있다.
전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 필요가 발생하면, 먼저 제 2 스위치 소자 (62) 에 전환 신호가 출력된다. 제 2 스위치 소자 (62) 는, 전환 신호를 받으면, 제 2 발열체 (11) 에 급전하도록, 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 3 전환 회로 (70) 는, 개방부 (72) 의 제 2 발열체 (11) 가 통전, 발열하고, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단한다. 따라서, 전원 회로 (25) 로부터 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로가 차단된다.
이어서, 제 3 전환 회로 (70) 는, 제 1 스위치 소자 (61) 에 전환 신호가 출력된다. 제 1 스위치 소자 (61) 는, 전환 신호를 받으면, 제 1 발열체 (2) 에 급전하도록, 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 3 전환 회로 (70) 는, 단락부 (71) 의 제 1 발열체 (2) 가 통전, 발열하고, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함과 함께, 이 용융 도체에 의해 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간이 단락, 즉 스위치 (4) 가 온이 되고, 전원 회로 (25) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로가 구축된다.
또, 제 3 전환 회로 (70) 는, 전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 필요가 발생했을 때, 먼저 제 1 스위치 소자 (61) 에 전환 신호를 출력하고, 전원 회로 (25) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로를 구축한 후에, 제 2 스위치 소자 (62) 에 전환 신호를 출력하고, 제 2 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로를 차단하도록 해도 된다. 이에 따라, 전원 회로 (25) 의 전력이 중단되는 일 없이, 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전류 경로를 전환할 수 있다.
또한, 제 2 발열체 (11) 는, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단함으로써 급전 경로가 차단되기 때문에 발열이 정지된다. 또 제 1 발열체 (2) 는, 단락측 가용 도체 (3) 가 용단함으로써 급전 경로가 차단되기 때문에 발열이 정지된다.
이와 같이, 제 3 전환 회로 (70) 에 의하면, 제 1, 제 2 스위치 소자 (61, 62) 를 동작시킴으로써, 제2, 제 4 전극 (6, 14) 을 거쳐 제 1 외부 회로 (24) 에 이르는 전류 경로를 차단함과 함께, 전원 회로 (25) 로부터, 제 2 전극 (6), 스위치 (4), 제 1 전극 (5) 을 거쳐 제 1 외부 회로 (23) 에 이르는 전류 경로가 구축되고, 전원 회로 (25) 의 전류 경로를 제 2 외부 회로 (24) 로부터 제 1 외부 회로 (23) 로 전환할 수 있다.
이 때, 제 3 전환 회로 (70) 에 있어서도, 제 2, 제 4 전극 (6, 14) 간의 차단, 및 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 간의 단락을, 단락측 가용 도체 (3), 개방측 가용 도체 (12) 를 용융시킴으로써 불가역적으로 실시한다. 따라서, 소프트웨어 등에 의해 전자적으로 전환하는 경우에 비해, 오동작에 의한 전환 불량의 개선을 도모할 수 있으며, 또 크래킹 등에 의한 부정한 전환에 대한 취약성을 개선할 수 있다.
또, 제 3 전환 회로 (70) 에 의하면, 제 1, 제 2 스위치 소자 (61, 62) 로의 전환 신호의 출력 순서에 따라, 단락 소자 (21) 에 의한 단락과 개방 소자 (22) 에 의한 개방의 순서를 바꿀 수 있다.
[제 3 전환 회로의 실장예]
이와 같은 제 3 전환 회로 (70) 는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 2 차 전지의 배터리 팩 (40) 내의 회로에 장착되어 사용된다. 이 경우, 제 1 스위치 소자 (61) 는, 전환 회로 (70) 의 제 1 발열체 전극 (7) 과 배터리 스택 (45) 의 ＋ 측 단자의 사이를 접속하고 있다. 또, 제 2 스위치 소자 (62) 는, 전환 회로 (70) 의 제 2 발열체 전극 (15) 과 배터리 스택 (45) 의 － 측 단자의 사이를 접속하고 있다. 또, 전환 회로 (70) 는, 배터리 스택 (45) 의 － 측 단자와 접속되는 제 1 전극 (5) 은 － 전위가 되고, 배터리 스택 (45) 의 ＋ 측 단자와 접속되는 제 2 전극 (6) 은 ＋ 전위가 되고, 제 1 스위치 소자 (61) 와 접속되는 제 1 발열체 전극 (7) 은 ＋ 전위가 된다. 또, 전환 회로 (70) 는, 충방전 전류 회로 (33) 와 접속되는 제 4 전극 (14) 은 ＋ 전위가 되고, 제 2 스위치 소자 (62) 와 접속되는 제 2 발열체 전극 (15) 은 － 전위가 된다.
