TW202113895A - 保護元件及保護電路 - Google Patents

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Abstract

本發明之保護元件(10)具有：基板(11)；第1保險絲單元(12)及第2保險絲單元(13)，其於基板(11)上串聯連接；加熱器(14)，其連接於第1保險絲單元(12)與第2保險絲單元(13)之間；第3上側電極部(17)，其連接於第1保險絲單元(12)與第2保險絲單元(13)之間，且與加熱器(14)串聯連接；第1導通部(18)，其連接於第3上側電極部(17)且具有低於加熱器(14)之電阻值；及第3下側電極部(19)，其連接於第1導通部(18)且可與外部之保護電路連接而構成。

Description

保護元件及保護電路
本發明係關於一種保護元件及保護電路，例如關於二次電池之充放電電路中連接於二次電池與充電器之間之保護元件及保護電路。 本申請案主張基於2019年7月22日於日本所申請之特願2019-134872號之優先權，並將其內容援用於此。
先前，保護電路安裝於行動電話或便攜式電腦等搭載有二次電池之各種移動機器。作為先前之保護電路，例如有一種二次電池裝置，其構成為具有蓄電裝置、複數個保護電路、及第1、第2輸出端子，且上述保護電路分別具有串聯連接之兩個保險絲單元，於上述第1、第2輸出端子連接外部電路時，自上述蓄電裝置供給至上述外部電路之放電電流、與自上述外部電路供給至上述蓄電裝置之充電電流通過上述複數個保護電路內之串聯連接之兩個保險絲單元而流動(專利文獻1)。
該二次電池裝置構成為具有一端連接於保險絲單元彼此之連接點之加熱器，各加熱器之另一端分別連接整流元件之一端，且於上述各整流元件之另一端連接有開關元件，當開關元件導通時，通過該開關元件與各整流元件，使電流於各保護電路之加熱器流動。又，該二次電池裝置中，於連接保護電路之加熱器之端子彼此之電流路徑之中途插入至少兩個整流元件，在短路電流流動而使一側之保險絲單元熔斷之狀態下，即使於兩個保護電路之加熱器之端子間產生電壓差，亦至少將一個整流元件設為反向偏壓。因此，電流未自一個保護電路之加熱器之端子流入另一個保護電路之加熱器之端子，從而未產生由此造成之殘存電流。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4095426號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，上述專利文獻1之保護電路中，由於附設加熱器之保險絲(以下亦稱為SCP(Short current protection：短路電流保護))具有左右對稱之結構，故在進行電流切斷之情形下，2個保險絲單元中之一者被切斷之概率為50%。因此，於保護電路中並聯連接複數個SCP之情形，無法特定電流切斷之部位為各SCP中之2個保險絲單元中之何者。因此，有因各SCP產生之切斷部位，致使保護電路內產生迴繞電流，且過電流自蓄電裝置流動至外部電路之情形。因此，系統整體為防止過電流，必須安裝與複數個SCP一對一對應之複數個整流元件(二極體)，而有電路複雜化、成本增加、再者隨零件個數增加而使裝置故障率增大之問題。
另外，近年由於移動機器之進一步高性能化、高功能化有所進展，故謀求一種伴隨二次電池之充電容量之進一步增大，而可確實防止過電流之安全性較高的保護電路。
本發明係鑒於上述情況而完成者，其目的在於提供一種可確實地防止過電流並提高安全性，且可以較先前更簡單之裝置構成實現成本減少，進而可減少裝置之故障率之保護元件及保護電路。 [解決問題之技術手段]
為解決上述問題，本發明採用以下手段。
[1]本發明之一態樣之保護元件具有：第1保險絲單元及第2保險絲單元，其串聯連接；加熱器，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間；第1電極部，其連接於上述第1保險絲單元之與上述第2保險絲單元之相反側；第2電極部，其連接於上述第2保險絲單元之與上述第1保險絲單元之相反側；第3電極部，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間，且與上述加熱器串聯連接；導通部，其連接於上述第3電極部，且具有低於上述加熱器之電阻值；及第4電極部，其連接於上述導通部，且可與外部之保護電路連接而設置。
[2]如上述[1]中記載之保護元件，其中較佳為，上述導通部之熔點高於上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之任一者之熔點。
