TW202203279A - 保護電路 - Google Patents

保護電路 Download PDF

Info

Publication number
TW202203279A
TW202203279A TW110121801A TW110121801A TW202203279A TW 202203279 A TW202203279 A TW 202203279A TW 110121801 A TW110121801 A TW 110121801A TW 110121801 A TW110121801 A TW 110121801A TW 202203279 A TW202203279 A TW 202203279A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
circuit
battery pack
charging
switching
switching element
Prior art date
Application number
TW110121801A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI797641B (zh
Inventor
植田友成
Original Assignee
日商肖特（日本）股份有限公司
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
Priority claimed from JP2021092895A external-priority patent/JP7421516B2/ja
Application filed by 日商肖特（日本）股份有限公司 filed Critical 日商肖特（日本）股份有限公司
Publication of TW202203279A publication Critical patent/TW202203279A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI797641B publication Critical patent/TWI797641B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency 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
    • H02H7/18—Emergency 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

本發明之課題在於以更簡單之構成實現保護電池組免受過量充電與過熱影響之保護電路及電池包。 本發明提供一種保護電路，其保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響，且具備：電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之第3開關元件控制。

Description

保護電路
本發明係關於一種具備保護元件之電池包(battery pack)之保護裝置、保護電路及電池包，上述保護元件具有熱敏電阻器與保險絲組件。
鋰離子電池即便為如用於行動電話時所採用之單電池形式，亦必定以電池包形態而製品化，此處之電池包形態係指將鋰離子電池與用於確保安全之保護電路(Safety Unit)配套地組入殼體內。原因在於，鋰離子電池之單電池本身難以確保實用上之安全性。鋰離子電池之安全性之特徵可例舉對過量充電與過熱之耐受性較差。因此，電池包係將用於確保安全性之保護電路、保護元件、保險絲等與電池成套地收納於塑膠殼體等外裝罐而成，一面偵測電壓、電流、溫度等，一面由充放電控制系統(電池管理系統，BMS)控制電池之充放電。
搭載有數個鋰離子電池之二次電池單體(cell)之電池包係將保護元件與電池串聯連接，以防止電池在異常狀態下充放電。該保護元件於電池在異常狀態下充放電時將電流切斷。為了於異常時切斷電池之電流，保護元件內藏會因過電流之焦耳熱而熔斷之低熔點金屬所形成之保險絲組件。進而，保護元件中內藏有熱敏電阻器，當存在電池被過量充電之異常時，可對熱敏電阻器通電而使低熔點金屬之保險絲組件於短時間內加熱熔斷。(參照專利文獻1) 上述保護元件連接於電池包之保護電路，由監視各單體之電壓之保護積體電路(Protection IC，Protection Integrated Circuit)與場效電晶體(FET，Field Effect Transistor)等控制元件控制保險絲組件之動作。例如，專利文獻2中所記載之電池包之充放電控制電路所利用之保護元件藉由感應電池包之過電流及周圍溫度之上升或以既定條件對熱敏電阻器通電，而強制地使保險絲作動，從而將電路切斷。即，該保護元件可於保護電路偵測到機器中產生之異常時藉由信號電流使電阻元件發熱，利用該發熱使包含可熔合金之保險絲組件(亦稱為保險絲元件)熔斷而將電路切斷，或者藉由過電流使保險絲組件熔斷而將電路切斷，以實現機器安全。
習知之電池包之構成較為複雜。即，保護電路中需要數個保護元件，至少於放電系統與充電系統中分別使用不同之保護元件。又，保護電路中需要多個包含構成開閉器之FET(開關元件)、二極體(整流元件)等之半導體元件，其中至少於放電電路系統中使用2個，於充電電路系統中使用2個，另外用1個控制保護元件之動作。自切換控制部輸出至第1及第2開閉器之2個信號必須始終彼此反相。其原因在於，假如信號為同相，則會於2個開閉器與2個保護元件間形成迴路，因此，有導致系統故障之風險。習知之保護電路於進行信號控制時存在上述風險。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-228379號公報 [專利文獻2]日本專利特開2012-231649號公報
(發明所欲解決之問題)
本發明係為了如下目的而提出，即以更簡單之構成實現保護電池組(battery)免受過量充電與過熱影響之保護電路及電池包，從而降低上述系統風險。 (解決問題之技術手段)
根據本發明，提出一種保護電路，其保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響，且具備： 電池組(battery)，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之第3開關元件控制。
本發明之開關元件包括場效電晶體(FET)、金氧半導體場效電晶體(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、絕緣閘雙極電晶體(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)等開關電晶體或包含該開關元件之保護電路模組。
本發明之保護電路被應用於電池包之充放電裝置。即，提供一種充放電裝置，其係鋰離子電池等二次電池之電池包之充放電裝置，且具備：電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之第3開關元件控制；信號控制部可於充電時使第1開關元件斷開並且使第2開關元件接通，於放電時使第1開關元件接通並且使第2開關元件斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，且保護元件具有保險絲組件，該保險絲組件於流經第2開關元件之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時熔斷，或者於單體或電池組之電壓超過既定之電壓值時，藉由熱敏電阻器之通電發熱而熔斷。