배터리 팩 (40) 은, 배터리 셀 (41 ∼ 44) 중 어느 것에 전압 이상이 검출되면, 검출 회로 (46) 로부터 제 2 스위치 소자 (62) 및 제 1 스위치 소자 (61) 로 순차 전환 신호가 출력됨으로써, 먼저, 개방부 (72) 에 의한 충방전 전류 회로 (33) 의 차단이 실시되고, 이어서, 단락부 (71) 에 의한 방전 회로 (32) 의 단락이 실시된다.
즉, 배터리 팩 (40) 은, 검출 회로 (46) 에 의해 배터리 셀 (41 ∼ 44) 중 어느 것에 이상 전압이 검출된 경우, 먼저 제 2 스위치 소자 (62) 에 전환 신호를 출력한다. 제 2 스위치 소자 (62) 는, 개방부 (72) 의 제 2 발열체 (11) 에 통전하도록, 배터리 스택 (45) 의 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 3 전환 회로 (70) 는, 개방측 가용 도체 (12) 가 용단하고, 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 차단한다. 충방전 전류 회로 (33) 의 차단이 검지되면, 이어서, 검출 회로 (46) 는, 제 1 스위치 소자 (61) 에 전환 신호를 출력한다. 제 1 스위치 소자 (61) 는, 단락부 (71) 의 제 1 발열체 (2) 에 통전하도록, 배터리 스택 (45) 의 전류를 제어한다. 이에 따라, 제 1 발열체 (2) 가 통전되고, 단락측 가용 도체 (2) 가 용단함으로써, 제 1, 제 2 전극 (5, 6) 이 단락하고, 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를 보호 저항 (31) 이 형성된 방전 회로 (32) 측으로 전환한다.
이와 같이, 제 3 전환 회로 (70) 가 장착된 배터리 팩 (40) 은, 이상을 일으킨 배터리 스택 (45) 의 충방전 전류 회로 (33) 를 차단함과 함께, 배터리 용량분의 큰 전기 에너지가 축적된 배터리 스택 (45) 의 전류 경로를, 보호 저항이 형성된 방전 회로 (32) 로 전환한다. 따라서, 배터리 팩 (40) 은, 사용을 정지한 후에, 내부의 배터리 셀이 안전한 전압으로 강하할 때까지 방전시킬 수 있다.
[보호 소자 내장]
또한, 제 3 전환 회로 (70) 에 있어서도, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 방전 회로 (32) 상에 보호 저항 (31) 을 형성하는 것 외에, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 단락부 (71) 에 보호 저항 (31) 을 내장해도 된다. 이 경우, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 배터리 팩 (40) 의 방전 회로 (32) 에는 보호 저항 (31) 을 형성할 필요가 없다.
[산업상 이용가능성]
본 발명에 의하면, 제 1 외부 회로 (23) 를, 발광 회로, 발음 (發音) 회로, 전기 신호 발생을 수반하는 회로 등으로 함으로써, 개방 회로 (10) 혹은 개방부 (72) 가 동작한 상태를 외부에 알람으로서 알리게 하는 경보 기능이 부착된 개방 회로에 응용할 수도 있다.
또, 본 발명에 의하면, 각종 디바이스나 소프트웨어의 액티베이션용의 회로로서도 응용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 외부 회로 (23) 를 각종 디바이스나 소프트웨어의 기능 회로로 하고, 제 2 외부 회로 (24) 를 당해 기능의 일부가 제한된 회로로서 구성하고, 초기 설정에서는, 기능이 제한된 제 2 외부 회로 (24) 가 접속되어 있다. 사용자가 라이센스 계약 수속을 실시하고, 당해 디바이스의 액티베이션을 실시하는 경우, 디바이스의 기능 회로인 제 1 외부 회로 (23) 로 전환된다.
또, 본 발명에 의하면, 데이터베이스의 정보를 보호하는 정보 시큐리티 회로로서 응용할 수 있다. 예를 들어, 제 2 외부 회로 (24) 를 데이터베이스와 접속된 기능 회로로 하고, 제 1 외부 회로 (23) 를 당해 데이터베이스로부터 분리된 회로로서 구성하고, 초기 설정에서는, 제 2 외부 회로 (24) 를 통해서 데이터베이스에 액세스 가능하게 되어 있다. 해킹이나 크래킹을 검지한 경우, 데이터베이스 내의 정보를 보호하기 위해서, 데이터베이스와 분리된 제 1 외부 회로 (23) 로 전환된다.
