(57)【要約】      （修正有）【課題】保護素子に使用する発熱抵抗体を所望の抵抗値に標準化することができ、かつ複数の保護素子を必要としない保護回路を提供する。【解決手段】ヒューズエレメント１２と発熱抵抗体１３を内蔵した保護素子モジュール１４と、この保護素子モジュールの発熱抵抗体に接続された第二の抵抗体１５と、直列に接続された二次電池１１の全数分の過電圧を検出し発熱抵抗体および第二の抵抗体に流れる電流をスイッチする検知手段１６とを有し、過電流時にはヒューズエレメントがジュール熱により溶断し、過電圧時には検知手段によって発熱抵抗体および第二の抵抗体に電流をながすことにより、発熱抵抗体を発熱させてヒューズエレメントを溶断する保護回路１０を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池が直列に接続された電池パックを過電流と過電圧から保護する電気回路であって、ヒューズエレメントと発熱抵抗体を内蔵した保護素子モジュールと、この保護素子モジュールの前記発熱抵抗体に接続された第二の抵抗体と、直列に接続された二次電池の全数分の過電圧を検出し前記発熱抵抗体および前記第二の抵抗体に流れる電流をスイッチする検知手段とを有し、過電流時には前記ヒューズエレメントがジュール熱により溶断し、過電圧時には前記検知手段によって前記発熱抵抗体および前記第二の抵抗体に電流をながすことにより、前記発熱抵抗体を発熱させて前記ヒューズエレメントを溶断させることを特徴とする保護回路。
【請求項２】
前記第二の抵抗体は、前記保護素子モジュールとは別に設けた可変抵抗器または固定抵抗器からなることを特徴とする請求項１に記載の保護回路。
【請求項３】
前記検知手段は、電圧検知用ＩＣとＦＥＴからなることを特徴とする請求項１または請求項２の何れか１つに記載の保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱抵抗体とヒューズエレメントを設けた保護素子を利用した電気・電子機器の保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル機器など小型電子機器の急速な普及に伴い、搭載する電源の保護回路に実装される保護素子も小型薄型のものが使用されている。例えば、二次電池パックの保護回路には、特許文献１に記載の表面実装部品（ＳＭＤ）のチップ保護素子が好適に利用される。これらチップ保護素子には、被保護機器の過電流により生ずる過大発熱を検知し、または周囲温度の異常過熱に感応して、所定条件で内蔵するヒータ等の加熱によって強制的にヒューズを作動させ電気回路を遮断する非復帰型保護素子がある。該保護素子は、機器の安全を図るために、保護回路が機器に生ずる異常を検知すると信号電流により抵抗素子を発熱させ、その発熱で可溶合金からなるヒューズ素子（ヒューズエレメントとも言う）を溶断させて回路を遮断するか、あるいは過電流によってヒューズ素子を溶断させて回路を遮断できる。
【０００３】
上記の保護素子は、複数の二次電池が直列に接続されている電池パックを過電流や過電圧から保護する保護回路に適用されている。従来、電圧の増加に伴い電池セル数が増加すれば、その分、保護素子の搭載数を増やしたり、保護素子に内蔵された抵抗素子の内部抵抗値を調整したりする必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０７９６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題点を解消するために提案されたものであり、保護素子に使用する発熱抵抗体を所定の抵抗値のものに標準化することができ、かつ複数の保護素子を必要としない保護回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、二次電池が直列に接続された電池パックを過電流と過電圧から保護する保護回路であって、該保護回路は、ヒューズエレメントと発熱抵抗体を内蔵した保護素子モジュールと、この保護素子モジュールの発熱抵抗体に接続された第二の抵抗体と、直列に接続された二次電池の全数分の過電圧を検出し上記の発熱抵抗体および第二の抵抗体にながれる電流をスイッチする検知手段とを有し、過電流時にはヒューズエレメントがジュール熱により溶断し、また、過電圧時には検知手段によって発熱抵抗体および第二の抵抗体に電流をながすことにより、発熱抵抗体が発熱してヒューズエレメントが溶断する保護回路が提供される。