[3]如上述[1]或[2]中任一者記載之保護元件，其中較佳為，上述導通部以銀(Ag)構成。
[4]如上述[1]中記載之保護元件，其中較佳為，上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側，且上述加熱器配置於上述基板之另一側之主面側。
[5]如上述[1]中記載之保護元件，其中較佳為，上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側，且上述加熱器配置於上述基板之一側之主面與上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之間。
[6]如上述[4]或[5]中任一者記載之保護元件，其中亦可為，上述導通部以於厚度方向貫通上述基板之至少1個通孔構成。
[7]如上述[6]中記載之保護元件，其中亦可為，上述導通部以於厚度方向貫通上述基板之複數個通孔構成。
[8]本發明之一態樣之保護電路係具備並聯連接之複數個保護元件者，且構成複數個保護元件之各保護元件具有：第1保險絲單元及第2保險絲單元，其串聯連接；加熱器，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間；第1電極部，其連接於上述第1保險絲單元之與上述第2保險絲單元之相反側；第2電極部，其連接於上述第2保險絲單元之與上述第1保險絲單元之相反側；第3電極部，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間，且與上述加熱器串聯連接；導通部，其連接於上述第3電極部，具有低於上述加熱器之電阻值；及第4電極部，其連接於上述導通部，並可與外部之保護電路連接而設置；且具有：旁路電路，其並聯連接上述複數個保護元件，且將設置於上述複數個保護元件之複數個上述第4電極部彼此連接。
[9]如上述[8]中記載之保護電路，其中較佳為，上述導通部之熔點高於上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之任一者之熔點。
[10]如上述[8]或[9]中任一者記載之保護電路，其中較佳為，上述導通部以銀(Ag)構成。
[11]如上述[8]中記載之保護電路，其中亦可為，上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側，上述加熱器配置於上述基板之另一側之主面側。
[12]如上述[8]中記載之保護電路，其中亦可為，上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側，上述加熱器配置於上述基板之一側之主面與上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之間。
[13]如上述[8]中記載之保護電路，其中亦可為，上述導通部以於厚度方向貫通上述基板之至少1個通孔構成。
[14]如上述[8]中記載之保護電路，其中亦可為，上述導通部以於厚度方向貫通上述基板之複數個通孔構成。 [發明之效果]
根據本發明，可確實地防止過電流而提高安全性，且可以比先前更簡單之裝置構成實現成本減少，進而可減少裝置之故障率。
以下，使用圖式詳細說明適用本發明之實施形態之保護元件及保護電路。另，以下說明所用之圖式為使特徵易於理解，且為求簡便，而有放大顯示特徵部分之情形，且各構成要件之尺寸比例等未限定為與實際相同。又，以下說明所例示之材料、尺寸等僅為一例，本發明並非限定於此，可於不變更其主旨之範圍內進行適當變更而實施。
[保護元件之構成] 圖1(a)係概略性地顯示本發明之第1實施形態之保護元件之構成的俯視圖，圖1(b)係底視圖，圖1(c)係沿圖1(a)之線I-I之剖視圖。又，圖2係顯示圖1之保護元件之電路構成之模式圖。 如圖1(a)、圖1(b)及圖2所示，保護元件10具有：基板11；第1保險絲單元12及第2保險絲單元13，其於基板11上串聯連接；加熱器14，其連接於第1保險絲單元12與第2保險絲單元13之間；第1上側電極部15(第1電極部)，其連接於第1保險絲單元12之與第2保險絲單元13之相反側；第2上側電極部16(第2電極部)，其連接於第2保險絲單元13之與第1保險絲單元12之相反側；第3上側電極部17(第3電極部)，其連接於第1保險絲單元12與第2保險絲單元13之間且與加熱器14串聯連接；第1導通部18(導通部)，其連接於第3上側電極部17且具有低於加熱器14之電阻值；及第3下側電極部19(第4電極部)，其連接於第1導通部18且可與外部之後述之保護電路連接而構成。本實施形態中之串聯連接意指無其他材料介於其間之直接連接。
