切換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種切換電流通路的切換電路。本申請(qǐng)主張日本專利申請(qǐng)2013-188804號(hào)(2013年9月11日申請(qǐng))的優(yōu)先權(quán)，并為了在此參照該申請(qǐng)的公開的全部?jī)?nèi)容而進(jìn)行引用。
【背景技術(shù)】
[0002]可充電而重復(fù)利用的二次電池大多被加工成電池組(battery pack)而提供給用戶。特別地，在重量能量密度高的鋰離子二次電池中，為了確保用戶和電子設(shè)備的安全，通常將過充電保護(hù)、過放電保護(hù)等多個(gè)保護(hù)電路內(nèi)置于電池組，從而具有在預(yù)定的情況下切斷電池組的輸出的功能。
[0003]在這種電路中，使用內(nèi)置于電池組的FET開關(guān)來進(jìn)行輸出的接通/斷開(0N/0FF)，由此進(jìn)行電池組的過充電保護(hù)或過放電保護(hù)動(dòng)作。然而，無論是由于何種原因FET開關(guān)短路損壞時(shí)、由于被雷擊等而導(dǎo)致瞬間流過大電流時(shí)、或者由于電池單元的壽命而輸出電壓異常下降或相反地輸出過大異常電壓時(shí)，電池組或電子設(shè)備都應(yīng)該受到保護(hù)以防止起火等事故。因此，為了在這樣的可設(shè)想的任何異常狀態(tài)下也安全地將電池單元的輸出切斷，使用由熔斷元件構(gòu)成的保護(hù)元件，該熔斷元件具有根據(jù)來自外部的信號(hào)切斷電流通路的功能。
[0004]作為面向鋰離子二次電池等的保護(hù)電路的保護(hù)元件，專利文獻(xiàn)I記載有遍及電流通路上的第一電極、發(fā)熱體引出電極、第二電極之間連接可熔導(dǎo)體而作為電流通路的一部分，并使該電流通路上的可熔導(dǎo)體由過電流所引起的自發(fā)熱或通過設(shè)置在保護(hù)元件內(nèi)部的發(fā)熱體而熔斷的保護(hù)元件。這樣的保護(hù)元件中，通過將熔融的液態(tài)的可熔導(dǎo)體聚集在連接于發(fā)熱體的導(dǎo)體層上來切斷電流通路。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本特開2010-003665號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-185960號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2012-003878號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]然而，即使發(fā)生異常而切斷鋰離子二次電池的充放電電流通路，在電池單元中仍然積蓄有對(duì)應(yīng)電池容量部分的大的能量，可以想象在保護(hù)電路產(chǎn)生異常等情況下，由來自該電池單元的泄漏電流引起的發(fā)熱事故等的危險(xiǎn)。因此，優(yōu)選地，在停止使用電池組后，使內(nèi)部的電池單元放電直到下降到安全的電壓為止。
[0012]這樣，例如在鋰離子二次電池的電池組中，就要求可靠地將電池單元的電流通路從正常時(shí)的充放電通路切換到異常時(shí)的放電通路的元件。
[0013]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種切換電路，該切換電路以預(yù)定的順序進(jìn)行在正常時(shí)被短路的電流通路的切斷、和在異常時(shí)使用的電流通路的短路，對(duì)電流通路進(jìn)行不可逆的切換。
[0014]技術(shù)方案
[0015]為了解決上述課題，本發(fā)明的切換電路具有:短路電路和斷開電路，上述短路電路具備:第一發(fā)熱體，其通過電流流通而發(fā)熱;短路側(cè)可熔導(dǎo)體，其一端與上述第一發(fā)熱體連接，另一端與主電路連接;開關(guān)，其一端與上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體連接并且與上述主電路連接，另一端與第一電路連接，上述短路電路通過上述第一發(fā)熱體所發(fā)出的熱量使上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，并通過該熔融導(dǎo)體使上述開關(guān)短路，上述斷開電路具備:第二發(fā)熱體，其通過電流流通而發(fā)熱；斷開側(cè)可熔導(dǎo)體，其與上述第二發(fā)熱體連接，并且上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的一端與第二電路連接，另一端與上述主電路連接，上述斷開電路通過上述第二發(fā)熱體所發(fā)出的熱量使上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，在上述第二發(fā)熱體的一端連接有開關(guān)元件，該開關(guān)元件接收切換信號(hào)，使電流從上述主電路通入上述第二發(fā)熱體，上述短路電路的上述第一發(fā)熱體的斷開端與上述斷開電路的上述第二發(fā)熱體和上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的連接端連接，根據(jù)上述開關(guān)元件進(jìn)行動(dòng)作，上述斷開電路的上述第二發(fā)熱體通電并發(fā)熱，使上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，上述主電路和上述第二電路被切斷，根據(jù)上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的熔斷，上述短路電路的上述第一發(fā)熱體通電并發(fā)熱，使上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體熔融，上述開關(guān)被短路，上述主電路和上述第一電路被通電。
