剩电流以及/或者过剩电压而向上述保护元件的PTC元件通电。
[0035]在本发明的保护电路中，本发明的保护元件中，例如第I引线与电源连接，第2引线与被保护装置连接，第I导电性金属层与开关元件连接，第2导电性金属层经由第2引线而与被保护装置连接。若产生了过剩电流以及/或者过剩电压，则伴随于此，开关元件给PTC元件通电电流，PTC元件动作至高温/高阻状态，因由该PTC元件所产生的焦耳热而温度熔断器部件被熔断，从而电路断开，被保护装置得到保护。
[0036]在本发明的保护电路中，作为开关元件，例如列举出场效应晶体管元件(以下也称作“FET”)等。其中，由于能够根据其自身电压的异常而给PTC元件通电电流，因此特别优选FET。在使用其他开关元件的情况下，有时需要检测过剩电压以及/或者过剩电流并使开关元件开始向PTC元件的通电的机构。
[0037]在第3方面中，本发明提供一种构成为具有上述保护元件或者保护电路的电气装置(例如二次电池组，尤其是被用作电动汽车、无绳吸尘器、电动工具、无线基站用的各种电池的二次电池组，详细而言为高电压以及/或者高电流用的二次电池组等)。
[0038]发明效果
[0039]本发明的保护元件能够将多个温度熔断器部件配置在PTC元件上，因此可以流经大电流例如30A以上的电流，而且也能够使电路从过剩电流以及/或者过剩电压中得以保护。此外，由绝缘层使PTC元件和第I引线部电绝缘，因此在温度熔断器部件熔断后，能够可靠地使从第I引线经由PTC元件向第2引线的流路切断。
【附图说明】
[0040]图1是本发明的保护元件的一个实施方式的简要侧视图。
[0041]图2是图1的保护元件的简要俯视图。
[0042]图3是示意性地表示包括图1的保护元件在内的保护电路的电路图。
[0043]图4是示意性地表示包括本发明的保护元件的其他实施方式在内的保护电路的电路图。
[0044]图5是示意性地表示包括本发明的保护元件的进一步其他实施方式在内的保护电路的电路图。
[0045]图6是示意性地表示包括本发明的保护元件的进一步另一其他实施方式在内的保护电路的电路图。
【具体实施方式】
[0046]参照附图来详细地说明本发明的保护元件。但是，应注意:本发明的保护元件并不限定于图示的例子。
[0047]在图1中示出本发明的保护元件的一个实施方式的简要侧视图，在图2中示出图1所示的保护元件的简要俯视图，进而在图3中利用等效电路来示意性地表示包括图1的保护元件在内的保护电路。在图3中，由点线所包围的部分相当于本发明的保护元件。
[0048]如图1以及图2所示，本实施方式的保护元件10构成为具有:PTC元件18，其具有层状PTC单元12、位于该层状PTC单元12的一个主表面上的第I导电性金属层14、和位于该层状PTC单元12的另一个主表面上的第2导电性金属层16 ;绝缘层20，其位于上述PTC元件18的第2导电性金属层16上；以及位于上述绝缘层20上且处于PTC元件18的热影响下的熔断器部件22、和位于该熔断器部件22的两端的第I引线24及第2引线26。此外，如图1所示，第2引线26的一部分与PTC元件18的第2导电性金属层16电连接，第2引线26也兼有将第2导电性金属层16和被保护装置电连接的作用。另外，如图2所示，在本实施方式中，温度熔断器部件有4个，这些温度熔断器部件被一并连接至第I引线以及第2引线，但本发明的保护元件并不限定于该实施方式。例如，各熔断器部件也可以分部具有单独的第I引线以及第2引线，温度熔断器也可以为2个、3个或者5个。
[0049]在该实施方式中，例如在图3所示的接点a-b间产生了过剩电压的情况下，FET使电流在接点a-FET-接点c间流动。由于该电流而PTC元件18动作(trip)从而发热，处于PTC元件18的热影响下的温度熔断器部件22由于该热而被熔断，电流被切断(但是，可经由PCT元件而流过微量电流)。如此，与接点X以及接点I连接的被保护装置得到保护。
[0050]在图4中，利用等效电路来示意性地表示本发明的保护元件的其他实施方式。在图4中，由点线所包围的部分相当于本发明的保护元件。该实施方式在图3的实施方式的基础上还具有与PTC元件18串联连接的第2温度熔断器部件30。该第2温度熔断器部件30处于PTC元件18的热影响下。S卩，第2温度熔断器部件30通过由动作的PTC元件18所产生的焦耳热而被熔断。
[0051]在该实施方式中，通过由PTC元件18所产生的焦耳热而温度熔断器部件22被切断之后也可经由PTC元件18流过的接点a-FET-接点c间的微量电流，能够通过上述PTC元件18的热使得第2温度熔断器部件30熔断来切断，能够实现电路的完全开路。另外，关于第2温度熔断器部件30的配置，只要与PTC元件18串联连接且处于PTC元件的热影响下即可，并不限定于图示的位置。
