專利名稱：帶有保護電路的二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可反復(fù)充電、放電的二次電池，特別涉及內(nèi)置保護電路的二次電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上內(nèi)置保護電路的二次電池用于手提電話及手提式個人電腦等，隨著充電容量的增加，要求更安全的保護電路。
圖16的標(biāo)記501表示傳統(tǒng)技術(shù)的二次電池，它包括蓄電裝置511、控制電路515、保護電路512、主開關(guān)元件514和主熔斷元件533。
蓄電裝置511的高壓側(cè)輸出端子通過保護電路512與第1輸出端子528連接，接地側(cè)輸出端子通過主熔斷元件533和主開關(guān)元件514與第2輸出端子529連接。
主開關(guān)元件514的導(dǎo)通和斷開由控制電路515控制，但在以下的說明中假定主開關(guān)元件514維持在導(dǎo)通狀態(tài)。
如果蓄電裝置511被構(gòu)成為可反復(fù)充電、放電，并且充電器513連接在第1、第2輸出端子528、529之間，則充電電流通過保護電路512、主熔斷元件533及主開關(guān)元件514流動，蓄電裝置511被充電。
如果取代充電器513而連接手提式個人電腦等外部電路，則充電裝置511放電，與充電電流反向的放電電流通過保護電路512、主熔斷元件533及主開關(guān)元件514流動，供給外部電路。
保護電路512包括電壓檢測電路521、輔助開關(guān)元件522和熔斷電路524。熔斷電路524包括第1、第2輔助熔斷元件535a、535b以及由電阻發(fā)熱體組成的加熱元件536。
將第1、第2輔助熔斷元件535a、535b串聯(lián)，通過此串聯(lián)電路，蓄電裝置511的高壓側(cè)輸出端子與第1輸出端子528連接。
第1、第2輔助熔斷元件535a、535b互相連接的點通過加熱元件536，與輔助開關(guān)元件522連接。
通過電壓檢測電路521，控制助開關(guān)元件522的導(dǎo)通和斷開，電壓檢測電路521測出蓄電裝置511的高壓側(cè)輸出端子與接地側(cè)輸出端子之間的電壓，如果是小于預(yù)先設(shè)定的上限電壓值，則維持輔助開關(guān)元件522的斷開狀態(tài)，沒有電流流入加熱元件536。
另一方面，如果由于二次電池501的誤連接等，蓄電裝置511被過量充電，在蓄電裝置511的高壓側(cè)輸出端子上出現(xiàn)大于上限電壓值的電壓，則電壓檢測電路521測出過電壓，使輔助開關(guān)元件522導(dǎo)通。結(jié)果在加熱元件536上流入大電流，并發(fā)熱。
加熱元件536和第1、第2輔助熔斷元件535a、535b相鄰配置，若加熱元件536上流入大電流而發(fā)熱，則第1、第2輔助熔斷元件535a、535b熔斷，蓄電裝置511的高壓側(cè)輸出端子從第1輸出端子528斷開。
結(jié)果使蓄電裝置511充電停止，從而能夠?qū)⒚盁煹仁鹿史阑加谖慈弧?br> 另一方面，即使蓄電裝置511的充電狀態(tài)正常，但在第1、第2輸出端子528、529之間出現(xiàn)短路的情況下，由于蓄電裝置511放電，產(chǎn)生大的過電流，流經(jīng)第1、第2輔助熔斷元件535a、535b、主開關(guān)元件514及主熔斷元件533。
主熔斷元件533與主開關(guān)元件514貼緊配置，若主開關(guān)元件514因故障或者流入過電流而發(fā)熱，則主熔斷元件533因受熱而熔斷。結(jié)果蓄電裝置511的接地側(cè)輸出端子從第2輸出端子529斷開，蓄電裝置511的放電結(jié)束，因此能夠?qū)⒚盁煹仁鹿史阑加谖慈弧?br> 但是，由于在上述二次電池501中主熔斷元件533位于充電、放電電流流經(jīng)的路徑途中，因此存在主熔斷元件533中電力無謂消耗、二次電池501的使用時間縮短的問題。