本發明之保護電路或充放電裝置被應用於電池包。即，提供一種電池包，其係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備：電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之第3開關元件控制；信號控制部係於充電時使第1開關元件斷開並且使第2開關元件接通，於放電時使第1開關元件接通並且使第2開關元件斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，保護元件係於流經第2開關元件之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件而將充電電路切斷，且藉由信號控制部，於單體或電池組超過既定之電壓值時使熱敏電阻器發熱而熔斷保險絲組件，從而將充電電路切斷。
本發明之電池包被用於行動裝置等不用電線之電氣機器。即，提供一種電氣機器，其利用鋰離子電池等二次電池之電池包，且具有：電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；電池包，其具有控制該電池組之充放電之保護電路或充放電裝置；及機器本體，其與該電池包裝卸自如地連接，供對電池包加以充電或接受來自電池包之電源供給而驅動；電池包具備：信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之第3開關元件控制；信號控制部係於充電時使第1開關元件斷開並且使第2開關元件接通，於放電時使第1開關元件接通並且使第2開關元件斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，保護元件係於流經第2開關元件之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件而將充電電路切斷，且藉由信號控制部，於單體或電池組超過既定之電壓值時使熱敏電阻器發熱而熔斷保險絲組件，從而將充電電路切斷。
根據本發明之另一觀點，提出一種保護電路，其保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響，且具備：電池組，其由1個以上之單體連接而成；信號控制部，其監視單體或電池組之電壓並根據其測定量輸出控制信號；切換控制元件，其連接於電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之開關元件控制。
進而，上述具備切換控制元件之保護電路被應用於充放電裝置。即，提供一種充放電裝置，其係具備上述切換控制元件之鋰離子電池等二次電池之電池包之充放電裝置，且具備：電池組，其由1個以上之單體連接而成；信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；切換控制元件，其連接於電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之開關元件控制；切換控制元件可於充電時藉由信號控制部使放電電路斷開並且使充電電路接通，於放電時藉由信號控制部使放電電路接通並且使充電電路斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，且保護元件具有保險絲組件，該保險絲組件於流經切換控制元件之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時熔斷，或者於單體或電池組之電壓超過既定之電壓值時，藉由熱敏電阻器之通電發熱而熔斷。
上述包含切換控制元件之保護電路及充放電裝置可用於電池包。即，提供一種電池包，其係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備：電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；切換控制元件，其連接於電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之開關元件控制；信號控制部係於充電時使放電電路斷開並且使充電電路接通，於放電時使放電電路接通並且使充電電路斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，保護元件係於流經切換控制元件之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件而將充電電路切斷，且藉由信號控制部，於單體或電池組超過既定之電壓值時使熱敏電阻器發熱而熔斷保險絲組件，從而將充電電路切斷。
本發明之包含切換控制元件之電池包可用於行動裝置等不用電線之電氣機器。即，提供一種電氣機器，其利用鋰離子電池等二次電池之電池包，且具有：電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；電池包，其具有控制該電池組之充放電之保護電路或充放電裝置；及機器本體，其與該電池包裝卸自如地連接，供對電池包加以充電或接受來自電池包之電源供給而驅動；電池包具備：信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；切換控制元件，其連接於電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，保險絲組件與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器之動作由連接於信號控制部之開關元件控制；信號控制部係於充電時使放電電路斷開並且使充電電路接通，於放電時使放電電路接通並且使充電電路斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，保護元件係於流經切換控制元件之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件而將充電電路切斷，且藉由信號控制部，於單體或電池組超過既定之電壓值時使熱敏電阻器發熱而熔斷保險絲組件，從而將充電電路切斷。 (對照先前技術之功效)
本發明提供構成更簡便之電池包之保護裝置。
如圖1所示，本發明之保護電路10係保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響之保護電路，且包括：電池組12，其由1個以上之二次電池之單體11串聯連接而成；信號控制部13，其根據單體11或電池組12之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件15-1及1個第2開關元件15-2，其等並聯連接於電池組12與外部端子14之間之電流電路，且接收來自信號控制部13之信號從而進行接通/斷開控制；以及1個保護元件16，其內藏保險絲組件16-1與熱敏電阻器16-2，保險絲組件16-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器16-2之動作由連接於信號控制部13之第3開關元件15-3控制。如圖1所示，保護電路10可僅藉由信號控制部13控制充放電電路之切換，從而可簡化電路構成，並且降低控制部產生故障(錯誤)之風險。保護電路10藉由視需要設置如圖8所示之包括電阻元件89-1與電容器元件89-2之延遲電路89，可使施加電壓延遲，從而可緩衝開關時之湧入電流等過沖電流。