본 발명에서는, 기능 회로로의 전환을 단락측 가용 도체 (3) 및 개방측 가용 도체 (12) 의 용단에 의해 실시하기 때문에, 물리적, 불가역적으로 기능의 전환을 제어할 수 있다. 따라서, 소프트웨어에 의해 전자적으로 회로를 전환하는 경우와 달리, 오동작에 의한 전환 불량에 대한 개선을 도모하고, 혹은 해킹, 크래킹 등에 의한 부정한 전환에 대한 취약성을 개선할 수 있다.
1 : 단락 회로
2 : 제 1 발열체
3 : 단락측 가용 도체
4 : 스위치
5 : 제 1 전극
6 : 제 2 전극
7 : 제 1 발열체 전극
10 : 개방 회로
11 : 제 2 발열체
12 : 개방측 가용 도체
13 : 제 3 전극
14 : 제 4 전극
15 : 제 2 발열체 전극
16 : 접속단 전극
21 : 단락 소자
22 : 개방 소자
23 : 제 1 외부 회로
24 : 제 2 외부 회로
25 : 전원 회로
26 : 스위치 소자
30 : 제 1 전환 회로
31 : 보호 저항
32 : 방전 회로
33 : 충방전 전류 회로
40 : 배터리 팩
41 ∼ 44 : 배터리 셀
45 : 배터리 스택
46 : 검출 회로
50 : 충방전 제어 회로
51 : 전류 제어 소자
52 : 전류 제어 소자
55 : 충전 회로
60 : 제 2 전환 회로
61 : 제 1 스위치 소자
62 : 제 2 스위치 소자
70 : 제 3 전환 회로
71 : 단락부
72 : 개방부
2 : 제 1 발열체
3 : 단락측 가용 도체
4 : 스위치
5 : 제 1 전극
6 : 제 2 전극
7 : 제 1 발열체 전극
10 : 개방 회로
11 : 제 2 발열체
12 : 개방측 가용 도체
13 : 제 3 전극
14 : 제 4 전극
15 : 제 2 발열체 전극
16 : 접속단 전극
21 : 단락 소자
22 : 개방 소자
23 : 제 1 외부 회로
24 : 제 2 외부 회로
25 : 전원 회로
26 : 스위치 소자
30 : 제 1 전환 회로
31 : 보호 저항
32 : 방전 회로
33 : 충방전 전류 회로
40 : 배터리 팩
41 ∼ 44 : 배터리 셀
45 : 배터리 스택
46 : 검출 회로
50 : 충방전 제어 회로
51 : 전류 제어 소자
52 : 전류 제어 소자
55 : 충전 회로
60 : 제 2 전환 회로
61 : 제 1 스위치 소자
62 : 제 2 스위치 소자
70 : 제 3 전환 회로
71 : 단락부
72 : 개방부
Claims (20)
- 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체와, 일단이 상기 제 1 발열체와 접속되고, 타단이 주요 회로와 접속된 단락측 가용 도체와, 일단이 상기 단락측 가용 도체와 접속됨과 함께 상기 주요 회로와 접속되고, 타단이 제 1 회로와 접속된 스위치를 구비하고, 상기 제 1 발열체의 발열한 열에 의해 상기 단락측 가용 도체를 용단시키고, 그 용융 도체에 의해 상기 스위치를 단락시키는 단락 회로와,
전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체와 접속됨과 함께 일단이 제 2 회로와 접속되고, 타단이 상기 주요 회로와 접속된 개방측 가용 도체를 구비하고, 상기 제 2 발열체의 발열한 열에 의해 상기 개방측 가용 도체를 용단시키는 개방 회로를 갖고,
상기 제 2 발열체의 일단에는, 전환 신호를 받아 상기 제 2 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 스위치 소자가 접속되고,
상기 단락 회로의 상기 제 1 발열체의 개방단과, 상기 개방 회로의 상기 제 2 발열체와 상기 개방측 가용 도체의 접속단을 접속하고,
상기 스위치 소자가 동작함으로써 상기 개방 회로의 상기 제 2 발열체가 통전, 발열하여 상기 개방측 가용 도체가 용단하고, 상기 주요 회로와 상기 제 2 회로가 차단되고,
상기 개방측 가용 도체의 용단에 의해, 상기 단락 회로의 상기 제 1 발열체가 통전, 발열하여 상기 단락측 가용 도체가 용융하고, 상기 스위치가 단락되어, 상기 주요 회로와 상기 제 1 회로가 통전되는 전환 회로. - 제 1 항에 있어서,
상기 주요 회로는, 배터리 스택을 갖는 전원계 회로이고,
상기 제 1 회로는, 상기 배터리 스택의 전기를 방전시키는 방전 회로이고,
상기 제 2 회로는, 상기 배터리 스택의 충방전 전류 회로이며,
상기 개방 회로에 의해 상기 전원계 회로와 상기 충방전 전류 회로를 차단하여 상기 배터리 스택으로의 충전을 정지하고, 상기 단락 회로에 의해 상기 전원계 회로와 상기 방전 회로를 단락하여 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 방전시키는 전환 회로. - 제 2 항에 있어서,
