防过热器件以及具备该器件的电气装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可以有效防止二次电池的过热的防过热器件。在防过热器件（２０）中，将电阻根据温度变化的可变电阻元件（１１）热耦合配置在电气装置（１）的规定处，将根据施加电压进行电流控制的开关元件（１５）设置成控制流入电气装置（１）的电流。可变电阻元件（１１）在电气装置（１）的规定处为高温状态时，使开关元件（１５）的施加电压变化，来断开流入电气装置（１）的电流。

【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用于防止电气装置例如二次电池的过热的防过热器件，更详细地说，涉及一种使用了电阻根据PTC元件等的温度而变化的可变阻抗元件的防过热器件。本专利技术还涉及一种具备这种防过热器件的电气装置。另外，“PTC元件”正如在电气/电子电路
所公知那样是指具有正的温度系数(Positive Temperature Coefficient)的热敏电阻。在PTC元件的温度比较低时(例如常温时)，其电阻也低，但是当PTC元件的温度超过了某温度(以下称为跳开(trip)温度)时，电阻急剧增加。在本说明书中，将PTC元件的前者的状态称为Low状态，将后者的状态称为High状态。PTC元件的这种依赖温度的电气特性(或者电阻变化)是可逆的。
技术介绍
近年来，为了防止在便携式电话等电子/电气设备中内置的二次电池的过热而使用PTC元件(参照例如专利文献1)。作为1个例子，将编入了这种防过热用PTC元件的以往的电气电路框图表示在图4。如图所示，在以往的电气电路60中，在电子/电气设备(未图示)中内置的二次电池61经由端子67a和67b与应用电路63电连接。另外，在二次电池61和应用电路63之间串联插入PTC元件65。这种PTC元件65在电子/电气设备的内部靠紧二次电池61配置，以便可以检测得知二次电池61的温度异常。在上述这样的电气电路60中，当将二次电池61作为电源使用来驱动应用电路63时，利用在二次电池61中的放电反应所产生的热，二次电池61的温度可以上升。随着二次电池61的温度上升，PTC元件65的温度也上升，但是在通常的状态下，PTC元件65没达到跳开温度而处于Low状态。此时，由于PTC元件65的电阻值十分低，所以实质上对二次电池61的放电不给予影响。但是，可以想到二次电池61中的放电反应过度进行，表示出温度异常(异常发热)。这种情况下，当受到二次电池61的热影响PTC元件65的温度超过跳开温度时，就从Low状态迁移(跳开)到High状态，PTC元件65的电阻急剧增加。由此，流入PTC元件65的电流、即流入二次电池61的电流显著地被限制。如以上所述，由PTC元件65检测得知二次电池61的温度异常，可以防止二次电池61的过热。只要除去温度异常的主要原因，PTC元件65不久就会返回到原来的Low状态。另外，PTC元件65除了上述这样的二次电池61的防过热之外还发挥防过电流的功能。在不产生过电流的通常的电流状态下，PTC元件65处于Low状态，实质上对二次电池61的放电不给予影响。但是，当流入电气电路60的电流过大时，在PTC元件65显著地产生焦耳热。不久当PTC元件65的温度超过跳开温度时，从Low状态迁移到High状态，PTC元件65的电阻急剧增加，流入二次电池的电流显著地被限制。由此，PTC元件65也可以检测得知流入二次电池61的电流异常，可以防止过电流。PTC元件如在该
公知那样，由于具有可逆的依赖温度的电气特性(电阻变化)，所以可以反复使用(或者可复位)。因此，当将PTC元件利用于二次电池的防过热等时，具有像保险丝那样不需要每次使用更换PTC元件的优点。专利文献1日本专利特开2001-102039号公报专利文献2日本专利特表2002-528874号公报在参照图4所述的现有电气电路60中，为了检测得知二次电池61的温度异常，就需要二次电池61的热充分传递到PTC元件65。因此，在二次电池61的温度异常(或者异常发热)在远离PTC元件65的靠紧部的部分局部产生情况下，二次电池61的温度异常产生之后到由PTC元件65检知此情况之前(即直到PTC元件65的温度超过跳开温度之前)产生了时间上的延迟即延时。当该延时较大时，就不能充分解决由二次电池的温度异常引起的问题，所以期望延时尽可能较小。为了缩短延时，也可以考虑在例如图4的电气电路60中，取代1个PTC元件65，将串联连接的多个PTC元件(例如参照专利文献2)串联插入到二次电池61和应用电路63之间，使这些PTC元件与二次电池61的多处靠紧配置。但是，随着PTC元件的数量增加，这些合成电阻变大，不可以忽略PTC元件引起的压降。