切换电路制造技术

本发明专利技术提供能够按预定顺序进行短路的电流通路的切断和断开的电流通路的短路，从而将电流通路不可逆地进行切换的切换电路。切换电路中，在第二发热体(12)连接有使电流在第二发热体(12)流通的开关元件(26)，将第一发热体(2)的断开端与第二发热体(11)和断开侧可熔导体(12)的连接端(16)连接，根据开关元件(26)的动作，第二发热体(11)通电并发热，从而使断开侧可熔导体(12)熔断，主电路(25)与第二电路(24)被切断，根据断开侧可熔导体(12)的熔断，第一发热体(2)通电并发热，从而使短路侧可熔导体(3)熔断，开关(4)被短路，主电路(25)和第一电路(23)被通电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种切换电流通路的切换电路。本申请主张日本专利申请2013-188804号(2013年9月11日申请)的优先权，并为了在此参照该申请的公开的全部内容而进行引用。
技术介绍
可充电而重复利用的二次电池大多被加工成电池组(batterypack)而提供给用户。特别地，在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户和电子设备的安全，通常将过充电保护、过放电保护等多个保护电路内置于电池组，从而具有在预定的情况下切断电池组的输出的功能。在这种电路中，使用内置于电池组的FET开关来进行输出的接通/断开(ON/OFF)，由此进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，无论是由于何种原因FET开关短路损坏时、由于被雷击等而导致瞬间流过大电流时、或者由于电池单元的寿命而输出电压异常下降或相反地输出过大异常电压时，电池组或电子设备都应该受到保护以防止起火等事故。因此，为了在这样的可设想的任何异常状态下也安全地将电池单元的输出切断，使用由熔断元件构成的保护元件，该熔断元件具有根据来自外部的信号切断电流通路的功能。作为面向锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，专利文献1记载有遍及电流通路上的第一电极、发热体引出电极、第二电极之间连接可熔导体而作为电流通路的一部分，并使该电流通路上的可熔导体由过电流所引起的自发热或通过设置在保护元件内部的发热体而熔断的保护元件。这样的保护元件中，通过将熔融的液态的可熔导体聚集在连接于发热体的导体层上来切断电流通路。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-003665号公报专利文献2：日本特开2004-185960号公报专利文献3：日本特开2012-003878号公报
技术实现思路
技术问题然而，即使发生异常而切断锂离子二次电池的充放电电流通路，在电池单元中仍然积蓄有对应电池容量部分的大的能量，可以想象在保护电路产生异常等情况下，由来自该电池单元的泄漏电流引起的发热事故等的危险。因此，优选地，在停止使用电池组后，使内部的电池单元放电直到下降到安全的电压为止。这样，例如在锂离子二次电池的电池组中，就要求可靠地将电池单元的电流通路从正常时的充放电通路切换到异常时的放电通路的元件。因此，本专利技术的目的在于提供一种切换电路，该切换电路以预定的顺序进行在正常时被短路的电流通路的切断、和在异常时使用的电流通路的短路，对电流通路进行不可逆的切换。技术方案为了解决上述课题，本专利技术的切换电路具有：短路电路和断开电路，上述短路电路具备：第一发热体，其通过电流流通而发热；短路侧可熔导体，其一端与上述第一发热体连接，另一端与主电路连接；开关，其一端与上述短路侧可熔导体连接并且与上述主电路连接，另一端与第一电路连接，上述短路电路通过上述第一发热体所发出的热量使上述短路侧可熔导体熔断，并通过该熔融导体使上述开关短路，上述断开电路具备：第二发热体，其通过电流流通而发热；断开侧可熔导体，其与上述第二发热体连接，并且上述断开侧可熔导体的一端与第二电路连接，另一端与上述主电路连接，上述断开电路通过上述第二发热体所发出的热量使上述断开侧可熔导体熔断，在上述第二发热体的一端连接有开关元件，该开关元件接收切换信号，使电流从上述主电路通入上述第二发热体，上述短路电路的上述第一发热体的断开端与上述断开电路的上述第二发热体和上述断开侧可熔导体的连接端连接，根据上述开关元件进行动作，上述断开电路的上述第二发热体通电并发热，使上述断开侧可熔导体熔断，上述主电路和上述第二电路被切断，根据上述断开侧可熔导体的熔断，上述短路电路的上述第一发热体通电并发热，使上述短路侧可熔导体熔融，上述开关被短路，上述主电路和上述第一电路被通电。