基板11若為具有絕緣性之材質者則無特別限制，例如除了如陶瓷基板或環氧玻璃基板之印刷配線基板以外，還可使用玻璃基板、樹脂基板、絕緣處理金屬基板等。另，該等中，耐熱性優、熱傳導性佳之絕緣基板即陶瓷基板較佳。
本實施形態之第1保險絲單元12及第2保險絲單元13設置於基板11之一側之主面11a側。第1保險絲單元12之一端部12a介隔第1支持體20連接於第1上側電極部15。第2保險絲單元13之一端部13a介隔第2支持體21連接於第2上側電極部16。第1保險絲單元12之另一端部12b及第2保險絲單元13之一端部13b介隔第3支持體22連接於第3上側電極部17。
第1保險絲單元12及第2保險絲單元13為例如一體形成，且介隔導電性之3個第1支持體20、第2支持體21、第3支持體22而受第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17支持。第1保險絲單元12及第2保險絲單元13亦可由其他構件構成。又，第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之形狀為薄片狀，但不限於此，亦可為棒狀。
本實施形態之第1保險絲單元12具有與第2保險絲單元13之熱特性相同之熱特性。熱特性包含熱電阻及熱容量之至少一者。熱電阻(K/W)意指熱之傳導容易度，熱電阻越大越難傳導熱(熱電阻[K/W]=長度[m]/{剖面積[m²]×熱傳導率[W/(m・K)]})。又，熱容量(J/K)意指為使單位溫度上升所需之熱量即溫度變化之容易度，熱容量越大溫度變化越難。其中，第1保險絲單元12與第2保險絲單元13之熱特性並非必須相同，於不影響後述之保護電路之動作之範圍內，該等熱特性亦可不同。
本實施形態之第1保險絲單元12及第2保險絲單元13例如具有一樣之寬度及厚度之薄片形狀，第1保險絲單元12之長度與第2保險絲單元13之長度相同。該情形，第1保險絲單元12之熱電阻與第2保險絲單元13之熱電阻相同。
作為構成第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之材料，可使用先前以來作為保險絲材料使用之各種低熔點金屬。作為低熔點金屬，可列舉SnSb合金、BiSnPb合金、BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、SnAg合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。構成第1保險絲單元12A及第2保險絲單元13A之材料較佳相同，亦可不同。
本實施形態之加熱器14設置於基板11之另一側之主面11b側。該加熱器14抵接於基板11之另一側之主面11b而配置，且配置於第3上側電極部17之正下方。又，加熱器14之一端部14a連接於第3下側電極部19，另一端部14b連接於後述之第4下側電極部。藉由如此將加熱器14設置於基板11之與第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之相反側，可謀求保護元件10之低矮化，且於將保護元件10安裝於後述之保護電路時，可增大安裝空間之自由度。
加熱器14藉由塗佈包含例如氧化釕或碳黑等之導電材料、與水玻璃等之無機系黏合劑或熱硬化性樹脂等之有機系黏合劑之電阻膏，且根據需要焙燒而形成。又，作為加熱器14，可將氧化釕或碳黑等之薄膜經過印刷、鍍敷、蒸鍍、濺鍍之步驟而形成，亦可藉由該等膜之貼附或積層等形成。
加熱器14以覆蓋其外表面之方式設置有絕緣構件23。作為構成絕緣構件23之材料，若加熱器14與外部為可絕緣之材料則無特別限制，例如可列舉玻璃(SiO2 )。
第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17分別為熔融之第1保險絲單元12或第2保險絲單元13流入之電極。構成該等第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17之材料無特別限制，可列舉與熔融狀態之第1保險絲單元12或第2保險絲單元13之潤濕性良好的金屬。作為構成第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17之材料，例如可使用銅(Cu)等金屬單質、或至少表面由Ag(銀)、Ag(銀)-Pt(鉑)、Ag(銀)-Pd(鈀)、Au(金)等形成者。
