TWI543487B - 保護電路及保護裝置 - Google Patents

Description

保護電路及保護裝置

本發明是關於一種保護裝置，詳細來說是配置在電路內，防止構成包含該電路的電裝置的要素過熱，及/或防止過剩電流在那樣的電路流動的保護裝置，更詳細來說是關於一種電路保護裝置。

做為在電路內將封閉的接點間釋放的元件，已知使雙金屬元件與PTC元件接近並組合成一體的雙金屬開關。在此元件，雙金屬元件與PTC元件被並聯連接。如此的雙金屬開關被構成為，在其周圍環境溫度異常高的狀況下，雙金屬元件動作來打開接點，於此同時，經由雙金屬元件流動的電流，被轉流成經由PTC元件流動。

例如，在電路流動的電流變過剩，構成電路的要素變成異常高溫時，藉由其高溫雙金屬開關的周圍溫度會上昇，雙金屬元件動作，接點打開。即使如此接點打開，藉由轉流，在釋放的接點間變得不會立刻產生大電位差，盡量地防止在接點間的焊接。使如此的雙金屬開關的雙金屬元件動作的，係如上述雙金屬開關的周圍高溫。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】國際公開第2008/114650號公報

如上述用雙金屬開關的狀況，其周圍，特別是雙金屬元件的周圍需要變成高溫。換言之，雙金屬開關需要配置在異常時可能超過特定溫度之處。在像這樣之處以外處，不能配置雙金屬開關。

例如，在對於像電池組的二次電池充電的過程，變成過充電狀態的狀況，雙金屬元件根據電池組的異常高溫動作並解除過充電狀態，係需要接近並配置到可以檢測電池組高溫的程度。

又，雙金屬開關的周圍溫度有時受到其他原因影響，其結果是即使越過特定溫度，也有雙金屬元件不動作的狀況。例如，即使在應保護要素變成過剩高溫的狀況，在其熱快速散發的狀況，雙金屬的周圍溫度不會變高溫，因此，雙金屬元件會不動作。

再者，在使用如上述的雙金屬開關的狀況，在雙金屬元件到達起因於特定的過剩電流值的發熱所產生的異常溫度的狀況，只有電路打開並可以使流動的電流轉流，這樣的過剩電流值是在使用的雙金屬元件的固有值。因此，在比固有值更小的電流值，雙金屬開關的雙金屬元件不動作。

因此，本發明所欲解決的問題是提供一種保護裝置，給予更大自由度在上述雙金屬開關的配置，並可以正確地控制雙金屬開關的雙金屬元件的動作。

發現了上述問題是採用一結構來解決，該結構係用上述雙金屬開關，即，用PTC元件與雙金屬元件並聯地電連接的雙金屬開關，藉由其他的PTC元件使雙金屬元件動作。

也就是說，在第一要旨本發明提供一種保護裝置，更詳細來說是提供一種電路保護裝置，其特徵在於具有第一PTC元件與雙金屬元件彼此並聯地電連接的雙金屬開關，以及第二PTC元件而成，雙金屬元件被配置成藉由第二PTC元件跳閘來動作。

又，「電路保護裝置」的用語，意圖是可以用來保護組裝有該裝置的電路本身及/或組裝於電路的電要素(例如像電池組這樣的二次電池)來用在本說明書。

本發明的電路保護裝置所具有的PTC元件，都是公知的PTC元件，較佳為聚合物PTC元件。像這樣的聚合物PTC元件，是具有藉由導電性填料分散著的聚合物所構成的導電性聚合物組成物的層狀PTC要素以及配置於其兩側的金屬電極，較佳為金屬箔電極而成。也可以導電性導線被連接(例如軟焊接連接)於此金屬電極。

又，本發明的電路保護裝置所具有的雙金屬元件，被構成為達到特定溫度則其形狀會變成其他形狀，是被構成為藉此打開關閉的電路，或者是關閉打開的電路的周知元件，因此，在本發明的電路保護裝置的一個較佳狀態，雙金屬開關可以是上述公知的雙金屬開關。在此狀況，雙金屬元件以及第一PTC元件通常相互接近為一體。又，在本說明書中，雙金屬元件將電路打開，使電流不經由雙金屬元件流動的雙金屬元件的運動被稱為「動作」。