此外，本专利技术的切换电路具有：短路电路和断开电路，上述短路电路具备：第一发热体，其通过电流流通而发热；短路侧可熔导体，其一端与上述第一发热体连接，另一端与主电路连接；开关，其一端与上述短路侧可熔导体连接并且与上述主电路连接，另一端与第一电路连接，上述短路电路通过上述第一发热体所发出的热量使上述短路侧可熔导体熔断，并通过该熔融导体使上述开关短路，上述断开电路具备：第二发热体，其通过电流流通而发热；断开侧可熔导体，其与上述第二发热体连接，并且上述断开侧可熔导体的一端与第二电路连接，另一端与上述主电路连接，上述断开电路通过上述第二发热体所发出的热量使上述断开侧可熔导体熔断，在上述第一发热体的一端连接有第一开关元件，该第一开关元件接收切换信号，使电流从上述主电路通入上述第一发热体，在上述第二发热体的一端连接有第二开关元件，该第二开关元件接收切换信号，使电流从上述主电路通入上述第二发热体，根据上述第二开关元件进行动作，上述断开电路的上述第二发热体通电并发热，使上述断开侧可熔导体熔断，上述主电路和上述第二电路被切断，根据上述第一开关元件进行动作，上述短路电路的上述第一发热体通电并发热，使上述短路侧可熔导体熔融，上述开关被短路，上述主电路和上述第一电路被通电。此外，本专利技术的切换电路具有：短路部和断开部，上述短路部具备：第一发热体，其通过电流流通而发热；短路侧可熔导体，其一端与上述第一发热体连接，另一端与第一电路连接；开关，其一端与上述短路侧可熔导体连接并且与上述第一电路连接，另一端与主电路连接，上述短路部通过上述第一发热体所发出的热量使上述短路侧可熔导体熔断，并通过该熔融导体使上述开关短路，上述断开部具备：第二发热体，其通过电流流通而发热；断开侧可熔导体，其与上述第二发热体连接，并且上述断开侧可熔导体的一端与上述开关的另一端和上述主电路连接，另一端与第二电路连接，上述断开部通过上述第二发热体所发出的热量使上述断开侧可熔导体熔断，上述第一发热体与接收切换信号而使电流从上述主电路通入上述第一发热体的第一开关元件连接，上述第二发热体与接收切换信号而使电流从上述主电路通入上述第二发热体的第二开关元件连接，根据上述第二开关元件进行动作，上述断开部的上述第二发热体通电并发热，使上述断开侧可熔导体熔断，上述主电路和上述第二电路被切断，根据上述第一开关元件进行动作，上述短路部的上述第一发热体通电并发热，使上述短路侧可熔导体熔融，上述开关被短路，上述主电路和上述第一电路被通电。技术效果根据本专利技术，能够通过使开关元件动作将从主电路到达第二电路的电流通路切断并构建到达第一电路的电流通路，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切换电路，其特征在于，具有：短路电路和断开电路，所述短路电路具备：第一发热体，其通过电流流通而发热；短路侧可熔导体，其一端与所述第一发热体连接，另一端与主电路连接；开关，其一端与所述短路侧可熔导体连接并且与所述主电路连接，另一端与第一电路连接，所述短路电路通过所述第一发热体所发出的热量使所述短路侧可熔导体熔断，并通过该熔融导体使所述开关短路，所述断开电路具备：第二发热体，其通过电流流通而发热；断开侧可熔导体，其与所述第二发热体连接，并且所述断开侧可熔导体的一端与第二电路连接，另一端与所述主电路连接，所述断开电路通过所述第二发热体所发出的热量使所述断开侧可熔导体熔断，在所述第二发热体的一端连接有开关元件，该开关元件接收切换信号，使电流从所述主电路通入所述第二发热体，所述短路电路的所述第一发热体的断开端与所述断开电路的所述第二发热体和所述断开侧可熔导体的连接端连接，根据所述开关元件进行动作，所述断开电路的所述第二发热体通电并发热，使所述断开侧可熔导体熔断，所述主电路和所述第二电路被切断，根据所述断开侧可熔导体的熔断，所述短路电路的所述第一发热体通电并发热，使所述短路侧可熔导体熔融，所述开关被短路，所述主电路和所述第一电路被通电。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.11 JP 2013-1888041.一种切换电路，其特征在于，具有：短路电路和断开电路，
所述短路电路具备：第一发热体，其通过电流流通而发热；短路侧可熔
导体，其一端与所述第一发热体连接，另一端与主电路连接；开关，其一端
与所述短路侧可熔导体连接并且与所述主电路连接，另一端与第一电路连接，
所述短路电路通过所述第一发热体所发出的热量使所述短路侧可熔导体熔
断，并通过该熔融导体使所述开关短路，
所述断开电路具备：第二发热体，其通过电流流通而发热；断开侧可熔
导体，其与所述第二发热体连接，并且所述断开侧可熔导体的一端与第二电
路连接，另一端与所述主电路连接，所述断开电路通过所述第二发热体所发
出的热量使所述断开侧可熔导体熔断，
在所述第二发热体的一端连接有开关元件，该开关元件接收切换信号，
使电流从所述主电路通入所述第二发热体，
所述短路电路的所述第一发热体的断开端与所述断开电路的所述第二发
热体和所述断开侧可熔导体的连接端连接，
根据所述开关元件进行动作，所述断开电路的所述第二发热体通电并发
热，使所述断开侧可熔导体熔断，所述主电路和所述第二电路被切断，
根据所述断开侧可熔导体的熔断，所述短路电路的所述第一发热体通电
并发热，使所述短路侧可熔导体熔融，所述开关被短路，所述主电路和所述
第一电路被通电。
2.根据权利要求1所述的切换电路，其特征在于，
所述主电路为具有电池堆的电源系统电路，
所述第一电路为使所述电池堆放电的放电电路，
所述第二电路为所述电池堆的充放电电流电路，
通过所述断开电路将所述电源系统电路和所述充放电电流电路切断，停
止向所述电池堆的充电，通过所述短路电路将所述电源系统电路和所述放电
电路短路，使在所述电池堆内积蓄的电能进行放电。
3.根据权利要求2所述的切换电路，其特征在于，
在所述短路电路的所述开关的另一端设置有用于使在所述电池堆内积蓄
的电能在电池单元的放电电流上限以下进行放电的保护电阻。
4.根据权利要求2所述的切换电路，其特征在于，
所述放电电路中，用于使在所述电池堆内积蓄的电能在电池单元的放电
电流上限以下进行放电的保护电阻与所述短路电路的所述开关的另一端连
接。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的切换电路，其特征在于，
所述断开侧可熔导体具有：第一断开侧可熔导体，其一端与所述主电路
连接，另一端与所述第二发热体连接；第二断开侧可熔导体，其一端与所述
第二电路连接，另一端与所述第二发热体连接。
6.一种切换电路，其特征在于，具有：短路电路和断开电路，
所述短路电路具备：第一发热体，其通过电流流通而发热；短路侧可熔
导体，其一端与所述第一发热体连接，另一端与主电路连接；开关，其一端
与所述短路侧可熔导体连接并且与所述主电路连接，另一端与第一电路连接，
所述短路电路通过所述第一发热体所发出的热量使所述短路侧可熔导体熔
断，并通过该熔融导体使所述开关短路，
所述断开电路具备：第二发热体，其通过电流流通而发热；断开侧可熔
导体，其与所述第二发热体连接，并且所述断开侧可熔导体的一端与第二电
路连接，另一端与所述主电路连接，所述断开电路通过所述第二发热体所发
出的热量使所述断开侧可熔导体熔断，
在所述第一发热体的一端连接有第一开关元件，该第一开关元件接收切
换信号，使电流从所述主电路通入所述第一发热体，
在所述第二发热体的一端连接有第二开关元件，该第二开关元件接收切
换信号，使电流从所述主电路通入所述第二发热体，
根据所述第二开关元件进行动作，所述断开电路的所述第二发热体通电
并发热，使所述断开侧可熔导体熔断，所述主电路和所述第二电路被切断，
根据所述第一开关元件进行动作，所述短路电路的所述第一发热体通电
并发热，使所述短路侧可熔导体熔融，所述开关被短路，所述主电路和所述
第一电路被通电。
7.根据权利要求6所述的切换电路，其特征在于，
所述主电路为具有电池堆的电源系统电路，
所述第一电路为使所述电池堆放电的放电电路，
所述第二电路为所述电池堆的充放电电流电路，
使所述第二开关动作并通过所述断开电路将所述电源系统电路和所述充
放电电流电路切断，停止向所述电池堆的充电，接下来使所述第一开关元件
动作并通过所述短路电路将所述电源系统电路和所述放电电路短...

【专利技术属性】
技术研发人员：米田吉弘，
申请(专利权)人：迪睿合电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP