(57)【要約】本発明は、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子に関し、より詳細には、抵抗素子を構造物の形態で構成することによって、抵抗素子自体の耐久性を向上させ、自動化に有利な表面実装技術を活用することができ、抵抗素子の複数個を様々な抵抗値及び大きさで組み合わせて、製品の特性に最適化された設計を行うことができる、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子に関する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン回路上に形成された第１、第２端子に接続され、前記メイン回路に過電流が印加される場合に溶断されるヒュージブルエレメントと、
前記ヒュージブルエレメントと接続される抵抗端子に接続される抵抗素子と、
基準電圧を外れる電圧が印加される場合には、前記抵抗端子に電流が流れるように制御するスイッチング素子とを含み、
前記第１、第２端子及び抵抗端子は、互いに同一平面上で離隔して並設され、
前記ヒュージブルエレメントは、基準電圧を外れる電圧が印加される場合に前記抵抗素子から発生する熱によって溶断され、
前記抵抗素子は、前記ヒュージブルエレメントを基準として両側に２つが並列に接続される第１、第２抵抗素子からなる、
ことを特徴とする異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項２】
前記第１、第２抵抗素子は、同一の抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項３】
前記第１、第２抵抗素子は、互いに異なる抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項４】
前記第１、第２抵抗素子は互いに同一又は異なる大きさに形成して、前記保護回路の設計時の自由度を高める、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項５】
前記第１、第２端子の間には、前記第１、第２抵抗素子と接続される第１、第２連結端子が位置し、
前記第１、第２連結端子の上面には、絶縁層及び導電層が順次積層され、前記導電層の上面には、それぞれの前記第１、第２抵抗素子及びヒュージブルエレメントが並設され、
前記ヒュージブルエレメントは、前記抵抗素子の輻射熱及び前記導電層を介した伝導熱によって溶断される、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項６】
前記導電層の一端部は第３端子と接続され、他端部は第４端子と接続が遮断されるように構成し、
前記スイッチング素子がターンオンされる場合、前記メイン回路で流れる電流は、前記ヒュージブルエレメント、導電層、第３端子を経て前記第１抵抗素子と第２抵抗素子とに分配され、前記第４端子で併合されて流れる、
ことを特徴とする請求項５に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項７】
前記抵抗素子は、セラミック素材からなるセラミック素体と、前記セラミック素体の両端に形成される端子部と、前記セラミック素体の外周面に形成される抵抗層とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項８】
前記スイッチング素子は、トランジスタと、基準電圧よりも低い電圧又は高い電圧が印加される場合に前記トランジスタをターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）させる制御信号を印加し、前記抵抗素子に電流が流れるように制御する制御部とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【請求項９】
前記抵抗素子は、外面を取り囲む断熱カバーを備え、前記断熱カバーは、前記ヒュージブルエレメントの方向にのみ開放され、前記抵抗素子から発生する熱が前記ヒュージブルエレメントに集中する、
ことを特徴とする請求項１に記載の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子に係り、より詳細には、抵抗素子を構造物の形態で構成することによって、抵抗素子自体の耐久性を向上させ、自動化に有利な表面実装技術を活用することができ、抵抗素子の複数個を様々な抵抗値及び大きさで組み合わせて、製品の特性に最適化された設計を行うことができる、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
被保護機器の過電流によって生じる過大発熱を検知したり、周囲温度の異常過熱に感応したりして作動する非復帰型保護素子は、機器の安全を図るために、所定の動作温度で作動することで電気回路を遮断する。その一例として、機器に生じる異常を検知する信号電流によって抵抗を発熱させ、その発熱でヒューズ素子を作動させる保護素子がある。保護素子は、異常時に発熱する抵抗をセラミック基板上に設けた、膜抵抗を用いた保護素子と、この保護素子を用いて、リチウムイオン２次電池の過充電モードで電極表面に生成したデンドライトによる性能劣化や発火の防止、又は充電時に電池が所定電圧以上に充電されることを防止する役割を果たす。
【０００３】