この第二の抵抗体は、上記保護素子モジュールとは別に設けられ、二次電池の電圧に応じて発熱抵抗体と第二の抵抗体との直列の合成抵抗が所望の抵抗値に成るように設けられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の保護回路は、電池パックに直列接続された二次電池の個数が増えても保護素子モジュールの内部抵抗値を変更することなく、外部に別途実装する第二の抵抗体の抵抗値を変更することで電池パックの定格電圧や定格電流、電池パック内の電池のセル数によらず、共通の保護素子モジュールを利用できる。従って、本発明の保護回路は、二次電池の個数が増えても保護素子モジュールに使用する発熱抵抗体を所望の抵抗値に標準化することができ、また複数の保護素子モジュールを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る保護回路１０を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る保護回路１０は、図１に示すように、二次電池が直列に接続された電池パック１１を過電流と過電圧から保護する電気回路であって、この保護回路１０は、ヒューズエレメント１２と発熱抵抗体１３を内蔵した保護素子モジュール１４と、この保護素子モジュール１４の発熱抵抗体１３に接続された第二の抵抗体１５と、直列に接続された二次電池の全数分の過電圧を検出し発熱抵抗体１３および第二の抵抗体１５に流れる電流をスイッチする検知手段１６とを有し、過電流時にはヒューズエレメント１２がジュール熱により溶断し、また、過電圧時には検知手段１６によって発熱抵抗体１３および第二の抵抗体１５に電流をながすことにより、発熱抵抗体１３を発熱させてヒューズエレメント１２を溶断する保護回路が提供される。
【００１０】
第二の抵抗体１５は、保護素子モジュール１４とは別に設けられ、使用する電池パック１１の最大電圧に応じて発熱抵抗体１３と第二の抵抗体１５との直列の合成抵抗が所望の抵抗値に成るように設けられる。すなわち、電池パック１１のセル数の増減やセル電圧の増減に対して、保護素子モジュール１４に内蔵の発熱抵抗体１３の抵抗値を変更することなく、第二の抵抗体１５の抵抗値を変更することにより調整する。第二の抵抗体１５は、抵抗体として機能すればどのようなものでもよく、特に限定されないが、例えばチップ可変抵抗器、チップ固定抵抗器、セメント抵抗器等が好適に利用できる。また変形例として、第二の抵抗体１５は、さらに保護素子モジュール１４に内蔵させてもよい。
【００１１】
検知手段１６は、例えば電圧検知用ＩＣ１７とＦＥＴ１８からなる。電圧検知用ＩＣ１７は、電池パック１１の電圧を検出し、検出信号をＦＥＴ１８のゲートに出力する。
【００１２】
保護回路１０は、電池パック１１に過電流が発生した場合には、保護素子モジュール１４のヒューズエレメント１２が過電流のジュール熱で溶断し、電池パック１１に過電圧が発生した場合には、ＦＥＴ１８のゲート電位が所定電位以上となってスイッチオンの状態となり、ＦＥＴ１８のドレイン―ソース間に電流がながれ、保護素子モジュール１４の発熱抵抗体１３が発熱し、ヒューズエレメント１２が溶断する。
【実施例】
【００１３】
本発明に係る保護回路１０の実施例１は、３．５Ｖ／ｃｅｌｌの二次電池セル４個が直列に接続された１４．０Ｖの電池パック１１を保護する電気回路であって、この保護回路１０は、第１電極並びに第２電極および中間電極に接続されたヒューズエレメント１２と中間電極に接続された４０Ωの発熱抵抗体１３とを内蔵した保護素子モジュール１４と、この保護素子モジュール１４の発熱抵抗体１３に接続された１０Ωの第二の抵抗体１５と、３．５Ｖの電池セル４個を直列に接続した電池パック１１の過電圧を検出し、発熱抵抗体１３および第二の抵抗体１５にながれる電流をスイッチする電圧検知用ＩＣ１７とＦＥＴ１８からなる検知手段１６とを有し、過電流時にはヒューズエレメント１２がジュール熱により溶断され、また、過電圧時には検知手段１６によって発熱抵抗体１３と第二の抵抗体１４に電流をながすことにより、発熱抵抗体１３に最大３．１Ｗ、第二の抵抗体１４に最大０．８Ｗを印加させ、発熱抵抗体１３の発熱によりヒューズエレメント１２を溶断させる。