上述保護電路10被應用於電池包之充放電裝置。即，提供一種充放電裝置，其係鋰離子電池等二次電池之電池包之充放電裝置，且具備：電池組12，其由1個以上之二次電池之單體11串聯連接而成；信號控制部13，其根據單體11或電池組12之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件15-1及1個第2開關元件15-2，其等並聯連接於電池組12與外部端子14之間之電流電路，且接收來自信號控制部13之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件16，其內藏保險絲組件16-1與熱敏電阻器16-2，保險絲組件16-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器16-2之動作由連接於信號控制部13之第3開關元件15-3控制；信號控制部13可於充電時使第1開關元件15-1斷開並且使第2開關元件15-2接通，於放電時使第1開關元件15-1接通並且使第2開關元件15-2斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，保護元件16具有保險絲組件16-1，該保險絲組件16-1於流經第2開關元件15-2之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時熔斷，或者於單體11或電池組12之電壓超過既定之電壓值時，藉由熱敏電阻器16-2之通電發熱而熔斷。
於上述保護電路或充放電裝置中，第2開關元件15-2配置於單體11或電池組12與保護元件16之間。或者，於本發明之保護電路或充放電裝置之另一例中，保護元件16配置於單體11或電池組12與第2開關元件15-2之間。
又，於本發明之保護電路或充放電裝置中，第1開關元件15-1連接於電池組12與電池包之外部端子14之間，包括1個開關電晶體，該開關電晶體接收來自根據單體11之電壓輸出控制信號之信號控制部13之信號從而進行接通/斷開控制，第2開關元件15-2與第1開關元件15-1並聯連接，包括接收來自信號控制部13之信號從而進行接通/斷開控制的1個開關電晶體，且第1開關元件15-1與第2開關元件15-2構成為開關電晶體中之內部二極體之偏壓方向彼此相反，信號控制部13實施如下接通/斷開控制，即，於充電時使第1開關元件15-1斷開並且使第2開關元件15-2接通，於放電時使第1開關元件15-1接通並且使第2開關元件15-2斷開。例如，第1開關元件15-1及第2開關元件15-2可分別包括1個場效電晶體，若第1開關元件15-1與第2開關元件15-2構成為場效電晶體中之內部二極體之偏壓方向彼此相反，則可藉由信號控制部13進行如下接通/斷開控制，即，於充電時使第1開關元件15-1斷開並且使第2開關元件15-2接通，於放電時使第1開關元件15-1接通並且使第2開關元件15-2斷開。
保護電路10亦可如圖2所示之保護電路20般變形。即，具備：電池組22，其由1個以上之二次電池之單體21串聯連接而成；信號控制部23，其根據單體21或電池組22之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件25-1及1個第2開關元件25-2，其等並聯連接於電池組22與外部端子24之間之電流電路，且接收來自信號控制部23之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件26，其內藏保險絲組件26-1與熱敏電阻器26-2，保險絲組件26-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器26-2之動作由連接於信號控制部23之第3開關元件25-3控制；信號控制部23亦可將其信號電路分支並於任一個信號電路設置反相器元件(反相放大元件)27，於該分支出之信號電路之一側連接第1開關元件25-1之閘極，於另一側連接第2開關元件25-2之閘極。於該情形時，第1開關元件25-1及第2開關元件25-2中之一者具有反相器元件27，因此可共用1個信號路徑。該變形例可如圖2所示般藉由來自信號控制部23之單一信號控制充放電電路之切換，從而可簡化電路構成，並且降低控制部產生錯誤之風險。
又，本發明之保護電路10亦可如圖3所示之保護電路30般變形，即，具備：電池組32，其由1個以上之二次電池之單體31串聯連接而成；信號控制部33，其根據單體31或電池組32之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件35-1及1個第2開關元件35-2，其等並聯連接於電池組32與外部端子34之間之電流電路，且接收來自信號控制部33之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件36，其內藏保險絲組件36-1與熱敏電阻器36-2，保險絲組件36-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器36-2之動作由連接於信號控制部33之第3開關元件35-3控制；信號控制部33將其信號電路分支並於任一個信號電路設置反相器元件(反相放大元件)37，於該分支出之信號電路之一側連接第1開關元件35-1之閘極，於另一側連接第2開關元件35-2之閘極。於該情形時，第1開關元件35-1及第2開關元件35-2中之一者具有反相器元件37，因此可共用1個信號電路。保護元件36配置於電池組32與第2開關元件35-2之間，且於熱敏電阻器36-2與保險絲組件36-1超過既定之熔斷溫度時，或者經由第2開關元件35-2流經保險絲組件36-1之電流之值超過既定之熔斷電流值時，將充電電路切斷，上述熱敏電阻器36-2係藉由根據單體31或電池組32之電壓輸出控制信號的信號控制部33而於單體31或電池組32超過既定之電壓值時被通電從而發熱，上述保險絲組件36-1相對於第1開關元件35-1並聯連接。如圖3所示，保護電路30可藉由來自信號控制部33之單一信號控制充放電電路之切換，從而可簡化電路構成，並且降低控制部產生故障之風險。
本發明之保護電路或充放電裝置之信號控制部13係於單體11或電池組12超過既定之電壓值時，藉由根據單體11或電池組12之電壓輸出之控制信號，使構成第1開關元件15-1之開關電晶體自斷開變為接通，並且使構成第2開關元件15-2之開關電晶體自接通變為斷開，於單體11或電池組12未滿既定之電壓值時，藉由信號控制部13之控制信號，使構成第1開關元件15-1之開關電晶體自接通變為斷開，並且使構成第2開關元件15-2之開關電晶體自斷開變為接通。
本發明之保護電路或充放電裝置之第1開關元件15-1包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於放電方向成為正向之方式連接於放電電路上，第2開關元件15-2包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於充電方向成為正向之方式連接於充電電路上。
本發明之保護電路或充放電裝置藉由視需要設置如圖8所示之包括電阻元件89-1及電容器元件89-2之延遲電路89，可使施加電壓延遲，從而可緩衝開關時之湧入電流等過沖電流。
本發明之保護電路或充放電裝置被應用於電池包。即，提供一種電池包，其係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備：電池組12，其由1個以上之二次電池之單體11串聯連接而成；信號控制部13，其根據單體11或電池組12之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件15-1及1個第2開關元件15-2，其等並聯連接於電池組12與外部端子14之間之電流電路，且接收來自信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件16，其內藏保險絲組件16-1與熱敏電阻器16-2，保險絲組件16-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器16-2之動作由連接於信號控制部13之第3開關元件15-3控制；信號控制部13係於充電時使第1開關元件15-1斷開並且使第2開關元件15-2接通，於放電時使第1開關元件15-1接通並且使第2開關元件15-2斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，保護元件16係於流經第2開關元件15-2之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件16-1而將充電電路切斷，且藉由信號控制部13，於單體11或電池組12超過既定之電壓值時使熱敏電阻器16-2發熱而熔斷保險絲組件16-1，從而將充電電路切斷。