本實施形態之第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17設置於基板11之一側之主面11a側。基板11之另一側之主面11b側設置有與第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17之各者成對之第1下側電極部24、第2下側電極部25及第3下側電極部19。作為構成第1下側電極部24及第2下側電極部25之材料，可列舉銅(Cu)、銀(Ag)等。作為構成第3下側電極部19之材料，可列舉銅(Cu)、銀(Ag)或該等之合金等，其中較佳為銀或銀合金。作為銀合金，例如列舉Ag-Pt、Ag-Pd。又，構成3個下側電極部19之材料為銀或銀合金之情形，可使用其表面以鎳(Ni)-Au(金)形成者。
又，於基板11之一側之主面11a側設置第4上側電極部26，於基板11之另一側之主面11b側設置與該第4上側電極部26成對之第4下側電極部27。作為構成第4上側電極部26及第4下側電極部27之材料，列舉銅(Cu)、銀(Ag)等。
第1上側電極部15及第2上側電極部16分別介隔第2導通部28及第3導通部29，連接於第1下側電極部24及第2下側電極部25。第2導通部28及第3導通部29例如為於長邊方向之平面觀察時大致圓形狀之一個或複數個通孔，且於形成於基板11之貫通孔之內周面或該貫通孔之整體填充導體而形成。作為構成第2導通部28及第3導通部29之材料，可列舉銀(Ag)、銅(Cu)、鎢(W)、或該等之合金等。 第2導通部28及第3導通部29亦可以平面觀察時大致圓形狀之通孔及後述之堞形體之任一者或兩者構成。又，第2導通部28及第3導通部29若為可與外部電路導通之構成，則亦可為通孔以外之構成。又，保護元件10亦可為不具有第2導通部28及第3導通部29之構成。
第3上側電極部17介隔第1導通部18連接於第3下側電極部19(第4電極部)。第1導通部18例如為於平面觀察時大致半圓狀之一個或複數個通孔(亦稱為堞形體)，且於形成於基板11之端面之貫通孔之內周面填充導體而形成。本實施形態之第1導通部18構成介隔第3下側電極部19連接於後述之旁路電路之旁路用導體。
第1導通部18之熔點較佳為高於第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之任一者之熔點。作為構成第1導通部18之材料，可列舉銀、銅、鎢、或該等之合金等，較佳列舉銀。由於銅易氧化，且鎢之焊接之潤濕性較低，故須進行鍍敷處理作為表面處理，而增加製造成本。另一方面，由於銀之導體電阻值較低，不易氧化，故焊接之潤濕性良好。藉由以銀構成第1導通部18，與銅或鎢比較可減少製造成本，且可經由第1導通部18確實地使過電流流動於後述之旁路電路5。 第1導通部18可以堞形體及通孔之任一者構成。又，第1導通部18若為可與外部電路導通之構成，則亦可為堞形體或通孔以外之構成。
又，本實施形態之第4上側電極部26介隔第4導通部30連接於第4下側電極部27。第4導通部30與第1導通部18同樣為例如於平面觀察時大致半圓狀之一個或複數個通孔。作為構成第4導通部30之材料，可列舉銀、銅、鎢、或該等之合金等。第4導通部30亦可以堞形體及於平面觀察時大致圓形狀之通孔之任一者或兩者構成。又，第4導通部30若為可與外部電路導通之構成，則亦可為堞形體或通孔以外之構成。又，保護元件10亦可為不具有第4導通部30之構成。
於第1上側電極部15、第2上側電極部16、第3上側電極部17及第4上側電極部26對應之位置，分別設置焊接部31、32、33、34。 第1上側電極部15、第2上側電極部16、第3上側電極部17及第4上側電極部26分別介隔焊接部31、32、33、34連接於外部電路(保護電路)。
如上述構成之保護元件10中，有超出額定之大電流流至保護元件10時，藉由第1保險絲單元12及/或第2保險絲單元13因自身發熱(焦耳熱)熔斷、或因加熱器14之發熱使第1保險絲單元12及/或第2保險絲單元13熔斷，而切斷電流路徑。
其次，簡單說明保護元件10之製造方法之一例。首先，於基板11之一側之主面11a側形成第1上側電極部15、第2上側電極部16、第3上側電極部17(亦稱為中央電極)及第4上側電極部26。於形成與第2導通部28或第3導通部29對應之大致圓形之通孔之情形，亦可於上述第1～第4上側電極部之形成前，預先於基板11形成通孔。