另外，如果二次電池501的額定電流大，則由于必須采用與之對應(yīng)的電流容量的主熔斷元件533，因此存在主熔斷元件533的外形尺寸增大及成本升高等問題。
近年來對于手提式個人電腦，小型化和長時間化的要求在日益增強，這就產(chǎn)生了改善二次電池501的要求。
本發(fā)明為了解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的問題而提出，其目的在于提供低功耗、小型的二次電池。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明的二次電池包括蓄電裝置、保護電路和第1、第2輸出端子，并且在充電裝置連接在上述第1、第2輸出端子時，由上述充電裝置供給的充電電流流經(jīng)上述保護電路，對上述蓄電裝置充電，在外部電路連接在上述第1、第2輸出端子時，上述蓄電裝置的放電電流流經(jīng)上述保護電路，供給上述外部電路而構(gòu)成，上述保護電路包括電阻值因溫度檢測部位發(fā)熱而變化的熱敏元件；在上述熱敏元件的上述電阻值變化之前處于斷開狀態(tài)、而由于上述電阻值的變化轉(zhuǎn)換為導(dǎo)通狀態(tài)的輔助開關(guān)元件；因上述輔助開關(guān)元件導(dǎo)通而通電、發(fā)熱的加熱元件；以及因上述加熱元件發(fā)熱而被熔斷、使上述第1輸出端子從上述蓄電裝置和上述加熱元件斷開的第1輔助熔斷元件。
本發(fā)明是在上述熱敏元件中采用了因上述溫度檢測部位發(fā)熱而熔斷的主熔斷元件的二次電池。
本發(fā)明是在上述熱敏元件中采用了電阻值因上述溫度檢測部位發(fā)熱而變化的電阻元件的二次電池。
本發(fā)明的二次電池中，在上述輔助開關(guān)元件中采用晶體管，上述保護電路包括將電阻元件和上述熱敏元件串聯(lián)而構(gòu)成的二端網(wǎng)絡(luò)，上述二端網(wǎng)絡(luò)的一端與上述蓄電裝置的高壓側(cè)輸出端子連接，另一端與上述蓄電裝置的接地側(cè)輸出端子連接，上述電阻元件和上述熱敏元件連接的連接點被輸入到上述晶體管的控制端子。
本發(fā)明是上述保護電路中包括因上述加熱元件發(fā)熱而熔斷、使流入上述輔助開關(guān)元件的電流停止的第2輔助熔斷元件的二次電池。
本發(fā)明的二次電池中，在上述充電電流和上述放電電流流過的路徑上設(shè)有主開關(guān)元件，形成由上述主開關(guān)元件控制上述充電電流和上述放電電流的流動的結(jié)構(gòu)，上述溫度檢測部位是上述主開關(guān)元件。
本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)，熱敏元件的電阻值通過溫度檢測部位的溫度而變化。
其結(jié)構(gòu)是提高溫度檢測部位與熱敏元件之間的熱耦合性，若熱耦合部位破壞，有大于蓄電裝置的正常充放電電流的過大電流流入而發(fā)熱，則使熱敏元件因受熱而升溫。
本發(fā)明中所謂的熱敏元件除了包括電阻值隨溫度上升而增大的PTC熱敏電阻及電阻值隨溫度上升而減小的NTC熱敏電阻及CTR熱敏電阻之外，還包括因溫度上升而熔斷、電阻值變?yōu)闊o限大的熔斷器。
總之，凡是將電阻值隨溫度檢測部位的溫度變化而變化的熱敏元件配置在與充電、放電電流流經(jīng)的路徑不同的路徑上，且因熱敏元件的電阻值變化而使輔助開關(guān)元件導(dǎo)通、并使第1輔助熔斷元件熔斷的電路，都包括在本發(fā)明中。


圖1是本發(fā)明第一例的二次電池。
圖2是本發(fā)明第二例的二次電池。
圖3是本發(fā)明第三例的二次電池。
圖4是本發(fā)明第四例的二次電池。
圖5是本發(fā)明第五例的二次電池。
圖6是在第一例的二次電池中增加了二極管的二次電池。
圖7是將第一例的二次電池的主開關(guān)元件配置在第1輸出端子側(cè)的二次電池。