本發明之電池包被用於行動裝置等不用電線之電氣機器。即，提供一種電氣機器，其利用鋰離子電池等二次電池之電池包，且具有：電池組12，其由1個以上之二次電池之單體11串聯連接而成；電池包，其具有控制電池組12之充放電之保護電路或充放電裝置；及機器本體，其與該電池包裝卸自如地連接，供對該電池包加以充電或接受來自該電池包之電源供給而驅動；上述電池包具備：信號控制部13，其根據單體11或電池組12之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件15-1及1個第2開關元件15-2，其等並聯連接於電池組12與外部端子14之間之電流電路，且接收來自信號控制部13之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件16，其內藏保險絲組件16-1與熱敏電阻器16-2，保險絲組件16-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器16-2之動作由連接於信號控制部13之第3開關元件15-3控制；信號控制部13係於充電時使第1開關元件15-1斷開並且使第2開關元件15-2接通，於放電時使第1開關元件15-1接通並且使第2開關元件15-2斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，且保護元件16係於流經第2開關元件15-2之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件16-1而將充電電路切斷，且藉由信號控制部13，於單體11或電池組12超過既定之電壓值時使熱敏電阻器16-2發熱而熔斷保險絲組件16-1，從而將充電電路切斷。
如圖4所示，本發明之保護電路40係保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響之保護電路，且具備：電池組42，其由1個以上之單體41串聯連接而成；信號控制部43，其監視單體41或電池組42之電壓並根據其測定量輸出控制信號；切換控制元件45，其連接於電池組42與電池包之外部端子44之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部43之信號從而進行接通/斷開控制；以及1個保護元件46，其內藏保險絲組件46-1與熱敏電阻器46-2，保險絲組件46-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器46-2之動作由連接於信號控制部43之開關元件48控制。如圖4所示，保護電路40可藉由來自信號控制部43之單一信號控制充放電電路之切換，從而可簡化電路構成，並且消除因切換控制部而產生錯誤之風險。保護電路40藉由視需要設置如圖8所示之包括電阻元件89-1及電容器元件89-2之延遲電路89，可使施加電壓延遲，從而可緩衝開關時之湧入電流等過沖電流。
進而，上述具備切換控制元件之保護電路被應用於充放電裝置。即，本發明之具備切換控制元件之充放電裝置具備：電池組42，其由1個以上之單體41串聯連接而成；信號控制部43，其根據單體41或電池組42之電壓輸出控制信號；切換控制元件45，其連接於電池組42與電池包之外部端子44之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部43之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件46，其內藏保險絲組件46-1與熱敏電阻器46-2，保險絲組件46-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器46-2之動作由連接於信號控制部43之開關元件48控制；切換控制元件45可於充電時藉由信號控制部43使放電電路斷開並且使充電電路接通，於放電時藉由信號控制部43使放電電路接通並且使充電電路斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，且保護元件46具有保險絲組件46-1，該保險絲組件46-1於流經切換控制元件45之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時熔斷，或者於單體41或電池組42之電壓超過既定之電壓值時藉由熱敏電阻器46-2之通電發熱而熔斷。
本發明之切換控制元件45包括選擇器、開關控制器、互補金氧半導體(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)電晶體、MOSFET、IGBT、FET等開關電晶體或包含該開關元件之保護電路模組。開關元件48包括MOSFET、IGBT、FET等開關元件或包含該開關元件之保護電路模組。
於本發明之包含切換控制元件45之保護電路或充放電裝置中，保護元件46配置於單體41或電池組42與切換控制元件45之間之充電電路上。又，雖未圖示，但於包含該切換控制元件之保護電路或充放電裝置之另一例中，保護元件46亦可配置於切換控制元件45與電池包之外部端子44之間。
上述包含切換控制元件之保護電路及充放電裝置可用於電池包。即，本發明之具備切換控制元件之電池包係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備：電池組42，其由1個以上之二次電池之單體41串聯連接而成；信號控制部43，其根據單體41或電池組42之電壓輸出控制信號；切換控制元件45，其連接於電池組42與電池包之外部端子44之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部43之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件46，其內藏保險絲組件46-1與熱敏電阻器46-2，保險絲組件46-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器46-2之動作由連接於信號控制部43之開關元件48控制；信號控制部43係於充電時使放電電路斷開並且使充電電路接通，於放電時使放電電路接通並且使充電電路斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，且保護元件46係於流經切換控制元件45之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件46-1而將充電電路切斷，且藉由信號控制部43，於單體41或電池組42超過既定之電壓值時使熱敏電阻器46-2發熱而熔斷保險絲組件46-1，從而將充電電路切斷。
