[發(fā)明專利]過電流保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410186664.1
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN104332959B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沙益安;曾郡騰;陳以諾
• 申請（專利權(quán)）人: 聚鼎科技股份有限公司
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18;H01M10/42
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 于寶慶,劉春生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種過電流保護裝置，特別是關(guān)于一種應(yīng)用于二次電池的過電流保護裝置。

背景技術(shù)

由于具有正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient；PTC)特性的導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻具有對溫度變化反應(yīng)敏銳的特性，可作為電流或溫度感測元件的材料，且目前已被廣泛應(yīng)用于過電流保護元件或電路元件上。由于PTC導(dǎo)電復(fù)合材料在正常溫度下的電阻可維持極低值，使電路或電池得以正常運作。但是，當(dāng)電路或電池發(fā)生過電流(over-current)或過高溫(over-temperature)的現(xiàn)象時，其電阻值會瞬間提高至一高電阻狀態(tài)，即發(fā)生觸發(fā)(trip)現(xiàn)象，從而降低流過的電流值。

目前行動裝置使用的二次電池(例如鋰電池)的過電流保護是將二次電池串接一保護電路模組(Protection Circuit Module；PCM)，而該保護電路模組中搭載PTC元件，以提供過電流時的保護。圖1例示一保護電路模組10，其中PTC元件11設(shè)置于電路板(PCB)15上。該保護電路模組10上通常會因應(yīng)電路設(shè)計另外設(shè)置各式電阻13、電感14等被動元件及包含場效電晶體的IC元件12。PTC元件11和IC元件12通常具有一定的高度，而搭載PTC元件11和IC元件12的電路板15亦具有一定厚度，使得保護電路模組10整體的厚度會達1.8-2.3mm，或甚至更高。

隨著手持式電子產(chǎn)品的衍進，為增加產(chǎn)品電池的續(xù)航力，IC元件與被動元件在電路上能占有的空間也更加窄小。因此，如何在不降低元件尺寸、不降低維持電流(hold current)、同時也不增加PTC元件的電阻的前提下，如何經(jīng)由結(jié)構(gòu)設(shè)計，使PTC相關(guān)保護模組所占空間減少，已經(jīng)成為亟需突破的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明揭露一種過電流保護裝置，串接于二次電池的正負電極端，以提供過電流時的保護。過電流保護裝置具有容置空間以容納相關(guān)的IC、PTC及被動元件，可有效降低整體高度。

本發(fā)明揭露一種過電流保護裝置，用于提供二次電池的過電流保護，其包含導(dǎo)線架(lead frame)、至少一主動或被動元件和PTC元件。導(dǎo)線架具有承載部及彎折的兩端部，形成一容置空間。該導(dǎo)線架的兩端部分別電氣連接于該二次電池的正、負極。承載部包含復(fù)數(shù)個區(qū)塊。主動或被動元件和PTC元件均設(shè)置于該承載部，且設(shè)置于該容置空間中。PTC元件包含第一電極及第二電極，該第一電極和第二電極電氣連接該承載部中不同的區(qū)塊。主動元件可為IC，被動元件可為電阻及/或電感等。

一實施例中，PTC元件的第一電極系打線連接(wire bonding)至該導(dǎo)線架，第二電極焊接于該導(dǎo)線架表面。其中PTC元件可為包含PTC材料層，且第一電極和第二電極分別設(shè)于該PTC材料層的上下表面的結(jié)構(gòu)。

一實施例中，PTC元件跨接于導(dǎo)線架中相鄰的不同區(qū)塊，且第一電極和第二電極分別焊接于該相鄰的不同區(qū)塊表面。焊接可采用回焊(reflowsoldering)方式，即以表面黏著(surface mount)方式進行連接。

一實施例中，PTC元件另包含電阻元件，該電阻元件為三明治結(jié)構(gòu)，包含第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層及迭設(shè)于其間的PTC材料層。該第一電極連接該第一導(dǎo)電層，第二電極連接該第二導(dǎo)電層。

一實施例中，該第一電極包含位于上下表面的電極層，且利用導(dǎo)通件進行連接，該第二電極包含位于上下表面的電極層，且利用導(dǎo)通件進行連接。

一實施例中，該第一電極中位于上表面的電極層，其所占面積可超過上表面的二分之一，且該第二電極中位于下表面的電極層，其所占面積可超過下表面的二分之一。

相較于傳統(tǒng)以電路板為基板的保護電路模組，本發(fā)明使用導(dǎo)線架作為基板者可將過電流保護模組的整體高度降低約一半，或特別是降低至1.5mm、1.2mm或1mm以下。此外，PTC元件可采用表面黏著元件，利用其位于左右之第一和第二電極可跨接于不同區(qū)塊間，所以元件寬度較不受限，而可以提供較大的維持電流且降低PTC元件的電阻。

附圖說明

圖1繪示現(xiàn)有的保護電路模組的結(jié)構(gòu)。

圖2至4繪示本發(fā)明第一實施例的過電流保護裝置。

圖5繪示本發(fā)明第二實施例的過電流保護裝置。

圖6繪示本發(fā)明第三實施例的過電流保護裝置中的PTC元件。

圖7繪示本發(fā)明第四實施例的過電流保護裝置中的PTC元件。

其中，附圖標記說明如下：

10 保護電路模組

20、30 過電流保護裝置

11、22、50、60、70 PTC元件