【００１４】
本発明に係る保護回路１０の実施例２は、３．５Ｖ／ｃｅｌｌの二次電池セル６個が直列に接続された２１．０Ｖの電池パック１１を保護する電気回路であって、この保護回路１０は、第１電極並びに第２電極および中間電極に接続されたヒューズエレメント１２と中間電極に接続された４０Ωの発熱抵抗体１３とを内蔵した保護素子モジュール１４と、この保護素子モジュール１４の発熱抵抗体１３に接続された３５Ωの第二の抵抗体１５と、３．５Ｖの電池セル６個を直列に接続した電池パック１１の過電圧を検出し、発熱抵抗体１３および第二の抵抗体１５にながれる電流をスイッチする電圧検知用ＩＣ１７とＦＥＴ１８からなる検知手段１６とを有し、過電流時にはヒューズエレメント１２がジュール熱により溶断され、また、過電圧時には検知手段１６によって発熱抵抗体１３と第二の抵抗体１５に電流をながすことにより、発熱抵抗体１３に最大３．１Ｗ、第二の抵抗体１５に最大２．７Ｗを印加させ、発熱抵抗体１３の発熱によりヒューズエレメント１２を溶断させる。
【００１５】
本発明に係る保護回路１０の実施例３は、４．２Ｖ／ｃｅｌｌの二次電池セル４個が直列に接続された１６．８Ｖの電池パック１１を保護する電気回路であって、この保護回路１０は、第１電極並びに第２電極および中間電極に接続されたヒューズエレメント１２と中間電極に接続された４０Ωの発熱抵抗体１３とを内蔵した保護素子モジュール１４と、この保護素子モジュール１４の発熱抵抗体１３に接続された１０Ωの第二の抵抗体１５と、４．２Ｖの電池セル４個を直列に接続した電池パック１１の過電圧を検出し、発熱抵抗体１３および第二の抵抗体１５にながれる電流をスイッチする電圧検知用ＩＣ１７とＦＥＴ１８からなる検知手段１６とを有し、過電流時にはヒューズエレメント１２がジュール熱により溶断され、また、過電圧時には検知手段１６によって発熱抵抗体１３と第二の抵抗体１５に電流をながすことにより、発熱抵抗体１３に最大４．６Ｗ、第二の抵抗体１５に最大１．２Ｗ印加させ、発熱抵抗体１３の発熱によりヒューズエレメント１２を溶断させる。
【００１６】
本発明に係る保護回路１０の実施例４は、４．２Ｖ／ｃｅｌｌの二次電池セル６個が直列に接続された２５．２Ｖの電池パック１１を保護する電気回路であって、この保護回路１０は、第１電極並びに第２電極および中間電極に接続されたヒューズエレメント１２と中間電極に接続された４０Ωの発熱抵抗体１３とを内蔵した保護素子モジュール１４と、この保護素子モジュール１４の発熱抵抗体１３に接続された３３Ωの第二の抵抗体１５と、４．２Ｖの電池セル６個を直列に接続した電池パック１１の過電圧を検出し、発熱抵抗体１３および第二の抵抗体１５にながれる電流をスイッチする電圧検知用ＩＣ１７とＦＥＴ１８からなる検知手段１６とを有し、過電流時にはヒューズエレメント１２がジュール熱により溶断され、また、過電圧時には検知手段１６によって発熱抵抗体１３と第二の抵抗体１５に電流をながすことにより、発熱抵抗体１３に最大４．６Ｗ、第二の抵抗体１５に最大３．８Ｗ印加させ、発熱抵抗体１３の発熱によりヒューズエレメント１２を溶断させる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、発熱抵抗体とヒューズエレメントを設けた保護素子を使用した電気・電子機器の保護回路に利用でき、特に電池パックなど２次電池の保護装置に利用できる。
【符号の説明】
【００１８】
１０・・・保護回路、
１１・・・電池パック、
１２・・・ヒューズエレメント、
１３・・・発熱抵抗体、
１４・・・保護素子モジュール、
１５・・・第二の抵抗体、
１６・・・検知手段、
１７・・・電圧検知用ＩＣ、
１８・・・ＦＥＴ。
【図１】
2018060659.tif 000003