包含切換控制元件45之電池包可用於行動裝置等不用電線之電氣機器。即，本發明之具備切換控制元件之電氣機器係利用鋰離子電池等二次電池之電池包，且具有：電池組42，其由1個以上之二次電池之單體41串聯連接而成；電池包，其具有控制電池組42之充放電之保護電路或充放電裝置；及機器本體，其與該電池包裝卸自如地連接，供對該電池包加以充電或接受來自該電池包之電源供給而驅動；上述電池包具備：信號控制部43，其根據單體41或電池組42之電壓輸出控制信號；切換控制元件45，其連接於電池組42與該電池包之外部端子44之間之放電電路及充電電路，且接收來自信號控制部43之信號從而進行接通/斷開控制；及保護元件46，其內藏保險絲組件46-1與熱敏電阻器46-2，保險絲組件46-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器46-2之動作由連接於信號控制部43之開關元件48控制；信號控制部43係於充電時使放電電路斷開並且使充電電路接通，於放電時使放電電路接通並且使充電電路斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制，且保護元件46係於流經切換控制元件45之充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件46-1而將充電電路切斷，且藉由信號控制部43，於單體41或電池組42超過既定之電壓值時使熱敏電阻器46-2發熱而熔斷保險絲組件46-1，從而將充電電路切斷。 [實施例]
如圖5所示，實施例1之保護電路50具備：電池組52，其由鋰離子電池之4個單體51串聯連接而成；信號控制部53，其根據單體51或電池組52之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件55-1及1個第2開關元件55-2，其等並聯連接於電池組52與外部端子54之間之電流電路中，接收來自信號控制部53之信號從而進行接通/斷開控制，且各自包括N通道型MOSFET；以及1個保護元件56，其內藏包括易熔性金屬材之保險絲組件56-1及包括膜電阻器之熱敏電阻器56-2，保險絲組件56-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器56-2之動作由連接於信號控制部53之包括N通道型MOSFET之1個第3開關元件55-3控制。保護電路50被應用於電池包之充放電裝置，信號控制部53係於充電時使第1開關元件55-1斷開並且使第2開關元件55-2接通，於放電時使第1開關元件55-1接通並且使第2開關元件55-2斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制。
如圖6所示，實施例2之保護電路60具備：電池組62，其由鋰離子電池之4個單體61串聯連接而成；信號控制部63，其根據單體61或電池組62之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件65-1及1個第2開關元件65-2，其等並聯連接於電池組62與外部端子64之間之電流電路中，接收來自信號控制部63之信號從而進行接通/斷開控制，且各自包括N通道型MOSFET；以及1個保護元件66，其內藏包括易熔性金屬材之保險絲組件66-1及包括膜電阻器之熱敏電阻器66-2，保險絲組件66-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器66-2之動作由連接於信號控制部63之包括N通道型MOSFET之1個第3開關元件65-3控制。保護電路60被應用於電池包之充放電裝置，信號控制部63將其信號電路分支，於一側連接第1開關元件65-1之閘極，於另一側連接第2開關元件65-2之閘極，第2開關元件65-2之閘極經由反相器元件67連接於信號控制部63之信號電路。第1開關元件65-1之閘極與信號控制部63之間不經由反相器元件67而連接。由於第2開關元件65-2具有反相器元件67，故可與第1開關元件65-1共用信號電路。再者，於實施例2中，反相器元件67連接於第2開關元件65-2之側，但反相器元件67只要設置於第1或第2開關元件中之任一者即可，亦可適當配置於第1開關元件65-1之側以代替配置於第2開關元件65-2之側。
如圖7所示，實施例3之保護電路70具備：電池組72，其由鋰離子電池之4個單體71串聯連接而成；信號控制部73，其監視單體71或電池組72之電壓並根據其測定量輸出控制信號；1個切換控制元件75，其連接於電池組72與電池包之外部端子74之間之放電電路及充電電路，接收來自信號控制部73之信號從而進行接通/斷開控制，且包括帶反相器(反相放大器)之CMOS電晶體；以及1個保護元件76，其內藏包括易熔性金屬材之保險絲組件76-1及包括膜電阻器之熱敏電阻器76-2，保險絲組件76-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器76-2之動作由連接於信號控制部73之包括N通道型MOSFET之1個開關元件78控制。保護電路70被應用於電池包之充放電裝置，信號控制部73連接於切換控制元件75之輸入端(IN)，放電電路連接於切換控制元件75之汲極，充電電路經由保護元件之保險絲組件76-1連接於切換控制元件75之源極。
如圖8所示，實施例4之保護電路80具備：電池組82，其由鋰離子電池之4個單體81串聯連接而成；信號控制部83，其根據單體81或電池組82之電壓輸出控制信號；1個第1開關元件85-1及1個第2開關元件85-2，其等並聯連接於電池組82與外部端子84之間之電流電路中，接收來自信號控制部83之信號從而進行接通/斷開控制，且包括N通道型MOSFET；1個保護元件86，其內藏包括易熔性金屬材之保險絲組件86-1及包括膜電阻器之熱敏電阻器86-2，保險絲組件86-1與放電電路並聯連接，且熱敏電阻器86-2之動作由連接於信號控制部83之包括N通道型MOSFET之1個第3開關元件85-3控制；以及延遲電路89，其包括與電池組82串聯連接之電阻元件89-1及與電阻元件89-1連接且與電池組82並聯連接之電容器89-2。保護電路80可藉由延遲電路89使施加電壓延遲，從而緩衝以數μ秒單位產生之開關時之湧入電流等，並且應用於電池包之充放電裝置，信號控制部83可於充電時使第1開關元件85-1斷開並且使第2開關元件85-2接通，於放電時使第1開關元件85-1接通並且使第2開關元件85-2斷開，而對充電電路與放電電路進行接通/斷開控制。(參照圖9)
進而，實施例4之保護電路80亦可如圖10所示之保護電路100般變形。即，具備：電池組102，其由1個以上之二次電池之單體101串聯連接而成；信號控制部103，其根據單體101或電池組102之電壓輸出控制信號；保護元件106，其內藏保險絲組件106-1與熱敏電阻器106-2，保險絲組件106-1與包含1條路徑之充放電電路串聯連接，且熱敏電阻器106-2之動作由連接於信號控制部103之1個開關元件105控制；以及延遲電路109，其包括與電池組102串聯連接之電阻元件109-1及與電阻元件109-1連接且與電池組102並聯連接之電容器元件109-2；保護電路100藉由延遲電路89，使施加電壓延遲而將開關時之湧入電流緩衝，並且於流經上述充放電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件106-1而將上述充放電電路切斷，且藉由信號控制部103，於單體101或電池組102超過既定之電壓值時使熱敏電阻器106-2發熱而熔斷保險絲組件106-1，從而將上述充放電電路切斷。
上述保護電路100的開關元件亦可包含開關電晶體或包含含該開關電晶體之保護電路模組。
上述保護電路100的開關元件亦可包含FET或包含含該FET之保護電路模組。
保護電路100可適用於電池包。亦即，鋰離子電池等二次電池之電池包具備：電池組，其由1個以上之二次電池之單體串聯連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與充放電電路串聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之1個開關元件控制；以及延遲電路，其包括連接於上述電池組之電阻元件及與上述電阻元件連接且連接於上述電池組之電容器元件；保護電路係藉由上述延遲電路使施加電壓延遲而緩衝開關時之湧入電流，並且於流經上述充放電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷上述保險絲組件而將上述充放電電路切斷，且藉由上述信號控制部，於上述單體或上述電池組超過既定之電壓值時使上述熱敏電阻器發熱而熔斷上述保險絲組件，從而將上述充放電電路切斷。