大韓民国公開特許１０−２００１−０００６９１６号には、保護素子基板上に低融点金属体用電極及び発熱体を有し、これら低融点金属体用電極及び発熱体上に直接的に低融点金属体が形成され、低融点金属体上には、その表面酸化を防止するために固形フラックスなどからなる内側密封部を設置し、その外側には、低融点金属体の溶断時に溶融物が素子の外に流出することを防止する外側密封部やキャップが設置される保護素子が開示されている。
【０００４】
一方、図１２Ａ及び図１２Ｂは、従来の抵抗（発熱体）上にヒュージブルエレメント（低融点金属体）が形成された保護素子を示す平面図及び断面図であり、図１３は、従来の保護素子に過電圧が印加される場合に、ヒュージブルエレメントが溶断される姿を撮影した写真である。
【０００５】
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、従来の保護素子は、セラミック基板１上にペースト形態の抵抗２が塗布され、抵抗２上に絶縁体３、ヒューズ端子４、ヒュージブルエレメント５及びケース６が順次積層されており、前記ヒューズ端子４は、連結部４ａが抵抗端子８と接続されている。
【０００６】
そして、前記抵抗に電流が印加される場合、抵抗から発生する熱が、前記ヒューズ端子と接続された抵抗端子を通して抜け出るようになる。すなわち、前記ヒュージブルエレメントは、抵抗から発生する熱が均一に供給されず、連結部４ａに近い領域は、相対的に少ない熱が加わる。
【０００７】
したがって、図１３のように、ヒュージブルエレメントは、溶断時に溶断面が両側において不均一であるため、連結部に近い領域の絶縁距離が非常に狭いことで、絶縁に対する安定性が低下するという問題がある。
【０００８】
また、従来の保護素子は、抵抗が、無機系バインダーあるいは有機系バインダーからなる抵抗ペーストの形態で塗布されるため、発熱体自体の耐久性が低下し、高電圧で使用できる十分な時間遅延（Ｔｉｍｅ−ｌａｇ）特性を備えることができないという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、抵抗素子を構造物の形態で構成することによって、抵抗素子自体の耐久性を向上させ、自動化に有利な表面実装技術を活用することができる、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の目的は、抵抗素子を、ヒュージブルエレメントを基準として両側に並列に接続される複数個を様々な抵抗値及び大きさで組み合わせて構成できるので、自由度を高めることができ、製品の特性に最適化された設計を行うことができる、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の目的は、抵抗素子を、ヒュージブルエレメントを基準として両側に並列に接続される複数個で構成することによって、ヒュージブルエレメントの溶断時に絶縁距離を十分に確保することができる、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、抵抗素子をヒュージブルエレメントと離隔させることによって、基準電圧で抵抗が溶断されることを防止する、異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子は、メイン回路上に形成された第１、第２端子に接続され、前記メイン回路に過電流が印加される場合に溶断されるヒュージブルエレメントと、前記ヒュージブルエレメントと連結された保護回路上に形成された抵抗端子に複数個が並列に接続される抵抗素子と、前記保護回路に接続され、基準電圧が印加される場合には前記電流端子に電流が流れるようにし、基準電圧を外れる電圧が印加される場合には前記抵抗端子に電流が流れるように制御するスイッチング素子とを含み、前記第１、第２端子及び抵抗端子は、互いに同一平面上で離隔して並設され、前記ヒュージブルエレメントは、基準電圧を外れる電圧が印加される場合に前記抵抗素子から発生する熱によって溶断されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の抵抗素子は、前記ヒュージブルエレメントを基準として両側に２つが並列に接続される第１、第２抵抗素子からなり、前記第１、第２抵抗素子は、同一の抵抗値を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の抵抗素子は、前記ヒュージブルエレメントを基準として両側に２つが並列に接続される第１、第２抵抗素子からなり、前記第１、第２抵抗素子は、互いに異なる抵抗値を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１、第２抵抗素子は、互いに同一又は異なる大きさに形成して、前記保護回路の設計時の自由度を高めることができることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１、第２端子の間には、前記第１、第２抵抗素子と接続される第１、第２連結端子が位置し、前記第１、第２連結端子の上面には、絶縁層及び導電層が順次積層され、前記導電層の上面には、それぞれの前記第１、第２抵抗素子及びヒュージブルエレメントが並設されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の導電層の一端部は前記第３端子と接続され、他端部は第４端子と接続が遮断されるように構成し、前記スイッチング素子がターンオンされる場合、前記メイン回路で流れる電流は、前記ヒュージブルエレメント、導電層、第３端子を経て前記第１連結端子を通して前記第２抵抗素子に分配され、前記第２連結端子を通して併合されて前記第４端子に流れることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