TWM512206U - 保護元件與電池包 - Google Patents

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TWM512206U
TWM512206U TW104205132U TW104205132U TWM512206U TW M512206 U TWM512206 U TW M512206U TW 104205132 U TW104205132 U TW 104205132U TW 104205132 U TW104205132 U TW 104205132U TW M512206 U TWM512206 U TW M512206U
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Taiwan
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TW104205132U
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English (en)
Inventor
Pao-Hsuan Chen
Sha-Li Chen
Original Assignee
Pao-Hsuan Chen
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Description

保護元件與電池包
本創作是有關於一種保護元件與一種電池包,該保護元件特別是應用於行動電子產品中的電池包或電子裝置或電子元件的保護元件,與主電路配合設計可用來防止如過電流、過電壓以及過溫等組合的保護功能。
三C產品或電子科技產業愈來愈重要,尤其在行動與通信裝置的產業。行動裝置講究的是如何節能,因為行動裝置的電源依賴著電池系統,現今的電池技術在行動裝置上受到空間限制,所以電池的尺寸也受到相當的限制,在尺寸不變的情況下,需提升電池容量,是現今電池產業的發展方向。電池的安全性更是大家高度重視的議題,尤其是行動裝置的螢幕不斷的變大,解析度不斷的提升,照相功能的複雜度與閃光燈的電力需求等,行動裝置的待機時間與使用時間變成所有製造商必須面臨的挑戰。所以電池容量的提高就變成大家要求的主要課題。但因電池或電池組或電池包容量的提高,其安全性就成了更無可迴避的議題了。行動電源的實際應用上,電池或電池組或電池包或應用線路中的電子元件,最令人在意的就是電池過充(或過電壓)、電池短路(或大電流的衝擊)以及電池或電子元件的過溫。如何在有限的空間內設計最少與最小的元件,且達到過電流與過電壓以及過溫的保護,成為零件製造商追求的目標之一。
先前的保護元件,如台灣專利證書號:TW I385695B1、TW I385696B1等所提出的一種保護元件,其等效電路大多使用兩個熔絲元件(或保險絲元件)串聯與一加熱器(發熱電阻)來組成,該加熱器(發熱電阻)的一端連接兩個熔絲元件彼此相連的端點,該保護元件的結構包含一基板;基板上的電極;低熔點金屬;以及加熱器(發熱電阻)來設計相關的保護元件。特別須說明的是,該加熱器或發熱電阻是因跨接在該加熱器兩端的電壓產生電流而產生熱,其缺點是,如果跨接兩端的電壓過大或過高,造成通過加熱器的電流過大,進而造成加熱器燒毀,如此將無法完成熔斷熔絲元件的目的,也就無法完成過電壓或過充保護的功能。另一缺點是,其電流路徑是同一電流路徑,所以無法提供不同額定電流的充放電電流路徑。
針對上述之缺點的改善與增加新的技術,本創作提供一種一對多或多對一或多對多不同電流路徑的保護元件、一種可限制通過加熱器或熱產生組件電流之保護元件、一種可提供不同充放電流路徑之保護元件、一種不同額定電流之保護元件以及一種電池包,該電池包包含本創作之保護元件,達到過電流、過電壓、過溫保護等其中之一或其組合的功能。
本創作之一種保護元件,包括:複數個端電極;以及複數個過電流保護元件,每個過電流保護元件的兩端,其每一端電氣連接一端電極或一過電流保護元件,且該複數個過電流保護元件在複數個端電極之間形成多對一或一對多或多對多的電流路徑。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,該複數個過電流保護元件,包含兩個或兩個以上不同額定電流或不同動作電流規格的過電流保護元件。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,另包括一熱產生組件,該熱產生組件的一端電氣連接複數個過電流保護元件的電氣共接點。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,另包括一過電流保護元件,該過電流保護元件電氣連接該熱產生組件的另一端,形成串聯連接。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,另包括一電阻元件,該電阻元件與該過電流保護元件並聯連接。
又,本創作之一種保護元件,包括:複數個過電流保護元件,包含電氣連接複數個端電極的過電流保護元件與保護熱產生組件的另一過電流保護元件;以及熱產生組件;該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接至少一過電流保護元件,且該至少一過電流保護元件在複數個端電極之間形成至少一電流的路徑,該熱產生組件的另一端電氣連接另一過電流保護元件,該另一過電流保護元件保護該熱產生組件。
又,本創作之一種保護元件,包括:過電流保護元件,該過電流保護元件包含在複數個端電極之間形成複數個電流路徑的複數個過電流保護元件與保護熱產生組件的另一過電流保護元件;以及熱產生組件;該熱產生組件的一端電氣連接複數個過電流保護元件彼 此的共接端或串聯端,該熱產生組件的另一端電氣連接另一過電流保護元件,該另一過電流保護元件與熱產生組件串聯連接。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,另包含一電阻元件,該電阻元件與保護熱產生組件的另一過電流保護元件電氣並聯連接。
又,本創作之一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;以及複數個可熔斷導體,每個可熔斷導體的兩端,各自電氣連接一端電極,且該複數個可熔斷導體在複數個端電極之間形成多對一或一對多或多對多的電流路徑。
又,本創作之一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;複數個可熔斷導體,包含配置在端電極上的可熔斷導體與配置在基板內的可熔斷導體;以及熱產生組件,該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接一端電極,該熱產生組件的另一端電氣連接配置在基板內的可熔斷導體。
又,本創作之一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;複數個可熔斷導體,包含配置在端電極上的可熔斷導體與配置在基板內的可熔斷導體;中間電極,配置在基板上且在基板的中心區域,該中間電極電氣連接至少一可熔斷導體;以及熱產生組件;該熱產生組件的一端電氣連接中間電極,該熱產生組 件的另一端電氣連接配置在基板內的可熔斷導體。
又,本創作之一種保護元件,包括:複數個過電流保護元件,包含電氣連接複數個端電極的過電流保護元件與保護熱產生組件的二個以上的過電流保護元件;複數個電阻元件,每個電阻元件並聯連接一保護熱產生組件的過電流保護元件;以及熱產生組件;該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接在複數個端電極之間的一過電流保護元件或複數個過電流保護元件的共接點,該熱產生組件的另一端連接保護熱產生組件的一過電流保護元件,該保護熱產生組件的過電流保護元件彼此串聯連接,且與熱產生組件串聯連接。
又,本創作之一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;複數個可熔斷導體,包含配置在端電極上的可熔斷導體與保護熱產生組件的兩個以上的可熔斷導體;複數個電阻元件,每個電阻元件電氣並聯連接一保護熱產生組件的過電流保護元件;以及熱產生組件,該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接一端電極或至少一可熔斷導體,該熱產生組件的另一端電氣連接保護熱產生組件的一可熔斷導體,該保護熱產生組件的過電流保護元件彼此電氣串聯連接,且與熱產生組件電氣串聯連接。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,該每個端電極另包含至少一通孔,配置在該基板內,該通孔內填充金屬導體,且電氣連接在該基板表面的端電極。
在本創作之一實施例中,上述之保護元件,該每個端電 極另包含至少一通孔與複數個導電層,該複數個導電層配置在基板內,該至少一通孔,配置在該基板內,通孔內填充金屬導體,且經由每個導電層電氣連接在該基板表面的端電極。
本創作之一種電池包,包括:電池元件組,其包含一個或複數個可充放電的電池;偵測控制電路,負責偵測電池元件組的電壓或溫度,若有異常則輸出一信號給開關電路;開關電路,偵測控制電路無信號輸出,關閉或斷開保護元件內之熱產生組件的電流路徑,收到偵測控制電路的信號輸出時,開啟或導通保護元件內之熱產生組件的電流路徑,熱產生組件因電流流過而發熱;充放電控制電路,其依據偵測控制電路所測得電池元件組內各個電池元件的電壓狀況,決定切換充放電的模式;以及如上述之任一種保護元件。
又,本創作之一種電池包,包括:電池元件組,其包含一個或複數個可充放電的電池;偵測控制電路,負責偵測電池元件組的電壓或溫度;充放電控制電路,其依據偵測控制電路所測得電池元件組內各個電池元件的電壓狀況,決定切換充放電的模式;以及如上述之任一種保護元件。
本創作前述的過電流保護元件,其種類包含可熔斷導體、保險絲元件(Fuse)、正溫度係數電阻(PTC Resister)、熱敏電阻(Thermisistor)、雙金屬開關(Bi-Metal Switch或Bi-Metal Thermostats)等其中之一或其組合。此過電流保護元件的種類不是用來限定本創作,任何習知的過電流保護元件,都屬於本創作的範圍。
本創作之保護元件中基板的材質種類包括有機的印刷 電路板PCB(如:FR4 PCB、FR5 PCB以及其他高分子材料與玻纖所製成的PCB)或無機的陶瓷基板,此基板的種類與材料不是用來限定本創作,任何習知的基板材料與製程,都屬於本創作的範圍。
8g、8g1、8g2、8g3、8g4、8g5、8a、8a1、8a2、8b、8b1、8b2、8b3、100x、100y、100z、100、100a、100b、100c、100d、100e、200、200a、200b、200c、200d‧‧‧保護元件
588、588a、589‧‧‧電池包
I/O1、I/O2、I/O3、I/O4、O5、121、122、123、124、121x、122x、124x、121y、122y、124y、121a、122a、121b、122b、124b、123d、123e‧‧‧端電極