在本發明的電路保護裝置，雙金屬元件被配置成藉由第二PTC元件跳閘來動作。這意指被配置成藉由跳閘的第二PTC元件發出的熱來加熱雙金屬元件，該熱傳遞至雙金屬元件的結果，雙金屬元件會變成其動作的溫度，即比動作溫度高的溫度，藉此雙金屬元件會動作。從跳閘的第二PTC元件傳遞熱至雙金屬元件的動作，第二PTC元件的跳閘溫度需要與雙金屬元件的動作溫度相同或更高。第二PTC元件的跳閘溫度比雙金屬元件的動作溫度高至少10℃，較佳為至少20℃，更佳為至少30℃。特別是至少高40℃，例如高60℃。又，在本說明書，跳閘溫度代表PTC元件開始遮斷電流，在其電阻值增加後實質上到達遮斷電流時的PTC元件溫度。

在第一較佳狀態，在本發明的電路保護裝置，雙金屬開關係在兩端具有彼此並聯連接的第一PTC元件與雙金屬元件共用的端子來做為第一端子及第二端子，第二PTC元件係在其兩端具有第三端子及第四端子，雙金屬開關與第二PTC元件係電性獨立。

用此狀態的電路保護裝置，將雙金屬開關分別經由第一端子及第二端子串聯地電連接於特定的第一電要素(例如二次電池的電池組)及特定的第二電要素(例如做為施加於特定的第一電要素的電動勢源(或電源)來運作的充電器)，來構成主電路。又，在藉由第二PTC元件跳閘可以動作雙金屬元件的程度，在使第二PTC元件接近雙金屬元件的狀態下，分別經由第三端子及第四端子串聯電連接於開關以及電動勢源(或電源)，構成副電路。在此狀態，主電路與副電路係電性獨立。也就是說，主電路是藉由雙金屬開關，第一電要素以及第二電要素所構成，副電路是第二PTC元件、開關及電動勢源，這些獨立構成閉電路。在一個更佳狀態，像這樣的本發明的電路保護裝置，被插入特定的殼(casing)內成僅這四個端子突出。根據需要，用於插入的殼的開口部，也可以藉由適當的接著劑來密封。又，特定的第一電要素以及特定的第二電要素的至少一者做為電動勢源來作用。

又，「特定的(第一或第二)電要素」意指與電路保護裝置一起用來構成主電路，並且是達成特定意圖的電機能(充電機能、放電機能等)的任一適切要素(例如電裝置、電零件、端子、接點、配線等)，在異常電流於電路流動的狀況及/或在電路內產生異常電位差(或電壓，以下總稱為「電位差」)的狀況下應保護的要素，在其他狀態，也可以是這些要素的任一組合。例如特定的第一電要素是達成蓄電機能的二次電池的電池組，特定的第二電要素是充電器。

又，「主電路」是代表構成為藉由組裝特定的第一電要素及特定的第二電要素來達成這些電要素意圖的 電機能的電路(例如特定的第一電要素是二次電池的電池組，特定的第二電要素是充電器的狀況的充電電路)。又，「副電路」是構成為電流在第二PTC元件流動並可使其跳閘的電路，第二PTC元件、開關以及電動勢源(或電源)被串聯地電連接。

構成上述副電路的開關，意指當應保護的電要素(例如特定的第一電要素)的特定處的電位差超過特定值(例如超過有充電中的二次電池的電池組的電位差的閾值)，則作用成關閉打開狀態的電路並在第二PTC元件電流流動的開關。又，在特定的第一電要素流動的電流比特定值大並過剩的狀況，如同以往，雙金屬元件附近的溫度變成高溫，雙金屬元件會動作並實質地遮斷電流。也就是說，過剩電流被轉流至第一PTC元件，其後，第一PTC元件跳閘，實質地遮斷電流。