圖8是采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第一例的二次電池。
圖9是采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第二例的二次電池。
圖10是采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第三例的二次電池。
圖11是采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第四例的二次電池。
圖12是采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第五例的二次電池。
圖13是在采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第一例的二次電池中增加了二極管的二次電池。
圖14是將采用p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管的第一例的二次電池的主開關(guān)元件配置在第1輸出端子側(cè)的二次電池。
圖15是通過輔助熔斷電路、將電壓檢測電路的輸出端子和輔助開關(guān)元件的柵極端子連接的二次電池。
圖16是傳統(tǒng)技術(shù)的二次電池。
各附圖中，標(biāo)記101～107、201～207、301表示二次電池。標(biāo)記128表示第1輸出端子。標(biāo)記129表示第2輸出端子。標(biāo)記114表示主開關(guān)元件(溫度檢測部位)。標(biāo)記122、222、322表示輔助開關(guān)元件。標(biāo)記133、143、153、233、243、253、300表示熔斷元件(熱敏元件)。標(biāo)記136表示加熱元件。標(biāo)記135a表示第1輔助熔斷元件。標(biāo)記135b表示第2輔助熔斷元件。標(biāo)記163、263表示熱敏電阻(熱敏元件)。
具體實施例方式
圖1的標(biāo)記101表示本發(fā)明第一例的二次電池。
該二次電池101包括蓄電裝置111、控制電路115、保護電路61和主開關(guān)元件114。
主開關(guān)元件114的導(dǎo)通和斷開由控制電路115控制，但在以下的說明中假定主開關(guān)元件114維持在導(dǎo)通狀態(tài)。
蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a通過保護電路61，與第1輸出端子128連接，而蓄電裝置111的接地側(cè)輸出端子b通過主開關(guān)元件114與第2輸出端子129連接。
蓄電裝置111構(gòu)成為可反復(fù)充電、放電，若充電裝置113連接在第1、第2輸出端子128、129上，則由充電裝置113供給的充電電流通過保護電路112和主開關(guān)元件114而流動，充電電流對蓄電裝置111充電。
如果取代充電裝置113而連接手提式個人電腦等外部電路，則蓄電裝置111放電產(chǎn)生的放電電流通過保護電路61及主開關(guān)元件114而流動，供給外部電路。
保護電路61包括電壓檢測電路121、輔助開關(guān)元件122、主熔斷電路51和輔助熔斷電路124。
輔助熔斷電路124包括第1、第2輔助熔斷元件135a、135b以及電由阻發(fā)熱體構(gòu)成的加熱元件136。
將第1、第2輔助熔斷元件135a、135b串聯(lián)，將該串聯(lián)電路的第1輔助熔斷元件135a側(cè)的端子與第1輸出端子128連接、第2輔助熔斷元件135b側(cè)的端子與蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a連接。因此，蓄電裝置111的高壓側(cè)的端子通過第1、第2輔助熔斷元件135a、135b的串聯(lián)電路，與第1輸出端子128連接。
輔助開關(guān)元件122中采用n隧道型MOSFET及npn型雙極型晶體管，如果是n隧道型MOSFET，則其源極端子與蓄電裝置111的接地側(cè)輸出端子b連接。加熱元件136的一端連接在輔助開關(guān)元件122的漏極端子上，加熱元件136的另一端連接在第1、第2輔助熔斷元件135a、135b互相連接的點上。
在第一例的二次電池101中，輔助開關(guān)元件122的柵極端子與電壓檢測電路115的輸出端子c連接。
主熔斷電路51包括第1、第2分壓電阻元件131、132和主熔斷元件133，輔助開關(guān)元件122的柵極端子通過第1分壓電阻元件131與蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a連接。
與此同時，輔助開關(guān)元件122的柵極端子通過第2分壓電阻元件132和主熔斷元件133的串聯(lián)電路，與蓄電裝置111的接地側(cè)輸出端子b連接。
蓄電裝置111在正常充電或正常放電時，電壓檢測電路121不輸出信號，而處于斷開狀態(tài)。
若忽略在此狀態(tài)下主熔斷元件133的電阻值，則從蓄電裝置111輸出的電壓經(jīng)第1分壓電阻元件131和第2分壓電阻元件132分壓后的電壓加在輔助開關(guān)元件122的柵極端子上。
此電壓為小于輔助開關(guān)元件122的閾值電壓的電壓，輔助開關(guān)元件122被置于斷開狀態(tài)。
若電壓檢測電路121由此狀態(tài)測出大于上限電壓的電壓，則輸出高電壓的信號，輔助開關(guān)元件122導(dǎo)通。
雖然在輔助開關(guān)元件122處于斷開狀態(tài)期間沒有電流流入加熱元件136，但如果因?qū)ǘ孤O端子與接地側(cè)輸出端子b上連接，則電壓施加在加熱元件136的兩端，電流流入加熱元件136。
在此狀態(tài)下由充電裝置113供給的電流和由蓄電裝置111供給的電流兩者都流入加熱元件136。
加熱元件136因電流流入而發(fā)熱，第1、第2輔助熔斷元件135a、135b因受熱而熔斷。
由于第1、第2輔助熔斷元件135a、135b熔斷，來自充電裝置113的電流和來自蓄電裝置111的電流分別停止，電流不再流入加熱元件136。
在此狀態(tài)下蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a從第1輸出端子128斷開，電流不再流入，結(jié)果冒煙等事故能夠防患于未然。
另一方面，即使蓄電裝置111的充電狀態(tài)是正常的，有時會有第1、第2輸出端子128、129之間會短路、導(dǎo)致過電流流入主開關(guān)元件114的情況，或是主開關(guān)元件114出現(xiàn)故障、導(dǎo)致過電流流入的情況。
在這種情況下，電壓檢測電路115不動作，但構(gòu)成為主熔斷元件133及下述各實施例的主熔斷元件(標(biāo)記143、153、233、243、253、300)與本實施例及下述各實施例的主開關(guān)元件114貼緊配置，若主開關(guān)元件114因過電流而發(fā)熱，則使主熔斷元件133因受熱熔斷。
因此，如果主開關(guān)元件114成為溫度檢測部位，一旦主熔斷元件133因溫度檢測部位發(fā)熱而熔斷，在輔助開關(guān)元件122的柵極端子與接地側(cè)輸出端子之間通過第2分壓電阻元件132的連接就被切斷，結(jié)果柵極端子通過第1分壓電阻元件131被上拉(pull up)，輔助開關(guān)元件122導(dǎo)通。
由于該導(dǎo)通，蓄電裝置111的大放電電流流入加熱元件136，并發(fā)熱。
一旦第2熔斷元件135b因該放電電流而熔斷，則蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a從第1輸出端子128及加熱元件136斷開，放電電流停止，可以防止冒煙等事故。
