TW200415833A - Secondary battery with protective circuit - Google Patents

Secondary battery with protective circuit Download PDF

Info

Publication number
TW200415833A
TW200415833A TW092127767A TW92127767A TW200415833A TW 200415833 A TW200415833 A TW 200415833A TW 092127767 A TW092127767 A TW 092127767A TW 92127767 A TW92127767 A TW 92127767A TW 200415833 A TW200415833 A TW 200415833A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
auxiliary
secondary battery
main
switching element
terminal
Prior art date
Application number
TW092127767A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI241760B (en
Inventor
Kazutaka Furuta
Masami Kawazu
Original Assignee
Sony Chemicals Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Chemicals Corp filed Critical Sony Chemicals Corp
Publication of TW200415833A publication Critical patent/TW200415833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI241760B publication Critical patent/TWI241760B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/60Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements
    • H02J7/663Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/60Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements
    • H02J7/62Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries including safety or protection arrangements against overcurrent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

200415833 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於可重複充放電之2次電池的技術領域, 特別是,關於内設保護電路之2次電池。 【先前技術】 習知,内設保護電路之2次電池,係使用在行動電話 及可攜式個人電腦上,隨著充電容量的增大,故須要更安 全之保護電路。 第1 6圖之符號5 01 ’表示習知技術之2次電池,具備 •蓄電裝置511、控制電路515、保護電路5丨2、主開關元 件514、及主熔線熔線元件533。 在蓄電裝置511,其高電壓側輸出端子,係透過保護 電路512而與第1輸出端子528連接;其接地側輸出端子 ,係透過主熔線元件533及主開關元件514而與第2輸出 端子529連接。 主開關元件514之導通與切斷,是由控制電路515來 控制,但在以下的說明中,主開關元件514是用來維持導 通狀態者。 蓄電裝置511可重複充放電,若在第1、第2*山 千别itj端 子528、529之間連接充電器513,則充電電流會通過彳呆$ 電路512、主熔線元件533、主開關元件514,而使蓄雷M 置511充電。 裝 取代充電器513,而與可攜式個人電腦等之外部 %路 200415833 連接時,蓄電裝置511會放電,與充電電流反向之放電電 机,通過保護電路512、主熔線元件533、主開關元件514 ’而供應至外部電路。 保蠖電路51 2,具備··電壓檢測電路52卜輔助開關元 件522、及熔線電路524。熔線電路524,具備··第}、第 2辅助熔線兀件535a、535b、及由電阻發熱體所構成之加 熱器元件536。 第1、第2辅助熔線元件535a、53此,是以串聯方式 連接,蓄電裝4 511之高電慶側輸出端子,藉由該串聯電 路與第1輸出端子528連接。 第1、第2輔助熔線元件535a、53此,相互連接的點 ,透過加熱器元件536而與辅助開關元件522連接。 輔助開關元件522,是以電壓檢測電路521來作導通 及切斷控制;電壓檢測電路521,係用來檢測蓄電裝置5ιι 之高電壓側輸出端子與接地側輸出端子之間的電壓,若在 預先設定之上限電壓值以下時,則維持輔助開關元件 之切斷狀態,使電流不會流到加熱器元件536。 另一方面,若因2次電池501之錯誤連接,蓄電裝置 511過度充電’在蓄電裝置511《高電壓側輸出端子:出 現上限電壓值以上之電壓時,電壓檢測電路521檢測出該 過電壓,並使辅助開關元件522導 Μ ,、、、、°禾,大電流會 流到加熱器元件536而發熱。 加熱器元件 5 3 5 b係近接配置 536與第1、第2輔助熔線元件53^、 ,若大電流流到加熱器元件536而發熱時 200415833 535b會被熔斷,蓄電裝 1輸出端子528切斷。 之充電,防範冒煙等之 ’第1、第2辅助熔線元件535a、 置511之鬲電壓側輸出端子會從第 其結果,可停止蓄電裝置511 事故於未然。 广方面,蓄電襄置511之充電狀態即使正常,第】 、第2輸出端+ 528、529之間若短路時,因為蓄電裝置 5二的放電而產生大的過電流’通過第卜第2輔助熔線元 件―、535b、主開關元件514、及主熔線元件娜。 主熔線元件533,設置在緊貼主開關元件514處,若 主開關元# 514故障或因通過過電流而發熱時,主熔線元 件娜會因該熱而被熔斷。其結果,蓄電裝置5ιι之接地 側輸出端子會與第2輸出端? 529分離,而結束蓄電裝置 511的放電’結果,可防範冒煙等的事故於未然。" 因/t 2上述之2次電池5〇1中,主溶線元件533, 口為疋,又置在充放電電流所通過的路徑中,所以會有主溶