已知各種這樣的開關，當如上述，電位差超過特定值(即變成異常狀態)則將其檢測並關閉開關，可以將電流流到第二PTC元件。這樣的開關，串聯地連接至適當的電動勢源(或電源)與第二PTC元件，對應異常狀態可以精確度高地流動電流。例如可以將電磁繼電器、FET等等做為像這樣的開關來使用。又，如後述的第三圖，概略顯示一開關44，該開關44由檢測位於第一電要素36的端部的單位電池36-1的兩端間的電位差的IC，以及在其為異常狀態，可以關閉副電路的FET所構成。

用上述第一較佳狀態的電路保護裝置構成副電路時，可以將第三端子串聯地電連接於開關，並將第四端子串聯地電連接於特定的第一電要素的端子成利用施加於特定的第一電要素的電位差，或者是利用特定的第一電要素本身所具有的電位差。在此狀況，副電路被構成為第二PTC元件、開關以及特定的第一電要素或其一部分被串聯地電連接。因此，此副電路關於第一電要素或其一部分，是變成與主電路共有。

在第二較佳狀態，本發明的電路保護裝置的第二PTC元件，被串聯地電連接於雙金屬開關。在此電路保護裝置，較佳為雙金屬開關係在兩端具有彼此並聯連接的第一PTC元件與雙金屬元件共用的端子來做為第一端子及第二端子，又，第二PTC元件的一方的電極被連接於這些端子的一者，未連接於雙金屬開關的端子的，第二PTC元件的他方的電極連接於第三端子。在一個更佳狀態，這樣的本發明電路保護裝置，被插入特定殼內成僅這三個端子突出。根據需要，用於插入的殼的開口部，也可以被適當的接著劑密封。又，此狀態係在上述第一較佳狀態中，相當於第四端子被連接在電路保護裝置內雙金屬開關的端子與第一端子之間的狀況。

在具體的一個狀態，將第一端子連接於特定的第一電要素的一方的端子成雙金屬開關被串聯地連接於特定的第一電要素，經由開關將第三端子串聯地電連接於特定的第一電要素的他方的端子。在此狀態，主電路及副電路共有第一的特定的電要素的至少一部分。

為了能容易理解，本發明更提供具有本發明的電路保護裝置的電路，又，這樣的電路係具有主電路及副電路而成。此外，本發明也提供具有這樣的電路的電裝置。

在組裝有本發明的電路保護裝置的電路，在應保護的特定電要素的特定處的電位差超過特定值，即變成異常狀態，則將其檢測的開關關閉副電路並將電流在第二PTC元件流動，其結果可以使第二PTC元件跳閘，藉此可以使雙金屬元件動作。

換言之，藉由使用構成為若檢測特定電位差，則感知異常狀態，並關閉的開關，使第二PTC元件會確實地跳閘，其結果雙金屬元件會動作。因此，藉由選擇當達到特定電位差，則關閉電路的開關，即可在不受主電路流動的電流的影響下使第二PTC元件跳閘，使雙金屬元件動作。即，藉由第二PTC元件雙金屬元件會動作，可以遮斷在電路保護裝置流動的電流。

在以往的電路保護裝置，有需要配置成接近能產生異常高溫狀態之處，但用本發明的電路保護裝置的狀況，開關可以構成為檢測特定處的電位差，並使電流在第二PTC元件流動，所以可以將雙金屬元件進而將具有雙金屬元件的電路保護裝置與應保護的電要素分開到不受到熱影響的程度，關於電路保護裝置的組裝處自由度會大幅提昇。

又，在異常高溫狀態的狀況下，電路保護裝置開始將主電路的電流遮斷的功能，是藉由開關檢測異常電位差的功能來觸發。因此，即使在第一PTC元件不跳閘的小電流在主電路流動的狀況，例如當第一電要素的期望處的電位差為異常，開關會檢測，則第二PTC元件會跳閘，雙金屬元件會動作。因此，藉由使用以高靈敏度檢測電位差的開關，可以以高精確度使用本發明的電路保護裝置。