與此不同，若在第1、第2輸出端子128、129之間連接輸出電壓過分大的充電裝置，且在此電壓下電壓檢測電路121不動作，則與上述相同，一旦過電流流入主開關(guān)元件114，主熔斷元件133因受熱而熔斷，輔助開關(guān)元件122導(dǎo)通，加熱元件136就發(fā)熱，第1輔助熔斷元件125a熔斷，于是充電裝置就從第1輸出端子128斷開，過電流停止。
以上說明了在正常的動作狀態(tài)下電壓檢測電路121的輸出端子c為斷開狀態(tài)的情況，但也包括在正常的動作狀態(tài)下電壓檢測電路121輸出小于閾值電壓的低電壓、使輔助開關(guān)元件122斷開的情況。
由于在這種情況下主熔斷元件133熔斷之后，流經(jīng)第1分壓電阻元件131的電流流入電壓檢測電路121，因此若電壓檢測電路121的輸出阻抗過低，則會有輔助開關(guān)元件122的柵極端子的電壓不上升而不能轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)的情況。
在這種情況下，如圖6所示的二次電池106那樣，如果在主熔斷電路55內(nèi)設(shè)置二極管元件137，將電壓檢測電路121的輸出端子c與其陽極端子連接，將其陰極端子與輔助開關(guān)元件122的柵極端子連接，在主熔斷元件133熔斷之后，二極管元件137被加反向偏壓，則流入第1分壓電阻元件131的電流在二極管元件137上被元件，不再流入電壓檢測電路121，因此電壓檢測電路121的輸出阻抗即使小，輔助開關(guān)元件122也能夠可靠導(dǎo)通。
再有，以上說明了第1、第2熔斷元件135a、135b兩者都熔斷的情況，但只要第1、第2熔斷元件中任何1個熔斷元件熔斷，蓄電裝置111都從充電裝置113斷開，因此能夠防止冒煙等事故。
但是也可以這樣設(shè)定即使僅任何1個熔斷元件先熔斷，通過另一個熔斷元件，使電流也能繼續(xù)流入加熱元件136，因此剩下的一個熔斷元件也能因加熱元件136發(fā)熱而熔斷。
接著，圖2表示其保護電路62的結(jié)構(gòu)與第一例的主熔斷電路51不同的第二例的二次電池102。在第二例的二次電池102及下述各實施例的二次電池103～107、201～207、301中，在與第一例的二次電池101相同的結(jié)構(gòu)上附以相同的標(biāo)記，省略其說明和其連接狀態(tài)的說明。
在第二例的二次電池102的主熔斷電路52中，通過第1分壓電阻元件141，將輔助開關(guān)元件122的柵極端子與蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a連接，通過第2分壓電阻元件142，將電壓檢測電路121的輸出端子c與接地側(cè)輸出端子b連接。
另外，通過主熔斷元件143，使輔助開關(guān)元件122的柵極端子與電壓檢測電路121的輸出端子c短接。
若主開關(guān)元件114因過電流等而發(fā)熱，主熔斷元件143因受熱而熔斷，則輔助開關(guān)元件122的柵極端子與電壓檢測電路121的輸出端子c之間被斷開。因此，流經(jīng)第1分壓電阻元件141的電流不流入電壓檢測電路121，因此蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a的電壓可通過第1分壓電阻元件141而加在輔助開關(guān)元件122的柵極端子上，使輔助開關(guān)元件122可靠導(dǎo)通。
在上述第一、第二例的電源裝置101、102中，電壓檢測電路121的電源電壓端子d和接地端子e分別與蓄電裝置111的高壓側(cè)輸出端子a和接地側(cè)輸出端子b直接連接，但也可加以變更，通過主熔斷元件的熔斷使電壓檢測電路121停止動作，從而能夠使輔助開關(guān)元件122可靠導(dǎo)通。