其次，於基板11之另一側之主面11b側，於與第1上側電極部15、第2上側電極部16、第3上側電極部17及第4上側電極部26之各者對應之位置，形成第1下側電極部24、第2下側電極部25、第3下側電極部19及第4下側電極部27。其後，於與上述第1～第4下側電極部對應之位置，分別形成第1導通部18、第2導通部28、第3導通部29及第4導通部30。例如，於基板11之4側面即與上述第1～第4下側電極部對應之位置，分別形成堞形體。藉此，上述第1～第4上側電極部分別介隔上述第1～第4導通部而與上述第1～第4下側電極部連接。
其後，於基板11之另一側之主面11b側，於第3下側電極部19與第4下側電極部27之間形成加熱器14，且將該等連接，進而於加熱器14上形成絕緣構件23。
其後，於第1上側電極部15、第2上側電極部16及第3上側電極部17上分別形成第1支持體20、第2支持體21及第3支持體22，且以跨越上述第1～第3支持體之方式固定第1保險絲單元12及第2保險絲單元13。藉由上述步驟，獲得保護元件10。
[保護電路之構成] 圖3係概略性地顯示本發明之第2實施形態之保護電路之構成的圖。於本第2實施形態之保護電路中，表面安裝有複數個上述第1實施形態之保護元件10。該保護電路例如構成鋰離子二次電池之電池組內之電路。
如圖3所示，於保護電路1中並聯連接有複數個保護元件10A、10B、10C。具體而言，複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第1上側電極部15A、15B、15C經由外部電路連接於並聯連接點A，且連接於二次電池2、2、...之正極。又，複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第2上側電極部16A、16B、16C經由外部電路連接於並聯連接點B，且連接於充電器3之正極。複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第3上側電極部17A、17B、17C分別連接於例如二次電池2、2、...之負極及充電器3之負極之兩者。於第3上側電極部17A、17B、17C之下游側設置有FET等之開關元件4。
該保護電路1具有：旁路電路5，其將設置於複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第3下側電極部19A、19B、19C彼此連接。旁路電路5例如為安裝於基板上之電路圖案。作為構成旁路電路5之材料，可列舉銅、銀等，其中較佳為銀。旁路電路5可使用於基板上形成電路圖案之周知之方法形成。
於二次電池2、2、...充電時，自充電器3經由外部電路對二次電池2、2、...供給電力。又，於二次電池放電時，自二次電池2、2、...對外部電路供給電力。如此，二次電池2、2、...充電時及放電時之任一情形，皆對第1保險絲單元12A(12B、12C)與第2保險絲單元13A(13B、13C)之兩者供給相同之電力。
保護電路1與二次電池2、2、...之各者連接，且可具有連接於開關元件4之未圖示之檢測元件。該檢測元件長時間監視是否為高電壓狀態尤其過電壓，且於高電壓狀態之情形時對開關元件4輸出控制信號。該情形時，開關元件4藉由根據檢測信號使電流自二次電池2、2、...流動至加熱器14A(14B、14C)，而使該加熱器14A(14B、14C)發熱。藉此，可熔斷第1保險絲單元12A(12B、12C)及/或第2保險絲單元13A(13B、13C)。
[保護電路之動作] 其後，用以下之第1～第4實例說明圖3之保護電路1之動作。圖4係說明以圖3之保護電路1進行電流切斷之第1實例之圖。例如，作為第1實例，設想發生外部短路等引起過電流流動，使複數個第1保險絲單元12A、12B、12C熔斷之情形。第1實例之情形，由於第1保險絲單元12A、12B、12C全部為二次電池側之保險絲單元，故藉由第1保險絲單元12A、12B、12C之熔斷，而使二次電池2、2、...側之電路與充電器3側之電路被切斷電流。
圖5(a)～圖5(b)及圖6係說明以圖3之保護電路1進行電流切斷之第2實例之圖。作為第2實例，如圖5(a)所示，設定因過電流使複數個第1保險絲單元12A、12B與第2保險絲單元13C熔斷之情形。該情形時，由於第1保險絲單元12A、12B為二次電池側之保險絲單元，第2保險絲單元13C為充電器側之保險絲單元，故二次電池2、2、...側與充電器3側為未被切斷電流之狀態，電流經由第1保險絲單元12C流動。此時，由於電阻值較加熱器14C低之第1導通部18C設置於保護元件10C，且第1導通部18C介隔第3下側電極部19C連接於旁路電路5，故電流經由旁路電路5，自二次電池側流動至充電器側(圖5(b))。接著，藉由使電流經由旁路電路5流動，而使電流集中於第1保險絲單元12C，進而使第1保險絲單元12C快速熔斷(圖6)。其結果，二次電池2、2、...側之電路與充電器3側之電路被切斷電流。