關於本發明之構成，可特別著眼於過量充電保護而實現保護裝置之簡化，並且可有助於電池包及保護電路之成本削減。 (產業上之可利用性)
本發明可用於使用設置有熱敏電阻器與保險絲組件之保護元件的電氣、電子機器之保護電路，尤其可用於電池包等二次電池之保護裝置。
10,20,30,40,50,60,70,80,100:保護電路 11,21,31,41,51,61,71,81,101:單體 12,22,32,42,52,62,72,82,102:電池組 13,23,33,43,53,63,73,83,103:信號控制部 14,24,34,44,54,64,74,84,104:外部端子 15-1,25-1,35-1,55-1,65-1,85-1:第1開關元件 15-2,25-2,35-2,55-2,65-2,85-2:第2開關元件 15-3,25-3,35-3,55-3,65-3,85-3:第3開關元件 16,26,36,46,56,66,76,86,106:保護元件 16-1,26-1,36-1,46-1,56-1,66-1,76-1,86-1,106-1:保險絲組件 16-2,26-2,36-2,46-2,56-2,66-2,76-2,86-2,106-2:熱敏電阻器 27,37,67:反相器元件 45,75:切換控制元件 48,78,105:開關元件 89,109:延遲電路 89-1,109-1:電阻元件 89-2,109-2:電容器元件
圖1係表示本發明之保護電路10之圖。 圖2係表示本發明之保護電路20之圖。 圖3係表示本發明之保護電路30之圖。 圖4係表示本發明之保護電路40之圖。 圖5係表示本發明之實施例1之保護電路50之圖。 圖6係表示本發明之實施例2之保護電路60之圖。 圖7係表示本發明之實施例3之保護電路70之圖。 圖8係表示本發明之實施例4之保護電路80之圖。 圖9係表示利用本發明之延遲電路獲得之緩衝效果之圖。 圖10係表示由本發明之實施例4變形所得之保護電路100之圖。
10:保護電路
11:單體
12:電池組
13:信號控制部
14:外部端子
15-1:第1開關元件
15-2:第2開關元件
15-3:第3開關元件
16:保護元件
16-1:保險絲組件
16-2:熱敏電阻器

Claims (44)

  1. 一種保護電路，其保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響，且具備： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於上述電池組與外部端子之間之電流電路中，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之第3開關元件控制。
  2. 如請求項1之保護電路，其中，上述第1及上述第2開關元件包括開關電晶體或包含該開關電晶體之保護電路模組。
  3. 如請求項1或2之保護電路，其中，上述第1及上述第2開關元件包括FET或包含該FET之保護電路模組。
  4. 如請求項1至3中任一項之保護電路，其中，上述第1開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於放電方向成為正向之方式連接於放電電路上，且 上述第2開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於充電方向成為正向之方式連接於充電電路上。
  5. 如請求項1至4中任一項之保護電路，其中，上述信號控制部將其信號電路分支並於任一個信號電路設置反相器元件，於上述分支出之信號電路之一側連接上述第1開關元件之閘極，於另一側連接上述第2開關元件之閘極。
  6. 如請求項1至5中任一項之保護電路，其中，上述保護電路進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  7. 一種充放電裝置，其係鋰離子電池等二次電池之電池包之充放電裝置，且具備： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於上述電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之第3開關元件控制； 上述信號控制部係 於充電時使上述第1開關元件斷開並且使上述第2開關元件接通， 於放電時使上述第1開關元件接通並且使上述第2開關元件斷開，而對上述充電電路與上述放電電路進行接通/斷開控制， 上述保護元件具有上述保險絲組件，上述保險絲組件於流經上述第2開關元件之上述充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時熔斷， 或者， 於上述單體或上述電池組之電壓超過既定之電壓值時，藉由上述熱敏電阻器之通電發熱而熔斷。
  8. 如請求項7之充放電裝置，其中，上述第1及上述第2開關元件包括開關電晶體或包含該開關電晶體之保護電路模組。
  9. 如請求項7或8之充放電裝置，其中，上述第1及上述第2開關元件包括FET或包含該FET之保護電路模組。
  10. 如請求項7至9中任一項之充放電裝置，其中，上述第1開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於放電方向成為正向之方式連接於放電電路上，且 上述第2開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於充電方向成為正向之方式連接於充電電路上。
  11. 如請求項7至10中任一項之充放電裝置，其中，上述信號控制部將其信號電路分支並於任一個信號電路設置反相器元件，於上述分支出之信號電路之一側連接上述第1開關元件之閘極，於另一側連接上述第2開關元件之閘極。
  12. 如請求項7至11中任一項之充放電裝置，其中，上述充放電裝置進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  13. 一種電池包，其係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第 2開關元件，其等並聯連接於上述電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之第3開關元件控制； 上述信號控制部係 於充電時使上述第1開關元件斷開並且使上述第2開關元件接通， 於放電時使上述第1開關元件接通並且使上述第2開關元件斷開，而對充電電路與上述放電電路進行接通/斷開控制，且 上述保護元件係 於流經上述第2開關元件之上述充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷上述保險絲組件而將上述充電電路切斷，且藉由上述信號控制部，於上述單體或上述電池組超過既定之電壓值時使上述熱敏電阻器發熱而熔斷上述保險絲組件，從而將充電電路切斷。
  14. 如請求項13之電池包，其中，上述第1及上述第2開關元件包括開關電晶體或包含該開關電晶體之保護電路模組。
  15. 如請求項13或14之電池包，其中，上述第1及上述第2開關元件包括FET或包含該FET之保護電路模組。
  16. 如請求項13至15中任一項之電池包，其中，上述第1開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於放電方向成為正向之方式連接於放電電路上，且 上述第2開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於充電方向成為正向之方式連接於充電電路上。
  17. 如請求項13至16中任一項之電池包，其中，上述信號控制部將其信號電路分支並於任一個信號電路設置反相器元件，於上述分支出之信號電路之一側連接上述第1開關元件之閘極，於另一側連接上述第2開關元件之閘極。