상기 단락 회로의 상기 스위치의 타단에, 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 배터리 셀의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항이 형성되어 있는 전환 회로. - 제 2 항에 있어서,
상기 방전 회로는, 상기 배터리 스택에 축적한 전기 에너지를 배터리 셀의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항이, 상기 단락 회로의 상기 스위치의 타단과 접속되어 있는 전환 회로. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개방측 가용 도체는, 일단이 상기 주요 회로와 접속되고 타단이 상기 제 2 발열체와 접속된 제 1 개방측 가용 도체와, 일단이 상기 제 2 회로와 접속되고 타단이 상기 제 2 발열체와 접속된 제 2 개방측 가용 도체를 갖는 전환 회로. - 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체와, 일단이 상기 제 1 발열체와 접속되고, 타단이 주요 회로와 접속된 단락측 가용 도체와, 일단이 상기 단락측 가용 도체와 접속됨과 함께 상기 주요 회로와 접속되고, 타단이 제 1 회로와 접속된 스위치를 구비하고, 상기 제 1 발열체의 발열한 열에 의해 상기 단락측 가용 도체를 용단시키고, 그 용융 도체에 의해 상기 스위치를 단락시키는 단락 회로와,
전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체와 접속됨과 함께 일단이 제 2 회로와 접속되고, 타단이 상기 주요 회로와 접속된 개방측 가용 도체를 구비하고, 상기 제 2 발열체의 발열한 열에 의해 상기 개방측 가용 도체를 용단시키는 개방 회로를 갖고,
상기 제 1 발열체의 일단에는, 전환 신호를 받아 상기 제 1 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 1 스위치 소자가 접속되고,
상기 제 2 발열체의 일단에는, 전환 신호를 받아 상기 제 2 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 2 스위치 소자가 접속되고,
상기 제 2 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 개방 회로의 상기 제 2 발열체가 통전, 발열하여 상기 개방측 가용 도체가 용단하고, 상기 주요 회로와 상기 제 2 회로가 차단되고,
상기 제 1 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 단락 회로의 상기 제 1 발열체가 통전, 발열하여 상기 단락측 가용 도체가 용융하고, 상기 스위치가 단락되어, 상기 주요 회로와 상기 제 1 회로가 통전되는 전환 회로. - 제 6 항에 있어서,
상기 주요 회로는, 배터리 스택을 갖는 전원계 회로이고,
상기 제 1 회로는, 상기 배터리 스택의 전기를 방전시키는 방전 회로이고,
상기 제 2 회로는, 상기 배터리 스택의 충방전 전류 회로이며,
상기 제 2 스위치를 동작시키고 상기 개방 회로에 의해 상기 전원계 회로와 상기 충방전 전류 회로를 차단하여 상기 배터리 스택으로의 충전을 정지하고, 이어서 상기 제 1 스위치 소자를 동작시키고 상기 단락 회로에 의해 상기 전원계 회로와 상기 방전 회로를 단락하여 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 방전시키는 전환 회로. - 제 7 항에 있어서,
상기 단락 회로의 상기 스위치의 타단에, 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지 배터리 셀의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항이 형성되어 있는 전환 회로. - 제 7 항에 있어서,
상기 방전 회로에는, 상기 단락 회로의 상기 스위치의 타단과의 사이에, 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 배터리 셀의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항이 형성되어 있는 전환 회로. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 스위치 소자를 동작시키고 상기 단락 회로에 의해 상기 제 1 회로를 단락하고, 이어서, 상기 제 2 스위치 소자를 동작시키고 상기 개방 회로에 의해 상기 제 2 회로를 차단하는 전환 회로. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 스위치 소자를 동작시키고 상기 개방 회로에 의해 상기 제 2 회로를 차단하고, 이어서, 상기 제 1 스위치 소자를 동작시키고 상기 단락 회로에 의해 상기 제 1 회로를 단락하는 전환 회로. - 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개방측 가용 도체는, 일단이 상기 주요 회로와 접속되고 타단이 상기 제 2 발열체와 접속된 제 1 개방측 가용 도체와, 일단이 상기 제 2 회로와 접속되고 타단이 상기 제 2 발열체와 접속된 제 2 개방측 가용 도체를 갖는 전환 회로. - 전류가 흐름으로써 발열하는 제 1 발열체와, 일단이 상기 제 1 발열체와 접속되고, 타단이 제 1 회로와 접속된 단락측 가용 도체와, 일단이 상기 단락측 가용 도체와 접속됨과 함께 상기 제 1 회로와 접속되고, 타단이 주요 회로와 접속된 스위치를 구비하고, 상기 제 1 발열체의 발열한 열에 의해 상기 단락측 가용 도체를 용단시키고, 그 용융 도체에 의해 상기 스위치를 단락시키는 단락부와,
전류가 흐름으로써 발열하는 제 2 발열체와, 상기 제 2 발열체와 접속됨과 함께 일단이 상기 스위치의 타단 및 상기 주요 회로와 접속되고, 타단이 제 2 회로와 접속된 개방측 가용 도체를 구비하고, 상기 제 2 발열체의 발열한 열에 의해 상기 개방측 가용 도체를 용단시키는 개방부를 갖고,
상기 제 1 발열체는, 전환 신호를 받아 상기 제 1 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 1 스위치 소자와 접속되고,
상기 제 2 발열체는, 전환 신호를 받아 상기 제 2 발열체에 상기 주요 회로로부터 전류를 통전시키는 제 2 스위치 소자와 접속되고,
상기 제 2 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 개방부의 상기 제 2 발열체가 통전, 발열하여 상기 개방측 가용 도체가 용단하고, 상기 주요 회로와 상기 제 2 회로가 차단되고,
상기 제 1 스위치 소자가 동작함으로써, 상기 단락부의 상기 제 1 발열체가 통전, 발열하여 상기 단락측 가용 도체가 용융하고, 상기 스위치가 단락되어, 상기 주요 회로와 상기 제 1 회로가 통전되는 전환 회로. - 제 13 항에 있어서,
상기 주요 회로는, 배터리 스택을 갖는 전원계 회로이고,
상기 제 1 회로는, 상기 배터리 스택의 전기를 방전시키는 방전 회로이고,
상기 제 2 회로는, 상기 배터리 스택의 충방전 전류 회로이며,
상기 제 2 스위치를 동작시키고 상기 개방부에 의해 상기 전원계 회로와 상기 충방전 전류 회로를 차단하여 상기 배터리 스택으로의 충전을 정지하고, 이어서 상기 제 1 스위치 소자를 동작시키고 상기 단락부에 의해 상기 전원계 회로와 상기 방전 회로를 단락하여 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 방전시키는 전환 회로. - 제 14 항에 있어서,
상기 단락부의 상기 스위치의 타단에, 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 배터리 셀의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항이 형성되어 있는 전환 회로. - 제 14 항에 있어서,
상기 방전 회로에는, 상기 단락부의 상기 스위치의 타단과의 사이에, 상기 배터리 스택 내에 축적한 전기 에너지를 배터리 셀의 상한 방전 전류 이하로 방전시키기 위한 보호 저항이 형성되어 있는 전환 회로. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 스위치 소자를 동작시키고 상기 단락부에 의해 상기 제 1 회로를 단락하고, 이어서, 상기 제 2 스위치 소자를 동작시키고 상기 개방부에 의해 상기 제 2 회로를 차단하는 전환 회로. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 2 스위치 소자를 동작시키고 상기 개방부에 의해 상기 제 2 회로를 차단하고, 이어서, 상기 제 1 스위치 소자를 동작시키고 상기 단락부에 의해 상기 제 1 회로를 단락하는 전환 회로. - 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 개방측 가용 도체는, 일단이 상기 제 2 회로와 접속되고 타단이 상기 제 2 발열체와 접속된 제 1 개방측 가용 도체와, 일단이 상기 주요 회로와 접속되고 타단이 상기 제 2 발열체와 접속된 제 2 개방측 가용 도체를 갖는 전환 회로. - 제 1 항, 제 6 항, 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 회로가, 발광 회로, 발음 (發音) 회로 또는 전자 신호 발생을 수반하는 회로인 전환 회로.
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