^疋件533浪費電力、2次電池5〇1的使用時間變短 通〇 J ’因為須要採用 主熔線元件533 題。 又,若2次電池5〇1的額定電流大時 與其相對應之電流容量的主熔線元件533, 的外觀尺寸會變大’又,會有成本變高的問 在近幾年’以可攜式個人電腦而言,小型化及 化的需求愈來愈強,須要改善2次電池5〇1。 、 其目的在於 本發明,係解決上述習知技術之問題點 提供低耗電之小型2次電池。 200415833 【發明内容】 為了解決上述問題, 電裝置、保護電路、以毛明之2次電池,係具備:蓄 置連接於該第卜帛2輸出端子;#充電裝 充電電流制㈣護電路料時,該充電裝置所供應之 電路連接於該第】、第^㈣該蓄電裝置充電;當外部 ^ .ώ .s_ . 輸出端子時,該蓄電裝置之放電 電流通過该保護電路,而供應至該外部電路; 该保護電路,係具備: 感熱元件,:i:雷炫口 ^ • 值s因溫度檢測部位之發熱而變化 輔助開關元件, 狀態,藉由藉由該電 加熱器元件,係 發熱; 在該感熱元件之電阻值變化前為切斷 阻值的變化而轉換為導通狀態; 藉由該辅助開關元件的導通而通電並 1輔助熔線,會因該加熱器元件的發熱而熔斷,並 使遠第1輪出端子離開該蓄電裝置與加熱器元件。 本發明之2次電池,該感熱元件係使用主熔線元件, j主溶線元件會因該溫度檢測部位的發熱而熔斷之主溶線 元件。 本發明之2次電池,該感熱元件係使用電阻元件,該 電阻元件會因該溫度檢測部位的發熱而使電阻值產生變化 本發明之2次電池,該輔助開關元件係使用電晶體; 200415833 該保護電路具備由電阻元件與該感熱元件串聯而成之 2端子電路; 該2端子電路之1端,係連接於該蓄電裝置之高電壓 側輸出端子,另1端則連接於該蓄電裝置之接地側輸出端 子’該電阻元件與該感熱元件連接之連接點係連接至該電 晶體之控制端子。 本發明之2次電池,該保護電路係具備第2輔助炫線 元件’該第2輔助熔線元件會因該加熱器元件的發熱而溶 斷’並使電流停止流入該輔助開關元件。 本發明之2次電池,該溫度檢測部位係主開關元件, 將該主開關元件設在該充電電流與放電電流所通過之路徑 上’藉由該主開關元件來控制充電電流與放電電流的流動 〇 本發明’如上述之構成,感熱元件之電阻值,會因溫 度檢測部位的溫度變化而改變。 溫度檢測部位與感熱元件之間的熱耦合性高,若熱搞 合部位損毁,或比蓄電裝置之正常充放電電流還大的過電 流通過而發熱時,感熱元件會因其熱而昇溫。 本發明所指的感熱元件,除了會因溫度上昇而使電阻 值增大之PTC熱敏電阻、會因溫度上昇而使電阻值減小之 NTC熱敏電阻、及CTR熱敏電阻之外,亦包含會因溫度上 昇而溶斷且電阻值變為無限大之熔線。 總而言之’使會因溫度檢測部位之溫度變化而使電阻 值改變的感熱元件,設置在與充放電電流通過之路徑不同 200415833 使補助開關元件 的路徑上,藉由感熱元件之電阻值變化, 若為此種電路皆包含 導通,並使第1辅助熔線元件炫斷, 於本發明中 【實施方式】 次電池 第1圖中,符號101表示本發明之第 保護電路61、及主開關元件U4。 主開關元件m之導通與切斷,係以控制電路ιΐ5來 ^態ί在以下的說明中,主開關元件114是用來維持導 蓄電裝置⑴之高電壓侧輸出料a,透過保護電路 而與第1輸出端子128連接;又,蓄電裝置“丨之接地 側輸出端子b,透過主開關元件114而與第2輪出端子129 連接。 蓄電裝置111,可重複地充放電;若將充電裝置113 ”第1、第2輸出端子128、129連接,則充電裝置113所 供應之充電電流,會通過保護電路112及主開關元件ιΐ4 ’藉由充電電流來對蓄電裝置111充電。 取代充電裝置113,而與可攜式個人電腦等之外部電 路連接時,因為蓄電裝置1U的放電而產生之放電電流, 會通過保護電路61及主開關元件114,而供應至外部電路 200415833 保護電路61具備:電壓檢測電路121、辅助開關元件 122、主熔線電路51、及輔助熔線電路124。 輔助熔線電路124具備:第1、第2辅助炫線元件 135a、135b、及由電阻發熱體所構成之加熱器元件⑽。 .第1、第2輔助熔線元件135a、mb是以串聯方式連 接’ 5亥争聯電路之第1輔助熔線元件135a側之端子,係與 第1輸出端子128連接;第2辅助炼線元件135b侧之端^ ,係與蓄電裝S⑴之高電壓侧輸出端子a連接。因此, mm之高㈣之端子,藉由第H 2辅助熔 ::兀件135a、135b之串聯電路’而與第#出端子 接。 辅助開關元件122,係佶用n、s、* 使用11通道型之M0SFET或ηρη 雙極聖電晶體;若為η通道型 ^ φ » ,,, 、尘肋SFET日守,該源極端子 「畜=置m之接地侧輸出端子b連接。輔助開 =之=極端子係、與加熱器元件136之一端連接;加熱器 凡仵136之另一端係與第1筮 lq,K, ^ 亍,、弟卜第2輔助熔線元件135a、 135b相連接的點連接。 ㈣第-例之2次電池1〇1中,輔助開關元件122之 …子係與電塵檢測電路115之輪出端子。連接。 主熔線電路51具備·筮! ^ lq9 a H卜第2分壓電阻元件131、 132、及主熔線元件I”; m , ^ n x 稀助開關兀件122之閘極端子, 稭由第1分壓電阻元件131 輸出端子a連接。 、畜電裝置⑴之尚電壓側 同時,辅助開關元件122之閉極端子,藉由第2分麼 12 200415833 蓄電罗7 W 111 、 1在正常充電或正常放電時,電壓檢測電 路121不輪出信號,處於斷開狀態。 13 3之電阻值,則蓄 電阻元件131與第2 會施加於輔助開關元 在此狀態下,若忽略主熔線元件 電裝置111輸出之電壓,在第1分壓 分壓電阻元件132作分壓後之電壓, 件122之閘極端子上。