の抵抗素子は、セラミック素材からなるセラミック素体と、前記セラミック素体の両端に形成される端子部と、前記セラミック素体の外周面に形成される抵抗層とを含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子のヒュージブルエレメントは、リング状からなることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子のスイッチング素子は、トランジスタと、基準電圧よりも低い電圧又は高い電圧が印加される場合に前記トランジスタをターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）させる制御信号を印加し、前記抵抗素子に電流が流れるように制御する制御部とを含むことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の抵抗素子は、外面を取り囲む断熱カバーを備え、前記断熱カバーは、前記ヒュージブルエレメントの方向にのみ開放され、前記抵抗素子から発生する熱が前記ヒュージブルエレメントに集中することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のような構成の、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子によれば、抵抗素子を構造物の形態で構成することによって、抵抗素子自体の耐久性を向上させ、自動化に有利な表面実装技術を活用できるという効果がある。
【００２４】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子によれば、抵抗素子を、ヒュージブルエレメントを基準として両側に並列に接続される複数個を様々な抵抗値及び大きさで組み合わせて構成できるので、自由度を高めることができ、製品の特性に最適化された設計を行うことができるという効果がある。
【００２５】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子によれば、抵抗素子を、ヒュージブルエレメントを基準として両側に並列に接続される複数個で構成することによって、ヒュージブルエレメントの溶断時に絶縁距離を十分に確保できるという効果がある。
【００２６】
また、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子によれば、抵抗素子をヒュージブルエレメントと離隔させることによって、基準電圧で抵抗が溶断されることを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の使用状態を説明するための回路図である。
【図２】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す平面図である。
【図３Ａ】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係る抵抗素子を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明に係る抵抗素子が配列される姿を示す平面図である。
【図５Ｂ】本発明に係る抵抗素子が配列される姿を示す平面図である。
【図５Ｃ】本発明に係る抵抗素子が配列される姿を示す平面図である。
【図６Ａ】メイン回路に過電流が印加される場合にヒュージブルエレメントが溶断される姿を示す回路図である。
【図６Ｂ】メイン回路に過電流が印加される場合にヒュージブルエレメントが溶断される姿を示す平面図である。
【図６Ｃ】過電流が印加されてヒュージブルエレメントが溶断される姿を撮影した写真である。
【図７Ａ】本発明に係るヒュージブルエレメントが溶断される姿を示す回路図である。
【図７Ｂ】本発明に係るヒュージブルエレメントが溶断される姿を示す平面図である。
【図７Ｃ】過電圧が印加されてヒュージブルエレメントが溶断される姿を撮影した写真である。
【図８】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す図３ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図９】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第２実施例を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第２実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第３実施例を示す平面図である。
【図１２Ａ】従来の抵抗（発熱体）上にヒュージブルエレメント（低融点金属体）が形成された保護素子を示す平面図である。
【図１２Ｂ】従来の抵抗（発熱体）上にヒュージブルエレメント（低融点金属体）が形成された保護素子を示す断面図である。
【図１３】従来の保護素子に過電圧が印加される場合にヒュージブルエレメントが溶断される姿を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明すると、次の通りである。
【００２９】
本発明を説明するにおいて、関連する公知機能あるいは構成に関する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明は省略する。また、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者の意図又は判例などによって変わり得る。したがって、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われるべきである。