圖3的標(biāo)記103就表示這種結(jié)構(gòu)的第三例的二次電池。在第三例的二次電池103中，保護電路63的主熔斷電路53通過第1分壓電阻元件151，使輔助開關(guān)元件122的柵極端子與高壓側(cè)輸出端子a連接，同時通過第2分壓電阻元件152和主熔斷元件153的串聯(lián)電路，使柵極端子與接地側(cè)輸出端子c連接。
在第2分壓電阻元件152和主熔斷元件153的串聯(lián)電路中，第2分壓電阻元件152側(cè)的端子與輔助開關(guān)元件122的柵極端子連接，主熔斷元件153側(cè)的端子與接地側(cè)輸出端子c連接。
電壓檢測電路121的電源電壓端子d與高壓側(cè)輸出端子a直接連接，而接地側(cè)端子e連接在第2分壓電阻元件152和主熔斷元件153連接的部分上。因此，電壓檢測電路121的接地側(cè)端子e通過主熔斷元件153，與接地側(cè)輸出端子c連接。
如果在這種結(jié)構(gòu)中主開關(guān)元件114發(fā)熱，主熔斷元件153熔斷，則電壓檢測電路121的接地端子e從接地電壓側(cè)輸出端子b斷開，其動作停止。
因此，流經(jīng)第1分壓電阻元件151的電流不會通過電壓檢測電路121流到接地電壓側(cè)輸出端子b，因此輔助開關(guān)元件122的柵極端子的電壓不降低，由于主熔斷元件153熔斷，輔助開關(guān)元件122的柵極端子通過第1分壓電阻元件151在高壓側(cè)輸出端子a上被上拉，輔助開關(guān)元件122可靠導(dǎo)通。
以上說明了采用主開關(guān)元件114作為溫度檢測部位的二次電池101～103、106，主熔斷元件153因該主開關(guān)元件114發(fā)熱而熔斷，而在上述各實施例及下述各實施例中也可以采用其它的構(gòu)成部件，例如蓄電裝置及控制電路115作為溫度檢測部位，將主熔斷元件153等熱敏元件相對于溫度檢測部位貼緊配置，來使輔助開關(guān)元件導(dǎo)通。
另外，在上述二次電池101～103、106中，采用主熔斷元件153作為熱敏元件，這種熱敏元件的電阻值因溫度上升而無限增大，但也可以用其電阻值隨溫度上升而增加或減少的熱敏電阻來取代上述各實施例的主熔斷元件133、143、153。
例如，圖4的標(biāo)記104是將圖1所示的第一例的二次電池101的主熔斷元件114替換為電阻值隨溫度上升而增加的熱敏電阻163的第四例的二次電池。
在第四例的二次電池104中，保護電路64包括的主熔斷電路54由分壓電阻元件161與熱敏電阻163的串聯(lián)電路而構(gòu)成，輔助開關(guān)元件122的柵極端子通過該分壓電阻元件161，與高壓側(cè)輸出端子a連接，同時通過熱敏電阻163，與接地電壓側(cè)輸出端子b連接。
熱敏電阻163與主開關(guān)元件114的表面貼緊配置，使熱耦合性提高。因此，如果因故障及過電流流入等，主開關(guān)元件114發(fā)熱，則熱敏電阻163的電阻值因受熱而增加，輔助開關(guān)元件122的柵極端子的電位上升。而且，如果柵極端子的電位變?yōu)榇笥陂撝惦妷旱碾妷海瑒t輔助開關(guān)元件122導(dǎo)通。
在上述各實施例中，輔助熔斷電路124都包括第1、第2輔助熔斷元件135a、135b，但第2輔助熔斷元件135b未必一定是必要的。
例如，圖5的標(biāo)記105是對于圖1所示的第一例的二次電池101未設(shè)置第2輔助熔斷元件135b時的二次電池。
在該二次電池105中，加熱元件136因輔助開關(guān)元件122導(dǎo)通而發(fā)熱，將第1輔助熔斷元件135a熔斷，于是第1輸出端子128從二次電池105的內(nèi)部電路斷開。
在上述各實施例中，主開關(guān)元件114設(shè)置在第2輸出端子129與接地側(cè)輸出端子129之間，但如圖7所示，也可以設(shè)置在第1輸出端子128與輔助熔斷電路124之間而構(gòu)成。在這種情況下，其結(jié)構(gòu)是使主熔斷元件133也與主開關(guān)元件114貼緊配置，由于過電流引起主開關(guān)元件114發(fā)熱而熔斷。另外，在采用熱敏電阻代替主熔斷元件133時，也可配置成使電阻值因主開關(guān)元件114發(fā)熱而增加。