該電壓係小於輔助開關元件122之閾值電壓,輔助開 關元件12 2處於切斷狀態。 從该狀態,若電壓檢測電路121檢測到上限電壓以上 之電壓,則輸出高電壓之信號,輔助開關元件122就會導 通。 曰 輔助開關元件122處於切斷狀態期間,加熱器元件 136雖沒有電流通過’藉由導通’沒極端子連接於接 地側輸出端子b時,電壓會施加於加熱器元件136的兩端 ,加熱器元件136就會有電流通過。 在該狀態下,加熱器元件136上,通過充電裝置113 所供應之電流、及蓄電裝置111所供應之電流。 加熱器元件136,因為電流的通過而發熱,第j、第2 輔助炫線元件135a、135b則因該熱而熔斷。 藉由第1、第2輔助熔線元件135a、i35b的熔斷,使 充電裝置113供應之電流及蓄電裝置lu供應之電流分別 停止’電流則不再流入加熱器元件136。 13 200415833 在此狀態下,蓄電裝置111之高電壓側輸出端子a會 從第1輸出端子丨28處切離,使得電流不則流動,其結果 ,可防範冒煙等的事故於未然。 另一方面’即使蓄電裝置111的充電狀態正常,亦可 能發生第1、第2輸出端子128、129之間發生短路,而使 過電流流入主開關元件114之情形,或主開關元件丨14故 障而使過電流通過之情形。 在這樣的情形下,雖然電壓檢測電路115不作動,但 主溶線7L件133及後述之各實施例的主熔線元件(符號為 143、153、233、243、253、3〇〇),設置在緊貼著該實施例 施例之主開關元件114處,若因過電流而使 主開關凡件m發熱時,主料133會因該熱而炫斷。 因此,主開關元件114成為溫度檢測部 檢測部位的發熱而使主熔線元 口為狐度 件122之_㈤工n 4 33嫁斷時’輔助開關元 之閘料子及接地㈣“子之間藉帛 元件132的連接會切斷,其妹 刀£電阻 電阻元件131…果精閉極端子被第1分麼 件的而使輔助開關元件!22導通。 藉由該導通,加熱器元件136上, 之大放電電流而發熱。 电展置111 藉由該放電電流而使第2 裝置111之高電屬側輸出端子a會從第/b :斷時,蓄電 加熱器元件136切斷,使放電 剧出端子128及 故。 机τ止,而防止冒煙等事 與上述不同之情形,若第1、 第2輪出端子128、129 14 200415833 之間連接不適當之大輸出電壓的充電裝置,而且該電壓不 使電壓檢測電路121作動時,與上述同樣地,過電流會通 過主開關元件114,藉由該熱使主熔線133熔斷,若輔助 開關το件122導通時,則加熱器元件i36發熱,若第丄辅 助熔線兀件125a熔斷,則充電裝置從第i輸出端子128切 斷,過電流停止。 上述係說明在正常動作狀態下,電壓檢測電路121之 輪=端子C成為斷開狀態時的情形,但亦包含在正常動作 狀恶下’電壓檢測電路121冑出小於閾值電麼的低電壓, 使得輔助開關元件122呈切斷的情形。 此時,主熔線元件133溶斷後,通過第ι分麼電阻元 2 131之電流’因為流入電壓檢測電路12卜若電壓檢測 。、路121之輸出阻抗過低,可能會發生辅助開關元件⑵ 之閘極端子的電壓無法上昇,無法轉換為導通狀態之情形 凡吋,如第
55 if - ^ 9 , ^ - π之2次電池H在主炼 。又 極體70件⑻,將電屢檢測電路121之輸d :C之==陽極端子,將陰極端子連接於― 甲编子,主熔線元件133熔斷後,若使 加於2極體元件137, 爲逢 流,會被2極l , 電阻元件131之 路121 _m阻擋,因為無法流入電麼檢測 二㈣使電塵檢測電路i2i <輸出阻抗小,輔助 關π件122亦可確實地導通。 又 上述說明了第彳、M 9k Μ 第 第2炼線元件135a、135b兩 15 200415833 的任一個熔線熔斷時, 叶’防止冒煙等事故。 因為電流會透過另一個 皆炫斷時的情形,但若第1或第2的 蓄電I置111會從充電裝置113切斷, 其中,即使只有一個先熔斷,因 溶線繼續流入加熱器元件136,所以亦 j 5又成,使剩下之 少谷線會因加熱器元件136之發熱而熔斷。 〜其次,第2圖係表示第二例之2次電池102,其中保 護電路62與第-例之主熔線電路51的構成不同。該第二 例之2次電池1〇2及後述之各實施例之2次m⑽〜旧 卜207、3(Π,與第-例之2次電池m同樣構成者, 標註同樣符號,省略其說明及連接狀態的說明。 該第二例之2次電池102的主熔線電路52,藉由第i 分壓電阻元件141,將辅助開關元件122之閘極端子連接 於蓄電裝置111之高電壓側輸出端子a;藉由第2分壓電 阻元件142,將電壓檢測電路121之輸出端子c連接於接 地側輸出端子b。 又’藉由主熔線元件143,使輔助開關元件丨22之問 極端子與電壓檢測電路121之輸出端子c短路。 藉由過電流等,主開關元件114會發熱,若因該熱而 使主溶線元件143熔斷時,辅助開關元件122之閘極端子 與電壓檢測電路1 21之輸出端子c之間會被切斷。因此, 因為流入第1分壓電阻元件141之電流不會流入電壓檢測 電路121,所以,蓄電裝置111之高電壓側輸出端子a的 電壓’透過第1分壓電阻元件141而施加於輔助開關元件 1 22之閘極端子上,俾使輔助開關元件丨22確實地成為導 200415833 通狀態。 接者’在上述第一、第二例之電源裝置ι〇ι、ι〇2,雖 然電壓檢測㈣121之電源電壓端子d與接地端子e,分 別與畜電裝置U1之高電壓側輸出端子&及接地側輸出端 子b直接連接,但將此作變更,藉由主溶線元件的溶斷, 使電壓檢測電路1 21的動作停 ㈣㈣止,精此,可使輔助開關元 件12 2肖匕確實地導通。