9a、9a1、9a2、9b、9b1、9b2、9c、9d‧‧‧過電流保護元件
Ic1 、Id1 ‧‧‧第一電流路徑
Ic2 、Id2 ‧‧‧第二電流路徑
7、180、180b、180c、180e、280、280b、280d‧‧‧熱產生組件
7a、188、188b、188c、188e、288、288b、288d‧‧‧熱產生元件
181、181b、181c、181e、281、281b、281d、182、182b、182c、182e、282、282b、282d‧‧‧內電極
116a、116a1、116a2、116a3、116b、116b1、116b2、116b3、116b4、116c、116c1、116c2、116c3、116y、116z、116z1、116z2‧‧‧導電層
R1、R2、150、150b、150c、150d、150e1、150e2‧‧‧電阻元件
110x、110y、110z、110、110b、110c、110d、110e、210、210b、210d‧‧‧基板
111y、111z、111、111b、111c、111d、111e、211、211b、211d‧‧‧第一層絕緣基板
112y、112z、112、112b、112c、112d、112e、212、212b、212d‧‧‧第二層絕緣基板
113y、113、113b、113c、113d、113e、213、213b、213d‧‧‧第三層絕緣基板
114y、114b、114c、114d、114e、214b、214d‧‧‧第四層絕緣基板
115d、115e‧‧‧第五層絕緣基板
116d‧‧‧第六層絕緣基板
118y、118a、118a1、118a2、118b、118b1、118b2、118c1、118c2、118c4、118c6、118e、118e1、218a、218a1、218a2、218d、218d1、 218d2、218d3‧‧‧通孔
116y、116y1、116z、116z1、116z2、116a、116a1、116a2、116a3、116b、116b1、116b2、116b3、116c、116c1、116c2、116c3、116e、216a、216a1、216a2、216a3、216d、216d1、216d2、216d3、216d4‧‧‧導電層
122b1‧‧‧本部
122b2‧‧‧隔熱部
122b3‧‧‧蓄熱部
170、171、170y、171y、170z、171z、170b、171b、172b、172c、173d、172e、173e、270、271、272‧‧‧可熔斷導體
圖G為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖G1為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖G2為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖G3為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖G4為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖G5為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖A1為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖A2為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖A3為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖A4為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖A5為圖A4沿線Y-Y’的剖面示意圖。
圖A6為本創作實施例之一種保護元件內層的俯視示意圖。
圖A7為圖A6沿線Y1-Y1’的剖面示意圖。
圖A8為本創作實施例之一種保護元件內層的俯視示意圖。
圖A9為圖A8沿線X-X’的剖面示意圖。
圖A10為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖A11為圖A10沿線X-X’的剖面示意圖。
圖A12為圖A10沿線Y-Y’的剖面示意圖。
圖A13為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖A14為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖A15為本創作實施例之一種保護元件的仰視示意圖。
圖A16為圖A14沿線X-X’的剖面示意圖。
圖A17為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖A18為圖A17沿線X-X’的剖面示意圖。
圖A19為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖A20為本創作實施例之一種保護元件的剖面示意圖。
圖A21為本創作實施例之一種保護元件的剖面示意圖。
圖1為本創作實施例之一種電池包的電路圖。
圖1a為本創作實施例之一種電池包的電路圖。
圖B為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖B1為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖B2為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖B3為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖B4為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖B5為圖B4沿線X-X’的剖面示意圖。
圖B6為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖B7為圖B6沿線X-X’的剖面示意圖。
圖B8為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖B9為圖B8沿線X-X’的剖面示意圖。
圖B10為本創作實施例之一種保護元件的俯視示意圖。
圖B11為圖B10沿線X-X’的剖面示意圖。
圖B12為本創作實施例之一種保護元件的電路圖。
圖1b為本創作實施例之一種電池包的電路圖。
為使能更進一步瞭解本創作之特徵和技術內容,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G繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8g的電路圖。本實施例之保護元件8g包括:三個端電極I/O1、I/O2、I/O3;以及兩個過電流保護元件9a、9b。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a、9b選擇可熔斷導體,當然也可選擇包含保險絲元件(Fuse)、正溫度係數電阻(PTC Resister)、熱敏電阻(Thermisistor)、雙金屬開關(Bi-Metal Switch或Bi-Metal Thermostats)等其中之一或其組合,本創作之實施例都適用,後續不再重複說明。過電流保護元件9a的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O2,另外一端電氣連接一端電極I/O3,若將端電極I/O1與I/O2當成輸入端,端電極I/O3當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8g成為二對一的過電流保護元件。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電 流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8g成為一對二的過電流保護元件。兩個過電流保護元件9a、9b的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若不同,保護元件8g可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。
圖G1繪示為本創作之另一實施例之一種保護元件8g1的電路圖。本實施例之保護元件8g1與保護元件8g相似,惟二者主要差異之處在於:過電流保護元件9b選擇的是正溫度係數電阻(PTC Resister)。
圖G2繪示為本創作之另一實施例之一種保護元件8g2的電路圖。本實施例之保護元件8g2包括:三個端電極I/O1、I/O2、I/O3;以及三個過電流保護元件9a1、9a2、9b。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a1、9a2、9b選擇的是可熔斷導體,過電流保護元件9a1的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9a2的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O2,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9a1、9a2彼此並聯連接,其好處是若電流路徑第一電流路徑Ic1 、Id1 需要額定電流或動作電流較大或較高的過電流保護元件,可用兩個額定電流或動作電流較小或較低的過電流保護元件並聯連接,來取代單一個較大或較高的過電流保護元件。若將端電極I/O1與I/O2當成輸入端,端電極I/O3當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8g2成為二對一的過電流保護元件。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中 一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8g2成為一對二的過電流保護元件。三個過電流保護元件9a1、9a2、9b的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若過電流保護元件9a1、9b不同,保護元件8g2可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。