[0052]在图5中，利用等效电路来示意性地表示本发明的保护元件的进一步其他实施方式。在图5中，由点线所包围的部分相当于本发明的保护元件。该实施方式在图3的实施方式的基础上还具有与温度熔断器部件22串联连接的电流熔断器部件40。该电流熔断器部件40在产生了过剩电流的情况下快速地熔断，因此能够使针对过剩电流的保护变得更为迅速且可靠。另外，关于电流熔断器部件40的配置，只要与温度熔断器部件22串联即可，并不特别限定，但优选如图示那样与PTC元件18也串联连接，以使可经由PTC元件18流过的微量电流也能够切断。
[0053]在图6中，利用等效电路来示意性地表示本发明的保护元件的进一步另一其他实施方式。在图6中，由点线所包围的部分相当于本发明的保护元件。该实施方式在图5的实施方式的基础上，相对于温度熔断器部件22以及电流熔断器部件40并联地具有第2PTC元件50以及第3温度熔断器部件52。第3温度熔断器部件52与第2PTC元件50串联地连接且处于第2PTC元件50的热影响下，但实质上不受PTC元件18的热的影响。在该实施方式中，在针对过剩电压而温度熔断器部件22被熔断时、或者由于过剩电流而电流熔断器部件40被熔断时，在接点d-e间经由温度熔断器部件22以及电流熔断器部件40流过的电流的一部分将换向至第2PTC元件50侧的电路。其结果，温度熔断器部件22或者电流熔断器部件40熔断时的电弧的产生被抑制。然后，接点d-e间的电流全部流至第2PTC元件50，第2PTC元件50动作从而发热，使第3温度熔断器部件52熔断，流经第2PTC元件50的微量电流也切断。另外，在该实施方式中，关于各PTC元件、电流熔断器部件、以及各温度熔断器部件的配置，只要被连接为各自能够起到上述效果，便不限定于图示的例子。对于本领域技术人员而言，相应配置能够适当选择。
[0054]产业上的可利用性
[0055]本发明的保护元件例如能够作为二次电池的保护元件等而用于各种电气装置中。
[0056]符号说明
[0057]10保护元件
[0058]12层状PTC单元
[0059]14第I导电性金属层
[0060]16第2导电性金属层
[0061]18 PTC 元件
[0062]20绝缘层
[0063]22温度熔断器部件
[0064]24第I引线
[0065]26第2引线
[0066]30第2温度熔断器部件
[0067]40电流熔断器部件
[0068]50 第 2PTC 元件
[0069]52第3温度熔断器部件
【主权项】
1.一种保护元件，构成为具有: PTC元件，其具有层状PTC单元、位于该层状PTC单元的一个主表面上的第I导电性金属层、和位于该层状PTC单元的另一个主表面上的第2导电性金属层； 绝缘层，其位于上述PTC元件的第2导电性金属层上； 温度熔断器部件，其位于上述绝缘层上；以及 与上述温度熔断器部件的一端连接的第I引线和与上述温度熔断器部件的另一端连接的第2引线， 在此，第2引线的一部分与上述第2导电性金属层电连接。2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于， 第2温度熔断器部件与PTC元件串联连接。3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其特征在于， 上述温度熔断器部件以及/或者第2温度熔断器部件分别并联地存在两个以上。4.根据权利要求1?3中任一项所述的保护元件，其中， 上述保护元件还具有与上述温度熔断器部件串联连接的电流熔断器部件。5.一种保护电路，构成为具有: 权利要求1?4中任一项所述的保护元件；以及 开关元件，其用于根据过剩电流以及/或者过剩电压而向上述保护元件的PTC元件通电。6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于， 上述开关元件为场效应晶体管。7.一种电气装置，其特征在于，具有权利要求1?4中任一项所述的保护元件或者权利要求5或6所述的保护电路。8.根据权利要求7所述的电气装置，其特征在于， 上述电气装置为二次电池单体。
【专利摘要】本发明提供一种既能流经更大的电流又能提供针对过剩电压以及/或者过剩电流的保护的保护元件。本发明的保护元件具有：PTC元件(18)，其具有层状PTC单元(12)、位于该层状PTC单元的一个主表面上的第1导电性金属层(14)和位于该层状PTC单元的另一个主表面上的第2导电性金属层(16)；绝缘层(20)，其位于上述PTC元件(18)的第2导电性金属层(16)上；温度熔断器部件(22)，其位于上述绝缘层(20)上；以及与上述温度熔断器部件的一端连接的第1引线(24)和与上述温度熔断器部件的另一端连接的第2引线(26)，在此第2引线(26)的一部分与上述第2导电性金属层(16)电连接。
【IPC分类】H01C7/02, H01M2/34, H01H37/76, H02H3/08, H02H7/18, H02H3/20, H02H5/04
【公开号】CN104919670
【申请号】CN201480004548
【发明人】莲沼贵司, 田中新, 铃木克彰, 横田贵之
【申请人】泰科电子日本合同会社
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年1月9日
【公告号】WO2014109364A1