  18. 如請求項13至17中任一項之電池包，其中，上述電池包進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  19. 一種電氣機器，其利用鋰離子電池等二次電池之電池包，且具有： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；電池包，其具有控制該電池組之充放電之保護電路或充放電裝置；及機器本體，其與該電池包裝卸自如地連接，供對該電池包加以充電或接受來自該電池包之電源供給而驅動； 上述電池包具備： 信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；第1開關元件及第2開關元件，其等並聯連接於上述電池組與外部端子之間之電流電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之第3開關元件控制； 上述信號控制部係 於充電時使上述第1開關元件斷開並且使上述第2開關元件接通， 於放電時使上述第1開關元件接通並且使上述第2開關元件斷開，而對充電電路與上述放電電路進行接通/斷開控制，且 上述保護元件係 於流經上述第2開關元件之上述充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷保險絲組件而將上述充電電路切斷，且藉由上述信號控制部，於上述單體或上述電池組超過既定之電壓值時使上述熱敏電阻器發熱而熔斷上述保險絲組件，從而將上述充電電路切斷。
  20. 如請求項19之電氣機器，其中，上述第1及上述第2開關元件包括開關電晶體或包含該開關電晶體之保護電路模組。
  21. 如請求項19或20之電氣機器，其中，上述第1及上述第2開關元件包括FET或包含該FET之保護電路模組。
  22. 如請求項19至21中任一項之電氣機器，其中，上述第1開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於放電方向成為正向之方式連接於放電電路上，且 上述第2開關元件包括1個開關電晶體，該開關電晶體以內部二極體之偏壓方向相對於充電方向成為正向之方式連接於充電電路上。
  23. 如請求項19至22中任一項之電氣機器，其中，上述信號控制部將其信號電路分支並於任一個信號電路設置反相器元件，於上述分支出之信號電路之一側連接上述第1開關元件之閘極，於另一側連接上述第2開關元件之閘極。
  24. 如請求項19至23中任一項之電氣機器，其中，上述電氣機器進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  25. 一種保護電路，其保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響，且具備： 電池組，其由1個以上之單體連接而成；信號控制部，其監視上述單體或上述電池組之電壓並根據其測定量輸出控制信號；切換控制元件，其連接於上述電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與上述放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之開關元件控制。
  26. 如請求項25之保護電路，其中，上述切換控制元件包括自選擇器、開關控制器、CMOS電晶體、FET之群組中選擇之開關元件或包含該開關元件之保護電路模組。
  27. 如請求項25或26之保護電路，其中，上述保護電路進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  28. 一種充放電裝置，其係鋰離子電池等二次電池之電池包之充放電裝置，且具備： 電池組，其由1個以上之單體連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；切換控制元件，其連接於上述電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與上述放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之開關元件控制； 上述切換控制元件係於充電時藉由上述信號控制部使上述放電電路斷開並且使上述充電電路接通， 於放電時藉由上述信號控制部使上述放電電路接通並且使上述充電電路斷開，而對上述充電電路與上述放電電路進行接通/斷開控制，且 上述保護元件具有上述保險絲組件，上述保險絲組件於流經上述切換控制元件之上述充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時熔斷， 或者於上述單體或上述電池組之電壓超過既定之電壓值時，藉由上述熱敏電阻器之通電發熱而熔斷。
  29. 如請求項28之充放電裝置，其中，上述切換控制元件包括自選擇器、開關控制器、CMOS電晶體、FET之群組中選擇之開關元件或包含該開關元件之保護電路模組。
  30. 如請求項28或29之充放電裝置，其中，上述充放電裝置進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  31. 一種電池包，其係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；切換控制元件，其連接於上述電池組與電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與上述放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之開關元件控制； 上述信號控制部係 於充電時使上述放電電路斷開並且使上述充電電路接通， 於放電時使上述放電電路接通並且使上述充電電路斷開，而對上述充電電路與上述放電電路進行接通/斷開控制，且 上述保護元件係 於流經上述切換控制元件之上述充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷上述保險絲組件而將上述充電電路切斷，且藉由上述信號控制部，於上述單體或上述電池組超過既定之電壓值時使上述熱敏電阻器發熱而熔斷上述保險絲組件，從而將上述充電電路切斷。
  32. 如請求項31之電池包，其中，上述切換控制元件包括自選擇器、開關控制器、CMOS電晶體、FET之群組中選擇之開關元件或包含該開關元件之保護電路模組。
  33. 如請求項31或32之電池包，其中，上述切換控制元件包括帶反相器之開關元件或包含該帶反相器之開關元件之保護電路模組。
  34. 如請求項31至33中任一項之電池包，其中，上述電池包進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  35. 一種電氣機器，其利用鋰離子電池等二次電池之電池包，且具有： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體連接而成；電池包，其具有控制該電池組之充放電之保護電路或充放電裝置；及機器本體，其與該電池包裝卸自如地連接，供對該電池包加以充電或接受來自該電池包之電源供給而驅動； 上述電池包具備： 信號控制部，其根據單體或電池組之電壓輸出控制信號；切換控制元件，其連接於上述電池組與上述電池包之外部端子之間之放電電路及充電電路，且接收來自上述信號控制部之信號從而進行接通/斷開控制；以及保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與上述放電電路並聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之開關元件控制； 上述信號控制部係 於充電時使上述放電電路斷開並且使上述充電電路接通， 於放電時使上述放電電路接通並且使上述充電電路斷開，而對上述充電電路與上述放電電路進行接通/斷開控制，且 上述保護元件係 於流經上述切換控制元件之上述充電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷上述保險絲組件而將上述充電電路切斷，且藉由上述信號控制部，於上述單體或上述電池組超過既定之電壓值時使上述熱敏電阻器發熱而熔斷上述保險絲組件，從而將上述充電電路切斷。
