JP7444587B2 - 保護素子および保護回路 - Google Patents
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Description
[1]直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されている、保護素子。
[2]前記第1ヒューズエレメントが、第2ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1ヒューズエレメントの熱特性および前記第2ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[1]に記載の保護素子。
[3]前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントは、ヒューズエレメントであり、
前記第1ヒューズエレメントの長さが前記第2ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第1ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第2ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率が前記第2ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記[2]に記載の保護素子。
[4]前記第1電極部が、第2電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1電極部の熱特性および第2電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[1]~[3]のいずれかに記載の保護素子。
[5]前記第1電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第2電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記[4]に記載の保護素子。
[6]前記第1電極部と外部回路とを導通する第1導通部と、
前記第2電極部と外部回路を導通する第2導通部と、
を更に有し、
前記第1導通部が、前記第2導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1導通部の熱特性および前記第2導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[1]~[5]のいずれかに記載の保護素子。
[7]前記第1導通部の幅方向断面積が前記第2導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第2導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記[6]に記載の保護素子。
[8]並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第1ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されている、保護回路。
[9]前記第1ヒューズエレメントが、前記第2ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1ヒューズエレメントの熱特性および前記第2ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[8]に記載の保護回路。
[10]前記第1ヒューズエレメントの長さが前記第2ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第1ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第2ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1ヒューズエレメントを形成する材料の抵抗率が、前記第2ヒューズエレメントを形成する材料の抵抗率よりも大きい、上記[9]に記載の保護回路。
[11]前記第1電極部が、前記第2電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1電極部の熱特性および第2電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[8]~[10]のいずれかに記載の保護回路。
[12]前記第1電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第1電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記[11]に記載の保護回路。
[13]前記複数の保護素子を構成する各保護素子は、
前記第1電極部と外部回路とを導通する第1導通部と、
前記第2電極部と外部回路とを導通する第2導通部と、
を更に有し、
前記第1導通部が、前記第2導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1導通部の熱特性および前記第2導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[8]~[12]のいずれかに記載の保護回路。
[14]
前記第1導通部の幅方向断面積が前記第2導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第2導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記[13]に記載の保護回路。
[15]複数の前記第1導通部と前記外部回路との間に配設された複数の第1接続部と、
複数の前記第2導通部と前記外部回路との間に配設された複数の第2接続部と、
を更に備え、
前記複数の保護素子の各々の前記第1導通部に接続された前記第1接続部は、当該保護素子の前記第2導通部に接続された前記第2接続部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1接続部の熱特性および前記第2接続部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記[8]~[14]のいずれかに記載の保護回路。
[16]前記第1接続部の長さが前記第2接続部の長さよりも長いか、および/または、前記第1接続部の幅方向断面積が前記第2接続部の幅方向断面積よりも小さい、上記[15]に記載の保護回路。
図1および図2に示すように、保護素子10は、基板11と、基板11上で直列接続された第1ヒューズエレメント12Aおよび第2ヒューズエレメント13Aと、第1ヒューズエレメント12Aと第2ヒューズエレメント13Aとの間に接続されたヒーター14と、第1ヒューズエレメント12Aの第2ヒューズエレメント13Aとは反対側に接続された第1電極部15Aと、第2ヒューズエレメント13Aの第1ヒューズエレメント12Aとは反対側に接続された第2電極部16Aと、第1ヒューズエレメント12Aと第2ヒューズエレメント13Aとの間に接続され、且つヒーター14と直列接続された第3電極部17と、第1電極部15Aと外部回路とを導通する第1導通部18Aと、第2電極部16Aと外部回路を導通する第2導通部19Aとを有する。そして、この保護素子10は、第1ヒューズエレメント12Aおよび第2ヒューズエレメント13Aに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池(図13、図14参照)に過電圧が印加されたときに、第1ヒューズエレメント12Aが第2ヒューズエレメント13Aよりも先に遮断されるように構成されている。保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加される場合の構成及び動作については、後述する。
第1ヒューズエレメント12Aおよび第2ヒューズエレメント13Aは、別部材で構成されてもよい。また、第1ヒューズエレメント12Aおよび第2ヒューズエレメント13Aの形状は、薄片状であるが、これに限られず、棒状であってもよい。
図12は、本発明の第8実施形態に係る保護回路の構成を概略的に示す平面図である。本第8実施形態では、保護回路が、上記第1実施形態の保護素子10を複数備えている場合を例に挙げて説明する。
10 保護素子
11 基板
12A 第1ヒューズエレメント
12B 第1ヒューズエレメント
12C 第1ヒューズエレメント
12D 第1ヒューズエレメント
12d ヒューズエレメント
