适用mit技术的高温/过电流自动切断方法及应用该方法的开关的制作方法
【技术领域】
[0001] 发明为适用MIT(Metal-InsulatorTransition)技术的高温/过电流自动切断方 法及应用该方法的开关。具体来讲是基于MIT技术，在高温/过电流状态下自动切断电流 的方法及应用该方法的开关。
【背景技术】
[0002] -般来讲，主要应用于智能手机等电子器件的电池，不应因高温而发生故障或发 生着火事件。而为解决该问题会安装电池保护回路以防止电池受损。而该标准电池保护回 路分为Protection-次保护回路，和由双金属（Bi-Metal)、TCO、PTC或Fuse等构成，完善 一次保护回路的二次保护回路。
[0003] 但之前的电池保护回路因由两个保护回路构成，制造成本不仅高，且发生无法顺 应电子器件不断趋向小型化的走向。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供基于MIT技术，在高温/过电流状态时，可自动切断电流的适 用MIT技术的高温/过电流自动切断方法及应用该技术的开关。
[0005] 为达成上述本发明的目的，根据本发明一个方面，而基于MIT(Metal-InsulatorTr ansition)元件之高温/过电流自动切断开关的工作方法包含：基于CTS(critiealtempera tureswitch)的电阻和参考电阻，计算作用于FET(fieldeffecttransistor)的FET电压阶 段；比较上述FET电压与临界电压高低的阶段；上述FET电压高于临界电压，决定使上述 FET处于开启（on)状态的阶段及上述FET电压低于上述临界电压，使上述FET处于关闭 (off)状态的阶段。而上述CTS是基于上述MIT元件而工作的开关，而上诉MIT元件是只在 特定温度范围内呈现金属性质的元件。
[0006] 上述FET电压可按照下列数学方程式计算。
[0007] 〈数学方程式〉
[0009] 上述Vgs为上述FET电压，上述V 为电源电压，上述Rcts为上述第一CTS电阻， 上述RMf为上述参考电阻。
[0010] 上述FET是N型金属半场效晶体管（MOSFET)，上述CTS具备温度上升时电阻值的 变化趋势与温度下降时电阻值的变化趋势不同之性质。
[0011] 为达成上述本发明的目的，根据本发明的一个方面，适用MIT(Metal-InsulatorTr ansition)技术的高温/过电流自动切断开关，基于MlT(Metal-InsulatorTransition)元 件而工作，包含基于只在特定温度范围内呈现金属性质而工作的CTS(criticaltemperatur eswitch)，基于与上述CTS电阻串联而输入的电源电压，为决定作用于上述CTS电阻的CTS 电压而使用的参考电阻，及上述CTS两端分别与闸极及电源相连，比较上述CTS电压和临界 电压进而进行〇n/off工作的FET((fieldeffecttransistor)。而上述高温切断开关比较作 为上述闸极和上述电源之间电压的FET电压与临界电压高低，上述FET电压高于临界电压 时，决定使上述FET处于开启（on)状态，上述FET电压低于临界电压时，决定使上述FET处 于关闭（off)状态。
[0012] 上述FET电压可利用下列数学方程式计算。
[0013] 〈数学方程式〉
[0015]上述Vgs为上述FET电压，上述Vs_ee为电源电压，上述Rcts为上述CTS电阻，上述 Rraf为上述参考电阻。
[0016] 上述高温/过电流切断开关，与保护电池的保护IC(integratedcircuit)输入/ 输出端相连，根据上述FET电压决定是否供应电源。
[0017] 上述高温/过电流自动切断开关，可作用于保护电池的保护ICQntegratedcircu it)之FET控制信号部位，进而根据上述FET电压决定是否供应电源。
[0018] 根据为达成上述本发明目的的本发明的另一方面，适用MIT(Metal-InsulatorTra nsition)技术的高温/过电流自动切断开关包含第一切断开关与第二切断开关。上述 第一切断开关基于第一MIT电源工作，可包含只在第一温度范围内基于金属性质工作的 第一CTS(criticaltemperatureswitch)、基于与上述第一CTS电阻串联而输入的电源电 压，为决定上述CTS电阻的CTS电压而使用的第一参考电阻和上述第一CTS两端分别与 第一闸极和第一电源相连，比较上述CTS电压和临界电压进而决定on/off状态的第一 FET((fieldeffecttransistor);上述第二切断开关基于第二MIT电源工作，可包含只在第 二温度范围内基于金属性质工作的第二CTS(criticaltemperatureswitch)，基于与上述第 二CTS电阻串联而输入的电源电压，为决定上述CTS电阻的CTS电压而使用的第二参考电 阻和上述第二CTS两端分别与第二闸极和第二电源相连，比较上述CTS电压和临界电压进 而决定〇n/off状态的第二FET((fieldeffecttransistor)。上述第一切断开关，比较作为 上述第一闸极和上述第一电源之间电压的第一FET电压与第一临界电压的高低，上述第一 FET电压高于第一临界电压时，决定上述第一FET处于开启（on)状态，上述第一FET电压低 于第一临界电压时，决定上述第一FET处于关闭（off)状态；上述第二切断开关比较作为第 二闸极和上述第二电源之间电压的第二FFT电压与第二临界电压的高低，第二FFT电压高 于第二临界电压时，决定上述第二FET处于开启（on)状态，上述第二FET电压低于第二临 界电压时，决定上述第二FET处于关闭（off)状态。
[0019] 上述第一CTS为防止过放电而工作，上述第二CTS则为防止过充电而工作。
[0020] 上述第一MIT元件和上述第二MIT元件，可不同于基于上述金属性质而变化的第 一温度范围和上述第二温度范围的元件。
[0021] 上述第一FET电压可利用下列数学方程式计算。
[0022] 〈数学方程式1>
[0024] 上述Vgs为上述第一FET电压，上述V_。6为第一电源电压，上述RCTS为上述第一 CTS电阻，上述Rref可为上述第一参考电阻。
[0025] 上述第二FET电压可利用下列数学方程式2计算。
[0026] 〈数学方程式2>
[0028] 上述Vgs为上述第二FET电压，上述V__为第二电源电压，上述RCTS为上述第二 CTS电阻，上述Rref可为上述第二参考电阻。
[0029] 如上所述，使用根据本发明实施范例，而适用MIT技术的高温/过电流切断方法及 应用该方法的开端，可在过电流导致生热时，切断供应到回路上的电源，进而保护回路。
[0030] 且替代之前为防止过电流导致生热而切断电源所使用的双金属、 TCO(ThermalCutOfT)、PTC(PositiveTemperatreCoefTicient)及Fuse，而使用基于MIT技 术的高温/过电流开关，可以更低的费用，安装温度反应误差小的电源切断装置。
【附图说明】
[0031] 图1所示为电阻随V02(二氧化钒）薄膜温度而变化的图表。
[0032] 图2所示呈现适用MIT技术的CTS对温度/电阻依赖性的图表。
[0033] 图3所示为根据本发明实施范例的高温/过电流自动切断开关的概念图。
[0034] 图4所示为根据本发明实施范例的VGS电压之变化特点的图表。
[0035] 图5所示为根据本发明实施范例的电池回路的概念图。
[0036] 图6所示为根据本发明实施范例，形成组合的高温/过电流切断开关的概念图。
[0037] 图7与图8所示为根据本发明实施范例，高温/过电流自动开关工作的 POC(ProctectionOneChip)之概念图。
[0038] 图9所示为根据本发明实施范例的电池保护回路之概念图。
[0039] 图10所示为根据本发明实施范例的电池保护回路之概念图。
[0040] 图11所示为根据本发明实施范例的高温/过电流自动切断开关回路之概念图。
[0041]图12所