【００３０】
図１は、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の使用状態を説明するための回路図である。
【００３１】
図１を参照すると、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子（以下、‘複合保護素子’という。）は、メイン回路上に接続されたヒュージブルエレメント１０の溶断によって、異常状態でメイン回路に接続された素子を保護する役割を果たす。
【００３２】
まず、本発明に係る複合保護素子が適用され得るメイン回路は、その種類に特に制限はなく、携帯用２次電池の充電が行われる回路である場合を例示できる。したがって、以下では、本発明の異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子が、２次電池の充電が行われる回路に適用される実施例を中心に説明する。
【００３３】
前記メイン回路上には、ヒュージブルエレメント１０、電源、及び充電池（ｃｈａｒｇｅｒ）が互いに接続されいる。
【００３４】
前記保護回路は、前記電源端子と充電池との間に並列接続され、基準電圧を外れる電圧が印加される場合に、これを感知して充電池を保護するように構成されている。具体的に、前記保護回路上には、ヒュージブルエレメント１０と並列に接続された複数個の抵抗素子２０と、前記抵抗素子２０と接続されたスイッチング素子３０とを含むことができる。
【００３５】
前記スイッチング素子３０は、ダイオード３２と、トランジスタ３１と、基準電圧よりも低い電圧又は高い電圧が印加される場合に前記トランジスタ３１をターンオン（Ｔｕｒｎ−ｏｎ）させる制御信号を印加し、前記抵抗素子に電流が流れるように制御する制御部３３とを含むものを例示できるが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。
【００３６】
図２は、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す平面図であり、図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す斜視図及び分解斜視図である。
【００３７】
図２乃至図３Ｂを参照すると、本発明に係る複合保護素子は、大きくヒュージブルエレメント１０と、抵抗素子２０と、スイッチング素子３０とを含む。
【００３８】
本発明に係るヒュージブルエレメント１０は、メイン回路上に形成された第１、第２端子５０，５０ａに接続され、前記メイン回路に過電流が印加される場合に溶断されて充電池を保護する役割を果たす。
【００３９】
前記ヒュージブルエレメント１０は、１２０〜２２０℃の融点を有する低融点金属又は合金からなる場合を例示できる。
【００４０】
そして、前記第１、第２端子５０，５０ａの間には、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａと接続される第１、第２連結端子４０，４０ａが位置する。前記第１連結端子４０の両端部は、それぞれ抵抗端子６０ｂ，６０ｄと電気的に接続され、前記第２連結端子４０ａの両端部は、それぞれ抵抗端子６０ａ，６０ｃと電気的に接続される。
【００４１】
前記連結端子４０の上面には絶縁層４１及び導電層４２が順次積層され、前記導電層４２の上面には前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａ及びヒュージブルエレメント１０が並設される。
【００４２】
前記絶縁層４１は、前記第１、第２連結端子４０，４０ａと導電層４２とを電気的に遮断させる役割を果たす。
【００４３】
前記導電層４２は、ヒュージブルエレメント１０と第１、第２抵抗素子２０，２０ａとが電気的に接続できるようにすることはもちろん、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａから発生する熱をヒュージブルエレメント１０に伝導させる役割もするもので、前記絶縁層４１の上面に銀（Ａｇ）ペーストなどを塗布する方式で形成することができる。
【００４４】
前記導電層４２の一端部は前記第３端子５５と接続され、他端部は第４端子５５ａと接続が遮断されるように構成することによって、前記第１抵抗素子２０と第２抵抗素子２０ａが並列に接続される。
【００４５】
そして、前記第１、第２端子５０，５０ａと抵抗端子（６０：６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）は、互いに同一平面上で離隔して並設されることによって、前記導電層４２の上面にある前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａが、ヒュージブルエレメント１０を基準として両側にそれぞれ離隔して並設されるように構成することができる。
【００４６】
一方、前記メイン回路に過電圧が印加されてスイッチング素子３０がターンオンされる場合、前記メイン回路で流れる電流は、前記ヒュージブルエレメント１０、導電層４２、第３端子５５を経て前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａにそれぞれ分配され、前記抵抗端子６０ｃで併合されて前記第４端子５５ａに流れるようになる。
【００４７】