圖7(a)～圖7(b)及圖8係說明以圖3之保護電路1進行電流切斷之第3實例的圖。作為第3實例，如圖7(a)所示，設想因過電流使第1保險絲單元12A與複數個第2保險絲單元13B、13C熔斷之情形。該情形，由於第1保險絲單元12A為二次電池側之保險絲單元，第2保險絲單元13B、13C為充電器側之保險絲單元，故與第2實例之情形同樣，二次電池2、2、...側與充電器3側為未被切斷電流之狀態，且電流經由第1保險絲單元12B、12C流動。此時，於保護元件10B設置有電阻值較加熱器14B低之第1導通部18B，且於保護元件10C設置有電阻值較加熱器14C低之第1導通部18C。且，由於第1導通部18B、18C分別介隔第3下側電極部19B、19C連接於旁路電路5，故電流經由旁路電路5自二次電池側流動至充電器側(圖7(b))。且，藉由電流經由旁路電路5流動，而使電流集中於第2保險絲單元13A，進而使第2保險絲單元13A快速熔斷(圖8)。其結果，二次電池2、2、...側之電路與充電器3側之電路被切斷電流。
圖9係說明以圖3之保護電路1進行電流切斷之第4實例的圖。作為第4實例，設想因過電流使複數個第2保險絲單元13A、13B、13C熔斷之情形。第4實例之情形，由於第2保險絲單元13A、13B、13C全部為二次電池側之保險絲單元，故因第2保險絲單元13A、13B、13C之熔斷，而使二次電池2、2、...側之電路與充電器3側之電路被切斷電流。
如此，雖設想複數個產生過電流之情形之第1保險絲單元12A、12B、12C及第2保險絲單元13A、13B、13C之熔斷圖案，但上述第1～第4實例之全部皆為二次電池2、2、...側之電路與充電器3側之電路被切斷電流。
如上所述，根據本實施形態，由於保護元件10連接於第3上側電極部17，且具有電阻值較加熱器14低之第1導通部18、及連接於第1導通部18且設置為可與外部之保護電路1連接之第3下側電極部19，故即使於第1保險絲單元12與第2保險絲單元13具有相同熱特性之情形時，仍可於第1保險絲單元12(或第2保險絲單元13)，切斷該第1保險絲單元12(或第2保險絲單元13)之一方側之電路與另一方側之電路。因此，於形成具備並聯連接之複數之保護元件10A、10B、10C之保護電路1的情形，無須設置二極體等之整流元件便可確實地防止過電流。又，第1導通部18及第3下側電極部19與於基板安裝整流元件之情形比較，構成簡單且可容易地形成。因此，可確實地防止過電流而提高安全性，且可以較先前更簡單之裝置構成，實現成本之減少，進而可減少裝置之故障率。
又，由於第1導通部18之熔點高於第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之任一者之熔點，故可確實地使過電流經由第1導通部18及第3下側電極部19流動至外部之保護電路1。因此，可進一步確實地防止過電流，從而進一步提高安全性。
又，根據本實施形態，由於保護電路1具有將複數個保護元件10A、10B、10C並聯連接且將設置於複數個保護元件10A、10B、10C之複數個第3下側電極部19A、19B、19C彼此連接之旁路電路5，故可於第1保險絲單元12A及第2保險絲單元13A之任一者、第1保險絲單元12B及第2保險絲單元13B之任一者、第1保險絲單元12C及第2保險絲單元13C之任一者，切斷二次電池2、2、...側之電路與充電器3側之電路，進而無須設置二極體等之整流元件便可確實地防止過電流。又，旁路電路5與於基板安裝整流元件等之情形比較，構成簡單且可容易地形成。因此，可確實地防止過電流而提高安全性，且可以較先前更簡單之裝置構成，實現成本之減少，進而可減少裝置之故障率。
又，由於第1導通部18A(18B、18C)之熔點高於第1保險絲單元12A(12B、12C)及第2保險絲單元13A(13B、13C)之任一者之熔點，故可確實地使過電流經由第1導通部18A(18B、18C)及第3下側電極部19A(19B、19C)流動至保護電路1之旁路電路5。因此，可更確實地防止過電流，從而進一步提高安全性。
圖10(a)係顯示圖1之保護元件10之變化例之俯視圖，圖10(b)係底視圖，圖10(c)係沿圖10(a)之線II-II之剖視圖。圖10之保護元件，除加熱器之配置不同以外，與圖1之保護元件10相同，故省略重複部分之說明，且於下文說明不同之部分。
如圖10(a)～圖10(c)所示，保護元件40具有連接於第1保險絲單元12與第2保險絲單元13之間之加熱器41、連接於第1保險絲單元12與第2保險絲單元13之間且與加熱器41串聯連接之第3上側電極部17(第3電極部)、及連接於第3上側電極部17且具有電阻值較加熱器41低之第1導通部18(導通部)。保護元件40之電路構成與保護元件10之電路構成相同(參照圖2)。