圖G3繪示為本創作之另一實施例之一種保護元件8g3的電路圖。本實施例之保護元件8g3包括:三個端電極I/O1、I/O2、I/O3;以及三個過電流保護元件9a1、9a2、9b。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a1、9a2、9b選擇的是可熔斷導體,過電流保護元件9a1的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一過電流保護元件9a2,過電流保護元件9a2的兩端,其中一端電氣連接一過電流保護元件9a1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O2,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9a1、9a2彼此串聯連接。若將端電極I/O1與I/O2當成輸入端,端電極I/O3當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8g3成為二對一的過電流保護元件。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8g3成為一對二的過電流保護元件。三個過電流保護元件9a1、9a2、9b的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若過電流保護元件9a1、9b不同,保護元件8g3可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。
圖G4繪示為本創作之另一實施例之一種保護元件8g4的 電路圖。本實施例之保護元件8g4包括:四個端電極I/O1、I/O2、I/O3、I/O4;以及四個過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2選擇的是可熔斷導體,過電流保護元件9a1的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一過電流保護元件9a2,過電流保護元件9a2的兩端,其中一端電氣連接一過電流保護元件9a1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b1的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O2,另外一端電氣連接一過電流保護元件9b2,過電流保護元件9b2的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O4,另外一端電氣連接一過電流保護元件9b1,過電流保護元件9a1、9a2彼此串聯連接,過電流保護元件9b1、9b2彼此串聯連接,過電流保護元件9a1、9a2彼此共接端電氣連接過電流保護元件9b1、9b2彼此共接端,四個過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2的彼此共接端c。若將端電極I/O1與I/O2當成輸入端,端電極I/O3與I/O4當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8g4成為二對二的過電流保護元件。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3與I/O4當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8g4成為二對二的過電流保護元件。四個過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若過電流保護元件9a1、9b1不同,保護元件8g4可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。
圖G5繪示為本創作之另一實施例之一種保護元件8g5的電路圖。本實施例之保護元件8g5包括:四個端電極I/O1、I/O2、I/O3、I/O4; 以及兩個過電流保護元件9a、9b。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a、9b選擇的是可熔斷導體,過電流保護元件9a的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O2,另外一端電氣連接一端電極I/O4。若將端電極I/O1與I/O2當成輸入端,端電極I/O3與I/O4當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8g5成為二對二的過電流保護元件。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3與I/O4當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8g5成為二對二的過電流保護元件。二個過電流保護元件9a、9b的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若過電流保護元件9a、9b不同,保護元件8g5可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。
圖A1繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8a的電路圖。本實施例之保護元件8a包括:四個端電極I/O1、I/O2、I/O3、O5;兩個過電流保護元件9a、9b;一熱產生組件7;另一過電流保護元件9c;以及一電阻元件R1。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a、9b選擇可熔斷導體。過電流保護元件9a的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O1,另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b的兩端,其中一端電氣連接一端電極I/O2,另外一端電氣連接一端電極I/O3,若將端電極I/O1與I/O2當成輸入端,端電極I/O3當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8a包含二對一的過電流保護功能。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端 電極I/O3當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8a包含一對二的過電流保護功能。該熱產生組件7的一端7a1電氣連接一端電極I/O3或兩過電流保護元件9a、9b的共接端,該熱產生組件7的另一端7a2電氣連接另一過電流保護元件9c,該過電流保護元件9c的另一端電氣連接一端電極O5,熱產生組件7與該另一過電流保護元件9c串聯連接,另,該另一過電流保護元件9c與電阻元件R1並聯連接。需特別說明的是,正常時,端電極O5是斷路的(open),且熱產生組件7的阻值也遠大於過電流保護元件9a、9b,的阻值,所以不會有電流流經熱產生組件7,但當端電極O5導通(on)時(例如:過電壓事件發生時),即會有電流流經熱產生組件7,該熱產生組件7會發熱且斷開(例如:可熔斷導體熔斷)至少一電流路徑的電流或限制(例如:正溫度係數電阻由低阻變為高阻)至少一電流路徑的電流,該另一過電流保護元件9c的功能是可以限制通過熱產生組件7的電流,保護熱產生組件7不會過熱而損壞,若通過熱產生組件7的電流,超過該另一過電流保護元件9c的額定電流,則過電流保護元件9c會斷開(open),此時電流會改流經電阻元件R1,此時,熱產生組件7的電阻加上電阻元件R1的電阻,可以降低通過熱產生組件7的電流,該電阻元件R1可以選擇或設計不同的阻值,來降低通過過電流保護元件9c的電流,使熱產生組件7可以不致損害。兩個過電流保護元件9a、9b的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若不同,保護元件8a可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。當然,本實施例之保護元件8a,亦可不包括該另一過電流保護元件9c或電阻元件R1或兩者,仍可達到相同的過電流或過 電壓保護的效果或功能。
圖A2繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8a1的電路圖。本實施例之保護元件8a1包括:三個端電極I/O1、I/O2、O5;一過電流保護元件9a;一熱產生組件7;另一過電流保護元件9c;以及一電阻元件R1。請同時參考圖A1與圖A2,本實施例之保護元件8a1與圖A1之保護元件8a相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例在端電極I/O1、I/O2之間只有一條電流路徑第一電流路徑Ic1 或Id1 ,本實施例之保護元件8a1包含一對一的過電流保護功能,其他部分與圖A1之保護元件8a的說明相似,在此不在贅述,請自行參閱。
圖A3繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100x的俯視示意圖。請參考圖A3,本實施例之保護元件100x包括:基板110x,該基板110x可以是一單層絕緣基板或一多層絕緣基板;三個端電極121x、122x、124x,每個端電極可由該基板的其中一面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面,每個端電極也可由該基板的其中一面,經由通孔內填充金屬導體,延伸至該基板相對的另一表面;以及兩個可熔斷導體170、171,其中一可熔斷導體170的一端電氣連接端電極124x,另一端電氣連接端電極122x,另一可熔斷導體171的一端電氣連接端電極121x,另一端電氣連接端電極122x。本實施例之保護元件100x的等效電路與圖G的保護元件8g相似,保護元件100x的三個端電極121x、122x、124x等於圖G的保護元件8g的三個端電極I/O1、I/O3、I/O2,保護元件100x的二個可熔斷導體170、171等於圖G的保護元件8g的兩個過電流保護元件9a、9b。本實施例之保護元件100x具有一對二或二對一的過電流保護功能,當通過可熔斷導體170或171的電流 超過該可熔斷導體的額定電流或動作電流時,可熔斷導體170或171會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。兩個可熔斷導體170或171的額定電流或動作電流可以選擇相同或不同,若不同,保護元件100x可以提共兩條不同額定電流路徑的過電流保護。當然,本實施例之保護元件100x中的二個可熔斷導體170、171中的任一個或兩個,可以用保險絲元件(Fuse)、正溫度係數電阻(PTC Resister)、熱敏電阻(Thermisistor)、雙金屬開關(Bi-Metal Switch或Bi-Metal Thermostats)等其中之一或其組合來取代,在本創作的其他實施例亦可適用。