[0016]此外，本發(fā)明的切換電路具有:短路電路和斷開電路，上述短路電路具備:第一發(fā)熱體，其通過電流流通而發(fā)熱；短路側(cè)可熔導(dǎo)體，其一端與上述第一發(fā)熱體連接，另一端與主電路連接;開關(guān)，其一端與上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體連接并且與上述主電路連接，另一端與第一電路連接，上述短路電路通過上述第一發(fā)熱體所發(fā)出的熱量使上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，并通過該熔融導(dǎo)體使上述開關(guān)短路，上述斷開電路具備:第二發(fā)熱體，其通過電流流通而發(fā)熱;斷開側(cè)可熔導(dǎo)體，其與上述第二發(fā)熱體連接，并且上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的一端與第二電路連接，另一端與上述主電路連接，上述斷開電路通過上述第二發(fā)熱體所發(fā)出的熱量使上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，在上述第一發(fā)熱體的一端連接有第一開關(guān)元件，該第一開關(guān)元件接收切換信號(hào)，使電流從上述主電路通入上述第一發(fā)熱體，在上述第二發(fā)熱體的一端連接有第二開關(guān)元件，該第二開關(guān)元件接收切換信號(hào)，使電流從上述主電路通入上述第二發(fā)熱體，根據(jù)上述第二開關(guān)元件進(jìn)行動(dòng)作，上述斷開電路的上述第二發(fā)熱體通電并發(fā)熱，使上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，上述主電路和上述第二電路被切斷，根據(jù)上述第一開關(guān)元件進(jìn)行動(dòng)作，上述短路電路的上述第一發(fā)熱體通電并發(fā)熱，使上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體熔融，上述開關(guān)被短路，上述主電路和上述第一電路被通電。
[0017]此外，本發(fā)明的切換電路具有:短路部和斷開部，上述短路部具備:第一發(fā)熱體，其通過電流流通而發(fā)熱;短路側(cè)可熔導(dǎo)體，其一端與上述第一發(fā)熱體連接，另一端與第一電路連接;開關(guān)，其一端與上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體連接并且與上述第一電路連接，另一端與主電路連接，上述短路部通過上述第一發(fā)熱體所發(fā)出的熱量使上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，并通過該熔融導(dǎo)體使上述開關(guān)短路，上述斷開部具備:第二發(fā)熱體，其通過電流流通而發(fā)熱；斷開側(cè)可熔導(dǎo)體，其與上述第二發(fā)熱體連接，并且上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的一端與上述開關(guān)的另一端和上述主電路連接，另一端與第二電路連接，上述斷開部通過上述第二發(fā)熱體所發(fā)出的熱量使上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，上述第一發(fā)熱體與接收切換信號(hào)而使電流從上述主電路通入上述第一發(fā)熱體的第一開關(guān)元件連接，上述第二發(fā)熱體與接收切換信號(hào)而使電流從上述主電路通入上述第二發(fā)熱體的第二開關(guān)元件連接，根據(jù)上述第二開關(guān)元件進(jìn)行動(dòng)作，上述斷開部的上述第二發(fā)熱體通電并發(fā)熱，使上述斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔斷，上述主電路和上述第二電路被切斷，根據(jù)上述第一開關(guān)元件進(jìn)行動(dòng)作，上述短路部的上述第一發(fā)熱體通電并發(fā)熱，使上述短路側(cè)可熔導(dǎo)體熔融，上述開關(guān)被短路，上述主電路和上述第一電路被通電。
[0018]技術(shù)效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過使開關(guān)元件動(dòng)作將從主電路到達(dá)第二電路的電流通路切斷并構(gòu)建到達(dá)第一電路的電流通路，從而將主電路的電流通路從第二電路切換到第一電路。此時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，通過使第一、斷開側(cè)可熔導(dǎo)體熔融，能夠不可逆地進(jìn)行電流通路的切斷和短路。
【附圖說明】
[0020]圖1是構(gòu)成切換電路的短路電路的電路圖，(A)示出短路前，(B)示出短路后。
[0021]圖2是構(gòu)成切換電路的斷開電路的電路圖，(A)示出斷開前，(B)示出斷開后。
[0022]圖3是示出第一切換電路的構(gòu)成的框圖。
[0023]圖4是示出切換前的第一切換電路的電路圖，(A)示出具備兩個(gè)斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的例，(B)示出具備一個(gè)斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的例。
[0024]圖5是示出通過開關(guān)元件使第二發(fā)熱體被通電的第一切換電路的電路圖。
[0025]圖6是示出使第一發(fā)熱體被通電的第一切換電路的電路圖。
[0026]圖7是示出切換后的第一切換電路的電路圖。
[0027]圖8是應(yīng)用了第一切換電路的電池組的電路圖。
[0028]圖9是示出第一切換電路的變形例的電路圖。
[0029]圖10是應(yīng)用了變形例的第一切換電路的電池組的電路圖。
[0030]圖11是示出第二切換電路的構(gòu)成的框圖。
[0031]圖12是示出第二切換電路的電路圖，(A)示出具備兩個(gè)斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的例，(B)示出具備一個(gè)斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的例。
[0032]圖13是應(yīng)用了第二切換電路的電池組的電路圖。
[0033]圖14是示出第二切換電路的變形例的電路圖。
[0034]圖15是應(yīng)用了變形例的第二切換電路的電池組的電路圖。
[0035]圖16是示出第三切換電路的電路圖，(A)示出具備兩個(gè)斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的例，(B)示出具備一個(gè)斷開側(cè)可熔導(dǎo)體的例。
[0036]圖17是應(yīng)用了第三切換電路的電池組的電路圖。
[0037]圖18是示出第三切換電路的變形例的電路圖。
[0038]圖19是應(yīng)用了變形例的第三切換電路的電池組的電路圖。
[0039]符號(hào)說明
[0040]1:短路電路，2:第一發(fā)熱體，3:短路側(cè)可熔導(dǎo)體，4:開關(guān)，5:第一電極，6:第二電極，7:第一發(fā)熱體電極，10:斷開電路，11:第二發(fā)熱體，12:斷開側(cè)可熔導(dǎo)體，13:第三電極，14:第四電極，15:第二發(fā)熱體電極，16:連接端電極，21:短路元件，22:斷開元件，23:第