加熱器41配置於基板11之一側之主面11a側，且第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之下方。即，加熱器41配置於基板11之一側之主面11a與第1保險絲單元12及第2保險絲單元13之間。本變化例中，加熱器41抵接於基板11之一側之主面11a而配置，且配置於第3電極部17之正下方。又，加熱器41與第3電極部17之間配置有絕緣層42。如此，藉由將加熱器41設置於與基板11之第1保險絲單元12及第2保險絲單元13相同之側，可提高熔斷第1保險絲單元12及/或第2保險絲單元13時之加熱效率，進而可高精度地切斷電流路徑。
圖11(a)係顯示圖1之第1導通部18之變化例之俯視圖，圖11(b)係底視圖。圖9之保護元件50除第1通電部之構成不同以外，與圖1之保護元件10相同。
如圖11(a)及圖11(b)所示，保護元件50具有連接於第3上側電極部17且具有電阻值較加熱器14低之第1導通部51(導通部)。第1導通部51以設置於基板11之複數個通孔構成。本變化例中，第1導通部51以複數個第1通孔51a、51a、51a、及與第1通孔之形狀不同之複數個第2通孔51b、51b構成。本變化例之第1通孔51a為堞形體，第2通孔51b為俯視時大致圓形狀之通孔。構成第1導通部51之材料與第1導通部18相同。如此，藉由以複數個通孔構成第1導通部51，可更加減小第1導通部51之電性電阻，於過電流流動至第1保險絲單元12時，可經由第1導通部51確實地使過電流流動至旁路電路5，進而可令保護電路1高精度地動作。
以上對本發明之實施形態進行詳細說明，但本發明並非限定於上述實施形態者，於專利申請範圍所記載之本發明之主旨的範圍內，可進行各種變化、變更。
1:保護電路 2:二次電池 3:充電器 4:開關元件 5:旁路電路 10:保護元件 10A:保護元件 10B:保護元件 10C:保護元件 11:基板 11a:主面 11b:主面 12:第1保險絲單元 12A:第1保險絲單元 12B:第1保險絲單元 12C:第1保險絲單元 12a:一端部 12b:另一端部 13:第2保險絲單元 13A:第2保險絲單元 13B:第2保險絲單元 13C:第2保險絲單元 13a:一端部 13b:一端部 14:加熱器 14A:加熱器 14B:加熱器 14C:加熱器 14a:一端部 14b:另一端部 15:第1上側電極部 15A:第1上側電極部 15B:第1上側電極部 15C:第1上側電極部 16:第2上側電極部 16A:第2上側電極部 16B:第2上側電極部 16C:第2上側電極部 17:第3上側電極部 17A:第3上側電極部 17B:第3上側電極部 17C:第3上側電極部 18:第1導通部 18A:第1導通部 18B:第1導通部 18C:第1導通部 19:第3下側電極部 19A:第3下側電極部 19B:第3下側電極部 19C:第3下側電極部 20:第1支持體 21:第2支持體 22:第3支持體 23:絕緣構件 24:第1下側電極部 25:第2下側電極部 26:第4上側電極部 26A:第4上側電極部 26B:第4上側電極部 26C:第4上側電極部 27:第4下側電極部 28:第2導通部 29:第3導通部 30:第4導通部 31:焊接部 32:焊接部 33:焊接部 34:焊接部 40:保護元件 41:加熱器 42:絕緣層 50:保護元件 51:第1導通部 51a:第1通孔 51b:第2通孔 A:並聯連接點 B:並聯連接點
圖1(a)係概略性顯示本發明之第1實施形態之保護元件之構成的俯視圖，圖1(b)係底視圖，圖1(c)係沿圖1(a)之線I-I之剖視圖。 圖2係顯示圖1之保護元件之電路構成之模式圖。 圖3係概略性顯示本發明之第2實施形態之保護電路之構成的圖。 圖4係說明以圖3之保護電路進行電流切斷之第1實例之圖。 圖5(a)～圖5(b)係說明以圖3之保護電路進行電流切斷之第2實例之圖。 圖6係說明圖5所示之第2實例之後續之圖。 圖7(a)～圖7(b)係說明以圖3之保護電路進行電流切斷之第3實例的圖。 圖8係說明圖7所示之第3實例之後續之圖。 圖9係說明以圖3之保護電路進行電流切斷之第4實例的圖。 圖10(a)係顯示圖1之保護元件之變化例之俯視圖，圖10(b)係底視圖，圖10(c)係沿圖10(a)之線II-II之剖視圖。 圖11(a)係顯示圖1之導通部之變化例之俯視圖，圖11(b)係底視圖。
10:保護元件
11:基板
