[发明专利]电源装置

说明书

阻止因反冲电压导致的电流切断开关(2)的雪崩击穿的同时切断充电器反向连接时的过电流。电源装置具备在负载电流的切断时防止作为与二次电池(1)连接的半导体元件的电流切断开关(2)的反冲电压导致的雪崩击穿的尖峰吸收电路(4)，尖峰吸收电路(4)是半导体元件的保护用开关(6)和二极管(5)的串联电路，具备将保护用开关(6)控制为接通断开的小信号开关(7)和从电流切断开关(2)的电流切断定时到设定时间(T)将小信号开关(7)保持为接通状态的延迟电路(8)，延迟电路(8)在设定时间(T)将小信号开关(7)设为接通状态，小信号开关(7)将保护用开关(6)设为接通状态，尖峰吸收电路(4)使反冲电压衰减。

技术领域

本发明涉及在多个二次电池的输出侧连接切断负载电流的电流切断开关而成的电源装置，尤其涉及在以大电流向负载供给电流的状态、或者负载短路而流动大电流的状态下即便电流切断开关被切换为断开状态，电流切断开关也不会被在切换时产生的反冲电压雪崩击穿的电源装置。

背景技术

电源装置设置了防止二次电池的过充电以及过放电，进而在过电流、电池温度变得比设定温度高时切断电流的电流切断开关。电流切断开关连接至二次电池的输出侧，切断充电电流以及负载电流。作为电流切断开关，使用作为半导体元件的FET。(参照专利文献1、2)

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-163612号公报

专利文献2：日本特开2009-177937号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1、2中记载的电池包将充电开关和放电开关串联连接在二次电池的输出侧，来防止二次电池的过充电、过放电。该电路结构的电池包若在连接电感性负载的状态下切断电流，则会产生反冲电压。反冲电压由于负载的电感中流动的电流的变化而产生，用以下所示的理论式来表不。

(反冲电压)＝-(负载的电感)×di/dt

此时产生的反冲的能量与负载的电感和电流的二次方的乘积成比例地变大。由于反冲电压与负载电流的变化率成比例地急剧变大，因此负载电流大的电源装置在切断电流的瞬间会对电流切断开关施加相当高的反冲电压。若该反冲电压超过电流切断开关的最大反向电压，则电流切断开关发生雪崩击穿。在此时产生的反冲的能量大的情况下，以至于雪崩击穿。电源装置并非始终连接具有电感的负载，但由于与电源装置连接的布线中也具有电感，因此无法使得完全没有负载的电感。尤其是，随着与负载连接的布线变长，电感变大，反冲电压和反冲的能量也变高。因此，电源装置具有在将电流切断开关切换为断开状态的瞬间产生反冲电压，该反冲电压使电流切断开关雪崩击穿的潜在风险。由于电源装置被使用于各种用途，因此负载电感、电流根据用途而变动。电源装置在电感增加，以端子间的短路时为代表供给大电流的状态下产生更大的反冲电压，因此在各种用途中能够安全使用的电源装置可靠地防止因反冲电压导致的电流切断开关的雪崩击穿是极其重要的。

关于因反冲电压导致的电流切断开关的雪崩击穿，在输出侧反向地连接二极管而能够吸收。其原因在于，反冲电压成为与输出电压反向的电压，呈由输出侧的电路和二极管形成的闭合回路。不过，若该电路结构的电源装置与充电器反向连接，则在二极管中流动过大的短路电流，因此在反向连接的状态下无法确保安全性。关于反向连接的安全性，与二极管串联地将熔丝、PTC所构成的尖峰吸收电路连接在正负的输出侧而能够消除。该尖峰吸收电路在将充电器反向连接的状态下，因二极管的过大电流而使熔丝熔断，或者使PTC跳闸来切断过大电流或者使过大电流衰减。然而，将熔丝串联连接的尖峰吸收电路一旦熔丝被熔断就无法保护电流切断开关以受到反冲电压影响，此外，连接PTC的尖峰吸收电路在跳闸时PTC的电阻增加，因此存在无法有效地防止因反冲电压导致的电流切断开关的雪崩击穿的缺点。