、 圖之符號103,係表示如此構成之第三例的2 電池。在該第三㈣2次電池1〇3,保護電路63之主熔 電路…藉由第i分壓電阻元件151,將輔助開關元 122之閘極端子連接於高電壓側輸出端子&,㈣,藉由 2分壓電阻元们52及主熔線元件153之串聯電路,將 閘極端子連接於接地側輸出端子C。
第2分壓電阻元件152及 ,係第2分壓電阻元件丨52側 122之閘極端子,主熔線元件 輸出端子c。 主溶線元件15 3之串聯電路 之端子連接於輔助開關元件 153側之端子連接於接地側 •電壓檢測電路121之電源電壓端子」直接地連接於高 電壓侧輸出端子a’相對於此,接地側端子⑼連接於第2 分壓電阻元件152與主熔線元件153之連接處。因此,電 壓檢測電& 121之接地端子e,透過主熔線元件153連接 於接地側輸出端子C。 在如,構成中,若主開關元# 114發熱,主熔線元件 熔斷τ電壓檢測電路121之接地端子e,從接地電壓 17 200415833 側輪出端子b切斷,停止該動作。 電壓二二Γ第1分壓電阻元件151之電流,因為通過 以辅二 ,而不流出至接地㈣側輸出端子b,所 輔助開關元件122之間極端子的電壓 校娩-θ ,因為主 ?件153的熔斷,辅助開關元件122之閘極端子 ::1分壓電阻元# 151而提昇到高電壓側輸出端子a, 使辅助開關元件122可確實地導通。 以上,說明了 2次電池1 03-1 03、1〇6,其使用主開關 70 U4當溫度檢測部位,藉由該主開關元件114的發熱 而溶斷主炫線元件i 53 ;在上述各實施例及後述之各實施 1列中,以溫度檢測部位而言,其他之構件,例如使用蓄電 裝置或控制電路115作為溫度檢測部位,將主熔線等 之感熱元件設置於緊貼溫度檢測部位,俾使辅助開關元件 導通亦可。 又’在上述2次電池ιοί〜1〇3、ι〇6,使用主熔線元件 153作為感熱元件,感熱元件因溫度上昇而使電阻值變為 無限大時’取代上述各實施例之主炼線元件133、143、 153,使用隨溫度上昇而使電阻值增大或減少之熱敏電阻亦 可。 例如’第4圖之符號1〇4為第四例的2次電池,係將 第1圖所示第一例之2次電池1 01之主熔線元件114,取 代成隨溫度上昇而使電阻值增大之熱敏電阻1 62。 該第四例之2次電池1〇4,保護電路64具備之主熔線 電路54 ’是由分壓電阻元件ι61與熱敏電阻162之串聯電 18 200415833 路所構成’辅助開關it# 122之閘極端子,藉由該分壓電 阻元件161連接於高電麼側輸出端子a,同時,藉由熱敏 電阻162連接於接地電壓側輸出端子b。 熱敏電阻162,設置在緊貼於主開關元件114的表面 處,提高熱輕合性。因此,若因故障及流動過電流等,而 使主開關元件114發熱時,因為該熱而使得熱敏電阻162 之電阻值增大,輔助開關元# 122之閘極端子的電位上昇 。然後,閘極端子的電位若變成閾值電壓以上的電壓時, 輔助開關元件122便導通。 接著’在上述各實施例中,辅助熔線電路124,具備 第1第2輔助熔線元件135a、135b,但第2輔助熔線 疋件135b,並非絕對必要。 例如,第5圖之符號1 〇5,係關於於第丄圖所示之第 例的2次電池ιοί,不設置第2輔助熔線元件13讥。 在该2次電池1〇5,藉由辅助開關元件122的導通, ^加熱器元件136發熱,第1輔助熔線元件135a熔斷,使 第1輸出端子128從2次電池1 〇5的内部電路切斷。 在上述各實施例中,主開關元件丨丨4,是設置在第2 輪出端子129與接地側輸出端子丨29之間,但如第7圖所 亦可设置在第1輸出端子丨28與輔助熔線電路124之 間。 + 此時之構成,也是將主熔線元件133設置在緊貼於主 奇元件114處’使得主開關元件114因過電流而發熱、 炫斷。7 士 … 入’使用熱敏電阻來取代主熔線元件133時,設置 ^因主開關元件114的發熱而使電阻值增大的方式即可 19 200415833 進而,在上述各實施例中,雖然主開關元件i22為η 通道型M0SFET或_型雙極型電晶體,但除了 ρ通道型 及卿型雙極型電晶體之外,亦可使用繼電器元件 及其他的開關元件。 在使用η通道型M0SFET或_型雙極型電晶體之各2 人電池101 107巾’藉由主開關元件114的發熱而使電阻 值增大之元件133、143、153、162(含熔斷而使電阻值成 為無限大之元件),辅助開關元件122之閘極端子或基極端 子連接於接地側輸出端子b,但使用ρ通道型M〇sm或 P P 5L雙極型電晶體,將主開關元件i i 4因過電流而發熱 電阻,因該發熱而增大之元件連接於閘極端子或基極端 夺藉由孩元件,將閘極端子或基極端子連接於高電壓
此之2次電池,對應到第1〜7圖之2次電池, 不於第8〜14圖之符號2〇1〜2〇7。對應第卜 之主料電路,以符號71〜75來表示,·主^ 2 5卜55内之元件的100號開頭的符號,在主熔線電 1〜75中,成為200號開頭。 第胃8丨4圖之2次電池201〜207,亦在正常之動作狀態 電I榀測電路121,其輸出端子c成為斷開狀態,高 線£側輸出鸲子a與接地側輸出端子b之間的電壓,以熔 :” 75作分壓,將分壓後之電壓,施加於輔助開關 疋件222之閑極端子或者基極端子上。 20 200415833 狀態 輔助開關元件999 ^ l 。 22,右她加該電壓,則可維持在切 斷 又’亦包含電麼檢測電路121之輸出 狀態,為使輔助聞M M 不為斷開 “吏辅助開關凡件222切斷而輸出高電塵之情形。 精由過電流,借主門 _ 使主開關το件114發熱,主炫绩 233 > 243 ^ 253 ^ 主熔線兀件 曰‘斷,或者熱敏電阻26 時,接近接地側輪出端;κ❿ 之電阻值增大 Η 出子b之電位的低電壓,會施加於輔 助開關兀件222之閘極端子或基極端子上。 輔助開關το件222,因為是由p通道型μ 型雙極型雷晶薇# # 1、 ^ ΡΠΡ 斤構成,若施加低電壓就會導通,電流就 會流入加熱器元件13β,祐铱〗雄 電1就 、i35b溶斷。 ㈣卜第2輔助炼線元件135a 如第1G圖所示’為藉主熔線元件挪的炼斷而 r壓檢測電路121的動作,須將電壓檢測電路121之 電源電壓端子d,連接於串聯之主熔線元# 253與第2分 I電阻το # 252之間,藉由主熔線元件253的熔斷,將電 源電壓端子:從高電壓側輸出端子&切斷。 士第13圖所示’將2極體元件237連接於電壓檢 測電路121之輪中她工士 才双 一 翰出^子c時,主熔線元件233就會熔斷, 藉由第1電阻疋件231,使輔助開關元件222之閘極端子 下降1並使輔助開關元件222導通之際,將陽極端子朝向
PpI極^子’陰極端子朝向電壓檢測電路m之輸出端子。 來阻止從電壓檢測電路121所輸出之電流,使得閘極 山子的電位,不會因為電壓檢測電路121所輸出之電流而 21 200415833 上昇即可。 除了以上之各實施例之外, 表不於第15圖之2次電池 301,亦包含於本發明。 在該2次電池3 〇丨中,雷 電堡k測電路121之輸出端子 c與輔助開關元件322之閘極端;々、盆批 镐子或基極端子,以輔助熔 線元件3 0 0連接。 電壓檢測電路121,檢測 核成1出正常之電壓,將其所表示 之信號輸入辅助開關元件325?吐 關兀仵以2時,可使辅助開關元件322 切斷,而且,若表示正常電壓 κ h唬不再輸入時,輔助開 關元件322則導通。 獨助開
若主開關元件114有過電户補、A 通過,因為該發熱而使主 °熔斷時,無論電壓檢測電路121所輸出之作 號為:二為電壓檢測電路121 ★測出正常電壓時之信號 ,不曰再輪入到輔助開關元件 之閘極端子,所以若主 熔線兀件300熔斷時,則辅助 六 助開K牛322必定會導通, 電 >瓜曰/瓜入發熱電阻元件13 .10 使传弟1、第2輔助熔線元 件 135a、135b 熔斷。 又’在第11圖之電路圖中,忿 r 右使用η通道型MOSFET 或ηΡη電晶體當辅助開關元件 ㈣m W千222,使用隨溫度上昇而使 電阻值減少之元件#熱敏f阻 主開關元# U4因、尚雪、… 例同樣, #通。 匕”伽·發熱,可使輔助開關元件222 主料元件,因為不是設置在蓄電裝置之充放 電電流的路捏上,所以在’置之充放 峰食㈣4昌生 吊勖作時,主熔線元件不會產 生月b /原相失。又,可以接 、、古^ 電机谷1小之主熔線元件。 22 200415833 【圖式簡單說明】 (一)圖式部分 第1圖,係本發明之第一例的2次電池。 第2圖,係本發明之第二例的2次電池。 第3圖,係本發明之第三例的2次電池。 第4圖,係本發明之第四例的2次電池。 第5圖,係本發明之第五例的2次電池。 第6圖,係在第一例之2次電池上,追加2極體的2 次電池。 第7圖,係將第一例之2次電池的主開關元件,設置 在第1輸出端子侧之2次電池。 第8圖’係使用p通道型M0SFET或pnp型雙極型電晶 體之第一例的2次電池。 第9圖,係使用p通道型M0SFET或pnp型雙極型電晶 體之第二例的2次電池。 第1 〇圖,係使用p通道型M〇SFET或pnp型雙極型電 晶體之第三例的2次電池。 第11圖’係使用p通道型M0SFET或pnp型雙極型電 晶體之第四例的2次電池。 第12圖,係使用p通道型M0SFET或pnp型雙極型電 晶體之第五例的2次電池。 第13圖,係在使用P通道型M0SFET或pnp型雙極 電晶轉夕结玉 -第二例的2次電池上,追加2極體的2次電池。 23 200415833 第14圖,係將使用p通道型M0SFET或pnp型雙極型 電晶體之第一例的2次電池的主開關元件,設置在第1輸 出端子側之2次電池。 第1 5圖,係藉由輔助熔線電路將電壓檢測電路之輸出 端子與輔助開關元件之閘極端子連接之2次電池。 第1 6圖,係習知技術之2次電池。 (二) 元 件代表符號 101〜 107 201〜207、301 : 2次電池 128 : 第 1 輸出端子 129 : 第 2 輸出端子 114 : 主 開 關元件(溫度檢測部位) 122、222、322 :輔助開關元件 133、143、153、233、243、253、300 :熔線元件(感 熱元件) 136 :加熱器元件 135a :第1輔助熔線元件 135b :第2輔助熔線元件 162、262 :熱敏電阻(感熱元件) 24

Claims (1)

  1. 拾、申請專利範圍·· 種2次電池,係具備 以及第1、笫μ山 八筒畜電扁置、保護電路、 弟2輸出端子;當充電鱼妓 輸出端子時,以雷^ 置連接於㈣卜第2 路,而將該蓄雷奘¥ 4保邊ΐ 2輪出端子Γ 電;#外部電路連接於該第1、第 而供應至該外部電路;、放電電〜通過該保護電路, 該保護電路,係具備·· ;感熱元件,其電阻值會因溫度檢測部位之發熱而變化 狀能==凡件’在該感熱元件之電阻值變化前為切斷 —值的變化而轉換為導通狀態; 發熱加熱w件’係藉由該辅助開關元件的導通而通電並 第'1輔助熔線熔線元件,會因該加熱器元件的發熱而 。,並使㈣1輸出端子離開該蓄電裝置與加熱器元件 :、如申請專利範圍第】項之2次電池,其中,該感 熱疋件係使用主炼線亓杜,# 4 ^ 加 、、牛5亥主熔線兀件會因該溫度檢測 4位的發熱而熔斷。 3、 如中請專利範圍。項之2次電池,其中,該感熱 =係使用電阻元件,該電阻元件會因該溫度檢測部位的 發熱而使電阻值產生變化。 4、 如申請專利範圍第i項之2次電池,其中,該輔助 25 200415833 開關元件係使用電晶體; 該保護電路具備由電阻元件與該感熱元件串聯而成之 2端子電路; 在該2端子電路,其1端係連接於該蓄電裝置之高電 壓側輸出端子,另1端則連接於該蓄電裝置之接地側輸出 ^子’該電阻元件與該感熱元件連接之連接點係連接至該 電晶體之控制端子。 5、 如申請專利範圍第1項之2次電池,其中,該保護 電路係具備第2輔助熔線元件,該第2輔助熔線元件會因 δ亥加熱器元件的發熱而熔斷,以使流入該辅助開關元件之 電流停止。 6、 如申請專利範圍第丨項之2次電池,其中,該溫度 ^測部位係主開關元件,將該主開關元件設在該充電電流 與放電電流所通過之路徑上,藉由該主開關元件來控制充 電電流與放電電流的流動。 拾壹、囷式: 如次頁 26