11a:主面
11b:主面
12:第1保險絲單元
12a:一端部
12b:另一端部
13:第2保險絲單元
13a:一端部
13b:一端部
14:加熱器
14a:一端部
14b:另一端部
15:第1上側電極部
16:第2上側電極部
17:第3上側電極部
18:第1導通部
19:第3下側電極部
20:第1支持體
21:第2支持體
22:第3支持體
23:絕緣構件
24:第1下側電極部
25:第2下側電極部
26:第4上側電極部
27:第4下側電極部
28:第2導通部
29:第3導通部
30:第4導通部
31:焊接部
32:焊接部
33:焊接部
34:焊接部

Claims (14)

  1. 一種保護元件，其具有： 串聯連接之第1保險絲單元及第2保險絲單元； 加熱器，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間； 第1電極部，其連接於上述第1保險絲單元之與上述第2保險絲單元之相反側； 第2電極部，其連接於上述第2保險絲單元之與第1保險絲單元之相反側； 第3電極部，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間，且與上述加熱器串聯連接； 導通部，其連接於上述第3電極部，且具有低於上述加熱器之電阻值；及 第4電極部，其連接於上述導通部，且可與外部之保護電路連接而設置。
  2. 如請求項1之保護元件，其中上述導通部之熔點高於上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之任一者之熔點。
  3. 如請求項1或2中任一項之保護元件，其中上述導通部由銀(Ag)構成。
  4. 如請求項1之保護元件，其中 上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側； 上述加熱器配置於上述基板之另一側之主面側。
  5. 如請求項1之保護元件，其中 上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側； 上述加熱器配置於上述基板之一側之主面與上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之間。
  6. 如請求項4或5中任一項之保護元件，其中上述導通部以於厚度方向貫通上述基板的至少1個通孔構成。
  7. 如請求項6之保護元件，其中上述導通部以於厚度方向貫通上述基板的複數個通孔構成。
  8. 一種保護電路，其係具備並聯連接之複數個保護元件者，且 構成複數個保護元件之各保護元件具有： 串聯連接之第1保險絲單元及第2保險絲單元； 加熱器，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間； 第1電極部，其連接於上述第1保險絲單元之與上述第2保險絲單元之相反側； 第2電極部，其連接於上述第2保險絲單元之與第1保險絲單元之相反側； 第3電極部，其連接於上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元之間，且與上述加熱器串聯連接； 導通部，其連接於上述第3電極部，且具有低於上述加熱器之電阻值；及 第4電極部，其連接於上述導通部，且可與外部之保護電路連接而設置；且 具有：旁路電路，其並聯連接上述複數個保護元件；且 將設置於上述複數個保護元件之複數個上述第4電極部彼此連接。
  9. 如請求項8之保護電路，其中上述導通部之熔點高於上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之任一者之熔點。
  10. 如請求項8或9中任一項之保護電路，其中上述導通部以銀(Ag)構成。
  11. 如請求項8之保護電路，其中 上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側； 上述加熱器配置於上述基板之另一側之主面側。
  12. 如請求項8之保護電路，其中 上述第1保險絲單元與上述第2保險絲單元配置於基板之一側之主面側； 上述加熱器配置於上述基板之一側之主面與上述第1保險絲單元及上述第2保險絲單元之間。
  13. 如請求項8之保護電路，其中上述導通部沿著於厚度方向貫通基板之至少1個通孔而形成。
  14. 如請求項13之保護電路，其中上述導通部沿著於厚度方向貫通上述基板之複數個通孔而形成。
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