接下來，參照圖式來更詳細地說明本發明的電路保護裝置，如第一圖所示，本發明的電路保護裝置10(以虛線包圍的部分)具有雙金屬開關12而成。雙金屬開關12具有串聯地電連接的第一PTC元件14及雙金屬元件16而成。在圖示的狀態，本發明的電路保護裝置的雙金屬開關，係在兩端具有彼此並聯連接的第一PTC元件14與雙金屬元件16共用的端子來做為第一端子24及第二端子26，第二PTC元件18係在其兩端具有連接於元件的一方的金屬電極30的第三端子32及連接於元件的他方的金屬電極28的第四端子33，雙金屬開關12與第二PTC元件18係電性獨立。

在使用此狀態的電路保護裝置形成保護電路的狀況，將雙金屬開關分別經由第一端子24及第二端子26電連接於特定的第一電要素36(例如二次電池的電池組)以及特定的第二電要素38(例如施加於特定的第一電要素的做為電動勢源(或電源)來運作的充電器)，來構成主電路75。又，使第二PTC元件18接近雙金屬元件16到足以藉由第二PTC元件18跳閘使雙金屬元件16動作的程度，在此狀態下，分別經由第三端子32及第四端子33串聯地電連接於開關44(SW)以及電動勢源(或電源)35，來構成副電路85。

在此狀態，主電路75與副電路85係電性獨立。也就是說，主電路75是藉由雙金屬開關12，第一電要素36以及第二電要素38所構成，又，副電路85是藉由第二PTC元件18、開關44以及電動勢源(或電源)35所構成，這些獨立構成閉電路。在一個更佳狀態，像這樣的本發明的電路保護裝置，被插入特定的殼34內成僅這四個端子24、26、32及33突出。根據需要，用於插入的殼的開口部，也可以藉由適當的接著劑來密封。

又，雙金屬元件16面對分離的接點20及22，藉由雙金屬元件變形，如兩方向箭頭A所示，將這些接點20及22連接(即關閉電路)，或者是藉由從如此的連接狀態分離(即，從雙金屬元件與接點接觸的狀態將這些分離)，可以打開電路。又，如上述，在本發明，從如此的電路關閉狀態打開的雙金屬元件的功能，特別被稱為動作。在如第一圖所示的狀態，雙金屬元件16是從接點20及22分離的狀態，其結果是將這些接點連接的電路為打開的狀態，即變成動作的狀態。

在本發明的電路保護裝置，雙金屬元件16被配置成藉由第二PTC元件18跳閘來動作。這是因為跳閘的第二PTC元件在高溫狀態，其發出的熱如箭頭B所示，藉由傳達至雙金屬元件，加熱雙金屬元件，其結果意味著，雙金屬元件會變成在其動作溫度(即動作溫度)以上的溫度，藉此被配置成雙金屬元件會動作。雙金屬元件與第二PTC元件，較佳為在直接或間接地熱接觸狀態或鄰接狀態，但只要在如上述雙金屬元件動作的條件下，雙金屬元件與第二PTC元件之間也可以存在空間部。

從跳閘的第二PTC元件18傳遞熱至雙金屬元件16者，即，熱影響所及者，其特徵在於第二PTC元件的跳閘溫度與雙金屬元件的動作溫度為相同或更高。第二PTC元件的跳閘溫度比雙金屬元件的動作溫度高至少10℃，較佳為至少20℃，更佳為至少30℃。如此，雙金屬元件16動作者，有需要接近至雙金屬元件16可受到第二PTC元件18的熱影響的程度，較佳為這些有需要彼此直接接觸。在其他狀態，也可以經由熱傳導率高的材料，例如金屬材料來間接地接觸。

如上述的本發明的電路保護裝置10，雙金屬開關12被組裝在包含特定的第一電要素36的特定電路，可以形成主電路75，其組裝狀態也表示在第一圖。在第一圖，做為特定的第一電要素36，圖示複數個單位電池被串聯連接的結構的二次電池的電池組。主電路75做為將第一電要素36充電的充電電路來運作，為了構成該電路，也包含充電器(相當於特定的第二電要素38)。這是做為用來使特定的第一電要素運作的電動勢(或電源)來運作。