一方、図４は、本発明に係る抵抗素子を示す断面図であって、図４を参照すると、前記抵抗素子２０は、セラミック素材からなるセラミック素体２１と、前記セラミック素体２１の両端に形成される端子部２３と、前記セラミック素体２１の上面に形成される抵抗層２２と、前記抵抗層２２を保護するコーティング層２４とを含む場合を例示できる。ただし、これに限定されるものではなく、セラミック素体の外周面にコイルが巻線された抵抗素子、螺旋状の溝が形成された抵抗素子、ｍｅｌｆ  Ｔｙｐｅ、Ｃｈｉｐ  Ｔｙｐｅなどの様々な種類の抵抗素子を用いることができることはもちろんである。
【００４８】
このように、本発明の複合保護素子は、抵抗素子２０を構造物の形態で構成することによって、従来の抵抗素子をヒュージブルエレメントの上部にペーストの形態で塗布することに比べて、抵抗素子自体の耐久性を向上させることができる。したがって、前記抵抗素子が前記ヒュージブルエレメントよりも先に溶断されたり、破損したりすることを防止できるので、充電池を安定的に保護できるようになる。
【００４９】
また、本発明の抵抗素子２０は、前記ヒュージブルエレメント１０と別個の構造物の形態で構成されるので、表面実装技術（ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｕｎｔｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を積極的に活用できるという利点がある。
【００５０】
図５Ａ乃至図５Ｃは、本発明に係る抵抗素子が配列される姿を示す平面図である。
【００５１】
図５Ａ参照すると、前記抵抗素子は、前記ヒュージブルエレメント１０を基準として両側に２つが並列に接続される第１、第２抵抗素子２０，２０ａからなる。前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａは、同一の抵抗値１０Ｒを有するように構成することができる。図５Ｂ及び図５Ｃのように、互いに異なる抵抗値２０Ｒ、１０Ｒを有するように構成してもよい。
【００５２】
そして、図５Ｂ及び図５Ｃのように、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａが互いに異なる抵抗値を有する場合において、前記第２抵抗素子２０ａは、前記第１抵抗素子２０よりも大きい抵抗値を有するが、第１抵抗素子の大きさに相応する大きさに構成してもよく（図５Ｂ参照）、前記第２抵抗素子を第１抵抗素子よりも大きい大きさに構成してもよい（図５Ｃ参照）。
【００５３】
このように、本発明に係る複合保護素子は、複数の抵抗素子のそれぞれの抵抗値を多様に組み合わせることができることはもちろん、抵抗素子の大きさ／形状を多様に組み合わせることができる。このような抵抗素子の様々な組み合わせを通じて、メイン回路又は保護回路の設計時の自由度を高めることができ、製品の特性に最適化された複合保護素子を構成することができる。
【００５４】
また、本発明に係る複合保護素子は、複数の抵抗素子を並列に構成することによって、一側にある抵抗素子、例えば、図５Ａの第２抵抗素子がろくに作動しない場合にも第１抵抗素子が正常に作動して、第１、第２抵抗素子が相互補完的な関係を有するので、安定性を高めることができる。
【００５５】
図６Ａ及び図６Ｂは、メイン回路に過電流が印加される場合にヒュージブルエレメントが溶断される姿を示す回路図及び平面図であり、図６Ｃは、過電流が印加されてヒュージブルエレメントが溶断される姿を撮影した写真である。
【００５６】
図６Ａ乃至図６Ｃを参照すると、前記ヒュージブルエレメント１０は、前記メイン回路に瞬間的に流入する突入電流（ｓｕｒｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が印加される場合、突入電流による熱によって溶断される。
【００５７】
このとき、前記ヒュージブルエレメント１０は、前端部１１の領域で溶断が行われ、メイン回路は遮断されるので、充電池の損傷乃至爆発を防止する。前記ヒュージブルエレメント１０は、前記メイン回路に瞬間的に流入する突入電流（ｓｕｒｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が印加される場合、突入電流による熱によって溶断される。
【００５８】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明に係るヒュージブルエレメントが溶断される姿を示す回路図及び平面図であり、図７Ｃは、過電圧が印加されてヒュージブルエレメントが溶断される姿を撮影した写真である。
【００５９】
図７Ａ乃至図７Ｃを参照すると、上述したように、前記メイン回路に基準電圧を外れる電圧、例えば、過電圧が印加される場合、スイッチング素子において、前記第１、第２抵抗素子に電流が流れるように制御するようになる（図１参照）。そして、前記ヒュージブルエレメント１０は、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａに電流が流入して発生する熱によって前端部１１の領域及び後端部１３の領域で溶断が行われることで、充電池を保護するようになる。
【００６０】
このように、本発明に係る複合保護素子は、過電流が印加されるか、又は過電圧が印加される異常状態で充電池を保護できるようになる。
【００６１】
特に、図６Ｃ及び図７Ｃから確認できるように、本発明に係る複合保護素子は、従来の保護素子（図１３参照）に比べて、ヒュージブルエレメントの溶断距離を十分に確保できるようになる。
【００６２】
図８は、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第１実施例を示す断面図である。