因此，在这种电路结构中，与使用1个PTC元件的以往的电路结构(参照图4)相比，在二次电池的通常的温度状态下，由为了和电气电路本来的目不同的防过热目的而编入的PTC元件消耗的功率增大，产生电气装置的功率效率下降这样新的问题。为解决该新问题，还可以考虑使用多个Low状态的电阻值极低的PTC元件。但是，这种低电阻PTC元件与电阻更高的PTC元件相比，由于占有空间较大，所以不适于安装在安装空间有限的二次电池等中。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述的现有问题而提出的，本专利技术的目的在于提供能够有效防止例如二次电池等电气装置的过热的新的防过热器件以及具备该器件的电气装置。根据本专利技术的一个要旨，提供了一种新的防过热器件，其是包含电阻根据温度变化的可变电阻元件例如PTC元件的防过热器件，其中还包含根据施加电压来控制流入电气装置(包含电子装置)的电流的开关元件，可变电阻元件热耦合配置在电气装置的规定处，在规定处为高温状态时，可以使开关元件的施加电压变化，来断开流入电气装置的电流。以往，仅用可变电阻元件来进行温度异常的检测以及检测得知异常温度时的电流限制。这样，和单独使用可变阻抗元件(PTC元件)的以往情况不同，本专利技术的防过热器件是适当组合可变电阻元件和开关元件来使用的防过热器件。在本专利技术的防过热器件中，用可变电阻元件检测温度异常，当检测出温度异常时控制成可变电阻元件使开关元件的施加电压变化，从而断开流入电气装置的电流。因此，可变电阻元件其自身并不限制流入电气装置的电流，可变电阻元件并不需要串联连接在电气装置上。因此，根据本专利技术的防过热器件，维持在可以忽略电气装置的功率效率下降的程度，同时可快速检测电气装置的温度异常(特别是局部的温度异常)从而有效地防止过热。进而，本专利技术的防过热器件不需要使用在通常温度状态下电阻极低的可变电阻元件，可以使用占有空间更小的可变电子元件，所以适用于安装空间有限的电气装置。根据本专利技术的一个方式，在包含二次电池的电气装置中，可变电阻元件热耦合配置在二次电池上。在这种方式中，可以在二次电池规定处检测得知温度异常，从而断开流入二次电池的电流。包含这种二次电池的电气装置例如可以是所谓电池组的方式。在本专利技术中，电阻根据温度变化的“可变电阻元件”是指依赖于该元件所暴露的温度环境而该元件的电阻变化的元件。可变电阻元件例如是PTC元件，优选是聚合物PTC元件。PTC元件在电气/电子电路
是已知的，所以省略其详细说明。聚合物PTC元件也被称为PPTC元件或者聚合开关(polyswitch，商标)。例如聚合物PTC元件具有用两张金属电极箔夹持导电性填充物分散其中的聚合物层的结构。另外，可变电阻元件在对象物和/或对象处“热耦合配置”是指配置成暴露在该对象物/对象处的温度环境。例如，可变电阻元件至少部分地接触到对象物/对象处，优选靠紧对象物/对象处配置。如本专利技术，通过使可变电阻元件热耦合配置在电气装置的规定处，从而可以依赖于该规定处温度使可变电阻元件的电阻变化，可以检测得知该规定处的温度异常。例如作为可变电阻元件，如果使用PTC元件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防过热器件，包含电阻根据温度变化的可变电阻元件，其特征在于，还包含根据施加电压来控制流入电气装置的电流的开关元件，可变电阻元件热耦合配置在电气装置的规定处，在规定处为高温状态时，使开关元件的施加电压变化来断开流入电气装置的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-11-7 378162/20031.一种防过热器件，包含电阻根据温度变化的可变电阻元件，其特征在于，还包含根据施加电压来控制流入电气装置的电流的开关元件，可变电阻元件热耦合配置在电气装置的规定处，在规定处为高温状态时，使开关元件的施加电压变化来断开流入电气装置的电流。2.如权利要求1所述的防过热器件，其特征在于，电气装置包含二次电池，可变电阻元件热耦合配置在二次电池上。3.如权利要求1或2所述的防过热器件，其特征在于，可变电阻元件是PTC元件。4.如权利要求1～3任意一项所述的防过热器件，其特征在于，可变电阻元件由串联电连接的多个可变电阻元件构成。5.如权利要求1～4任意一项所述的防过热器件，其特征在于，防过热器件还包含电阻器，可变电阻元件和电阻器相互串联并且并联电连接在电气装置上，开关元件并联电连接在电阻器上。6.如权利要求5所述的防过热器件，其特征在于，开关元件是FET，FET的栅极电连接在可变电阻元件和电阻器的一端之...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓮沼贵司，佐藤隆，
申请(专利权)人：泰科电子雷伊化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]