12E 第1ヒューズエレメント
13A 第2ヒューズエレメント
13B 第2ヒューズエレメント
13C 第2ヒューズエレメント
13D 第2ヒューズエレメント
13d ヒューズエレメント
13E 第2ヒューズエレメント
14 ヒーター
14A ヒーター引き出し電極部
15A 第1電極部
15B 第1電極部
16A 第2電極部
16B 第2電極部
17 第3電極部
17A 引き回し電極部
18A 第1導通部
18B 第1導通部
19A 第2導通部
19B 第2導通部
21 支持体
22 支持体
23 支持体
24 絶縁層
25 はんだ部
26 はんだ部
27 はんだ部
31 第1接続部
32 第2接続部
33 二次電池
34 充電器
35 スイッチング素子
Claims (14)
- 直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記第1電極部が、第2電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1電極部の熱特性および第2電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護素子。 - 直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記第1電極部と外部回路とを導通する第1導通部と、
前記第2電極部と外部回路を導通する第2導通部と、
を更に有し、
前記第1導通部が、前記第2導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1導通部の熱特性および前記第2導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護素子。 - 前記第1ヒューズエレメントが、第2ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1ヒューズエレメントの熱特性および前記第2ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の保護素子。 - 前記第1ヒューズエレメントの長さが前記第2ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第1ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第2ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率が前記第2ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項3に記載の保護素子。
- 前記第1電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第2電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項1に記載の保護素子。
- 前記第1導通部の幅方向断面積が前記第2導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第2導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項2に記載の保護素子。
- 並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第1ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記第1電極部が、第2電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1電極部の熱特性および第2電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護回路。 - 並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第1ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記複数の保護素子を構成する各保護素子は、
前記第1電極部と外部回路とを導通する第1導通部と、
前記第2電極部と外部回路とを導通する第2導通部と、
を更に有し、
前記第1導通部が、前記第2導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1導通部の熱特性および前記第2導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護回路。 - 並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第1ヒューズエレメントおよび第2ヒューズエレメントと、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第1ヒューズエレメントの前記第2ヒューズエレメントとは反対側に接続された第1電極部と、
前記第2ヒューズエレメントの第1ヒューズエレメントとは反対側に接続された第2電極部と、
前記第1ヒューズエレメントと前記第2ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第3電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第1ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第1ヒューズエレメントおよび前記第2ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第1ヒューズエレメントが前記第2ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
複数の前記第1電極部と外部回路との間に配設された複数の第1接続部と、
複数の前記第2電極部と外部回路との間に配設された複数の第2接続部と、
を更に備え、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第1ヒューズエレメントに接続された前記第1接続部は、当該保護素子の前記第2ヒューズエレメントに接続された前記第2接続部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1接続部の熱特性および前記第2接続部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護回路。 - 前記第1ヒューズエレメントが、前記第2ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第1ヒューズエレメントの熱特性および前記第2ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、請求項7に記載の保護回路。 - 前記第1ヒューズエレメントの長さが前記第2ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第1ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第2ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率が、前記第2ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率よりも大きい、請求項10に記載の保護回路。
- 前記第1電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第1電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項7に記載の保護回路。
- 前記第1導通部の幅方向断面積が前記第2導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および/または、前記第1導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第2導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項8に記載の保護回路。
- 前記第1接続部の長さが前記第2接続部の長さよりも長いか、および/または、前記第1接続部の幅方向断面積が前記第2接続部の幅方向断面積よりも小さい、請求項9に記載の保護回路。
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