【００６３】
図８を参照すると、本発明に係る複合保護素子は、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａがそれぞれ前記ヒュージブルエレメント１０を基準として両側に並設されている。したがって、メイン回路に基準電圧を外れる電圧が印加される場合、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａから発散される輻射熱及び前記導電層４２を介して伝導される伝導熱によって、ヒュージブルエレメント１０が溶断される。
【００６４】
そして、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａが前記ヒュージブルエレメント１０の両側面に位置するので、溶断時に絶縁距離を十分に確保できるという利点がある（図６Ｃ参照）。
【００６５】
本発明に係る複合保護素子は、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａが前記ヒュージブルエレメント１０と所定距離だけ離隔している。したがって、メイン回路に基準電圧内の電圧が印加される状況で一時的に前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａに電流が印加されても、前記第１、第２抵抗素子と前記ヒュージブルエレメントとの隔離距離によって所定の溶断遅延時間を確保することができる。
【００６６】
図９は、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第２実施例を示す平面図であり、図１０は、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第２実施例を示す断面図である。
【００６７】
図９及び図１０を参照すると、本発明のヒュージブルエレメント１０ａは、図２の平板状のヒュージブルエレメント１０とは異なり、中央領域が中空であるリング状に構成されてもよい。
【００６８】
前記ヒュージブルエレメント１０ａを、平板状のヒュージブルエレメントと差別化された構造であるリング状に構成することによって、溶断時間をより自由に制御することができる。
【００６９】
また、ヒュージブルエレメント１０ａの溶断部分の幅が平板状のヒュージブルエレメントよりも狭いので、溶断時に絶縁距離が増加することで、充電池の爆発に対する安全性を高めることができる。
【００７０】
図１１は、本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子の第３実施例を示す断面図である。
【００７１】
図１１を参照すると、本発明に係る複合保護素子は、前記第１、第２抵抗素子２０，２０ａの外面に断熱カバー２５が備えられるように構成してもよい。
【００７２】
前記断熱カバー２５は、抵抗素子２０から発生する熱が前記ヒュージブルエレメント１０の方向に集中できるように方向性を提供する。
【００７３】
したがって、前記断熱カバー２５は、前記抵抗素子２０の外面を取り囲み、前記ヒュージブルエレメント１０の方向は開放される構造からなる。
【００７４】
このように、抵抗素子２０の外面に断熱カバー２５を形成することによって、溶断時間を短縮することができ、前記ヒュージブルエレメント１０を除外した周辺素子に熱が伝達されることを遮断できるようになる。
【００７５】
一方、本発明の詳細な説明及び添付図面では具体的な実施例に関して説明したが、本発明は、開示された実施例に限定されず、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施例に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものを含むものと解釈しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る異常状態の電流及び電圧を遮断する複合保護素子は、抵抗素子を構造物の形態で構成することによって、抵抗素子自体の耐久性を向上させ、自動化に有利な表面実装技術を活用することができ、抵抗素子を、ヒュージブルエレメントを基準として両側に並列に接続される複数個を様々な抵抗値及び大きさで組み合わせて構成できるので、自由度を高めることができ、抵抗素子を、ヒュージブルエレメントを基準として両側に並列に接続される複数個で構成することによって、ヒュージブルエレメントの溶断時に絶縁距離を十分に確保することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０    ヒュージブルエレメント
１１    前端部
１３    後端部
２０    抵抗素子
２１    セラミック素体
２２    抵抗層
２３    端子部
２４    コーティング層
２５    断熱カバー
３０    スイッチング素子
３１    トランジスタ
３２    ダイオード
３３    制御部
４０    連結端子
４１    絶縁層
４２    導電層
５０    第１端子
５０ａ    第２端子
５５    第３端子
５５ａ    第４端子
６０    抵抗端子
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ｃ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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