另外，在上述各實施例中，主開關(guān)元件122都是n隧道型MOSFET或npn型雙極型晶體管，但除了p隧道型的MOSFET及pnp型的雙極型晶體管之外，也可以采用繼電器元件或其它開關(guān)元件。
在采用n隧道型MOSFET或npn型雙極型晶體管的各二次電池101～107中，通過電阻值因主開關(guān)元件114發(fā)熱而增加的元件133、143、153、163(包括熔斷后電阻值無限增大的元件)，輔助開關(guān)元件122的柵極端子或基極端子與接地側(cè)輸出端子b連接；但若采用p隧道型MOSFET及pnp型雙極型晶體管，在柵極端子或基極端子上連接電阻值因過電流引起的主開關(guān)元件114發(fā)熱而增大的元件，則柵極端子或基極端子通過該元件與高壓側(cè)輸出端子a連接。
這種二次電池以圖8～圖14中與圖1～圖7中二次電池101～107對應(yīng)的標(biāo)記201～207表示。與圖1～圖7的主熔斷電路51～55對應(yīng)的主熔斷電路以標(biāo)記71～75表示，主熔斷電路51～55內(nèi)的元件的1××號的標(biāo)記變?yōu)橹魅蹟嚯娐?1～75中的2××號的標(biāo)記。
在圖8～圖14的二次電池201～207中，在正常的動作狀態(tài)下電壓檢測電路121的輸出端子c也為斷開狀態(tài)，高壓側(cè)輸出端子a與接地側(cè)輸出端子b之間的電壓經(jīng)熔斷電路71～75分壓后的電壓，加在輔助開關(guān)元件222的柵極端子或基極端子上。
輔助開關(guān)元件222構(gòu)成為在被施加該電壓時維持?jǐn)嚅_狀態(tài)。
另外，也包括以下情況，即電壓檢測電路121的輸出端子c不是斷開狀態(tài)，為了使輔助開關(guān)元件222斷開而輸出高電壓。
如果主開關(guān)元件114因過電流而發(fā)熱，主熔斷元件233、243、253熔斷，或者熱敏電阻263的電阻值增加，則在輔助開關(guān)元件222的柵極端子或基極端子上施加接近接地側(cè)輸出端子b的電位的低電壓。
由于輔助開關(guān)元件222由p隧道型MOSFET或pnp型雙極型晶體管構(gòu)成，因此，如果施加低電壓，則導(dǎo)通，電流流入加熱元件136，使第1、第2輔助熔斷元件135a、135b熔斷。
在這種情況下，如圖10所示，可以構(gòu)成如下即為了通過主熔斷元件253熔斷，使電壓檢測電路121動作停止，將電壓檢測電路121的電源電壓端子d連接在串聯(lián)成的主熔斷元件253與第2分壓電阻元件252之間，通過主熔斷元件253熔斷，電源電壓端子d從高壓側(cè)輸出端子a斷開。
另外，如圖13所示，如果二極管元件237與電壓檢測電路121的輸出端子c連接，則要在主熔斷元件233熔斷后、通過第1電阻元件231使輔助開關(guān)元件222的柵極端子被拉下(pull down)、使輔助開關(guān)元件222導(dǎo)通時，為了不使柵極端子的電位因電壓檢測電路121輸出的電流而上升，將陽極端子朝向柵極端子側(cè)，陰極端子朝向電壓檢測電路121的輸出端子c側(cè)，可以阻止由電壓檢測電路121輸出的電流。
以上各實施例，加上圖15所示的二次電池301都包含在發(fā)明中。
在二次電池301中電壓檢測電路121的輸出端子c和輔助開關(guān)元件322的柵極端子或基極端子通過輔助熔斷元件300連接。
電壓檢測電路121測出正常的電壓，在輔助開關(guān)元件322中輸入表示正常電壓的信號的期間，使輔助開關(guān)元件322斷開而構(gòu)成，而且，如果輔助開關(guān)元件322不再輸入表示正常電壓的信號，則使它導(dǎo)通而構(gòu)成。