更詳細來說，在圖示的狀態，為了雙金屬開關12串聯地連接特定的第一電要素36，將第一端子24連接於特定的第一電要素36的一方的端子40，將特定的第 二電要素38連接於特定的第一電要素36的他方的端子42。又，第二PTC元件的第三端子32，被連接於開關(SW)44，第四端子33被連接於電動勢源(或電源)35，這些構成副電路85。此開關44係檢測特定第一電要素36的特定處(例如電池組的一者的端子40與他者的端子42之間的單位電池)或端子40與42之間電位差，並且當其電位差變得比特定值大(例如充電中的二次電池的單位電池或電池組的電位差超過某閾值)，則作用成關閉開關44的接點間，電流在第二PTC元件18流動的開關。因此，像這樣的特定處與開關44之間，存在有用來檢測該處的電位差並傳達的電位差檢測手段(例如IC)以及配線(圖未顯示)。

第一圖所示的狀態，表示例如，藉由開關44檢測特定第一電要素36的電位差變為過剩，開關44關閉副電路85，電流流動，第二PTC元件18跳閘將熱傳達至雙金屬元件16，其結果雙金屬元件16剛動作後的狀態。在此狀況，在雙金屬元件16動作的瞬間，在雙金屬開關12的接點20與22之間流動的電流，被轉流至第一PTC元件14。其後，第一PTC元件14跳閘，其結果是在第一PTC元件14流動的電流實質上被遮斷，因此，迴避了電流在主電路流動。第二PTC元件18是被電動勢源(或電源)35所施加著的狀態，所以會維持在其跳閘著的狀態，因此，維持在雙金屬元件16動作著的狀態，接點20與22變成打開著的狀態。

第二圖表示其他狀態的本發明的電路保護裝置10 (虛線包圍部分)。在此狀態，電路保護裝置10具有雙金屬開關12而成，雙金屬開關12具有並聯地電連接的第一PTC元件14及雙金屬元件16而成。在圖示的狀態，本發明的電路保護裝置的雙金屬開關，係在兩端具有彼此並聯連接的第一PTC元件14與雙金屬元件16共用的端子來做為第一端子24及第二端子26，第二PTC元件18係在其兩端具有連接於元件18的一方的金屬電極30的第三端子32及連接於元件18的他方的金屬電極28的第四端子33。

在第二圖所示狀態，第四端子33被連接於特定的第一電要素36的端子40與端子42之間處(點C)，利用特定的第一電要素的一部分，詳細來說，在構成為將施加於特定的第一電要素的電壓的一部分做為電動勢源(或電源)來利用的點，與第一圖所示狀態不同，關於其他點，與第一圖所示狀態實質上相同。其結果，在圖示的狀態，副電路85被第二PTC元件18、第一電要素36的一部分以及開關44被串聯連接構成。因此，主電路75以及副電路85變成共有第一電要素36的一部分以及從那到開關44的前面為止的部分。

第三圖進一步表示其他狀態的本發明的電路保護裝置10(以虛線包圍的部分)。在此狀態，雙金屬開關12係在兩端具有彼此並聯連接的第一PTC元件14與雙金屬元件16共用的端子來做為第一端子24及第二端子26，又，第二PTC元件18的一方的金屬電極28，被實質地連接於這些端子的一者(在圖示狀態係第一端子 24)，其結果，雙金屬開關12與第二PTC元件18被串聯連接。第二PTC元件18的他方的金屬電極30被連接於第三端子32。因此，在此狀態，主電路75及副電路85變成共有第一電要素36的全部以及從那到開關(FET)44的前面為止的部分。在一較佳狀態，這樣的本發明電路保護裝置，被插入特定殼內成僅這三個端子24、26及32突出。與之前相同，在第三圖所示狀態，可以考慮虛線對應殼34。用於插入的殼的開口部，也可以被適當的接著劑密封。

如上述本發明的電路保護裝置10，可以組裝於已將本發明的特定電要素組裝的特定電路，這樣的組裝狀態如第三圖所示。在第三圖，圖示二次電池的電池組作為特定的第一電要素36，又，充電此二次電池的電池組的充電電路表示為特定電路(相當於主電路)。為了構成像這樣的電路，也圖示充電器，這是用來使特定第一電要素運作的，做為特定第二電要素38的電動勢源(或電源)來運作。從第三圖可知，雙金屬開關12，被串聯地電連接於特定第一電要素36，又第二PTC元件18，與特定第一電要素36被並聯連接於第二電要素。

更詳細來說，在圖示的狀態，將第一端子24連接於特定的第一電要素36的一方的端子40成雙金屬開關12被串聯連接於特定的第一電要素36，經由開關(FET)44將第三端子32連接於特定的第一電要素36的他方的端子42。此開關44，如圖所示，當特定的第一電要素36的特定處45的電位差(精確來說，在圖示的狀態 中，構成第一電要素36的單位電池內，跨越第一端的單位電池36-1的電位差)變得比特定值大，則將開關(FET)44的接點間關閉，作用成電流在第二PTC元件18流動。在圖示狀態中，被構成為用來將被施加於特定的第一電要素36的電壓使第二PTC元件18跳閘的電流源來利用。

在第三圖所示的狀態，表示藉由開關44檢測特定處45的電位差過剩，開關44關閉副電路85，第二PTC元件18跳閘，其熱傳遞至雙金屬元件16，其結果雙金屬元件16剛動作後的狀態。在此狀況，雙金屬元件16動作的瞬間，在雙金屬開關12的接點20與22之間流動的電流，被轉流至第一PTC元件14。其後，第一PTC元件14跳閘，其結果，在第一PTC元件14流動的電流實質上被遮斷，因此，迴避電流在充電電路流動。因為第二PTC元件18實質上被施加與第一電要素36相同的電壓，所以被維持在跳閘狀態，因此雙金屬元件16維持在動作的狀態，接點20與22變成在打開的狀態。

又，在本說明書中，在提到並聯或串聯地電連接的狀況，即使在連接著的要素彼此直接連接的狀況，或者是在藉由連接著的要素彼此之間存在有其他要素來間接連接的狀況也可以。例如，連接著的要素彼此之間也可以存在有標準電阻器。

第四圖概略表示本發明的電路保護裝置的其他狀態的電路圖。此電路保護裝置50具有由並聯連接的雙 金屬元件52及第一PTC元件54所構成的雙金屬開關，以及串聯連接於其之第二PTC元件56而成。此電路保護裝置50更具有另一個雙金屬開關而成，這是由另一個雙金屬元件58及串聯連接於其的之另一個第二PTC元件60所構成。後者的雙金屬元件58被並聯連接於第一PTC元件54。其結果，兩個雙金屬元件52及58以並聯連接共有一個第一PTC元件54。即，在圖示的電路保護裝置50，雖然並聯連接的兩個雙金屬開關存在，但具有唯一的第一PTC。

在圖示狀態中，兩個雙金屬開關各自的一端被連接於第一端子62，他方的端部被連接於第二端子64，第二PTC元件56及60各自一方的電極被連接於雙金屬開關的一者的端子，各自他方的電極被連接於第三端子66。當像這樣的雙金屬開關以並聯被連接，則在第一端子62與第二端子64之間流動的電流量會變大，因此有可在特定電路流動的電流量會變大的優點。即，可以將電路保護裝置的電流容量變大。在此狀況，在雙金屬元件52及58動作的狀況，可以將在其流動的電流轉流至第一PTC元件54。又，較佳為構成電路保護裝置成雙金屬元件52及58實質上同時動作。

如上述，藉由並聯連接複數個雙金屬開關，可以將電路保護裝置的電流容量變大。為了容易理解，在雙金屬元件的接點間流動的電流應轉流的第一PTC裝置數，對應轉流的電流量，可以是一個，可以是與雙金屬元件數相同的數，或者可以是在這些之間的數。在第四 圖所示的狀態，對應各雙金屬元件配置第二PTC元件，但也可以配置成一個第二PTC元件使兩個雙金屬元件動作。例如，也可以配置兩個雙金屬元件接近一個第二PTC元件。

第五圖概略表示本發明的電路保護裝置的一個狀態的剖面圖。又，此狀態對應第三圖所示的裝置。圖示的電路保護裝置70，具有雙金屬開關72而成，這是由雙金屬元件74及第一PTC元件76所構成。電路保護裝置更具有第二PTC元件78而成，又，具有第一端子80、第二端子82及第三端子84。

將此電路保護裝置配置在特定電路，在電路正常運作的狀況，如箭頭所示，連接成電流從第二端子82流入，經由雙金屬元件74從第一端子80流出。如第五圖所示的狀態，電路是正常運作的狀態。

在配置於電路的特定電要素產生異常的狀況，將其檢測的開關(圖未顯示)，如箭頭(第五圖上方箭頭)所示，經由第三端子84，電流在第二PTC元件78流動而跳閘。在圖示狀態中，將第二PTC元件78配置成鄰接於雙金屬元件74。但是，在這些之間，存在連接第二端子的導線部分。即，雙金屬元件74經由導線部分86間接地接觸第二PTC元件78。導線部分及端子被導電金屬材料所構成，這是在熱也具有良好的傳導性。

其結果，跳閘的第二PTC元件78變成高溫，藉由其熱雙金屬元件74會變形動作，打開電路。像這樣的電路打開狀態以第六圖概略地表示。在打開的瞬間，如 箭頭所示，在雙金屬元件74流動的電流，被轉流成經過第一PTC元件76流動。

在圖示的狀態，雙金屬元件74、第一PTC元件76及第二PTC元件78是被做為導線運作的導電材料所連接，這些端部分構成端子。又，在第五圖及第六圖的虛線88，對應著收容雙金屬開關及第二PTC元件的電路保護裝置的殼。又，雙金屬元件在其前端部具有接點90。

【實施例1】

用下述市售的雙金屬元件及PTC元件，製造如第三圖所示的電路保護裝置10：雙金屬元件：瞬時動作(snap-action)型(由Cu-Ni-Mn合金與Ni-Fe合金的包覆片(clad sheet)來製作，動作溫度100℃)

第一PTC元件：聚乙烯系PTC元件(Tyco Electronics Japan製造，跳閘溫度：120℃)

第二PTC元件：PVDF系PTC元件(Tyco Electronics Japan製造，跳閘溫度：160℃)

如第三圖所示連接上述元件後，配置於樹脂製殼內，只有第一端子、第二端子及第三端子從殼端部突出，獲得第一圖的本發明的保護電路裝置10。

將獲得的電路保護裝置組裝於第七圖的測試電路，在第一端子24與第二端子26之間，將1.0~60A的電流做為主電路75的電流流動了180秒。其後，關閉開關44，將100A的電流在第二PTC元件做為副電 路85的電流來流動並跳閘。又，測試環境的溫度為室溫(25℃)、0℃及-40℃。

將關閉開關44的時間做為零，測量在第一端子24與第二端子26之間流動的電流值實質上被遮斷為止的時間(即強制遮斷時間)，即測量第一PTC元件跳閘為止的時間。測量結果如第八圖所示。

從此結果，當主電路電流變小，或低溫環境時，遮斷時間會變長。例如，過充電保護的狀況的目標遮斷時間被認為在20秒以下，本發明的電路保護裝置即使在低溫環境，也能充分達成其目標值。

10、50、70‧‧‧電路保護裝置

12、72‧‧‧雙金屬開關

14、54、76‧‧‧第一PTC元件

16、52、58、74‧‧‧雙金屬元件

18、56、60、78‧‧‧第二PTC元件

20、22、90‧‧‧接點

24、62、80‧‧‧第一端子

26、64、82‧‧‧第二端子

28、30‧‧‧金屬電極

32、66、84‧‧‧第三端子

33‧‧‧第四端子

34、88‧‧‧殼

35‧‧‧電動勢源

36‧‧‧第一電要素

38‧‧‧第二電要素

40、42‧‧‧端子

44‧‧‧開關

45‧‧‧特定處

75‧‧‧主電路

85‧‧‧副電路

86‧‧‧導線部分

第一圖：概略表示本發明的電路保護裝置以及組裝有該裝置的二次電池充電電路的電路圖。

第二圖：概略表示本發明的另一狀態的電路保護裝置以及組裝有該裝置的二次電池充電電路的電路圖。

第三圖：概略表示本發明的又一電路保護裝置以及組裝有該裝置的二次電池充電電路的電路圖。

第四圖：概略表示本發明的其他狀態的電路保護裝置的電路圖。

第五圖：概略表示本發明的電路保護裝置的概略剖面圖(雙金屬元件將接點間連接的狀態，即將電路關閉的狀態)。

第六圖：概略表示本發明的電路保護裝置的概略剖面圖(雙金屬元件將接點間連接的狀態，即將電路分離的狀 態)。

第七圖：概略表示用來實驗在實施例製造的本發明的電路保護裝置的電路圖。

第八圖：表示用在實施例製造的本發明的電路保護裝置，藉由第二PTC元件，第一PTC元件跳閘為止的時間測量結果。

10‧‧‧電路保護裝置

12‧‧‧雙金屬開關

14‧‧‧第一PTC元件

16‧‧‧雙金屬元件

18‧‧‧第二PTC元件

20、22‧‧‧接點

24‧‧‧第一端子

26‧‧‧第二端子

28、30‧‧‧金屬電極

32‧‧‧第三端子

33‧‧‧第四端子

34‧‧‧殼

35‧‧‧電動勢源

36‧‧‧第一電要素

38‧‧‧第二電要素

40、42‧‧‧端子

44‧‧‧開關

75‧‧‧主電路

Claims (7)

1. 一種電路保護裝置，其特徵在於具有第一PTC元件與雙金屬元件彼此並聯地電連接的雙金屬開關，及第二PTC元件，該雙金屬元件被配置成藉由該第二PTC元件跳閘來動作；其中該雙金屬開關，係在兩端具有彼此並聯連接的該第一PTC元件與雙金屬元件共用的端子來做為第一端子及第二端子，該第二PTC元件係在其兩端具有第三端子及第四端子，該雙金屬開關與該第二PTC元件係電性獨立。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路保護裝置，其中透過該第一端子及該第二端子該將雙金屬開關分別串聯地電連接於特定的第一電要素及特定的第二電要素來構成主電路，透過該第三端子及該第四端子分別串聯地電連接於開關及電動勢源來構成副電路，如此連接的電路係電性獨立，將該特定的第一電要素及該特定的第二電要素的至少一者做為電動勢源來運作。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電路保護裝置，其中透過該第一端子及該第二端子將雙金屬開關分別串聯地電連接於該特定的第一電要素及該特定的第二電要素來構成主電路，透過該第三端子及該第四端子分別串聯地電連接於開關及該特定的第一電要素來構成副電路，將該特定的第一電要素做為電動勢源來運作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路保護裝置，其中該第二PTC元件，串聯地被電連接於該雙金屬開關，該雙金屬開關係在兩端具有彼此並聯連接的該第一 PTC元件與該雙金屬元件共用的端子來做為第一端子及第二端子，又，該第二PTC元件的一方的電極，被連接於這些端子的一者，未連接於該雙金屬開關的端子的，該第二PTC元件的他方的電極，被連接於第三端子。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電路保護裝置，其中該第二PTC元件的跳閘溫度，比雙金屬元件的動作溫度高至少10℃。
6. 一種保護電路，係具有如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之電路保護裝置及具有藉此應保護的特定電要素而成。
7. 一種保護裝置，具有如申請專利範圍第6項所述的電路。