TW092127767A 2002-10-09 2003-10-07 Secondary battery with protective circuit TWI241760B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002295656A JP3825387B2 (ja) 2002-10-09 2002-10-09 保護回路付き二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200415833A true TW200415833A (en) 2004-08-16
TWI241760B TWI241760B (en) 2005-10-11

Family

ID=32089218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW092127767A TWI241760B (en) 2002-10-09 2003-10-07 Secondary battery with protective circuit

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7079003B2 (zh)
EP (1) EP1551088A4 (zh)
JP (1) JP3825387B2 (zh)
KR (1) KR101014939B1 (zh)
CN (1) CN100539348C (zh)
TW (1) TWI241760B (zh)
WO (1) WO2004034542A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI625910B (zh) * 2015-11-25 2018-06-01 山葉發動機股份有限公司 鋰離子二次電池之保護電路及電池組

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060232245A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Amita Technologies Inc Ltd. Protection device for a chargeable battery
JP2008543015A (ja) 2005-06-02 2008-11-27 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー リチウム電池管理システム
FR2896753B1 (fr) 2006-01-27 2008-04-11 Renault Sas Procede et dispositif de compensation de variations de couple
KR100807063B1 (ko) * 2006-05-24 2008-02-25 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR100877675B1 (ko) * 2006-07-13 2009-01-12 주식회사 엘지화학 이차전지 보호장치
TWM327596U (en) * 2007-02-14 2008-02-21 sheng-zhong Chen Battery device and protection circuit/electronic device thereof
US7914936B2 (en) * 2007-03-09 2011-03-29 Canon Kabushiki Kaisha Fuel cell system
JP2008288046A (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Sanyo Electric Co Ltd パック電池
KR100899425B1 (ko) * 2007-08-30 2009-05-27 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 보호회로 및 이를 구비한 배터리 팩
KR100938080B1 (ko) 2007-09-28 2010-01-21 삼성에스디아이 주식회사 안전 회로 및 이를 이용한 배터리 팩
EP2079142B1 (en) 2008-01-10 2010-09-29 Research In Motion Limited Rechargeable battery pack with a thermal protection circuit
KR101016825B1 (ko) * 2009-02-24 2011-02-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 과방전 보호 방법
TWM351546U (en) * 2009-03-30 2009-02-21 Cheng Uei Prec Ind Co Ltd Circuit for acquiring battery-protected signals
WO2011013384A1 (ja) * 2009-07-31 2011-02-03 パナソニック株式会社 保護回路、電池パック、及び充電システム
US8531263B2 (en) * 2009-11-24 2013-09-10 Littelfuse, Inc. Circuit protection device
TWI452751B (zh) * 2009-12-31 2014-09-11 Chi Mei Comm Systems Inc 電源裝置及其使用方法
KR101108188B1 (ko) 2010-06-10 2013-03-08 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호회로 및 이의 제어방법
