TWI657472B - 複合式保護元件、保護電路、可充放電電池包 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種複合式保護元件，包括：多個過電流保護元件以及熱產生組件。該些過電流保護元件在複合式保護元件的多個第一輸入出端之間形成多個電流路徑。熱產生組件耦接在該些電流路徑的至少一者與複合式保護元件的第二輸入出端之間。當熱產生組件發熱時或過電流事件發生時，該些電流路徑中的至少一者被斷開。

Description

複合式保護元件、保護電路、可充放電電池包

本發明是有關於一種複合式保護元件，特別是應用於行動電子產品中有充電電流與放電電流規格不同需求的保護元件或保護電路，本發明的複合式保護元件，具有過電流或過電壓或過溫的保護功能。

以往已有可防止過電流與過電壓的保護元件，應用於攜帶式電子裝置之二次電池的保護線路(如專利文獻1)，該保護元件都具有相同額定電流的過電流保護規格或相同的充放電電流路徑，藉由低熔點金屬因過電流事件發生時，低熔點金屬自己本身發熱而熔斷，另外，當過電壓事件發生時，發熱體發熱熔斷低熔點金屬體，藉此達到過電壓與過電流的保護。

專利文獻1：台灣專利I255481號

先前的保護元件，用在相同的可充放電電流需求之電池保護電路，或許問題不大，但未來可攜式電子產品的耗電需求愈來愈大或瞬間需求較大的放電電流或需求較大的充電電流，先前的保護元件無法滿足有充電電流與放電電流之額定電流或動作電流規格不同的需求。

為了解決上述的問題，本發明提出的一種複合式保護元件，具有複數個電流路徑或複數個不同額定電流的電流路徑，配合本發明提出的一種保護電路或可充放電電池包，可以提供不同額定電流或動作電流的電流路徑，或不同額定電流的充放電電流路徑。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：多個過電流保護元件以及熱產生組件。該些過電流保護元件在複合式保護元件的多個第一輸入出端之間形成多個電流路徑。熱產生組件耦接在該些電流路徑的至少一者與複合式保護元件的第二輸入出端之間。當熱產生組件發熱時或過電流事件發生時，該些電流路徑中的至少一者被斷開。需特別說明的是，前面所述多個電流路徑，該多個電流路徑的額定電流可以是不同的，另，本發明所提之過電流保護元件包含可熔導體、保險絲元件(Fuse)、正溫度係數電阻元件(PTC Resistor)、溫度敏感元件(Thermistor)、雙金屬元件(Bi-metal)、記憶金屬元件以及彈性金屬元件等其中之一或其部分組合。另，該熱產生組件包括至少一熱產生元件與複數個電極，該熱產生元件包含發熱電阻、正溫度係數電阻元件(PTC Resistor)、溫度敏感元件(Thermistor)等其中之一或其部分組合。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上；一熱產生組件配置在基板上或基板內；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，每個可熔導體各有一端彼此電氣連結共接其中一上電極且電氣連接熱產生組件的一端，每個可熔導體的另一端分別電氣連接其他不同的上電極。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數 個上電極，配置在基板上；一熱產生組件，配置在基板上；一絕緣層，配置在基板上且介於熱產生組件與其中一個上電極之間；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，每個可熔導體各有一端彼此電氣連結共接其中一個上電極且電氣連接熱產生組件的一端，每個可熔導體的另一端分別電氣連接其他不同的上電極。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上；一熱產生組件，配置在基板上或基板內；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，該複數個可熔導體各有一中心端電氣連結或共接其中一上電極且電氣連接熱產生組件的一端，該複數個可熔導體的每一端分別電氣連接不同的上電極。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上；一熱產生組件，配置在基板上；一絕緣層，配置在基板上且介於熱產生組件與其中一個上電極之間；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，該複數個可熔導體各有一中心端電氣連結或共接其中一上電極且電氣連接熱產生組件的一端，該複數個可熔導體的每一端分別電氣連接不同的上電極。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上，包含一第一上電極與、一第二上電極、一第三上電極、一第四上電極以及一集熱電極；一熱產生組件，配置在基板上或基板內，該熱產生組件的一端電氣連接集熱電極；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，該複數個可熔導體各有一中心端電氣連結集熱電極，該複數個可熔導體各有一端分別電氣連接一第一上電極與一第 三上電極，其他各有另一端分別電氣連接一第二上電極與一第四上電極。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上，包含一第一上電極與、一第二上電極、一第三上電極、一第四上電極以及一集熱電極；一熱產生組件，配置在基板上，該熱產生組件的一端電氣連接集熱電極；一絕緣層，配置在基板上且介於熱產生組件與集熱電極之間；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，該複數個可熔導體各有一中心端電氣連結集熱電極，該複數個可熔導體各有一端分別電氣連接一第一上電極與一第三上電極，其他各有另一端分別電氣連接一第二上電極與一第四上電極。

特別須說明的是本發明中所提全部的複合式保護元件，其中該些電流路徑或該些可熔導體或過電流保護元件，其額定電流或動作電流可以是相同或可以是不同的，如此可依據系統設計的需求設計出不同的充電電流與放電電流或輸入電流或輸出電流。

本發明提出一種保護電路，其特徵在於該保護電路包括：上述任一種複合式保護元件、至少一開關電路以及至少一偵測控制電路。上述該些過電流保護元件與被保護裝置串接以形成輸入電流路徑與輸出電流路徑。開關電路耦接到複合式保護元件的第二輸入出端。偵測控制電路用以偵測被保護裝置的電壓或溫度已分別作為偵測電壓或偵測溫度，依據偵測電壓或偵測溫度而決定開關電路的狀態。若偵測電壓或偵測溫度正常，則開關電路被切換至斷路狀態。若偵測電壓或偵測溫度異常，則開關電路被切換至導通狀態。

本發明提出一種保護電路，其特徵在於該保護電路包 括：至少一偵測控制電路，其可偵測被保護裝置的電壓與溫度或電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；至少一限電流電路，該限電流電路在熱產生組件與開關電路之間彼此串聯，且經由熱產生組件的一端以及開關元件的一端與電池元件組或被保護裝置形成並聯電路；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在被保護裝置與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接限電流電路；以及複數個二極體元件，該複數個二極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，每個二極體元件各有另一端彼此連接，形成不同的充放電電流路徑或輸入輸出電流路徑。

本發明提出一種保護電路，其特徵在於該保護電路包括：至少一偵測控制電路，其可偵測被保護裝置的電壓與溫度或電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在被保護裝置與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接開關電路；以及複數個二極體元件，該複數個二 極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，該複數個二極體元件中的半數，各有另一端彼此連接，該複數個二極體元件中的另外半數，各有另一端彼此連接。

本發明提出一種保護電路，其特徵在於該保護電路包括：至少一偵測控制電路，其可偵測被保護裝置的電壓與溫度或電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；至少一限電流電路，該限電流電路在熱產生組件與開關電路之間彼此串聯，且經由熱產生組件的一端以及開關元件的一端與電池元件組或被保護裝置形成並聯電路；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在被保護裝置與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接限電流電路；以及複數個二極體元件，該複數個二極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，該複數個二極體元件中的半數，各有另一端彼此連接，該複數個二極體元件中的另外半數，各有另一端彼此連接。

本發明提出一種可充放電電池包，其特徵在於該可充放電電池包，包括：電池元件組以及上述任一種保護電路，其中該些過電流保護元件與電池元件組串接以形成輸入電流路徑與輸出電流路徑。偵測控制電路用以偵測被保護裝置的電壓或溫度已分別作為偵測 電壓或偵測溫度，依據偵測電壓或偵測溫度而決定開關電路的狀態。若偵測電壓或偵測溫度正常，則開關電路被切換至斷路狀態。若偵測電壓或偵測溫度異常，則開關電路被切換至導通狀態。

本發明提出一種可充放電電池包，其特徵在於該可充放電電池包，包括：一電池元件組；至少一偵測控制電路，其可偵測電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；至少一限電流電路，該限電流電路在熱產生組件與開關電路之間彼此串聯，且經由熱產生組件的一端以及開關元件的一端與電池元件組或被保護裝置形成並聯電路；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在電池元件組與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接開關電路；以及複數個二極體元件，該複數個二極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，每個二極體元件各有另一端彼此連接，形成不同的充放電電流路徑。