  36. 如請求項35之電氣機器，其中，上述切換控制元件包括自選擇器、開關控制器、CMOS電晶體、FET之群組中選擇之開關元件或包含該開關元件之保護電路模組。
  37. 如請求項35或36之電氣機器，其中，上述切換控制元件包括帶反相器之開關元件或包含該帶反相器之開關元件之保護電路模組。
  38. 如請求項35至37中任一項之電氣機器，其中，上述電氣機器進而設置有包括電阻元件及電容器元件之延遲電路。
  39. 一種保護電路，其保護鋰離子電池等二次電池之電池包免受過量充電與過熱影響，且具備： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體串聯連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與充放電電路串聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之1個開關元件控制；以及延遲電路，其包括連接於上述電池組之電阻元件及與上述電阻元件連接且連接於上述電池組之電容器元件。
  40. 如請求項39之保護電路，其中，上述開關元件包括開關電晶體或包含該開關電晶體之保護電路模組。
  41. 如請求項39或40之保護電路，其中，上述開關元件包括FET或包含該FET之保護電路模組。
  42. 一種電池包，其係鋰離子電池等二次電池之電池包，且具備： 電池組，其由1個以上之二次電池之單體串聯連接而成；信號控制部，其根據上述單體或上述電池組之電壓輸出控制信號；保護元件，其內藏保險絲組件與熱敏電阻器，上述保險絲組件與充放電電路串聯連接，且上述熱敏電阻器之動作由連接於上述信號控制部之1個開關元件控制；以及延遲電路，其包括連接於上述電池組之電阻元件及與上述電阻元件連接且連接於上述電池組之電容器元件；且 保護電路係藉由上述延遲電路使施加電壓延遲而緩衝開關時之湧入電流，並且於流經上述充放電電路之電流之值超過既定之熔斷電流值時，熔斷上述保險絲組件而將上述充放電電路切斷，且藉由上述信號控制部，於上述單體或上述電池組超過既定之電壓值時使上述熱敏電阻器發熱而熔斷上述保險絲組件，從而將上述充放電電路切斷。
  43. 如請求項42之電池包，其中，上述開關元件包括開關電晶體或包含該開關電晶體之保護電路模組。
  44. 如請求項42或43之電池包，其中，上述開關元件包括FET或包含該FET之保護電路模組。
TW110121801A 2020-06-17 2021-06-16 保護電路 TWI797641B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-104844 2020-06-17
JP2020104844 2020-06-17
JP2021092895A JP7421516B2 (ja) 2020-06-17 2021-06-02 保護回路
JP2021-092895 2021-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202203279A true TW202203279A (zh) 2022-01-16
TWI797641B TWI797641B (zh) 2023-04-01

Family

ID=78942615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110121801A TWI797641B (zh) 2020-06-17 2021-06-16 保護電路

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113809788A (zh)
TW (1) TWI797641B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4207877B2 (ja) * 2004-10-04 2009-01-14 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 保護回路
JP5250230B2 (ja) * 2007-09-28 2013-07-31 株式会社日立製作所 車両用電源システムおよび電池セル制御用集積回路
CN204407869U (zh) * 2014-12-15 2015-06-17 东莞市百维科技有限公司 锂电池二次过压保护电路及锂电池保护电路
TW201640769A (zh) * 2015-05-11 2016-11-16 Pao-Hsuan Chen 多電流迴路的多功能保護元件、保護電路、二次電池包
JPWO2020136862A1 (ja) * 2018-12-28 2021-11-11 ボーンズ株式会社 ２次電池回路及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113809788A (zh) 2021-12-17
TWI797641B (zh) 2023-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100938080B1 (ko) 안전 회로 및 이를 이용한 배터리 팩
TWI538343B (zh) Charge and discharge control devices, battery packs, electrical equipment, and charge and discharge control methods
KR101213480B1 (ko) 배터리 보호회로 및 이의 제어방법
JP7219290B2 (ja) 回路遮断器
TWI411185B (zh) 藉由偵測電池組中感測電阻破壞之電池組保護裝置及方法
US9054538B2 (en) Battery management system
WO2006038412A1 (ja) 保護回路
US20100072950A1 (en) Assembled battery system
JP2004296165A (ja) 充電制御機能付き電池パック
KR101137376B1 (ko) 배터리 팩
KR20110135289A (ko) 배터리 보호회로 및 이의 제어방법
JP2004007942A (ja) 充電／放電保護回路
KR101729730B1 (ko) 과전류로부터 배터리를 보호하는 장치
JPH11206025A (ja) 電池管理装置及びそれを用いた電池パック
WO2015037210A1 (ja) 切替回路
CN106208186B (zh) 二次电池包及其保护元件
KR101093986B1 (ko) 배터리 팩의 보호회로
TWI797641B (zh) 保護電路
WO2004070908A1 (ja) バイパス抵抗付き二次電池と二次電池の保護方法
JP7421516B2 (ja) 保護回路
JP2012182890A (ja) 二次電池用保護装置、二次電池装置、および二次電池
KR100614392B1 (ko) 배터리팩
TWI813352B (zh) 保護電路、電池組以及電子設備
KR20160044239A (ko) 과충전 및 과방전으로부터 배터리를 보호하는 장치
JP7334870B2 (ja) 電池モジュール、電池モジュールの製造方法、電子機器および電動車両