圖A4繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100y的俯視示意圖。圖A5繪示為圖A4之保護元件100y沿線Y-Y’的剖面示意圖。圖A6繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100y之第三層絕緣基板113y的俯視示意圖。圖A7繪示為圖A6之保護元件100y沿線Y1-Y1’的剖面示意圖。請同時參考圖A4、A5、A6、A7,本實施例之保護元件100y包括:基板110y,該基板110y是一多層絕緣基板;三個端電極121y、122y、124y,每個端電極可由該基板的其中一面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面,也可另包含複數個通孔118y與複數個導電層116y,該複數個通孔118y內填充金屬導體與各層絕緣基板112y、113y、114y上的導電層116y,電氣連接在基板110y表面的端電極121y或122y或124y;以及兩個可熔斷導體170y、171y,其中一可熔斷導體170y,配置在基板110y內,該可熔斷導體170y的一端經由導電層116y電氣連接端電極124y,另一端亦經由另一導電層116y電氣連接端電極122y,另一可熔斷導體171y,配置在端電極121y、122y上,該可熔斷導體171y的一端電氣連接端電極121y,另一端電氣 連接端電極122y。本實施例之保護元件100y同樣具有一對二或二對一的過電流保護功能,當通過可熔斷導體170y或171y的電流超過該可熔斷導體的額定電流或動作電流時,可熔斷導體170y或171y會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。需特別說明的是,本實施之端電極121y、122y、124y的結構,可適用或運用在本創作的所有端電極的結構或設計上,其本實施例之端電極121y、122y、124y結構的優點是,比一般端電極的設計,多了許多的通孔118y內填充金屬導體與各層絕緣基板上的導電層116y,所以端電極121y、122y、124y的導電面積增加許多,因此,端電極導電率提升、端電極電阻降低、端電極可通過更大的電流,尤其是運用在需大電流通過的保護元件上,因應用端要求具有過電流保護的保護元件,其電阻必須非常的低,以至於端電極的設計,也必須降低其內阻,使保護元件在過電流保護的部分,能有極低的電阻,減少電能的消耗。
圖A8繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100z之第二層絕緣基板112z的俯視示意圖。圖A9繪示為圖A8之保護元件100z沿線X-X’的剖面示意圖。請同時參考圖A8、A9,本實施例之保護元件100z包括:基板110z,該基板110z是一多層絕緣基板;三個端電極(如圖A4、A5、A7中的121y、122y、124y,故未繪示),每個端電極可由該基板的其中一面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面,也可另包含複數個通孔118y與複數個導電層116y,該複數個通孔118y內填充金屬導體與各層絕緣基板112y、113y、114y上的導電層116y,電氣連接在基板110z表面的端電極;以及兩個可熔斷導體170z、171z,其中一可熔斷導體170z,配置在基板110z內的第二層基板112z上,該可熔斷導體170z的一端經由導電層116z2電氣 連接端電極,另一端亦經由另一導電層116z電氣連接端電極,另一可熔斷導體171z,亦配置在基板110z內的第二層基板112z上,該可熔斷導體171z的一端經由導電層116z1電氣連接端電極,另一端亦經由另一導電層116z電氣連接端電極。本實施例之保護元件100z同樣具有一對二或二對一的過電流保護功能,當通過可熔斷導體170z或171z的電流超過該可熔斷導體的額定電流或動作電流時,可熔斷導體170z或171z會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。
圖A10繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100的俯視示意圖。圖A11繪示為圖A10之保護元件100沿線X-X’的剖面示意圖。圖A12繪示為圖A10之保護元件100沿線Y-Y’的剖面示意圖。請同時參考圖A10、A11、A12,本實施例之保護元件100包括:基板110,該基板110是一多層絕緣基板;四個端電極121、122、123、124;兩個可熔斷導體170、171,配置於端電極121、122、124上;熱產生組件180,配置於基板上,其包含一熱產生元件188與內電極181、182;絕緣層160,配置於熱產生元件188與端電極122之間;另一可熔斷導體172,配置於基板110內;以及電阻元件150,配置於基板內。詳細來說,本實施例之保護元件100與圖A3之保護元件100x同樣具有一對二或二對一的過電流保護功能,當通過可熔斷導體170或171的電流超過該可熔斷導體的額定電流或動作電流時,可熔斷導體170或171會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。本實施例之端電極121、122、123、124亦可如圖A5所繪示端電極121y之結構,因相似所以本實施例未繪示,其結構可以運用在本創作之所有端電極結構,之後不再贅述。本實施例之熱產生組件180的熱產生元件188的兩端,各電氣連接一內電極181 或182,該熱產生元件188的一端經由內電極181,電氣連接一端電極122,另一端經由內電極182,電氣連接一另一可熔斷導體172,該另一可熔斷導體172的另一端,經由導電層116a3電氣連接一端電極123。本實施例之電阻元件R1,經由通孔118a1與118a2內填充金屬導體,與另一可熔斷導體172電氣並聯連接。本實施例之保護元件100除了具有前述之過電流保護功能,另具有過電壓或過溫或其他異常保護功能,本保護元件100的等效電路與圖A1之保護元件8a的電路相似,請同時參考圖A1,詳細說明如下:當應用電路正常時,端電極123的外接電路是在斷路(open)狀態,因此電流無法流經熱產生組件180,所以也不會產生熱;當應用電路有異常時或過電壓或過溫時,端電極123的外接電路是在導通(on)狀態,此時會有電流流經熱產生組件180,進而產生熱,此熱能會熔斷至少一可熔斷導體170或171,斷開至少一條電流路徑,達到異常或過電壓或過溫保護的功能。本實施例之另一可熔斷導體172的功能或功效是保護熱產生組件180,不會因過熱而損壞,因熱產生組件180損壞,有可能影響異常或過電壓或過溫保護的功能,所以,若通過熱產生組件180與另一可熔斷導體172的電流,超過該可熔斷導體172的額定電流或動作電流,則該可熔斷導體172會熔斷,此時通過熱產生組件180的電流會改流經電阻元件R1,適當的選擇電阻元件R1的阻值,就可讓熱產生組件180繼續發熱,而不會損壞。
需說明的是,本創作並不限定該另一可熔斷導體172與電阻元件R1兩者為必要,可視應用端的需要,決定是否需要增加,若應用端可以確保通過熱產生組件180的電流,不會超過該熱產生組件180所能承受的功率,則不需要該另一可熔斷導體172與電阻元件R1,將熱產生組件180的內 電極182或熱產生元件188的一端直接電氣連接端電極123即可,且不會影響本創作保護元件100的過電流或過電壓或過溫或異常保護的功能或效果。
圖A13繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100a的俯視示意圖。本實施例之保護元件100a包括:基板110,該基板110是一多層絕緣基板;三個端電極121a、122a、123;一可熔斷導體171,配置於端電極121a、122a上;熱產生組件180,配置於基板上,其包含一熱產生元件188與內電極181、182;絕緣層160,配置於熱產生元件188與端電極122a之間;另一可熔斷導體172,配置於基板110內;以及電阻元件150,配置於基板110內。本實施例之保護元件100a與圖A10之保護元件100相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件100a只有一可熔斷導體171,所以在端電極121a、122a之間只有一條電流路徑,無論是以端電極121a或122a為輸入端,都只具有一對一的過電流保護功能,其他部分就與圖A10之保護元件100相似,在此不再贅述,請自行參閱。
圖A14繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100b的俯視示意圖。圖A15繪示為圖A14之保護元件100b的仰視示意圖。圖A16繪示為圖A14之保護元件100b沿線X-X’的剖面示意圖。請同時參考圖A14、A15、A16,本實施例之保護元件100b包括:基板110b,該基板110b是一多層絕緣基板;四個端電極121b、122b、123b、124b;兩個可熔斷導體170b、171b,配置於端電極121b、122b、124b上;熱產生組件180b,配置於基板上,其包含一熱產生元件188b與內電極181b、182b;另一可熔斷導體172b,配置於基板110b內;以及電阻元件150b,配置於基板110b內。本實施例之保護元件100b與圖A10之保護元件100相似,惟二者主要差異之處在 於:本實施例之保護元件100b之熱產生組件180b與兩個可熔斷導體170b、171b不在基板110b相同的表面上,彼此各自配置在基板110b相對或相反的表面上,所以也不需要在熱產生元件188b與端電極122b之間加一層絕緣層,該熱產生組件180的內電極181b,經一通孔118b4內填充金屬導體,電氣連接端電極122b。更具體的說,本實施例之保護元件100b中的端電極122b,包含本部122b1、隔熱部122b2以及蓄熱部122b3,其優點為讓蓄熱部122b3可以集中蓄集熱產生組件所產生的熱,利用隔熱部122b較窄的截面積來降低熱的流失,當熱產生組件發熱時,使蓄熱部122b3可以快速的熔斷任一可熔斷導體。另,需說明的是,本實施例之保護元件100b,也可另包含一絕緣層(未繪示),配置在熱產生組件180b上,來保護熱產生組件180b;另,本實施例之保護元件100b,也可不包含可熔斷導體170b與端電極124b,在端電極121b與122b之間,只有一條電流路徑,形成本實施例之保護元件100b具有一對一的過電流保護功能。其他部分說明與圖A10之保護元件100相似,請自行參閱,在此不再贅述。
圖A17繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100c的俯視示意圖。圖A18繪示為圖A17之保護元件100c沿線X-X’的剖面示意圖。請同時參考圖A17、A18,本實施例之保護元件100c包括:基板110c,該基板110c是一多層絕緣基板;四個端電極121b、122b、123c、124b;兩個可熔斷導體170b、171b,配置於端電極121b、122b、124b上;熱產生組件180c,配置於基板110c內,其包含一熱產生元件188c與內電極181c、182c;另一可熔斷導體172c,配置於基板110c內;以及電阻元件150c,配置於基板110c內。本實施例之保護元件100c與圖A10之保護元件100相似,惟二者主要差異之處 在於:本實施例之保護元件100c之熱產生組件180c配置在基板110c內,不在基板110c上,所以也不需要在熱產生元件188c與端電極122b之間加一層絕緣層,該熱產生組件180c的內電極181c,經一通孔118c內填充金屬導體,電氣連接端電極122b。需說明的是,本實施例之保護元件100c,也可不包含可熔斷導體170b與端電極124b,在端電極121b與122b之間,只有一條電流路徑,形成本實施例之保護元件100c具有一對一的過電流保護功能。其他部分說明與圖A10之保護元件100相似,請自行參閱,在此不再贅述。
圖A19繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8a2的電路圖。本實施例之保護元件8a2包括:三個端電極I/O1、I/O2、O5;三個過電流保護元件9a、9c、9d;一熱產生組件7;以及二電阻元件R1、R2。本實施例之保護元件8a2與圖A2之保護元件8a1相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件8a2,另包括一過電流保護元件9d與一電阻元件R2,該過電流保護元件9d與該電阻元件R2並聯連接,且過電流保護元件9d的一端10h與過電流保護元件9c的一端10e連接,形成串聯連接,過電流保護元件9d的另一端10i連接端電極O5。本實施例之保護元件8a2,有二組過電流保護元件9c、9d與電阻元件R1、R2,保護熱產生組件7不致因通過的電流過大而損壞。例如,過電流保護元件9c、9d的額定電流不同,過電流保護元件9c的額定電流小於過電流保護元件9d的額定電流,所以可以有二段保護,當通過熱產生組件7的電流大於過電流保護元件9c的額定電流,但小於過電流保護元件9d的額定電流,則第一段保護過電流保護元件9c熔斷,電流改流經電阻元件R1,降低通過熱產生組件7的電流。當通過熱產生組件7的電流大於過電流保護元件9d的額定電流,則過電流保護元件9c、9d都熔 斷,電流改流經電阻元件R1、R2,降低通過熱產生組件7的電流,達到二段式保護,使熱產生組件7的保護,可以更有彈性,來應付外接電路或裝置的不確定性或不穩定性,使本創作之保護元件更安全地完成所有保護功能。其他部分說明與圖A2之保護元件8a1相似,請自行參閱,在此不再贅述。
圖A20繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100d的剖視示意圖。本實施例之保護元件100d包括:基板110d,該基板110d是一多層絕緣基板;四個端電極121b、122b、123c、124b;兩個可熔斷導體170b、171b,配置於端電極121b、122b、124b上;熱產生組件180c,配置於基板110d內,其包含一熱產生元件188c與內電極181c、182c;另二可熔斷導體172c、173d,配置於基板110d內;以及二電阻元件150c、150d,配置於基板110d內。本實施例之保護元件100d與圖A18之保護元件100c相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件100d,另包括一可熔斷導體173d與一電阻元件150d,該可熔斷導體173d與該電阻元件150d電氣並聯連接,且該可熔斷導體173d與可熔斷導體172c電氣串聯連接。本實施例之保護元件100d的等校電路圖如圖A19之保護元件8a2,本實施例之保護元件100d的可熔斷導體172c、173d與圖A19之過電流保護元件9c、9d相似,電阻元件150c、150d與電阻元件R1、R2相似,所以本實施例之保護元件100d亦與保護元件8a2相似,有二段熱產生組件保護的功能,其他說明的部分,請參考保護元件8a2、100c內的說明,請自行參閱,在此不再贅述。
圖A21繪示為本創作之一實施例之一種保護元件100e的剖視示意圖。本實施例之保護元件100e包括:基板110e,該基板110e是一多層絕緣基板;四個端電極121b、122b、123c、124b;一可熔斷導體171b,配 置於端電極121b、122b上;熱產生組件180c,配置於基板110ed內,其包含一熱產生元件188c與內電極181c、182c;一可熔斷導體172e,配置於基板110e內;一可熔斷導體173e,配置於基板110e上;以及二電阻元件150e1、150e2,配置於基板110d內。本實施例之保護元件100e與圖A20之保護元件100d相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件100e,不包括可熔斷導體170b與端電極124b,本實施例之保護元件100e,亦具有二段熱產生組件180e保護的功能,只是其中一保護熱產生組件180e的可熔斷導體173e,配置在基板110e上,其保護熱產生組件180e的功能都與保護元件100d相似,所以請自行參閱,在此不在贅述。
圖1繪示為本創作之一實施例之一種電池包588的電路圖。電池包588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與外接是充電裝置或電子裝置1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2切換I2導通且輸入充電電流Ic ,若電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸入充電電流Ic ,若外接是電子裝置1且依據偵測控制電路5測得電壓在某個數值範圍內,則充放電控制電路2切換I1導通且輸出放電電流Id ,對電子裝置1放電,若偵測控制電路5測得電壓低於某個數值,則充放電控制電路2切換I1斷路且停止輸出放電電流Id ;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;以及如前述保護元件8g或8g1或8g2或8g3或8g4或8g5或100x或100y或100z。其充放電與保護功能說明如下:當電池包588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導通且輸入充電電流Ic ,對電池元件組4充電,若測得電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸入充電電流Ic ,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。當電池包588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Id ,若於放電模式,有過電流事件發生時,過電流保護元件9b會動作,切斷過電流保護元件9b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,在一個保護元件內,提供兩條電流路徑,使電池包可以設計放電電流Id 大於充電電流Ic 的規格,或充電電流Ic 大於放電電流Id 的規格,如此更符合市場需求的趨勢,本創作之實施例之保護元件都具有上述的功能。
圖1a繪示為本創作之一實施例之一種電池包588a的電路圖。電池包588a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與外接是充電裝置或電子裝置1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2切換I2導通且輸入充電電流Ic ,若電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸入充電電流Ic ,若外接是電子裝置1且依據偵測控制電路5測得電壓在某個數值範圍內,則充放電控制電路2切換I1導通且輸出放電電流Id ,對電子裝置1放電,若偵測控制電路5測得電壓低於某個數值,則充放電控制電路2切換I1斷路且停 止輸出放電電流Id ;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4-1、4-2、4-3、4-4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;以及如前述保護元件8a或8a1或8a2或100或100a或100b或100c或100d或100e,該保護元件8a或8a1或8a2或100或100a或100b或100c或100d或100e的一端連接一開關電路6。其充放電與保護功能說明如下:當可充放電電池包588a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導通且輸入充電電流Ic ,對電池元件組4充電,若測得電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸入充電電流Ic ,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12斷路停止輸入充電電流Ic ,此時偵測控制電路會使開關電路6導通on,讓電流流經熱產生組件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Ic 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588a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Id ,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Id ,若於放電模式,有過電流事件發生時,過電流保護元件9b會動作,切斷過電流保護元件9b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Id 大於充電電流Ic 的規格,或充電電流Ic 大於放電電流Id 的規格,如此更符合市場需求的趨勢,本創作的所有實施例之複合式保護元件都具有上述的功能。
圖B繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8b的電路圖。本實施例之保護元件8b包括:三個端電極I/O1、I/O2、O5;二過電流保護元件9a1、9a2;一熱產生組件7;另一過電流保護元件9c;以及一電阻元件R1。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a1、9a2選擇可熔斷導體。過電流保護元件9a1與過電流保護元件9a2各有一端彼此連接(共接端c),過電流保護元件9a1的另一端電氣連接一端電極I/O1,過電流保護元件9a2另外一端電氣連接一端電極I/O2,若將端電極I/O1當成輸入端,端電極I/O2當成輸出端,就有一條電流路徑第一電流路徑Ic1 ,則保護元件8b包含一對一的過電流保護功能。若將端電極I/O1當成輸出端,端電極I/O2當成輸入端,就有一條電流路徑第一電流路徑Id1 ,則保護元件8b包含一對一的過電流保護功能。該熱產生組件7的一端7a1電氣連接兩過電流保護元件9a1、9a2的共接端c,該熱產生組件7的另一端7a2電氣連接另一過電流保護元件9c,該過電流保護元件9c的另一端電氣連接一端電極O5,熱產生組件7與該另一過電流保護元件9c串聯連接,另,該另一過電流保護元件9c與電阻元件R1並聯連接。需特別說明的是,正 常時,端電極O5是斷路的(open),且熱產生組件7的阻值也遠大於過電流保護元件9a1、9a2,的阻值,所以不會有電流流經熱產生組件7,但當端電極O5導通(on)時(例如:過電壓或過溫事件發生時),即會有電流流經熱產生組件7,該熱產生組件7會發熱且斷開(例如:可熔斷導體9a1&9a2熔斷)一電流路徑的電流(第一電流路徑Ic1 或Id1 )或限制(例如:正溫度係數電阻由低阻變為高阻)一電流路徑的電流(第一電流路徑Ic1 或Id1 ),完成過電壓保護的功能。需特別說明的是,該另一過電流保護元件9c的功能是可以限制通過熱產生組件7的電流,保護熱產生組件7不會因過熱而損壞,若通過熱產生組件7的電流,超過該另一過電流保護元件9c的額定電流,則過電流保護元件9c會斷開(open),此時電流會改流經電阻元件R1,該電阻元件R1可以選擇或設計不同的阻值,來降低通過熱產生組件7的電流,使熱產生組件7可以不致損害,又可快速地完成過電壓或過溫或異常保護的功能。當然,本實施例之保護元件8b,亦可不包括另一過電流保護元件9c或電阻元件R1或兩者,仍可達到相同的過電流或過電壓保護的效果或功能。
圖B1繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8b1的電路圖。本實施例之保護元件8b1包括:五個端電極I/O1、I/O2、I/O3、I/O4、O5;四個過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2;一熱產生組件7;另一過電流保護元件9c;以及一電阻元件R1。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2選擇可熔斷導體。過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2各有一端彼此連接(共接端c),過電流保護元件9a1的另一端電氣連接一端電極I/O1,過電流保護元件9a2另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電 流保護元件9b1另外一端電氣連接一端電極I/O2,過電流保護元件9b2另外一端電氣連接一端電極I/O4,若將端電極I/O1、I/O2當成輸入端,端電極I/O3、I/O4當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8b1包含二對二的過電流保護功能。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3、I/O4當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8a包含二對二的過電流保護功能。該熱產生組件7的一端7a1電氣連接四過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2的共接端c,該熱產生組件7的另一端7a2電氣連接另一過電流保護元件9c,該過電流保護元件9c的另一端電氣連接一端電極O5,熱產生組件7與該另一過電流保護元件9c串聯連接,另,該另一過電流保護元件9c與電阻元件R1並聯連接。需特別說明的是,正常時,端電極O5是斷路的(open),且熱產生組件7的阻值也遠大於過電流保護元件9a1、9a2、9b1、9b2的阻值,所以不會有電流流經熱產生組件7,但當端電極O5導通(on)時(例如:過電壓或過溫事件發生時),即會有電流流經熱產生組件7,該熱產生組件7會發熱且斷開(例如:可熔斷導體9a1&9a2熔斷)至少一電流路徑的電流(第一電流路徑Ic1 或Id1 )或限制(例如:正溫度係數電阻由低阻變為高阻)至少一電流路徑的電流(第一電流路徑Ic1 或Id1 ),完成過電壓保護的功能。需特別說明的是,該另一過電流保護元件9c的功能是可以限制通過熱產生組件7的電流,保護熱產生組件7不會因過熱而損壞,若通過熱產生組件7的電流,超過該另一過電流保護元件9c的額定電流,則過電流保護元件9c會斷開(open),此時電流會改流經電阻元件R1,該電阻元件R1可以 選擇或設計不同的阻值,來降低通過熱產生組件7的電流,使熱產生組件7可以不致損害,又可快速地完成過電壓或過溫或異常保護的功能。當然,本實施例之保護元件8b1,亦可不包括另一過電流保護元件9c或電阻元件R1或兩者,仍可達到相同的過電流或過電壓保護的效果或功能。
圖B2繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8b2的電路圖。本實施例之保護元件8b2包括:四個端電極I/O1、I/O2、I/O3、O5;三個過電流保護元件9a1、9a2、9b;一熱產生組件7;另一過電流保護元件9c;以及一電阻元件R1。詳細來說,本實施例之過電流保護元件9a1、9a2、9b選擇可熔斷導體。過電流保護元件9a1、9a2各有一端彼此連接(共接端c),過電流保護元件9a1的另一端電氣連接一端電極I/O1,過電流保護元件9a2另外一端電氣連接一端電極I/O3,過電流保護元件9b其中一端電氣連接一端電極I/O3,另外一端電氣連接一端電極I/O2,若將端電極I/O1、I/O2當成輸入端,端電極I/O3當成輸出端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Ic1 ,另一條是第二電流路徑Ic2 ,則保護元件8b2包含二對一的過電流保護功能。若將端電極I/O1與I/O2當成輸出端,端電極I/O3當成輸入端,就有兩條電流路徑,其中一條是第一電流路徑Id1 ,另一條是第二電流路徑Id2 ,則保護元件8b2包含一對二的過電流保護功能。該熱產生組件7的一端7a1電氣連接兩過電流保護元件9a1、9a2的共接端c,該熱產生組件7的另一端7a2電氣連接另一過電流保護元件9c,該過電流保護元件9c的另一端電氣連接一端電極O5,熱產生組件7與該另一過電流保護元件9c串聯連接,另,該另一過電流保護元件9c與電阻元件R1 並聯連接。需特別說明的是,正常時,端電極O5是斷路的(open),且熱產生組件7的阻值也遠大於過電流保護元件9a1、9a2、9b的阻值,所以不會有電流流經熱產生組件7,但當端電極O5導通(on)時(例如:過電壓或過溫事件發生時),即會有電流流經熱產生組件7,該熱產生組件7會發熱且斷開(例如:可熔斷導體9a1&9a2熔斷)至少一電流路徑的電流(第一電流路徑Ic1 或Id1 )或限制(例如:正溫度係數電阻由低阻變為高阻)至少一電流路徑的電流(第一電流路徑Ic1 或Id1 ),完成過電壓保護的功能。需特別說明的是,該另一過電流保護元件9c的功能是可以限制通過熱產生組件7的電流,保護熱產生組件7不會因過熱而損壞,若通過熱產生組件7的電流,超過該另一過電流保護元件9c的額定電流,則過電流保護元件9c會斷開(open),此時電流會改流經電阻元件R1,該電阻元件R1可以選擇或設計不同的阻值,來降低通過熱產生組件7的電流,使熱產生組件7可以不致損害,又可快速地完成過電壓或過溫或異常保護的功能。當然,本實施例之保護元件8b2,亦可不包括另一過電流保護元件9c或電阻元件R1或兩者,仍可達到相同的過電流或過電壓保護的效果或功能。
圖B3繪示為本創作之一實施例之一種保護元件200的俯視示意圖。圖B5繪示為圖B4之保護元件200a沿線X-X’的剖面示意圖(亦可視為圖B3之保護元件200a沿線X-X’的剖面示意圖,只是少一可熔斷導體270)。本實施例之保護元件200包括:基板210,該基板210是一多層絕緣基板;三個端電極221、222、223;一中間電極225,配置在基板210上且在基板210的中心區域,該中間電極225電氣連接一可熔斷導體271;可熔斷導體271,配置於端電極221、222以及中間電極225上;熱產生 組件280,配置於基板210上,其包含一熱產生元件288與內電極281、282;絕緣層260,配置於熱產生元件288與中間電極225之間;另一可熔斷導體272,配置於基板210內;以及電阻元件250,配置於基板210內。詳細來說,本實施例之保護元件200與圖B之保護元件8b同樣具有一對一的過電流保護功能,當通過可熔斷導體271的電流超過該可熔斷導體271的額定電流或動作電流時,可熔斷導體271會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。本實施例之熱產生組件280的熱產生元件288的兩端,各電氣連接一內電極281或282,該熱產生元件288的一端經由內電極281,電氣連接一中間電極225,另一端經由內電極282,電氣連接一另一可熔斷導體272,該另一可熔斷導體272的另一端,經由導電層216a3電氣連接一端電極223。本實施例之電阻元件250,經由通孔218a1與218a2內填充金屬導體,與另一可熔斷導體272電氣並聯連接。本實施例之保護元件200除了具有前述之過電流保護功能,另具有過電壓或過溫或其他異常保護功能,本保護元件200的等效電路與圖B之保護元件8b的電路相似,請同時參考圖B,本實施例之保護元件200的可熔斷導體271b1,介於端電極221與中間電極225之間,與圖B中之9a1相似,本實施例之保護元件200的可熔斷導體271b2,介於端電極222與中間電極225之間,與圖B中之9a2相似,詳細說明如下:當應用電路正常時,端電極223的外接電路是在斷路(open)狀態,因此電流無法流經熱產生組件280,所以也不會產生熱;當應用電路有異常時或過電壓或過溫時,端電極223的外接電路是在導通(on)狀態,此時會有電流流經熱產生組件280,進而產生熱,此熱能會熔斷一可熔斷導體271,斷開一條電流路徑,達到異常或過電壓或過溫保護的功能。本實施例之另一可熔斷導體272的功能或功效是保護熱產生組件280, 不會因過熱而損壞,因熱產生組件280損壞,有可能影響異常或過電壓或過溫保護的功能,所以,若通過熱產生組件280與另一可熔斷導體272的電流,超過該可熔斷導體272的額定電流或動作電流,則該可熔斷導體272會熔斷,此時通過熱產生組件280的電流會改流經電阻元件250,適當的選擇電阻元件250的阻值,就可讓熱產生組件280繼續發熱,而不會損壞。
需說明的是,本創作並不限定該另一可熔斷導體272與電阻元件250兩者為必要,可視應用端的需要,決定是否需要增加,若應用端可以確保通過熱產生組件280的電流,不會超過該熱產生組件280所能承受的功率,則不需要該另一可熔斷導體272與電阻元件250,將熱產生組件280的內電極282或熱產生元件288的一端直接電氣連接端電極223即可,且不會影響本創作保護元件200的過電流或過電壓或過溫或異常保護的功能或效果。
圖B4繪示為本創作之一實施例之一種保護元件200a的俯視示意圖。圖B5繪示為圖B4之保護元件200a沿線X-X’的剖面示意圖。本實施例之保護元件200a包括:基板210,該基板210是一多層絕緣基板;五個端電極221a、222a、223、224a、225a;一中間電極225,配置在基板210上且在基板210的中心區域,該中間電極225電氣連接兩個可熔斷導體270、271;兩個可熔斷導體270、271,可熔斷導體270配置於端電極224a、226a以及中間電極225上,另一可熔斷導體271配置於端電極221a、222a以及中間電極225上;熱產生組件280,配置於基板210上,其包含一熱產生元件288與內電極281、282;絕緣層260,配置於熱產生元件288與中間電極225之間;另一可熔斷導體272,配置於基板210內;以及電阻元件250,配置於基板210內。詳細來說,本實施例之保護元件200a與圖B1之保護元件8b1同樣 具有二對二的過電流保護功能,當通過可熔斷導體270或271的電流超過該可熔斷導體270或271的額定電流或動作電流時,可熔斷導體270或271會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。本實施例之熱產生組件280的熱產生元件288的兩端,各電氣連接一內電極281或282,該熱產生元件288的一端經由內電極281,電氣連接一中間電極225,另一端經由內電極282,電氣連接一另一可熔斷導體272,該另一可熔斷導體272的另一端,經由導電層216a3電氣連接一端電極223。本實施例之電阻元件250,經由通孔218a1與218a2內填充金屬導體,與另一可熔斷導體272電氣並聯連接。本實施例之保護元件200a除了具有前述之過電流保護功能,另具有過電壓或過溫或其他異常保護功能,本保護元件200a的等效電路與圖B1之保護元件8b1的電路相似,請同時參考圖B1,詳細說明如下:當應用電路正常時,端電極223的外接電路是在斷路(open)狀態,因此電流無法流經熱產生組件280,所以也不會產生熱;當應用電路有異常時或過電壓或過溫時,端電極223的外接電路是在導通(on)狀態,此時會有電流流經熱產生組件280,進而產生熱,此熱能會熔斷可熔斷導體270或271或兩者(270&271),斷開至少一條電流路徑,達到異常或過電壓或過溫保護的功能。本實施例之另一可熔斷導體272的功能或功效是保護熱產生組件280,不會因過熱而損壞,因熱產生組件280損壞,有可能影響異常或過電壓或過溫保護的功能,所以,若通過熱產生組件280與另一可熔斷導體272的電流,超過該可熔斷導體272的額定電流或動作電流,則該可熔斷導體272會熔斷,此時通過熱產生組件280的電流會改流經電阻元件250,適當的選擇電阻元件250的阻值,就可讓熱產生組件280繼續發熱,而不會損壞。
需說明的是,本創作並不限定該另一可熔斷導體272與電阻元件250兩者為必要,可視應用端的需要,決定是否需要增加,若應用端可以確保通過熱產生組件280的電流,不會超過該熱產生組件280所能承受的功率,則不需要該另一可熔斷導體272與電阻元件250,將熱產生組件280的內電極282或熱產生元件288的一端直接電氣連接端電極223即可,且不會影響本創作保護元件200的過電流或過電壓或過溫或異常保護的功能或效果。
圖B6繪示為本創作之一實施例之一種保護元件200b的俯視示意圖。圖B7繪示為圖B6之保護元件200b沿線X-X’的剖面示意圖。本實施例之保護元件200b包括:基板210b,該基板210b是一多層絕緣基板;三個端電極221b、222b、223;一中間電極225b,配置在基板210b上且在基板210b的中心區域,該中間電極225b電氣連接兩可熔斷導體270、271;兩個可熔斷導體270、271,配置於端電極221b、222b以及中間電極225b上;熱產生組件280b,配置於基板210b上,其包含一熱產生元件288b與內電極281b、282b;另一可熔斷導體272b,配置於基板210b內;以及電阻元件250b,配置於基板210b內。詳細來說,本實施例之保護元件200b與圖B3之保護元件200相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件200b之熱產生組件280b配置在基板210b內,不在基板210b上,所以也不需要在熱產生元件288b與中間電極225b之間的絕緣層,該熱產生組件280b的內電極281b,經一通孔218內填充金屬導體,電氣連接中間電極225b。需說明的是,本實施例之保護元件200b,也可不包含可熔斷導體270,不會影響本保護元件的功能。其他部分說明與圖B3之保護元件200相似,請自行參閱,在此不再贅述。
圖B8繪示為本創作之一實施例之一種保護元件200c的俯視示意圖。圖B9繪示為圖B8之保護元件200c沿線X-X’的剖面示意圖。本實施例之保護元件200c包括:基板210b,該基板210b是一多層絕緣基板;四個端電極221c、222c、223、224c;一中間電極225c,配置在基板210b上且在基板210b的中心區域,該中間電極225c電氣連接一可熔斷導體271;兩個可熔斷導體270、271,該可熔斷導體271,配置於端電極221c、222c以及中間電極225c上,另一可熔斷導體270,配置於端電極224c、222c上;熱產生組件280b,配置於基板210b內,其包含一熱產生元件288b與內電極281b、282b;另一可熔斷導體272b,配置於基板210b內;以及電阻元件250b,配置於基板210b內。詳細來說,本實施例之保護元件200b與圖B2之保護元件8b2相似,具有同樣具有二對一或一對二的過電流保護功能,當通過可熔斷導體270或271的電流超過該可熔斷導體270或271的額定電流或動作電流時,可熔斷導體270或271會熔斷,達到過電流保護的功能或效果。本實施例之熱產生組件280b的熱產生元件288b的兩端,各電氣連接一內電極281b或282b,該熱產生元件288b的一端內電極281經由一通孔218內填充金屬導體,電氣連接一中間電極225c,另一端內電極282b,電氣連接一另一可熔斷導體272b,該另一可熔斷導體272b的另一端,經由導電層216a3電氣連接一端電極223。本實施例之電阻元件250b,經由通孔218a1與218a2內填充金屬導體,與另一可熔斷導體272b電氣並聯連接。本實施例之保護元件200b除了具有前述之過電流保護功能,另具有過電壓或過溫或其他異常保護功能,本保護元件200b的等效電路與圖B2之保護元件8b2的電路相似,請同時參考圖B2,詳細說明如下:當應用電路正常時,端電極223的外接電路是在斷路 (open)狀態,因此電流無法流經熱產生組件280b,所以也不會產生熱;當應用電路有異常時或過電壓或過溫時,端電極223的外接電路是在導通(on)狀態,此時會有電流流經熱產生組件280b,進而產生熱,此熱能會熔斷一可熔斷導體271,斷開一條電流路徑,達到異常或過電壓或過溫保護的功能。本實施例之另一可熔斷導體272b的功能或功效是保護熱產生組件280b,不會因過熱而損壞,因熱產生組件280b損壞,有可能影響異常或過電壓或過溫保護的功能,所以,若通過熱產生組件280b與另一可熔斷導體272b的電流,超過該可熔斷導體272b的額定電流或動作電流,則該可熔斷導體272b會熔斷,此時通過熱產生組件280b的電流會改流經電阻元件250b,適當的選擇電阻元件250b的阻值,就可讓熱產生組件280b繼續發熱,而不會損壞。
需說明的是,本創作並不限定該另一可熔斷導體272b與電阻元件250b兩者為必要,可視應用端的需要,決定是否需要增加,若應用端可以確保通過熱產生組件280b的電流,不會超過該熱產生組件280b所能承受的功率,則不需要該另一可熔斷導體272b與電阻元件250b,將熱產生組件280b的內電極282b或熱產生元件288b的一端直接電氣連接端電極223即可,且不會影響本創作保護元件200b的過電流或過電壓或過溫或異常保護的功能或效果。
圖B10繪示為本創作之一實施例之一種保護元件200d的俯視示意圖。圖B11繪示為圖B10之保護元件200d沿線X-X’的剖面示意圖。本實施例之保護元件200d包括:基板210d,該基板210d是一多層絕緣基板;四個端電極221c、222c、223d、224c;一中間電極225c,配置在基板210d上且在基板210d的中心區域,該中間電極225c電氣連接一可熔斷導體 271;兩個可熔斷導體270、271,該可熔斷導體271,配置於端電極221c、222c以及中間電極225c上,另一可熔斷導體270,配置於端電極224c、222c上;熱產生組件280d,配置於基板210d上,其包含一熱產生元件288d與內電極281d、282d;另一可熔斷導體272d,配置於基板210d內;以及電阻元件250d,配置於基板210d內。本實施例之保護元件200d與圖B8之保護元件200c相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件200d之熱產生組件280d與兩個可熔斷導體270、271不在基板210d相同的表面上,彼此各自配置在基板210d相對或相反的表面上,所以也不需要在熱產生元件288d與中間電極225c之間的絕緣層,該熱產生組件280d的內電極281d,經一通孔218d4內填充金屬導體,電氣連接中間電極225c。需說明的是,本實施例之保護元件200d,也可另包含一絕緣層(未繪示),配置在熱產生組件280d上,來保護熱產生組件280d。其他部分說明與圖B8之保護元件200c相似,請自行參閱,在此不再贅述。
圖B12繪示為本創作之一實施例之一種保護元件8b3的電路圖。本實施例之保護元件8b3包括:三個端電極I/O1、I/O2、O5;四個過電流保護元件9a1、9a2、9c、9d;一熱產生組件7;以及二電阻元件R1、R2。本實施例之保護元件8b3與圖B之保護元件8b相似,惟二者主要差異之處在於:本實施例之保護元件8b3,另包括一過電流保護元件9d與一電阻元件R2,該過電流保護元件9d與該電阻元件R2並聯連接,且過電流保護元件9d的一端10u與過電流保護元件9c的一端10y連接,形成串聯連接,過電流保護元件9d的另一端10v連接端電極O5。本實施例之保護元件8b3,有二組過電流保護元件9c、9d與電阻元件R1、R2,保護熱產生組件7不致因通過的 電流過大而損壞。例如,過電流保護元件9c、9d的額定電流不同,過電流保護元件9c的額定電流小於過電流保護元件9d的額定電流,所以可以有二段保護,當通過熱產生組件7的電流大於過電流保護元件9c的額定電流,但小於過電流保護元件9d的額定電流,則第一段保護過電流保護元件9c熔斷,電流改流經電阻元件R1,降低通過熱產生組件7的電流。當通過熱產生組件7的電流大於過電流保護元件9d的額定電流,則過電流保護元件9c、9d都熔斷,電流改流經電阻元件R1、R2,降低通過熱產生組件7的電流,達到二段式保護,使熱產生組件7的保護,可以更有彈性,來應付外接電路或裝置的不確定性或不穩定性,使本創作之保護元件更安全地完成所有保護功能。其他部分說明與圖B之保護元件8b相似,請自行參閱,在此不再贅述。
圖1b繪示為本創作之一實施例之一種電池包589的電路圖。電池包589包括:電池元件組4;充放電控制電路2,其可依據偵測控制電路5與外接是充電裝置或電子裝置1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2切換I2導通且輸入充電電流Ic ,若電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸入充電電流Ic ,若外接是電子裝置1且依據偵測控制電路5測得電壓在某個數值範圍內,則充放電控制電路2切換I1導通且輸出放電電流Id ,對電子裝置1放電,若偵測控制電路5測得電壓低於某個數值,則充放電控制電路2切換I1斷路且停止輸出放電電流Id ;偵測控制電路5,其可偵測電池元件組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的電壓或電池元件組4內的溫度;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;以及如前述保護元件8b或8b1或8b2或8b3或200a,該保護元件的一端連接一開關電路6。其充放電與保護功能說明如下:當可充放電電池包589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導通且輸入充電電流Ic ,對電池元件組4充電,若測得電壓高於某一數值切換I2斷路停止輸入充電電流Ic ,若於充電模式,有過電流事件發生時,過電流保護元件9a1或9a2會動作,切斷過電流保護元件9a1與9a2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斷路停止輸入充電電流Ic ,此時偵測控制電路會使開關電路6導通on,讓電流流經熱產生組件7,該熱產生元件7a發熱且切斷過電流保護元件9a1與9a2的電流路徑,使充電電流Ic 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589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Id ,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Id ,若於放電模式,有過電流事件發生時,過電流保護元件9b1或9b2會動作,切斷過電流保護元件9b1與9b2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Id 大於充電電流Ic 的規格,或充電電流Ic 大於放電電流Id 的規格,如此更符合市場需求的趨勢,本創作的所有實施例之複合式保護元件都具有上述的功能。需特別說明的是本實施例之電池包589中的保護元件若沒有熱產生組件,則電池包589就可不包含開關電路,則該電池包就只具有不同額定電流的充放電電流保護功能,而沒有過電壓或過溫或異常保護的功能。
雖然本創作已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本創作,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本創作之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,都屬於本創作的範圍內,故本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準,凡合於本創作申請專利範圍之精神與其運用本創作說明書及圖式內容所為之類似變化,均包含於本創作之專利範圍內。
8g‧‧‧保護元件
I/O1、I/O2、I/O3‧‧‧端電極
9a、9b‧‧‧過電流保護元件
Ic1 、Id1 ‧‧‧第一電流路徑
Ic2 、Id2 ‧‧‧第二電流路徑

Claims (17)

  1. 一種保護元件,包括:複數個端電極;以及複數個過電流保護元件,每個過電流保護元件的兩端,其每一端電氣連接一端電極或一過電流保護元件,且該複數個過電流保護元件在複數個端電極之間形成多對一或一對多或多對多的電流路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之保護元件,該複數個過電流保護元件,包含兩個或兩個以上不同額定電流或不同動作電流規格的過電流保護元件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之保護元件,另包括一熱產生組件,該熱產生組件的一端電氣連接複數個過電流保護元件的電氣共接點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之保護元件,另包含一過電流保護元件,該過電流保護元件電氣連接該熱產生組件的另一端,形成串聯連接。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之保護元件,另包含一電阻元件,該電阻元件與該過電流保護元件電氣並聯連接。
  6. 一種保護元件,包括:複數個過電流保護元件,包含電氣連接複數個端電極的過電流保護元件與保護熱產生組件的另一過電流保護元件;以及熱產生組件;該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接至少一過電流保護元件,且該至少一過電流保護元件在複數個端電極之間形成至少一電流的路徑,該熱產生組件的另一端電氣連接另一過電流保護元件,該另一過電流保護元件保護該熱產生組件。
  7. 一種保護元件,包括:過電流保護元件,該過電流保護元件包含在複數個端電極之間形成複數個電流路徑的複數個過電流保護元件與保護熱產生組件的另一 過電流保護元件;以及熱產生組件;該熱產生組件的一端電氣連接複數個過電流保護元件彼此的共接端或串聯端,該熱產生組件的另一端電氣連接另一過電流保護元件,該另一過電流保護元件與熱產生組件串聯連接。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述之保護元件,另包含一電阻元件,該電阻元件與保護熱產生組件的另一過電流保護元件電氣並聯連接。
  9. 一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;以及複數個可熔斷導體,每個可熔斷導體的兩端,各自電氣連接一端電極,且該複數個可熔斷導體在複數個端電極之間形成多對一或一對多或多對多的電流路徑。
  10. 一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;複數個可熔斷導體,包含配置在端電極上的可熔斷導體與配置在基板內的可熔斷導體;以及熱產生組件,該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接一端電極,該熱產生組件的另一端電氣連接配置在基板內的可熔斷導體。
  11. 一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板 的側表面,延伸至該基板相對的另一表面;複數個可熔斷導體,包含配置在端電極上的可熔斷導體與配置在基板內的可熔斷導體;中間電極,配置在基板上且在基板的中心區域,該中間電極電氣連接至少一可熔斷導體;以及熱產生組件;該熱產生組件的一端電氣連接中間電極,該熱產生組件的另一端電氣連接配置在基板內的可熔斷導體。
  12. 一種電池包,包括:電池元件組,其包含一個或複數個可充放電的電池;偵測控制電路,負責偵測電池元件組的電壓或溫度,若有異常則輸出一信號給開關電路;開關電路,偵測控制電路無信號輸出,關閉或斷開保護元件內之熱產生組件的電流路徑,收到偵測控制電路的信號輸出時,開啟或導通保護元件內之熱產生組件的電流路徑,熱產生組件因電流流過而發熱;充放電控制電路,連接於電池元件組之充放電電流路徑上,其依據偵測控制電路所測得電池元件組內各個電池元件的電壓狀況,決定切換充放電的模式;以及如申請專利範圍第3項或第4項或第5項或第6項或第7項或第10項或第11項所述之保護元件,當偵測控制電路偵測到電池元件組發生異常時,該保護元件的熱產生組件會發熱,進而切斷連接於電池元件組之充放電電流路徑上,該保護元件的過電流保護元件或可熔斷導體的電流路徑。
  13. 一種電池包,包括:電池元件組,其包含一個或複數個可充放電的電池;偵測控制電路,負責偵測電池元件組的電壓或溫度; 充放電控制電路,其依據偵測控制電路所測得電池元件組內各個電池元件的電壓狀況,決定切換充放電的模式;以及如申請專利範圍第1項或第2項或第9項所述之保護元件,連接於電池元件組之充放電電流路徑上,當充電或放電發生過電流事件時,該保護元件會切斷充電或放電的電流路徑。
  14. 如申請專利範圍第9項或第10項或第11項所述之保護元件,該每個端電極另包含至少一通孔,配置在該基板內,該通孔內填充金屬導體,且電氣連接在該基板表面的端電極。
  15. 如申請專利範圍第9項或第10項或第11項所述之保護元件,該每個端電極另包含至少一通孔與複數個導電層,該複數個導電層配置在基板內,該至少一通孔,配置在該基板內,通孔內填充金屬導體,且經由每個導電層電氣連接在該基板表面的端電極。
  16. 一種保護元件,包括:複數個過電流保護元件,包含電氣連接複數個端電極的過電流保護元件與保護熱產生組件的二個以上的過電流保護元件;複數個電阻元件,每個電阻元件並聯連接一保護熱產生組件的過電流保護元件;以及熱產生組件;該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接在複數個端電極之間的一過電流保護元件或複數個過電流保護元件的共接點,該熱產生組件的另一端連接保護熱產生組件的一過電流保護元件,該保護熱產生組件的過電流保護元件彼此串聯連接,且與熱產生組件串聯連接。
  17. 一種保護元件,包括:基板;複數個端電極,每個端電極由該基板的其中一表面,經由該基板的側表面,延伸至該基板相對的另一表面; 複數個可熔斷導體,包含配置在端電極上的可熔斷導體與保護熱產生組件的兩個以上的可熔斷導體;複數個電阻元件,每個電阻元件電氣並聯連接一保護熱產生組件的過電流保護元件;以及熱產生組件,該熱產生組件的兩端,其中一端電氣連接一端電極或至少一可熔斷導體,該熱產生組件的另一端電氣連接保護熱產生組件的一可熔斷導體,該保護熱產生組件的過電流保護元件彼此電氣串聯連接,且與熱產生組件電氣串聯連接。
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TWI657473B (zh) * 2016-01-11 2019-04-21 陳葆萱 保護元件與可充放電電池包

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