本發明提出一種可充放電電池包，其特徵在於該可充放電電池包，包括：一電池元件組；至少一偵測控制電路，其可偵測電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度 異常則開關電路切換至導通狀態；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在電池元件組與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接開關電路；以及複數個二極體元件，該複數個二極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，該複數個二極體元件中的半數，各有另一端彼此連接，該複數個二極體元件中的另外半數，各有另一端彼此連接。

本發明提出一種可充放電電池包，其特徵在於該可充放電電池包，包括：一電池元件組；至少一偵測控制電路，其可偵測電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；至少一限電流電路，該限電流電路在熱產生組件與開關電路之間彼此串聯，且經由熱產生組件的一端以及開關元件的一端與電池元件組或被保護裝置形成並聯電路；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在電池元件組與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接限電流電路；以及複數個二極體元件，該複數個二極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，該複數個二極體元件中的半數，各有另一端彼此連接，該複數個二極體元件中的另外半數，各有另一端彼此連接。

本發明提出一種可充放電電池包，其特徵在於該可充放電電池包，包括：一電池元件組；一充放電控制電路，其可依據偵測控制電路與外接是充電裝置時所測得的電壓狀況，若電壓低於某一數值則充放電控制電路切換I1導通且輸出充電電流，若電壓高於某一數值切換I1斷路停止輸出充電電流，若外接是電子裝置且依據偵測控制電路測得電壓在某個數值範圍內，則充放電控制電路切換I2導通且輸入放電電流，對電子裝置放電，若偵測控制電路測得電壓低於某個數值，則充放電控制電路切換I2斷路且停止輸入放電電流；至少一偵測控制電路，其可偵測電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；至少一限電流電路，該限電流電路在熱產生組件與開關電路之間彼此串聯，且經由熱產生組件的一端以及開關元件的一端與電池元件組或被保護裝置形成並聯電路；如前述所有複合式保護元件中的任一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在電池元件組與輸入電流端或輸出電流端之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接開關電路；以及複數個二極體元件，該複數個二極體元件中，每個二極體元件的一端連接一過電流保護元件或一可熔導體，每個二極體元件各有另一端彼此連接，形成不同的充放電電流路徑。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上；一熱產生組件，配置在基板上；一絕緣層， 配置在基板上且介於熱產生組件與其中一個上電極之間；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，該複數個可熔導體中至少有一可熔導體的中心端電氣連結其中一上電極且電氣連接熱產生組件的一端，該複數個可熔導體的兩端，其一端共同電氣連接其中一上電極，其另一端分別電氣連接不同的上電極。

本發明提出一種複合式保護元件，包括：一基板；複數個上電極，配置在基板上；一熱產生組件，配置在基板上或基板內；以及複數個可熔導體，配置在上電極上，該複數個可熔導體中至少有一可熔導體的中心端電氣連結其中一上電極且電氣連接熱產生組件的一端，該複數個可熔導體的兩端，其一端共同電氣連接其中一上電極，其另一端分別電氣連接不同的上電極。

本發明提出一種可充放電電池包，其特徵在於該可充放電電池包，包括：一電池元件組；一充放電控制電路，其可依據偵測控制電路與外接是充電裝置時所測得的電壓狀況，若電壓低於某一數值則充放電控制電路切換I1導通且輸出充電電流，若電壓高於某一數值切換I1斷路停止輸出充電電流，若外接是電子裝置且依據偵測控制電路測得電壓在某個數值範圍內，則充放電控制電路切換I2導通且輸入放電電流，對電子裝置放電，若偵測控制電路測得電壓低於某個數值，則充放電控制電路切換I2斷路且停止輸入放電電流；至少一偵測控制電路，其可偵測電池元件組內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組內的溫度；至少一開關電路，其依據偵測控制電路所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路切換至斷 路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路切換至導通狀態；至少一限電流電路，該限電流電路在熱產生組件與開關電路之間彼此串聯，且經由熱產生組件的一端以及開關元件的一端與電池元件組或被保護裝置形成並聯電路；以及如前述之複合式保護元件中的一種複合式保護元件，該複數個過電流保護元件或該複數個可熔導體在電池元件組與充放電控制電路之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件的一端連接限電流電路。

888、888a、888b、889‧‧‧可充放電電池包

101、102、103、201‧‧‧保護電路

1‧‧‧充電裝置或電子裝置

2‧‧‧充放電控制電路

4‧‧‧被保護裝置或電池元件組

4-1、4-2、4-3、4-4‧‧‧電池元件

5‧‧‧偵測控制電路

6‧‧‧開關電路

F1‧‧‧限電流電路

I_c、I_c1‧‧‧充電電流、電流路徑或充電電流路徑

I_d、I_d1‧‧‧放電電流、電流路徑或放電電流路徑

120、120a、120b、220、220a、220b‧‧‧上電極

121、121a、121b、221、221a、221b‧‧‧第一上電極

122、122a、122b、222、222a、222b‧‧‧第二上電極

124、124a、124b、223、223a、223b‧‧‧第三上電極

224、224a、224b‧‧‧第四上電極

225、225a、225b‧‧‧集熱電極

7、7X、180、180a、180b、280、280a、280b、380、380a‧‧‧熱產生組件

7a、7c、188、188a、188b、288、288a、288b、388‧‧‧熱產生元件

7a1、7a2、7c1、7c2、181、182、181a、182a、181b、182b、281、282、281a、282a、281b、282b‧‧‧熱產生元件的電極

8、8a、100、100a、100b、200、200a、200b、300、300a‧‧‧複合式保護元件

9a、9b、9c、9a2、9a1、9b1‧‧‧過電流保護元件或可熔導體

170a、170b、270a、270b、270a1、270b1、270a2、270b2、370a、370b、370b1、370b2‧‧‧可熔導體

10a、10b、10c、10d、10e‧‧‧電極

R1、R2‧‧‧電阻元件

110、110a、110b、210、210a、210b‧‧‧基板

111b、211b‧‧‧第一基板

112b、212b‧‧‧第二基板

160、260‧‧‧絕緣層

11a、21、21a、21b、31、31a‧‧‧第一表面

12a、22a‧‧‧第二表面

118、118a、118b、218a、218b、318a‧‧‧導電通孔

170a1、170b1‧‧‧窄厚部

170a2、170b2‧‧‧寬薄部

a‧‧‧電池元件組的一端

C、C1‧‧‧共接點

D、D1、D2、D3、D4‧‧‧二極體元件

I1、I2‧‧‧通道

I_7a‧‧‧電流

I/O1、I/O2、I/O3、I/O5‧‧‧輸入出端或第一輸入出端

I/O4‧‧‧輸入出端或第二輸入出端

X-X’、Y-Y’‧‧‧剖面

圖A為本發明之一種複合式保護元件8的電路圖。

圖A1為本發明之一種複合式保護元件100的俯視示意圖。

圖A2為本發明之一種複合式保護元件100的X-X’剖面示意圖。

圖A3為本發明之一種複合式保護元件100的Y-Y’剖面示意圖。

圖A4為本發明之一種複合式保護元件100a的俯視示意圖。

圖A5為本發明之一種複合式保護元件100a的X-X’剖面示意圖。

圖A6為本發明之一種複合式保護元件100b的俯視示意圖。

圖A7為本發明之一種複合式保護元件100b的X-X’剖面示意圖。

圖1為本發明之一種保護電路101與可充放電電池包888示意圖。

圖B為本發明之一種複合式保護元件8a的電路圖。

圖B1為本發明之一種複合式保護元件200的俯視示意圖。

圖B2為本發明之一種複合式保護元件200的X-X’剖面示意圖。

圖B3為本發明之一種複合式保護元件200a的俯視示意圖。

圖B4為本發明之一種複合式保護元件200a的X-X’剖面示意圖。

圖B5為本發明之一種複合式保護元件200b的俯視示意圖。

圖B6為本發明之一種複合式保護元件200b的X-X’剖面示意圖。

圖2為本發明之一種保護電路201與可充放電電池包889示意圖。

圖1a為本發明之一種保護電路102與可充放電電池包888a示意圖。

圖C為本發明之一種複合式保護元件8c的電路圖。

圖C1為本發明之一種複合式保護元件300的俯視示意圖。

圖C2為本發明之一種複合式保護元件300a的俯視示意圖。

圖1b為本發明之一種保護電路103與可充放電電池包888b示意圖。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵和技術內容，請參閱以下相關的實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下：圖A繪示為本發明第一實施例之一種複合式保護元件8的電路圖，該複合式保護元件8包括：兩個可熔導體(或稱過電流保護元件)9a與9a1以及一熱產生組件7。可熔導體9a與9a1的各一端彼此連接且連接熱產生組件7的一端。詳細來說，該複合式保護元件8之兩個可熔導體9a與9a1，其各一端彼此連接在一電極10b，可熔導體9a的另一端連接一電極10a，形成輸入出端I/O1(或稱第一輸入出端I/O1)與輸入出端I/O3(或稱第一輸入出端I/O3)之間的電流路徑I_c與I_d，可熔導體9a1的另一端連接一電極10c，形成輸入出端I/O2(或稱第一輸入出端I/O2)與輸入出端I/O3之間的電流路徑I_c1與I_d1，可熔導體9a與可熔導體9a1的額定電流或 動作電流規格可以一樣或不一樣，另，該複合式保護元件8之熱產生組件7包含一熱產生元件7a與兩個電極7a1與7a2，該熱產生元件7a的一端連接電極7a1且連接電極10b，另一端連接電極7a2，電極10b也就是兩個可熔導體9a與9a1以及熱產生組件7的共接點C，電極7a2連接到複合式保護元件8的輸入出端I/O4(或稱第二輸入出端I/O4)，熱產生組件7的電阻值或內阻值大於兩個可熔導體9a與9a1的電阻值或內阻值。至於，本實施例之複合式保護元件8的動作特徵如下說明：該複合式保護元件8的可熔導體9a提供一充電電流路徑I_c以及一放電電流路徑I_d，另一可熔導體9a1提供另一充電電流路徑I_c1以及另一放電電流路徑I_d1，當通過不同的可熔導體9a或9a1的電流，超過其各自的額定電流規格時，可熔導體9a或9a1會發熱而熔斷，達到過電流保護的功能，另，當有電流通過熱產生組件7時，該熱產生組件會產生熱，且會熔斷可熔導體9a或9a1或先後熔斷9a與9a1，達到異常保護或過電壓或過溫保護的功能。

圖A1繪示為本發明第二實施例之一種複合式保護元件100的俯視示意圖，圖A2繪示為本發明第二實施例之一種複合式保護元件100的X-X’剖面示意圖，圖A3繪示為本發明第二實施例之一種複合式保護元件100的Y-Y’剖面示意圖，請同時參考圖A1、A2以及A3，該複合式保護元件100的等效電路圖與第一實施例之複合式保護元件8的電路圖A相似，本實施例之複合式保護元件100包括：一基板110；複數個上電極120，配置在基板110上，包含一第一上電極121與、一第二上電極122以及一第三上電極124；一熱產生組件180，配置在基板110的第一表面上，其包含一熱產生元件188與兩個電極181與182，該電極181電氣連接 熱產生元件188的一端，另一電極182電氣連接熱產生元件188的另一端，其中一電極181也電氣連接第二上電極122：一絕緣層160，配置在基板110上且介於熱產生組件180與第二上電極122之間；以及兩個個可熔導體170a與170b，配置在上電極120上，該兩個可熔導體170a與170b各有一端電氣連結第二上電極122，其各另一端分別電氣連接一第一上電極121與另一第三上電極124。

詳細來說，該複合式保護元件100的第一上電極121類似圖A之電極10a，第二上電極122類似圖A之電極10b，第三上電極124類似圖A之電極10c，兩個可熔導體170a與170b類似圖A之9a與9a1，熱產生組件180類似圖A之熱產生組件7，熱產生元件188類似圖A之熱產生元件7a，電極181與182類似圖A之電極7a1與7a2。本實施例之複合式保護元件100的動作特徵如下說明：該複合式保護元件100其中之一可熔導體170a提供一充電電流路徑I_c以及一放電電流路徑I_d，另一可熔導體170b提供另一充電電流路徑I_c1以及另一放電電流路徑I_d1，當通過不同的可熔導體170a或170b的電流，超過其各自的額定電流規格時，該可熔導體170a或170b會發熱而熔斷，達到過電流保護的功能，另，當有電流通過熱產生組件180時，該熱產生組件180會產生熱，且會熔斷可熔導體170a或170b或先後熔斷可熔導體170a與170b，達到異常保護或過電壓或過溫保護的功能。另，本實施例中之可熔導體170a與170b的額定電流規格可以設計成相同或不同，且可熔導體170a或170b或170a與170b可包含一窄厚部170a1或170b1以及一寬薄部170a2或170b2，其技術特徵在：窄厚部170a1與寬薄部170a2的截面積相同，所以可通過可熔導體170a的額定電流是一樣的，但當熱產生 組件188發熱時，寬薄部170a2會比窄厚部170a1先熔斷或較易熔斷，所以寬薄部170a2電氣連接第二上電極122，有助於熱產生組件180的熱傳導至第二上電極122時，能快速的熔斷可熔導體170a或170b或170a與170b。

圖A4繪示為本發明第三實施例之一種複合式保護元件100a的俯視示意圖，圖A5繪示為本發明第三實施例之一種複合式保護元件100a的X-X’剖面示意圖，請同時參考圖A4以及A5，該複合式保護元件100a的等效電路圖與第一實施例之複合式保護元件8的電路圖A相似，本實施例之複合式保護元件100a包括：一基板110a，具有第一表面11a與第二表面12a，其中第一表面11a與第二表面12a彼此相對；複數個上電極120a，配置在基板110a的第一表面11a上，包含一第一上電極121a、一第二上電極122a以及一第三上電極124a，用以做為複合式保護元件100a的輸入出端；一熱產生組件180a，配置在基板110a的第二表面12a上，其包含一熱產生元件188a與兩個電極181a與182a，該電極181a電氣連接熱產生元件188a的一端，另一電極182a電氣連接熱產生元件188a的另一端，其中一電極181a也透過基板110a的導電通孔118a而電氣連接第二上電極122a；以及兩個個可熔導體170a與170b，配置在上電極120a上，該兩個可熔導體170a與170b各有一端電氣連結第二上電極122a，其各另一端分別電氣連接一第一上電極121a與另一第三上電極124a。詳細來說，該複合式保護元件100a的第一上電極121a類似圖A之電極10a，第二上電極122a類似圖A之電極10b，第三上電極124a類似圖A之電極10c，兩個可熔導體170a與170b分別類似圖A之過電流保護元件9a與9a1，熱產生組件180a類似圖A之熱 產生組件7，熱產生元件188a類似圖A之熱產生元件7a，電極181a與182a類似圖A之電極7a1與7a2。本實施例之複合式保護元件100a的保護動作特徵與第一實施例或第二實施例中的說明類似，在此不再贅述，請自行參考第一實施例或第二實施例中的說明，謝謝。

圖A6繪示為本發明第四實施例之一種複合式保護元件100b的俯視示意圖，圖A7繪示為本發明第四實施例之一種複合式保護元件100b的X-X’剖面示意圖，請同時參考圖A6以及A7，該複合式保護元件100b的等效電路圖與第一實施例之複合式保護元件8的電路圖A相似，本實施例之複合式保護元件100b包括：一基板110b；複數個上電極120b，配置在基板110b的第一表面上，包含一第一上電極121b與、一第二上電極122b以及一第三上電極124b；一熱產生組件180b，配置在基板110a內(例如配置在基板110b的第一基板111b與第二基板112b之間)，其包含一熱產生元件188b與兩個電極181b與182b，該電極181b電氣連接熱產生元件188b的一端，另一電極182b電氣連接熱產生元件188b的另一端，其中一電極181b也透過基板110b的導電通孔118b而電氣連接第二上電極122b；以及兩個個可熔導體170a與170b，配置在上電極120b上，該兩個可熔導體170a與170b各有一端電氣連結第二上電極122b，其各另一端分別電氣連接一第一上電極121b與另一第三上電極124b。詳細來說，該複合式保護元件100b的第一上電極121b類似圖A之電極10a，第二上電極122b類似圖A之電極10b，第三上電極124b類似圖A之電極10c，兩個可熔導體170a與170b分別類似圖A之過電流保護元件9a與9a1，熱產生組件180b類似圖A之熱產生組件7，熱產生元件188b類似圖A之熱產生元件7a，電極181b與 182b類似圖A之電極7a1與7a2。本實施例之複合式保護元件100b的保護動作特徵與第一實施例或第二實施例中的說明類似，在此不再贅述，請自行參考第一實施例或第二實施例中的說明，謝謝。

圖1繪示為本發明第五實施例之一種保護電路101與一種可充放電電池包888，該保護電路101的特徵在於該保護電路101包括：一偵測控制電路5，其可偵測被保護裝置或電池元件組4內每個電池元件(4-1、4-2、4-3、4-4)或特定幾個電池元件(4-1、4-2、4-3)的電壓或電池元件組4內的溫度；一開關電路6，其依據偵測控制電路5所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路6切換至斷路off狀態，若電壓或溫度異常則開關電路6切換至導通on狀態；一複合式保護元件8，包含兩個過電流保護元件9a與9a1以及一熱產生組件7，兩個過電流保護元件9a與9a1各有一端彼此連接，且連接熱產生組件7的一端，兩個過電流保護元件9a、9a1以及熱產生組件7三端的共接點C，連接電池元件組4的一端a；兩個二極體元件D、D1，其中一個二極體元件D的一端連接一過電流保護元件9a，另一個二極體元件D1的一端連接另一過電流保護元件9a1，兩個二極體元件D、D1各另一端彼此連接，形成一流經過電流保護元件9a的充電電流路徑I_c與一流經過電流保護元件9a1的放電電流路徑I_d；以及至少一限電流電路F1。另，該可充放電電池包888的特徵在於該可充放電電池包888包括：一電池元件組4與一保護電路101，該保護電路101之複合式保護元件8的兩個過電流保護元件9a與9a1串聯在電池元件組4與輸入出端點之間，形成電池元件組4與輸入出端點之間的充放電電流路徑I_c與I_d。當然本實施例之一種保護電路101也可以不包括限電流電路F1，而不會影響本實施例 之保護電路101或可充放電電池包888的過電流與過電壓保護的功能。

詳細來說，當本實施例之保護電路101或可充放電電池包888外接電源供應器或充電電路時，充電電流I_c流經二極體元件D(導通on)、過電流保護元件9a至電池元件組4，對電池元件組4充電，此充電電流I_c不會流經與過電流保護元件9a1串聯的二極體元件D1，原因是該二極體元件D1是在逆偏壓狀態視同斷路off狀態，充電電流I_c無法通過該二極體元件D1，電路維持在充電狀態下，此時會有四種狀況：第一種狀況，當充電電流I_c低於過電流保護元件9a的額定電流規格時，過電流保護元件9a不會動作，繼續維持在充電狀態。第二種狀況，若充電電流I_c高於過電流保護元件9a的額定電流規格時，過電流保護元件9a會動作，切斷或熔斷該過電流保護元件9a的電流路徑，使充電電流I_c無法對電池元件組4充電。第三種狀況，當電池元件組4的電壓正常時，則開關電路6維持在斷路off狀態，複合式保護元件8不會有任何保護動作，繼續維持在充電狀態。第四種狀況，若當電池元件組4的電壓不正常或過電壓時，則開關電路6切換至導通on狀態，此時會有電流I_7a流經熱產生元件7a、限電流電路F1以及開關電路6，此時熱產生元件7a會發熱並熔斷或切斷過電流保護元件9a的充電電流路徑I_c，使電池元件組4停止充電，達到過電壓保護的功能。值得特別說明的是本保護電路101，當電池元件組4維持在過電壓的狀態時，本保護電路101提供一放電迴路，讓電池元件組4的電流可以經由熱產生元件7a、限電流電路F1以及開關電路6放電，使電池元件組4的電壓可以降至正常的電壓範圍，解除過電壓的狀態，這是先前的技術無法達到的功能，其中限電流電路 F1包含一過電流保護元件9c與一電阻元件R2，且彼此並聯連接，此過電流保護元件9c的功能在當流經熱產生元件7a的電流大於熱產生元件7a的額定電流規格時，該電流保護元件9c會切斷本身的電流路徑，因此電流轉流經電阻元件R2，因電阻元件R2的電阻值遠大於電流保護元件9c的電阻值與熱產生元件7a的電阻值，所以可以限制流經熱產生元件7a的電流低於它的額定電流規格，達到保護熱產生組件7或熱產生元件7a的功能。另，當本實施例之保護電路101或可充放電電池包888外接負載時，電池元件組4會對負載放電，放電電流I_d會流經過電流保護元件9a1與二極體元件D1(因順偏壓所以視同導通on狀態)至負載端，但不會流經過電流保護元件9a與二極體元件D，原因是與過電流保護元件9a串聯的二極體元件D是在逆偏壓狀態視同斷路off狀態，放電電流I_d無法通過該二極體元件D，電路維持在放電狀態下，此時會有兩種狀況：第一種狀況，當放電電流I_d低於過電流保護元件9a1的額定電流規格時，過電流保護元件9a1不會動作，繼續維持在放電狀態。第二種狀況，若放電電流I_d高於過電流保護元件9a1的額定電流規格時，則過電流保護元件9a1會動作，切斷或熔斷該過電流保護元件9a1的電流路徑，使放電電流I_d無法對負載放電。

本保護電路101提供不同的充放電流路徑I_c與I_d，它的優點在於有些應用電路需要有不同的充放電電流，有可能放電電流I_d大於充電電流I_c，另一種可能充電電流I_c大於放電電流I_d，本實施例之保護電路101可設計不同過電流保護元件9a或9a1的額定電流規格，達到有不同充放電電流的保護功能，這也是之前技術無法到的效果與功能。

圖B繪示為本發明第六實施例之一種複合式保護元件8a的電路圖，該複合式保護元件8a包括：四個過電流保護元件(或稱可熔導體)9a、9b、9a1、9b1以及一熱產生組件7X。可熔導體9a、9b、9a1以及9b1的各一端彼此連接且連接熱產生組件7X的一端。。詳細來說，該複合式保護元件8a之四個可熔導體9a、9b、9a1以及9b1，其各一端彼此連接在一電極10e，可熔導體9a的另一端連接一電極10a，可熔導體9a1的另一端連接一電極10c，可熔導體9b的另一端連接一電極10b，可熔導體9b1的另一端連接一電極10d，形成輸入出端I/O1(或稱第一輸入出端I/O1)與輸入出端I/O3(或稱第一輸入出端I/O3)之間的電流路徑I_c與I_d，且形成輸入出端I/O2(或稱第一輸入出端I/O2)與輸入出端I/O5(或稱第一輸入出端I/O5)之間的電流路徑I_c1與I_d1，可熔導體9a與可熔導體9b的額定電流規格一樣，可熔導體9a1與可熔導體9b1的額定電流規格一樣，但可熔導體9a與可熔導體9a1的額定電流規格可以一樣或不一樣，另，該複合式保護元件8a之熱產生組件7X包含一熱產生元件7c與兩個電極7c1與7c2，該熱產生元件7c的一端連接電極7c1且連接電極10e，另一端連接電極7c2，電極7c2連接到複合式保護元件8a的輸入出端I/O4(或稱第二輸入出端I/O4)，電極10e也就是複數個可熔導體9a、9a1、9b、9b1以及熱產生組件7X的共接點C。至於，本實施例之複合式保護元件8a的動作特徵如下說明：該複合式保護元件8a的可熔導體9a與9b提供一充電電流路徑I_c以及一放電電流路徑I_d，另一可熔導體9a1與9b1提供另一充電電流路徑I_c1以及另一放電電流路徑I_d1，當通過不同的可熔導體9a與9b或9a1與9b1的電流，超過其各自的額定電流規格時，可熔導體9a與9b或9a1與9b1中任一可熔導體9a或9b或9a1或9b1會 發熱而熔斷，達到過電流保護的功能，另，當有電流通過熱產生組件7X時，該熱產生組件7X會產生熱，且會先後熔斷可熔導體9a與9b或先後熔斷可熔導體9a1與9b1或先後熔斷可熔導體9a、9b、9a1以及9b1，達到異常保護或過電壓或過溫保護的功能。

圖B1繪示為本發明第七實施例之一種複合式保護元件200的俯視示意圖，圖B2繪示為本發明第七實施例之一種複合式保護元件200的X-X’剖面示意圖，請同時參考圖B1以及B2，該複合式保護元件200的等效電路圖與第六實施例之複合式保護元件8a的電路圖B相似，本實施例之複合式保護元件200包括：一基板210；複數個上電極220，配置在基板210上，包含一第一上電極221與、一第二上電極222、一第三上電極223、一第四上電極224以及一集熱電極225；一熱產生組件280，配置在基板210的第一表面21上，其包含一熱產生元件288與兩個電極281與282，該電極281電氣連接熱產生元件288的一端，另一電極282電氣連接熱產生元件288的另一端，其中一電極281也電氣連接集熱電極225；一絕緣層260，配置在基板210上且介於熱產生組件280與集熱電極225之間；以及兩個可熔導體270a與270b，配置在上電極220上，該兩個可熔導體270a與270b各有一中心端電氣連結集熱電極225，該兩個可熔導體270a與270b各有一端分別電氣連接一第一上電極221與一第三上電極223，可熔導體270b與270a各有另一端分別電氣連接一第二上電極222與一第四上電極224。

詳細來說，該複合式保護元件200的第一上電極221類似圖B之電極10a，第二上電極222類似圖B之電極10b，第三上電極223類似圖B之電極10c，第四上電極224類似圖B之電極10d，集熱電極2254類似圖B之電極 10e，可熔導體270a1與270b1類似圖B之9a與9a1，可熔導體270a2與270b2類似圖B之9b與9b1，熱產生組件280類似圖B之熱產生組件7X，熱產生元件288類似圖B之熱產生元件7c，電極281與282類似圖B之電極7c1與7c2。本實施例之複合式保護元件200的動作特徵如下說明：該複合式保護元件200其中之一可熔導體270a提供一充電電流路徑I_c以及一放電電流路徑I_d，另一可熔導體270b提供另一充電電流路徑I_c1以及另一放電電流路徑I_d1，當通過不同的可熔導體270a或270b的電流，超過其各自的額定電流規格時，該可熔導270a或270b會發熱而熔斷，達到過電流保護的功能，另，當有電流通過熱產生組件280時，該熱產生組件280會產生熱，且會熔斷可熔導體270a或270b或先後熔斷可熔導體270a與270b，達到異常保護或過電壓或過溫保護的功能。另，本實施例中之可熔導體270a與270b的額定電流可以設計成相同或不同，且可熔導體270a或270b或270a與270b可包含兩端的窄厚部以及一中心的寬薄部(未繪示)，其技術特徵在；兩端的窄厚部與中心的寬薄部的截面積相同，所以可通過的額定電流是一樣的，但當熱產生組件280發熱時，中心的寬薄部會比兩端的窄厚部先熔斷或較易熔斷，所以中心的寬薄部電氣連接集熱電極225，有助於熱產生組件280的熱傳導至集熱電極225時，能快速的熔斷可熔導體270a或270b或270a與270b。

圖B3繪示為本發明第八實施例之一種複合式保護元件200a的俯視示意圖，圖B4繪示為本發明第八實施例之一種複合式保護元件200a的X-X’剖面示意圖，請同時參考圖B3以及B4，該複合式保護元件200a的等效電路圖與第六實施例之複合式保護元件8a的電路圖B相似，本實 施例之複合式保護元件200a包括：一基板210a，具有第一表面21a與第二表面22a，其中第一表面21a與第二表面22a彼此相對；複數個上電極220a，配置在基板210a的第一表面21a上，包含一第一上電極221a與、一第二上電極222a、一第三上電極223a、一第四上電極224a以及一集熱電極225a，其中第一上電極221a、第二上電極222a、第三上電極223a、第四上電極224a可用以作為複合式保護元件200a的輸入出端；一熱產生組件280a，配置在基板210a的第二表面22a上，其包含一熱產生元件288a與兩個電極281a與282a，該電極281a電氣連接熱產生元件288a的一端，另一電極282a電氣連接熱產生元件288a的另一端，其中一電極281a也透過基板210a的導電通孔218a而電氣連接集熱電極225a；以及兩個可熔導體270a與270b，配置在上電極220a上，該兩個可熔導體270a與270b各有一中心端電氣連結集熱電極225a，該兩個可熔導體270a與270b各有一端分別電氣連接一第一上電極221a與一第三上電極223a，可熔導體270b與270a各有另一端分別電氣連接一第二上電極222a與一第四上電極224a。

詳細來說，該複合式保護元件200a的第一上電極221a類似圖B之電極10a，第二上電極222a類似圖B之電極10b，第三上電極223a類似圖B之電極10c，第四上電極224a類似圖B之電極10d，集熱電極225a類似圖B之電極10e，可熔導體270a1與270b1類似圖B之9a1與9a，可熔導體270a2與270b2類似圖B之9b1與9b，熱產生組件280a類似圖B之熱產生組件7X，熱產生元件288a類似圖B之熱產生元件7c，電極281a與282a類似圖B之電極7c1與7c2。本實施例之複合式保護元件200a的動作特徵與第六實施例或第七實 施例中的說明類似，在此不再贅述，請自行參考第六實施例或第七實施例中的說明，謝謝。

圖B5繪示為本發明第九實施例之一種複合式保護元件200b的俯視示意圖，圖B6繪示為本發明第九實施例之一種複合式保護元件200b的X-X’剖面示意圖，請同時參考圖B5以及B6，該複合式保護元件200b的等效電路圖與第六實施例之複合式保護元件8a的電路圖B相似，本實施例之複合式保護元件200b包括：一基板210b；一上電極220b，配置在基板210b的第一表面21b上，包含一第一上電極221b、一第二上電極222b、一第三上電極223b、一第四上電極224b以及一集熱電極225b；一熱產生組件280b，配置在基板210b內(例如配置在基板210b的第一基板211b與第二基板212b之間)，其包含一熱產生元件288b與兩個電極281b與282b，該電極281b電氣連接熱產生元件288b的一端，另一電極282b電氣連接熱產生元件288b的另一端，其中一電極281b也透過基板210b的導電通孔218b而電氣連接集熱電極225b；以及兩個可熔導體270a與270b，配置在上電極220b上，該兩個可熔導體270a與270b各有一中心端電氣連結集熱電極225b，該兩個可熔導體270a與270b各有一端分別電氣連接一第一上電極221b與一第三上電極223b，可熔導體270b與270a各有另一端分別電氣連接一第二上電極222b與一第四上電極224b。

詳細來說，該複合式保護元件200b的第一上電極221b類似圖B之電極10a，第二上電極222b類似圖B之電極10b，第三上電極223b類似圖B之電極10c，第四上電極224b類似圖B之電極10d，集熱電極225b類似圖B之電極10e，可熔導體270a1與270b1類似圖B之9a1與9a，可熔導體270a2與 270b2類似圖B之9b1與9b，熱產生組件280b類似圖B之熱產生組件7X，熱產生元件288b類似圖B之熱產生元件7c，電極281b與282b類似圖B之電極7c1與7c2。本實施例之複合式保護元件200b的動作特徵與第六實施例或第七實施例中的說明類似，在此不再贅述，請自行參考第六實施例或第七實施例中的說明，謝謝。

圖2繪示為本發明第十實施例之一種保護電路201與一種可充放電電池包889，該保護電路201的特徵在於該保護電路201包括：一偵測控制電路5，其可偵測被保護裝置或電池元件組4內每個電池元件(4-1、4-2、4-3、4-4)或特定幾個電池元件(4-1、4-2、4-3)的電壓或電池元件組4內的溫度；一開關電路6，其依據偵測控制電路5所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路6切換至斷路off狀態，若電壓或溫度異常則開關電路6切換至導通on狀態；一複合式保護元件8a，包含四個過電流保護元件9a、9b、9a1、9b1以及一熱產生組件7，四個過電流保護元件9a、9b、9a1、9b1各有一端彼此連接，且連接熱產生組件7的一端，共接點C1是連接四個過電流保護元件9a、9b、9a1、9b1以及熱產生組件的一端；四個二極體元件D1、D2、D3、D4，該四個二極體元件D1、D2、D3、D4中，每個二極體元件D1、D2、D3、D4的一端分別連接一過電流保護元件9a或9b或9a1或9b1，二極體元件D1與D3各有另一端彼此連接，二極體元件D2與D4各有另一端彼此連接，形成一流經過電流保護元件9a與過電流保護元件9b的充電電流路徑I_c與一流經過電流保護元件9a1與過電流保護元件9b1的放電電流路徑I_d；一電阻元件R1；以及至少一限電流電路F1。另，該可充放電電池包889的特徵在於該可充放電電池包889包 括：一電池元件組4與一保護電路201，該保護電路201之複合式保護元件8a的兩對過電流保護元件9a與9b以及9a1與9b1串聯在電池元件組4與輸入出端點之間，形成電池元件組4與輸入出端點之間的充電電流路徑I_c與放電電流路徑I_d。當然本實施例之一種保護電路201也可以不包括限電流電路F1或電阻元件R1，而不會影響本實施例之保護電路201或可充放電電池包889的過電流與過電壓保護的功能。

詳細來說，當本實施例之保護電路201或可充放電電池包889外接電源供應器或充電電路時，充電電流I_c流經二極體元件D1(導通on)、過電流保護元件9a、9b、二極體元件D2(導通on)至電池元件組4，對電池元件組4充電，此充電電流I_c不會流經與過電流保護元件9a1、9b1串聯的兩個二極體元件D3與D4，原因是該兩個二極體元件D3與D4是在逆偏壓狀態視同斷路off狀態，充電電流I_c無法通過該兩個二極體元件D3與D4，電路維持在充電狀態下，此時會有四種狀況：第一種狀況，當充電電流I_c低於過電流保護元件9a與9b的額定電流規格時，過電流保護元件9a與9b不會動作，繼續維持在充電狀態。第二種狀況，若充電電流I_c高於過電流保護元件9a與9b的額定電流規格時，過電流保護元件9a或9b會動作，切斷或熔斷該過電流保護元件9a或9b的電流路徑，使充電電流I_c無法對電池元件組4充電。第三種狀況，當電池元件組4的電壓正常時，則開關電路6維持在斷路off狀態，複合式保護元件8不會有任何保護動作，繼續維持在充電狀態。第四種狀況，若當電池元件組4的電壓不正常或過電壓時，則開關電路6切換至導通on狀態，此時會有電流I_7a流經熱產生元件7a、限電流電路F1以及開關電路6，此時熱產生元件 7a會發熱並熔斷或切斷過電流保護元件9a與9b的充電電流路徑I_c，使電池元件組4停止充電，達到過電壓保護的功能。值得特別說明的是本保護電路201，當電池元件組4維持在過電壓的狀態時，本保護電路201提供一放電迴路，讓電池元件組4的電流可以經由電阻元件R1、限電流電路F1以及開關電路6放電，使電池元件組4的電壓可以降至正常的電壓範圍，解除過電壓的狀態，這是先前的技術無法達到的功能，其中限電流電路F1包含一過電流保護元件9c與一電阻元件R2，且彼此並聯連接，此過電流保護元件9c的功能在當流經熱產生元件7a的電流大於熱產生元件7a的額定電流規格時，該電流保護元件9c會切斷本身的電流路徑，因此電流轉流經電阻元件R2，因電阻元件R2的電阻值遠大於電流保護元件9c的電阻值與熱產生元件7a的電阻值，所以可以限制流經熱產生元件7a的電流低於它的額定電流規格，達到保護熱產生組件7或熱產生元件7a的功能。另，當本實施例之保護電路201或可充放電電池包889外接負載時，電池元件組4會對負載放電，放電電流I_d會流經過電流保護元件9b1、9a1與二極體元件D3與D4(因順偏壓所以視同導通on狀態)至負載端，但不會流經過電流保護元件9b、9a與二極體元件D1與D2，原因是與過電流保護元件9b、9a串聯的二極體元件D1與D2是在逆偏壓狀態視同斷路off狀態，放電電流I_d無法通過該二極體元件D1與D2，電路維持在放電狀態下，此時會有兩種狀況：第一種狀況，當放電電流I_d低於過電流保護元件9b1與9a1的額定電流規格時，過電流保護元件9b1與9a1不會動作，繼續維持在放電狀態。第二種狀況，若放電電流I_d高於過電流保護元件9b1與9a1的額定電流規格時，則過電流保護元件 9b1或9a1會動作，切斷或熔斷該過電流保護元件9b1或9a1的電流路徑，使放電電流I_d無法對負載放電。

本保護電路201提供不同的充放電流路徑I_c與I_d，它的優點在於有些應用電路需要有不同的充放電電流，有可能放電電流I_d大於充電電流I_c，另一種可能充電電流I_c大於放電電流I_d，本實施例之保護電路201可設計不同過電流保護元件9a或9b或9a1或9b1的額定電流規格，達到有不同充放電電流的保護功能，這也是之前技術無法到的效果與功能。

圖1a繪示為本發明第十一實施例之一種保護電路102與一種可充放電電池包888a，該可充放電電池包888a的特徵在於該可充放電電池包888a包括：一電池元件組4；一充放電控制電路2，其可依據偵測控制電路5與外接是充電裝置1時所測得的電壓狀況，若電池元件組4的電壓低於某一數值(例如第一臨界值)則充放電控制電路2切換I2導通且輸出充電電流I_c，若電池元件組4的電壓高於某一數值(例如第二臨界值)切換I2斷路停止輸出充電電流I_c，若外接是電子裝置1且依據偵測控制電路5測得電池元件組4的電壓在某個數值範圍內(例如高於第三臨界值)，則充放電控制電路2切換I1導通且輸入放電電流I_d，對電子裝置1放電，若偵測控制電路5測得電池元件組4電壓低於某個數值(例如第四臨界值)，則充放電控制電路2切換I1斷路且停止輸入放電電流I_d；至少一偵測控制電路5，其可偵測電池元件組4內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組4內的溫度；至少一開關電路6，其依據偵測控制電路5所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正 常則開關電路6切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路6切換至導通狀態；至少一限電流電路F1，該限電流電路F1在熱產生組件7與開關電路6之間彼此串聯，且經由熱產生組件7的一端以及開關電路6的一端與電池元件組4或被保護裝置形成並聯電路；以及如前述複合式保護元件8，該複數個過電流保護元件9a、9a1或該複數個可熔導體在電池元件組4與充放電控制電路2之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件7的一端連接限流電路F1。其充放電與保護功能說明如下：當可充放電電池包888a外接一充電裝置1時，充放電控制電路2，其可依據偵測控制電路5所測得電池元件組4的電壓狀況，若測得電壓低於某一數值則充放電控制電路2切換I2導通且輸出充電電流I_c，對電池元件組4充電，若測得電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸出充電電流I_c，若於充電模式，有過電流事件發生時，過電流保護元件9a會動作，切斷過電流保護元件9a的電流路徑，停止對電池元件組4充電，達到過電流保護的功能，需特別說明的是若充放電控制電路2失效，當電池元件組4的電壓高於某一數值，但充放電控制電路2沒有切換I2斷路停止輸出充電電流I_c，此時偵測控制電路5會使開關電路6導通on，讓電流I_7a流經熱產生組件7，該熱產生元件7a發熱且切斷過電流保護元件9a的電流路徑，使充電電流I_c無法再對電池元件組4充電，達到過電壓保護的功能。當可充放電電池包888a外接一電子裝置1時，充放電控制電路2，其可依據偵測控制電路5所測得電池元件組4的電壓狀況，若測得電壓在正常數值範圍或有電的情況則充放電控制電路2切換I1導通且輸出放電電流，對電子裝置1放電，若測得電壓低於某一數值切換I1斷路停止輸出放電電流 I_d，若於放電模式，有過電流事件發生時，過電流保護元件9a1會動作，切斷過電流保護元件9a1的電流路徑，停止對電子裝置1放電，達到過電流保護的功能。需特別說明的是，在一個複合式保護元件內，提供兩條電流路徑，使可充放電電池包可以設計放電電流I_d大於充電電流I_c的規格，或充電電流I_c大於放電電流I_d的規格，如此更符合市場需求的趨勢，本發明的所有實施例之複合式保護元件都具有上述的功能。

圖C繪示為本發明第十二實施例之一種複合式保護元件8c的電路圖，該複合式保護元件8c包括：三個過電流保護元件(或稱可熔導體)9a、9b、9a2以及熱產生組件7X，可熔導體9a、9b的各一端彼此連接且連接熱產生組件7X的一端，可熔導體9a2的一端連接可熔導體9b的另一端。詳細來說，該複合式保護元件8c之兩個可熔導體9a、9b，其各一端彼此連接在一電極10e，可熔導體9a的另一端連接一電極10a，可熔導體9b的另一端連接一電極10b，形成輸入出端I/O1(或稱第一輸入出端I/O1)與輸入出端I/O3(或稱第一輸入出端I/O3)之間的電流路徑I_c與I_d，可熔導體9a2的一端連接一電極10b，其另一端連接一電極10c且形成輸入出端I/O2(或稱第一輸入出端I/O2)與輸入出端I/O3(或稱第一輸入出端I/O3)之間的電流路徑I_c1與I_d1，可熔導體9a與可熔導體9b的額定電流規格一樣，但可熔導體9a2與可熔導體9b的額定電流規格可以一樣或不一樣，另，該複合式保護元件8c之熱產生組件7X包含一熱產生元件7c與兩個電極7c1與7c2，該熱產生元件7c的一端連接電極7c1且連接電極10e，另一端連接電極7c2，電極7c2連接到複合式保護元件8c的輸入出端I/O4(或稱第二輸入出端I/O4)，電極10e也就是可熔導體9a、9b以及熱產生組件7X的共接點C。 至於，本實施例之複合式保護元件8c的動作特徵如下說明：該複合式保護元件8c的可熔導體9a與9b提供一充電電流路徑I_c以及一放電電流路徑I_d，另一可熔導體9a2提供另一充電電流路徑I_c1以及另一放電電流路徑I_d1，當通過不同的可熔導體9a與9b或9a2的電流，超過其各自的額定電流規格時，可熔導體9a與9b或9a2中任一可熔導體9a或9b或9a2會發熱而熔斷，達到過電流保護的功能，另，當有電流通過熱產生組件7X時，該熱產生組件7X會產生熱，且會先後熔斷可熔導體9a與9b或熔斷可熔導體9a2或先後熔斷可熔導體9a、9b以及9a2，達到異常保護或過電壓或過溫保護的功能。

圖C1繪示為本發明第十三實施例之一種複合式保護元件300的俯視示意圖，該複合式保護元件300的等效電路圖與第十二實施例之複合式保護元件8c的電路圖C相似，本實施例之複合式保護元件300包括：一基板310；複數個上電極320，配置在基板310上，包含一第一上電極321與、一第二上電極322、一第三上電極323以及一集熱電極325；一熱產生組件380，配置在基板310的第一表面31上，其包含一熱產生元件388與兩個電極381與382，該電極381電氣連接熱產生元件388的一端，另一電極382電氣連接熱產生元件388的另一端，其中一電極381也電氣連接集熱電極325；一絕緣層360，配置在基板310上且介於熱產生組件380與集熱電極325之間；以及兩個可熔導體370a與370b，配置在上電極320上，該可熔導體370b有一中心端電氣連結集熱電極325，該兩個可熔導體370a與370b各有兩端，該可熔導體370b的一端電氣連接第一上電極321，另一端電氣連接第二上電極322，該可熔導體370a的一端電氣連接第三上電極323，另 一端電氣連接第二上電極322。

詳細來說，該複合式保護元件300的第一上電極321類似圖C之電極10a，第二上電極322類似圖C之電極10b，第三上電極323類似圖C之電極10c，集熱電極325類似圖C之電極10e，可熔導體370a類似圖C之9a2，可熔導體370b1與370b2分別類似圖C之9a與9b，熱產生組件380類似圖C之熱產生組件7X，熱產生元件388類似圖C之熱產生元件7c，電極381與382類似圖C之電極7c1與7c2。本實施例之複合式保護元件300的動作特徵如下說明：該複合式保護元件300其中之一可熔導體370b提供一充電電流路徑I_c以及一放電電流路徑I_d，另一可熔導體370a提供另一充電電流路徑I_c1以及另一放電電流路徑I_d1，當通過不同的可熔導體370a或370b的電流，超過其各自的額定電流規格時，該可熔導370a或370b會發熱而熔斷，達到過電流保護的功能，另，當有電流通過熱產生組件380時，該熱產生組件380會產生熱，且會熔斷可熔導體370a或370b或先後熔斷可熔導體370a與370b，達到異常保護或過電壓或過溫保護的功能。另，本實施例中之可熔導體370a與370b的額定電流可以設計成相同或不同，且可熔導體370b可包含兩端的窄厚部以及一中心的寬薄部(未繪示)，其技術特徵在：兩端的窄厚部與中心的寬薄部的截面積相同，所以可通過的額定電流是一樣的，但當熱產生組件380發熱時，中心的寬薄部會比兩端的窄厚部先熔斷或較易熔斷，所以中心的寬薄部電氣連接集熱電極325，有助於熱產生組件380的熱傳導至集熱電極325時，能快速的熔斷可熔導體370b。

圖C2繪示為本發明第十四實施例之一種複合式保護元件300a的俯視示意圖，該複合式保護元件300a的等效電路圖與第十二實施例之 複合式保護元件8c的電路圖C相似，本實施例之複合式保護元件300a包括：一基板310a，具有第一表面31a與第二表面(未繪示)，其中第一表面31a與第二表面彼此相對；複數個上電極320a，配置在基板310a的第一表面31a上，包含一第一上電極321a與、一第二上電極322a、一第三上電極323a以及一集熱電極325a；一熱產生組件380a，配置在基板310a的第二表面上或在基板310a內，其包含一熱產生元件388a與兩個電極381a與382a，該電極381a電氣連接熱產生元件388a的一端，另一電極382a電氣連接熱產生元件388a的另一端，其中一電極381a也透過基板310a的導電通孔318a而電氣連接集熱電極325a；以及兩個可熔導體370a與370b，配置在上電極320a上，該可熔導體370b有一中心端電氣連結集熱電極325a，該兩個可熔導體370a與370b各有兩端，該可熔導體370b的一端電氣連接第一上電極321a，另一端電氣連接第二上電極322a，該可熔導體370a的一端電氣連接第三上電極323a，另一端電氣連接第二上電極322a。

詳細來說，該複合式保護元件300a的第一上電極321a類似圖C之電極10a，第二上電極322a類似圖C之電極10b，第三上電極323a類似圖C之電極10c，集熱電極325a類似圖C之電極10e，可熔導體370a類似圖C之9a2，可熔導體370b1與370b2類似圖C之9a與9b，熱產生組件380a類似圖C之熱產生組件7X，熱產生元件388a類似圖C之熱產生元件7c，電極381a與382a類似圖C之電極7c1與7c2。本實施例之複合式保護元件300a的動作特徵與第十二實施例之複合式保護元件8c或第十三實施例之複合式保護元件300中的說明相似，在此不再贅述，請自行參閱。

圖1b繪示為本發明第十五實施例之一種保護電路103與 一種可充放電電池包888b，該可充放電電池包888b的特徵在於該可充放電電池包888b包括：一電池元件組；一充放電控制電路2，其可依據偵測控制電路5與外接是充電裝置1時所測得電池元件組4的電壓狀況，若電壓低於某一數值則充放電控制電路2切換I2導通且輸出充電電流I_c，若電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸出充電電流I_c，若外接是電子裝置1且依據偵測控制電路5測得電池元件組4的電壓在某個數值範圍內，則充放電控制電路2切換I1導通且輸入放電電流I_d，對電子裝置1放電，若偵測控制電路5測得電池元件組4的電壓低於某個數值，則充放電控制電路2切換I1斷路且停止輸入放電電流I_d；至少一偵測控制電路5，其可偵測電池元件組4內每個電池元件或特定幾個電池元件的電壓或電池元件組4內的溫度；至少一開關電路6，其依據偵測控制電路5所測得的電壓或溫度狀況，若電壓或溫度正常則開關電路6切換至斷路狀態，若電壓或溫度異常則開關電路6切換至導通狀態；至少一限電流電路F1，該限電流電路在熱產生組件7與開關電路6之間彼此串聯，且經由熱產生組件7的一端以及開關電路6的一端與電池元件組4或被保護裝置形成並聯電路；以及如前述複合式保護元件8c，過電流保護元件9a、9a2或可熔導體370a、370b在電池元件組4與充放電控制電路2之間串聯形成輸入與輸出的電流路徑，該熱產生組件7的一端連接限流電路F1。本實施例之可充放電電池包888b，其充放電與保護功能與第十一實施例之可充放電電池包888a中的說明相似，在此不再贅述，請自行參閱。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神 和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其運用本發明說明書及圖式內容所為之類似變化，均包含於本發明之專利範圍內。

Claims (23)

1. 一種複合式保護元件，包括：多個過電流保護元件，該些過電流保護元件在該複合式保護元件的多個第一輸入出端之間形成多個電流路徑；以及熱產生組件，耦接在該些電流路徑的至少一者與該複合式保護元件的第二輸入出端之間，其中當該熱產生組件發熱時或過電流事件發生時，該些電流路徑中的至少一者被斷開。
2. 如申請專利範圍第1項所述的複合式保護元件，其中：該些過電流保護元件中的每一者的第一端彼此連接且連接至該熱產生組件的第一端；以及該些過電流保護元件中的每一者的第二端連接至該些第一輸入出端的其中一對應者。
3. 如申請專利範圍第2項所述的複合式保護元件，其中該熱產生組件的該第一端更連接至該些第一輸入出端的其中另一對應者。
4. 如申請專利範圍第1項所述的複合式保護元件，其中：該些過電流保護元件中的至少二者的第一端彼此連接且連接至該熱產生組件的第一端；該至少二過電流保護元件的第二端分別連接至該些第一輸入出端的至少其中二對應者；該些過電流保護元件中的另外至少一者的第一端連接到該至少二過電流保護元件中的其中一者的該第二端；以及該些過電流保護元件中的該另外至少一者的第二端連接至該些第一輸入出端的另外至少一對應者。
5. 如申請專利範圍第1項所述的複合式保護元件，更包括：基板，其中該熱產生組件配置在該基板的第一表面上；多個上電極，配置在該基板上，其中至少部份該些上電極用以作為該些第一輸入出端；以及絕緣層，配置在該基板上，且介於該些上電極的其中一者與該熱產生組件之間，其中該些過電流保護元件為多個可熔導體，且該些可熔導體配置在該些上電極上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的複合式保護元件，其中：該些可熔導體的第一端共同電性連接至該些上電極的其中一者並電性連接至該熱產生組件的第一端，且該些可熔導體的第二端分別電性連接至其餘不同的該些上電極。
7. 如申請專利範圍第5項所述的複合式保護元件，其中：該些可熔導體的中心端共同電性連接至該些上電極的其中一者並電性連接至該熱產生組件的第一端，且該些可熔導體的每一者的兩端分別電性連接至其餘不同的該些上電極。
8. 如申請專利範圍第7項所述的複合式保護元件，其中：該些上電極包括第一上電極、第二上電極、第三上電極、第四上電極以及集熱電極，且該些可熔導體包括第一可熔導體以及第二可熔導體，其中該熱產生組件的第一端電性連接至該集熱電極，其中該第一可熔導體的該中心端與該第二可熔導體的該中心端共同電性連接至該集熱電極，該第一可熔導體的兩端分別電性 連接至該第一上電極與該第二上電極，且該第二可熔導體的兩端分別電性連接至該第三上電極與該第四上電極。
9. 如申請專利範圍第5項所述的複合式保護元件，其中：該些可熔導體中的至少一者的中心端電性連接至該些上電極中的集熱電極且電性連接至該熱產生組件的第一端，該些可熔導體的第一端共同電性連接至該些上電極中的第二上電極，且該些可熔導體的第二端分別電性連接至該些上電極中的其餘不同上電極。
10. 如申請專利範圍第1項所述的複合式保護元件，更包括：基板，包括第一表面與第二表面，其中該第一表面與該第二表面彼此相對；以及多個上電極，配置在該第一表面上，其中至少部份該些上電極用以作為該些第一輸入出端，其中該熱產生組件配置在該基板內或該基板的該第二表面上，其中該些過電流保護元件為多個可熔導體，且該些可熔導體配置在該些上電極上。
11. 如申請專利範圍第10項所述的複合式保護元件，其中：該些可熔導體的第一端共同電性連接至該些上電極的其中一者並透過該基板的導電通孔(via)而電性連接至該熱產生組件的第一端，且該些可熔導體的第二端分別電性連接至其餘不同的該些上電極。
12. 如申請專利範圍第10項所述的複合式保護元件，其中：該些可熔導體的中心端共同電性連接至該些上電極的其中一 者並透過該基板的導電通孔(via)而電性連接至該熱產生組件的第一端，且該些可熔導體的兩端分別電性連接至其餘不同的該些上電極。
13. 如申請專利範圍第12項所述的複合式保護元件，其中：該些上電極包括第一上電極、第二上電極、第三上電極、第四上電極以及集熱電極，且該些可熔導體包括第一可熔導體以及第二可熔導體，其中該熱產生組件的第一端透過該導電通孔而電性連接至該集熱電極，其中該第一可熔導體的該中心端與該第二可熔導體的該中心端共同電性連接至該集熱電極，該第一可熔導體的兩端分別電性連接至該第一上電極與該第二上電極，且該第二可熔導體的兩端分別電性連接至該第三上電極與該第四上電極。
14. 如申請專利範圍第10項所述的複合式保護元件，其中：該些可熔導體中的至少一者的中心端電性連接至該些上電極中的集熱電極且透過該基板的導電通孔而電性連接至該熱產生組件的第一端，該些可熔導體的第一端共同電性連接至該些上電極中的第二上電極，且該些可熔導體的第二端分別電性連接至該些上電極中的其餘不同上電極。
15. 如申請專利範圍第1項所述的複合式保護元件，其中：該些過電流保護元件中的至少二者的額定電流彼此不同；或者是該些電流路徑的額定電流彼此不同。
16. 如申請專利範圍第1項所述的複合式保護元件，其中：該些過電流保護元件包含可熔導體、保險絲元件(Fuse)、正溫度 係數電阻元件(PTC Resistor)、溫度敏感元件(Thermistor)、雙金屬元件(Bi-metal)、記憶金屬元件以及彈性金屬元件等其中之一或其部分組合。
17. 一種保護電路，包括：如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述的複合式保護元件，其中該些過電流保護元件與被保護裝置串接以形成輸入電流路徑與輸出電流路徑；至少一開關電路，耦接到該複合式保護元件的該第二輸入出端；以及至少一偵測控制電路，用以偵測該被保護裝置的電壓或溫度以分別作為偵測電壓或偵測溫度，依據該偵測電壓或該偵測溫度而決定該至少一開關電路的狀態，其中若該偵測電壓或該偵測溫度正常則該至少一開關電路被切換至斷路狀態，若該偵測電壓或該偵測溫度異常則該至少一開關電路被切換至導通狀態。
18. 如申請專利範圍第17項所述的保護電路，更包括：至少一限流電路，串接在該複合式保護元件的該第二輸入出端與該至少一開關電路之間，其中該熱產生阻件、該至少一限流電路以及該至少一開關電路與該被保護裝置形成並聯電路。
19. 如申請專利範圍第17項所述的保護電路，更包括：多個二極體元件，配置在該輸入電流路徑與該輸出電流路徑上，其中該些二極體元件中的每一者的一端連接至該些過電流保護元件的其中一對應者，且該輸入電流路徑上的該二極體元件的另一端連接至該輸出電流路徑的該二極體元件的另一端。
20. 一種可充放電電池包，包括：電池元件組；以及 保護電路，包括：如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述的複合式保護元件，其中該些過電流保護元件與該電池元件組串接以形成輸入電流路徑與輸出電流路徑；至少一開關電路，耦接到該複合式保護元件的該第二輸入出端；以及至少一偵測控制電路，用以偵測該電池元件組的電壓或溫度以分別作為偵測電壓或偵測溫度，依據該偵測電壓或該偵測溫度而決定該至少一開關電路的狀態，其中若該偵測電壓或該偵測溫度正常則該至少一開關電路被切換至斷路狀態，若該偵測電壓或該偵測溫度異常則該至少一開關電路被切換至導通狀態。
21. 如申請專利範圍第20項所述的可充放電電池包，更包括：充放電控制電路，耦接在該保護電路與外接裝置之間，用以依據該外接裝置的種類與該偵測電壓的電壓值，而決定是否自該外接裝置傳輸充電電流至該電池元件組或是自該電池元件組傳輸放電電流至該外接裝置，其中，當該外接裝置為充電裝置且該偵測電壓低於第一臨界值時，該充放電控制電路自該外接裝置傳輸該充電電流至該電池元件組，當該外接裝置為充電裝置且該偵測電壓高於第二臨界值時，該充放電控制電路停止傳輸該充電電流至該電池元件組，其中，當該外接裝置為負載裝置且該偵測電壓高於第三臨界值時，該充放電控制電路自該電池元件組傳輸該放電電流至該外 接裝置，當該外接裝置為負載裝置且該偵測電壓低於第四臨界值時，該充放電控制電路停止傳輸該放電電流至該外接裝置。
22. 如申請專利範圍第20項所述的可充放電電池包，其中該保護電路更包括：至少一限流電路，串接在該複合式保護元件的該第二輸入出端與該至少一開關電路之間，其中該熱產生阻件、該至少一限流電路以及該至少一開關電路與該電池元件組形成並聯電路。
23. 如申請專利範圍第20項所述的可充放電電池包，其中該保護電路更包括：多個二極體元件，配置在該輸入電流路徑與該輸出電流路徑上，其中該些二極體元件中的每一者的一端連接至該些過電流保護元件的其中一對應者，且該輸入電流路徑上的該二極體元件的另一端連接至該輸出電流路徑的該二極體元件的另一端。