如果使過電流流入主開關(guān)元件114，主熔斷元件300因受熱而熔斷，則無論電壓檢測電路121輸出的信號，關(guān)于電壓檢測電路121測出正常電壓的信號不再輸入到輔助開關(guān)元件322的柵極端子，因此，如果主熔斷元件300熔斷，則輔助開關(guān)元件322一定導(dǎo)通，電流能夠流入發(fā)熱電阻元件136，使第1、第2輔助熔斷元件135a、135b熔斷。
另外，如果在圖11的電路圖中，輔助開關(guān)元件222中采用n隧道型MOSFET或npn晶體管，在熱敏電阻263中采用電阻值隨溫度上升而減少的元件，則與上述各實施例同樣，能夠通過過電流引起主開關(guān)元件114發(fā)熱，使輔助開關(guān)元件222導(dǎo)通。
發(fā)明效果由于主熔斷元件不配置在蓄電裝置的充電、放電電流的路徑上，因此正常動作時不會因主熔斷元件造成能量損失。另外，能夠采用電流容量小的主熔斷元件。
權(quán)利要求
1.一種二次電池，包括蓄電裝置、保護電路和第1、第2輸出端子，構(gòu)成為在充電裝置連接在所述第1、第2輸出端子上時，由所述充電裝置供給的充電電流流經(jīng)所述保護電路，對所述蓄電裝置充電，在外部電路連接在所述第1、第2輸出端子上時，所述蓄電裝置的放電電流流經(jīng)所述保護電路，供給所述外部電路，所述保護電路含有，電阻值因溫度檢測部位的發(fā)熱而變化的熱敏元件，在所述熱敏元件的所述電阻值變化前處于斷開狀態(tài)，因所述電阻值的變化而轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)的輔助開關(guān)元件，因所述輔助開關(guān)元件導(dǎo)通而通電、發(fā)熱的加熱元件，以及因所述加熱元件發(fā)熱而熔斷，并將所述第1輸出端子從所述蓄電裝置和所述加熱元件斷開的第1輔助熔斷元件。
2.如權(quán)利要求1記載的二次電池，其特征在于所述熱敏元件采用因所述溫度檢測部位發(fā)熱而熔斷的主熔斷元件。
3.如權(quán)利要求1記載的二次電池，其特征在于所述熱敏元件采用電阻值因所述溫度檢測部位發(fā)熱而變化的電阻元件。
4.如權(quán)利要求1記載的二次電池，其特征在于所述輔助開關(guān)元件采用晶體管，所述保護電路含有由電阻元件和所述熱敏元件串聯(lián)而成的二端網(wǎng)絡(luò)，所述二端網(wǎng)絡(luò)的一端與所述蓄電裝置的高壓側(cè)輸出端子連接，另一端與所述蓄電裝置的接地側(cè)輸出端子連接，所述電阻元件和所述熱敏元件連接的連接點被輸入到所述晶體管的控制端子。
5.如權(quán)利要求1記載的二次電池，其特征在于所述保護電路包括因所述加熱元件發(fā)熱而熔斷、且使流入所述輔助開關(guān)元件的電流停止的第2輔助熔斷元件。
6.如權(quán)利要求1記載的二次電池，其特征在于在所述充電電流和所述放電電流流經(jīng)的路徑上設(shè)置主開關(guān)元件，通過所述主開關(guān)元件控制所述充電電流和所述放電電流的流動，所述溫度檢測部位是主開關(guān)元件。
全文摘要
本發(fā)明的二次電池(101)配置成電阻值隨溫度變化而變化的熱敏元件(133)從蓄電裝置(111)的充放電電流流經(jīng)的路徑斷開，當(dāng)主開關(guān)元件(114)因過電流而發(fā)熱時，由于熱敏元件(114)的電阻值因受熱而變化，使輔助開關(guān)元件(122)導(dǎo)通，并使第1、第2輔助熔絲元件(135a、135b)熔斷。由于在熱敏元件(133)中無充電、放電電流引起的電力消耗，因此效率高。另外，由于能夠采用電流容量小的熱敏元件(133)，因此也適于小型化。
文檔編號H02H7/18GK1703814SQ20038010098
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月9日
發(fā)明者古田和隆, 川津雅巳 申請人:索尼化學(xué)株式會社