US20110304943A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Bruce Barton Relocatable surge suppression or surge protection device
DE102010042992A1 (de) * 2010-10-27 2012-05-03 Sb Limotive Company Ltd. Stromversorgungseinrichtung, Verfahren zum Trennen einer Batterie von einer Anschlusseinrichtung und Kraftfahrzeug
US9019674B2 (en) * 2010-11-23 2015-04-28 Fairchild Semiconductor Corporation Input power port protection component
US8861164B2 (en) 2011-02-04 2014-10-14 Fairchild Semiconductor Corporation Integrated overdrive and overvoltage protection device
JP2013118740A (ja) * 2011-12-01 2013-06-13 Sanyo Electric Co Ltd 充電システム
WO2013099678A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 保護デバイス
JP5585616B2 (ja) * 2012-06-26 2014-09-10 株式会社デンソー 回路保護装置
JP6026240B2 (ja) * 2012-11-20 2016-11-16 三洋電機株式会社 電池パックとその製造方法
US9112346B2 (en) 2013-03-14 2015-08-18 Fairchild Semiconductor Corporation Input power protection
US9172239B2 (en) 2013-03-15 2015-10-27 Fairchild Semiconductor Corporation Methods and apparatus related to a precision input power protection device
KR102246181B1 (ko) * 2013-09-02 2021-04-29 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 과충전 방지 장치
US10424915B2 (en) * 2014-01-13 2019-09-24 Littelfuse, Inc. Secondary protection with permanent disable for a battery
US9735147B2 (en) 2014-09-15 2017-08-15 Fairchild Semiconductor Corporation Fast and stable ultra low drop-out (LDO) voltage clamp device
CN104935024B (zh) * 2015-03-06 2017-03-29 广东欧珀移动通信有限公司 充电电池组件和终端设备
KR102442187B1 (ko) * 2015-04-10 2022-09-07 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호 회로
KR101784740B1 (ko) * 2016-02-25 2017-11-06 삼성에스디아이 주식회사 배터리 보호 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP3276775B1 (en) * 2016-07-27 2018-11-28 Samsung SDI Co., Ltd. A battery system for a hybrid vehicle
CN109209718B (zh) * 2017-07-03 2024-02-06 北京佩特来电器有限公司 一种起动机及其过载熔断保护装置
KR102330294B1 (ko) * 2018-07-04 2021-11-24 주식회사 케이티앤지 에어로졸 생성장치의 배터리의 보호 방법 및 그 장치
CN111106595B (zh) * 2018-10-26 2023-11-21 中兴通讯股份有限公司 电源的过温保护电路、方法及系统
JP7321731B2 (ja) * 2019-03-15 2023-08-07 デクセリアルズ株式会社 バッテリパック、保護回路
TWI699026B (zh) * 2019-06-10 2020-07-11 聚鼎科技股份有限公司 二次電池及其保護元件
JP7396866B2 (ja) * 2019-11-13 2023-12-12 デクセリアルズ株式会社 保護回路
AU2021202525B2 (en) * 2020-06-29 2022-07-14 Ningde Amperex Technology Limited Electrochemical apparatus, electrical apparatus, electric vehicle, and power supply control method
CN113489104A (zh) * 2021-07-14 2021-10-08 东莞新能安科技有限公司 保护电路、电池管理系统和电池包

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2720988B2 (ja) * 1988-09-22 1998-03-04 旭化成工業株式会社 過充電防止回路
JP3469711B2 (ja) * 1996-06-07 2003-11-25 三洋電機株式会社 電池の充放電制御回路
KR100193736B1 (ko) * 1996-09-17 1999-06-15 윤종용 배터리 보호 기능을 갖는 배터리 팩
JP3982078B2 (ja) * 1998-08-26 2007-09-26 ソニー株式会社 電池保護回路及び電子装置
JP4341085B2 (ja) 1998-09-26 2009-10-07 内橋エステック株式会社 抵抗体付き温度ヒュ−ズ
JP4342657B2 (ja) 1999-10-26 2009-10-14 株式会社東芝 二次電池装置および二次電池用保護装置
JP3717149B2 (ja) * 2000-06-29 2005-11-16 松下電器産業株式会社 二次電池の保護回路
US6700766B2 (en) * 2000-09-14 2004-03-02 Sony Corporation Overvoltage protection circuit with thermal fuse, zener diode, and posistor
JP2002191130A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Nec Tokin Tochigi Ltd 逆充電防止回路
JP3692042B2 (ja) * 2001-02-06 2005-09-07 ソニーケミカル株式会社 保護回路付き二次電池
JP2002281660A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パックの保護装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI625910B (zh) * 2015-11-25 2018-06-01 山葉發動機股份有限公司 鋰離子二次電池之保護電路及電池組
US10637261B2 (en) 2015-11-25 2020-04-28 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Protection circuit and battery pack of lithium-ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004135400A (ja) 2004-04-30
KR20050061524A (ko) 2005-06-22
CN1703814A (zh) 2005-11-30
JP3825387B2 (ja) 2006-09-27
KR101014939B1 (ko) 2011-02-15
US20050225421A1 (en) 2005-10-13
CN100539348C (zh) 2009-09-09
WO2004034542A1 (ja) 2004-04-22
EP1551088A1 (en) 2005-07-06
TWI241760B (en) 2005-10-11
EP1551088A4 (en) 2011-10-05
HK1083571A1 (zh) 2006-07-07
US7079003B2 (en) 2006-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200415833A (en) Secondary battery with protective circuit
KR102614725B1 (ko) 배터리 보호 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR100293742B1 (ko) 과충전으로부터 전지셀을 보호하기 위한 장치 및 그의 방법
CN101103509B (zh) 二次电池的保护电路以及电池组件
JP4095426B2 (ja) 二次電池装置
US20090202890A1 (en) Battery pack
JP2002540756A (ja) 再充電可能な素子の保護のための装置および方法
TW201251263A (en) Charging/discharging control device, battery pack, electrical equipment, and charging/discharging control method
JP4637001B2 (ja) 保護素子とこの保護素子を備えるパック電池
TWI233228B (en) Secondary batteries having a bypass resistance and the protective method of the secondary battery
TW202042426A (zh) 電池組、保護電路
KR20160055148A (ko) 전환 회로
JP2003111268A (ja) 過充電保護回路付き二次電池
US7652860B2 (en) Polymer PTC device
KR20110107529A (ko) 과열방지회로
CN112072190A (zh) 二次电池及其保护元件
JP4171657B2 (ja) 二次電池の充電装置
TWI813352B (zh) 保護電路、電池組以及電子設備
JP2021027678A (ja) 二次電池ユニットの保護回路
JP2013118740A (ja) 充電システム
HK1083571B (zh) 带有保护电路的二次电池
CN117691551A (zh) 电芯的过温保护电路、电池模组及电动车辆

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees