保护电路制造技术

本发明专利技术提供一种保护电路，该保护电路即使在被施加有过大的电压的情况下，发热体也能够在使可熔导体熔断所需的时间不烧毁而持续加热，从而可靠地切断充放电通路。所述保护电路具备：电池单元(3)；检测电池单元(3)的电压的电压检测元件(4)；具有设置在电池单元(3)的充放电通路上的可熔导体(16)和与电池单元(3)连接并通过被通电而发热从而将可熔导体(16)熔断的发热体(12)的保护元件(5)；与发热体(12)连接并根据电压检测元件(4)的输出控制对发热体(12)的通电的开关元件(6)；和延迟对发热体(12)施加电压的延迟电路(7)。

【技术实现步骤摘要】
保护电路本申请是国际申请日为2014年09月03日、国际申请号为PCT/JP2014/004536、进入中国申请号为201480048999.5、专利技术名称为“保护电路”的申请的分案申请。
本专利技术涉及一种切断电流通路的保护电路，特别地涉及在锂离子二次电池等的在紧急时需要快速切断电流通路的电池电路中使用的适当的保护电路。本申请主张日本专利申请2013-184663号(2013年9月6日申请)的优先权，并参照该申请的公开全部内容而引用于此。
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，通常将用于过充电保护、过放电保护等的保障电路内置于电池组，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地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，为了即使在这样的可设想的所有异常状态下也安全地将电池单元的输出切断，而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。作为面向这样的锂离子二次电池等的电池电路的保护元件通常使用在保护元件内部具有发热体，并通过该发热体熔断电流通路上的可熔导体(保险丝)的结构。作为本专利技术的关联技术在图6示出保护电路50。保护电路50例如为用于锂离子二次电池的电池组的电池电路，并具备：具有锂离子二次电池的电池单元的电池堆51、在电池堆51异常时切断充电的保护元件52、检测电池堆51的电压的电压检测元件53、和根据电压检测元件53的检测结果控制保护元件52的动作的开关元件54。保护元件52串联连接在电池堆51的充放电通路上，并具有可熔导体55和发热体56，可熔导体55构成该充放电通路的一部分，发热体56与开关元件54连接并通过被电池堆51供应电力而发热，从而使可熔导体55熔断。可熔导体55例如使用以Sn为主要成分的无Pb焊料等低熔点金属而形成。发热体56为电阻值比较高且在通电时发热的具有导电性的部件，由例如W、Mo、Ru等构成，并且通过将它们的合金或组成物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合得到浆状物，利用丝网印刷技术使该浆状物在形成保护元件52的绝缘基板上形成图案并进行烧制等而形成。该保护元件52通过开关元件54来控制向发热体56的供电。电压检测元件53监测电池堆51的电压，并在成为过充电电压或过放电电压时输出控制开关元件54的控制信号。开关元件54例如由场效应晶体管(以下，称为FET。)构成，如果在电池堆51的电压值成为超过预定的过放电或过充电状态的电压时，接受到从电压检测元件53输出的检测信号，则以使发热体56通电的方式进行动作。由此，就开关元件54而言，以通过发热体56的发热使可熔导体55熔断，从而切断电池堆51的充放电通路的方式进行控制。由这样的电路构成所构成的保护电路50，在电压检测元件53检测到电池堆51的异常电压时，向开关元件54输出检测信号。接受到检测信号的开关元件54控制电流以使从电池堆51向保护元件52的发热体56进行供电。由此，保护电路50能够通过发热体56发热，保险丝55熔断来切断充放电通路。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-243652号公报专利文献2：日本特开2006-221919号公报专利文献3：日本特开2009-267293号公报
技术实现思路
技术问题这里，为了通过保护元件52的发热体56的发热使可熔导体55熔断，需要施加根据发热体56的额定值的电压。即，若发热体56被施加比额定电压高的电压，则在使可熔导体55熔断前自身由于自发热(焦耳热)而熔融、烧毁，无法熔断可熔导体55。具体地，可熔导体55横跨分离地设置在构成保护元件52的绝缘基板上的一对电极之间而被搭载，若由于发热体56的发热而熔融，则通过移动到该一对电极上而被切断。由此，保护元件52切断保护电路50的充放电通路。因此，发热体56至少需要在直到该可熔导体55熔融并移动到一对电极上为止的时间持续发热。可是，通常作为能够使发热体56不烧毁而持续发热的使用电压范围，上限电压为下限电压的1.5～2倍左右，无法根据保护电路50的电池单元的个数而进行大范围地应对。因此，在被施加有超过发热体56的使用电压范围的高电压的情况下，有可能在使可熔导体55熔断前发热体56就烧毁了。因此，本专利技术的目的在于提供一种保护电路，该保护电路中的发热体56具有较宽的使用电压范围，即使在被施加有可设想的任何过大电压的情况下，也能够在使可熔导体55熔断所需的时间不烧毁而持续发热，从而可靠地切断充放电通路。技术方案为了解决上述课题，本专利技术的保护电路具备：电池单元；电压检测元件，其检测上述电池单元的电压；保护元件，其具有可熔导体和发热体，上述可熔导体设置在上述电池单元的充放电通路上，上述发热体与上述电池单元连接并通过被通电而发热从而将上述可熔导体熔断；开关元件，其与上述发热体连接并根据上述电压检测元件的输出控制对上述发热体的通电；和延迟电路，其延迟对上述发热体施加电压。技术效果根据本专利技术，即使在电池单元成为过充电状态而被施加有高电压的情况下，发热体也能够在可熔导体的熔断前不烧毁而持续发热，从而能够扩大发热体的使用电压范围。附图说明图1是示出应用了本专利技术的保护电路的电路图。图2是示出保护元件的一个构成例的俯视图，(A)示出可熔导体熔断前的状态，(B)示出可熔导体熔断后的状态。图3是示出在现有的保护电路和应用了本专利技术的保护电路中的经过时间与施加电压(高电压)之间的关系的曲线图。图4是示出在现有的保护电路和应用了本专利技术的保护电路中的经过时间与施加电压(低电压)之间的关系的曲线图。图5是示出其他延迟电路的构成例的图，(A)示出使用LC电路的构成例，(B)示出使用L电路的构成例，(C)示出使用PWM产生元件的构成例。图6是示出现有的保护电路的电路图。符号说明1：保护电路，2：电池组，3：电池单元，4：电压检测元件，5：保护元件，6：开关元件，7：延迟电路，8：电池堆，10：绝缘基板，11：绝缘部件，12：发热体，13：第一电极，14：第二电极，15：发热体引出电极，16：可熔导体，17：发热体电极，19：供电通路，20：PWM产生元件具体实施方式以下，参照附图对应用了本专利技术的保护电路进行详细说明。应予说明，本专利技术并不仅限于以下的实施方式，在不脱离本专利技术的主旨的范围内可以进行各种变更。此外，附图为示意性的图，各尺寸的比例等有时会与实际情况不同。具体的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护电路，其特征在于，具备：/n电池单元；/n电压检测元件，其检测所述电池单元的电压；/n保护元件，其具有可熔导体和发热体，所述可熔导体设置在所述电池单元的充放电通路上，所述发热体与所述电池单元连接并通过被通电而发热从而将所述可熔导体熔断；/n开关元件，其与所述发热体连接，在所述电压检测元件检测到所述电池单元的电压成为过充电电压时，开始对所述发热体的通电；和/n延迟电路，其延迟在由上述开关元件开始对所述发热体的通电之后，施加于所述发热体的电压达到最大电压为止的时间，以使所述发热体不在所述可熔导体熔断前烧毁，/n所述延迟电路由PWM产生元件和RC电路构成。/n

【技术特征摘要】
20130906 JP 2013-1846631.一种保护电路，其特征在于，具备：
电池单元；
电压检测元件，其检测所述电池单元的电压；
保护元件，其具有可熔导体和发热体，所述可熔导体设置在所述电池单元的充放电通路上，所述发热体与所述电池单元连接并通过被通电而发热从而将所述可熔导体熔断；
开关元件，其与所述发热体连接，在所述电压检测元件检测到所述电池单元的电压成为过充电电压时，开始对所述发热体的通电；和
延迟电路，其延迟在由上述开关元件开始对所述发热体的通电之后，施加于...

【专利技术属性】
技术研发人员：小森千智，向幸市，古田和隆，荒木利显，柿沼亨，江岛康二，藤畑贵史，
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