CN1306634A - 电子机器和电子机器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

在具有进行发电的发电装置、储蓄发电的电能的蓄电装置和由蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器中,检测是否通过发电而发生了磁场,在检测到由于发电而发生了磁场时,向电机输出有效电力比为了进行电机的驱动控制而输出的通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号,在蓄电装置处于充电状态时,就判定为发生了磁场。

Description

电子机器和电子机器的控制方法
技术领域
本发明涉及电子机器和电子机器的控制方法,特别是像电子式计时装置等那样内藏蓄电装置和驱动用电机的电子机器及其控制方法。
背景技术
近年来,已实现了在手表型等小型的电子钟表中内藏太阳能电池等发电装置从而不必更换电池而动作。在这样的电子钟表中,具有将由发电装置发生的电力一度向大容量电容器等充电的功能,在不进行发电时,由从电容器放电的电力进行时刻显示。因此,没有电池也可以长时间稳定地动作,若考虑电池更换的麻烦或电池的废弃问题等,今后,期待很多电子钟表中内藏发电装置。
作为内藏这样的发电装置的电子钟表,有国际公开WO98/41906号公报所所述的带发电装置的电子钟表。
在该带发电装置的电子钟表中,在转动检测时刻检测有无发电,检测到发电时,不论电机的转动检测结果如何,通过采用输出修正驱动脉冲的结构,来确保电机的可靠的转动。
在上述先有例中,在电机的转动检测时刻检测有无发电,所以,在从该时刻以前已继续进行发电时,在输出通常电机驱动脉冲之后,输出修正驱动脉冲,所以,存在额外消耗通常电机驱动脉冲的电力的问题。
另外,在整流电路的后级设置了发电动作检测电路,所以,发电动作检测电路就设置在二次电源的充电路径中,在进行发电检测时,必须停止进行充电,从而存在充电效率低的问题。
此外,通过实测预先决定招致电机驱动异常的发电量,所以,在发电机、电机、机构构造变化时,就必须根据情况通过实测来设定作为基准的发电量。
另外,充电电流量随二次电源的蓄电电压而变化,所以,由发电装置发生的交流磁场的大小随二次电源的蓄电电压而异。
但是,在上述先有例中,在进行发电检测时,就切断了向二次电源的充电路径,所以,在二次电源的蓄电电压高时,即在由于充电电流难于流向二次电源从而难于发生交流磁场时,尽管是可以正常地驱动电机的状况,但是,也输出修正驱动脉冲,从而将无谓地消耗电力。
此外,在上述先有例中,在用于防止向二次电源的过充电的过充电防止电路动作时,由于发电动作检测电路的检测结果对发电状态是固定的,所以,在发电装置为非发电状态从而不发生发电装置的交流磁场时,即使是可以正常地驱动电机的状况,也输出修正驱动脉冲,从而将无谓地消耗电力。
因此,本发明的目的旨在提供可以可靠地进行具有发电机的电气机器的电机的驱动、降低无谓的电力消耗、不会降低发电效率同时不受发电机、电机等的结构的变化的影响从而可以检测发电状态的电子机器及其控制方法。
发明的公开
本发明的第1形态的特征在于:具有进行发电的发电单元、储蓄发电的电能的蓄电单元、由蓄电单元储蓄的电能而驱动的一个或多个电机、通过输出通常驱动脉冲信号而进行电机的驱动控制的脉冲驱动控制单元、检测是否由于发电而发生了磁场的发电磁场检测单元和在由发电磁场检测单元检测到通过发电而发生的磁场时就向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元,上述发电磁场检测单元具有在处于由于发电单元的发电而充电电流流向蓄电单元的充电状态时就作为由于发电而发生了磁场进行判断的充电状态判断单元。
本发明的第2形态的特征在于:具有进行发电的发电单元、储蓄发电的电能的蓄电单元、由蓄电单元储蓄的电能而驱动的一个或多个电机、通过输出通常驱动脉冲信号而进行电机的驱动控制的脉冲驱动控制单元、检测是否由于发电而发生了磁场的发电磁场检测单元和在由发电磁场检测单元检测到通过发电而发生的磁场时就向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元,上述发电磁场检测单元具有在蓄电单元处于过充电防止状态时就根据流向发电单元的过充电防止电流而作为由于发电而发生了磁场进行判断的过充电防止电流发生判断单元。
本发明的第3形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,发电磁场检测单元具有判断从发电单元输出的发电电流的值是否超过预先决定的发电电流值的发电电流判断单元。
本发明的第4形态的特征在于:发电磁场检测单元具有根据从发电单元输出的发电电流计算蓄电单元的蓄电电压并判断蓄电电压是否超过了预先决定的基准蓄电电压的蓄电电压判断单元。
本发明的第5形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,发电单元具有一对输出端子,并包括将发电单元的输出端子的电压与和蓄电单元的端电压对应的指定的电压进行比较并输出比较结果信号的比较单元和在根据比较结果信号而输出端子的电压超过蓄电单元的端电压时就输出与可以流过发电电流的状态相当的发电检测信号的发电检测单元。
本发明的第6形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,发电磁场检测单元通过与蓄电单元的充电路径不同的路径与充电并行地判断是否由于发电而发生了磁场。
本发明的第7形态的特征在于:在本发明的第1形态或第2形态中,具有检测电机有无转动的转动检测单元,修正驱动脉冲输出单元包括在由转动检测单元检测到电机是非转动状态时在第1时刻输出第1修正驱动脉冲的第1修正驱动脉冲输出单元和在由发电磁场检测单元检测到发生了磁场时并且由转动检测单元检测到电机是转动状态时在与第1时刻不同的第2时刻输出第2修正驱动脉冲的第2修正驱动脉冲输出单元。
本发明的第8形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,具有检测有无电机的转动的转动检测单元,修正驱动脉冲输出单元包括在由转动检测单元检测到电机是非转动状态时输出具有第1有效电力的第1修正驱动脉冲的第1修正驱动脉冲输出单元和在由发电磁场检测单元检测到通过发电而发生了磁场时并且由转动检测单元检测到电机是转动状态时输出具有比第1有效电力大的第2有效电力的第2修正驱动脉冲的第2修正驱动脉冲输出单元。
本发明的第9形态的特征在于:在本发明的第8形态中,第1修正驱动脉冲和第2修正驱动脉冲的输出时刻采用相同的输出时刻。
本发明的第10形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,修正驱动脉冲输出单元在由发电磁场检测单元检测到通过发电而分离时磁场之后向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号直至经过预先决定的指定时间。
本发明的第11形态的特征在于:在本发明的第1形态或第2形态中,具有检测有无电机的转动的转动检测单元和在由发电磁场检测单元检测到通过发电而发生了磁场时就禁止转动检测单元的动作的转动检测禁止单元。
本发明的第12形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,具有检测有无电机的转动的转动检测单元,不论转动检测单元的判断结果如何,在由发电磁场检测单元检测到通过发电而发生了磁场时修正驱动脉冲输出单元就向电机输出修正驱动脉冲信号。
本发明的第13形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,发电磁场检测单元在预先决定的指定期间中检测是否通过发电而发生了磁场。
本发明的第14形态的特征在于:在本发明的第13形态中,指定期间定为脉冲驱动控制单元的本次的通常驱动脉冲信号输出开始时刻与下次的通常驱动脉冲信号的输出开始时刻之间的期间中的期间。
本发明的第15形态的特征在于:在本发明的第13形态中,指定期间定为包含与发电磁场检测单元的检测延迟时间对应的期间。
本发明的第16形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,修正驱动脉冲输出单元向电机输出修正驱动脉冲信号,取代通常驱动脉冲信号。
本发明的第17形态的特征在于:在本发明的第7形态中,第1修正驱动脉冲和第2修正驱动脉冲相同。
本发明的第18形态的特征在于:在本发明的第1形态~本发明的第12形态的任一形态中,发电磁场检测单元在预先决定的指定期间中检测是否通过发电而发生了磁场,同时将指定期间的开始时刻设定为转动检测单元的转动检测开始时刻。
本发明的第19形态的特征在于:在本发明的第18形态中,指定期间定为包含与发电磁场检测单元的检测延迟时间对应的期间。
本发明的第20形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,具有检测该电子机器周边的高频磁场的高频磁场检测单元,不论高频磁场检测单元的判断结果如何,在由发电磁场检测单元在指定期间中检测到通过发电而发生了磁场时,修正驱动脉冲输出单元就向电机输出修正驱动脉冲信号。
本发明的第21形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,具有检测该电子机器周边的交流磁场的交流磁场检测单元,不论交流磁场检测单元的判断结果如何,在由发电磁场检测单元在指定期间中检测到通过发电而发生了磁场时,修正驱动脉冲输出单元就向电机输出修正驱动脉冲信号。
本发明的第22形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,具有检测电机周边的高频磁场或交流磁场的外部磁场检测单元和在由发电磁场检测单元在指定期间中检测到通过发电而发生了磁场时就禁止外部磁场检测单元的动作的磁场检测禁止单元。
本发明的第23形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,具有根据电机的驱动状态而顺序降低应降低通常驱动脉冲的有效电力的占空比从而设定为最佳的占空比的占空比指定单元和在由发电磁场检测单元在指定期间中检测到通过发电而发生了磁场时就禁止占空比设定单元的占空比变更或复位为预先决定的初始占空比的占空比控制单元。
本发明的第24形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,电子机器是便携式的。
本发明的第25形态的特征在于:在本发明的第1形态或本发明的第2形态中,电子机器具有进行计时动作的计时单元。
本发明的第26形态的特征在于:在具有进行发电的发电装置、储蓄发电的电能的蓄电装置和由蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器的控制方法中,包括通过输出通常驱动脉冲信号而进行电机的驱动控制的脉冲驱动控制步骤、检测是否通过发电而发生了磁场的发电磁场检测步骤和在发电磁场检测步骤中检测到通过发电而发生了磁场时就向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤,发电磁场检测步骤包括在通过发电装置的发电而处于充电电流向蓄电装置流动的充电状态时就作为通过发电而发生了磁场而进行判断的充电状态判断步骤。
本发明的第27形态的特征在于:在具有进行发电的发电装置、储蓄发电的电能的蓄电装置和由蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器的控制方法中,包括通过输出通常驱动脉冲信号而进行电机的驱动控制的脉冲驱动控制步骤、检测是否通过发电而发生了磁场的发电磁场检测步骤和在发电磁场检测步骤中检测到通过发电而发生了磁场时就向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤,发电磁场检测步骤包括在蓄电装置处于过充电防止状态时就根据流入发电装置的过充电防止电流而作为通过发电发生了磁场而进行判断的过充电防止电流发生判断步骤。
附图的简单说明
图1是实施例的计时装置的概要结构说明图。
图2是实施例1的计时装置的概要功能结构框图。
图3是实施例1的计时装置的详细功能结构框图。
图4是实施例1和实施例2的处理流程图。
图5是实施例1的时间图。
图6是实施例2的计时装置的概要功能结构框图。
图7是说明实施例2的发电检测电路周边的电路结构的图。
图8是实施例2的时间图。
图9是实施例3的计时装置的概要功能结构框图。
图10是实施例3的计时装置的详细功能结构框图。
图11是实施例3的处理流程图。
图12是实施例3的时序图。
图13是实施例4的计时装置的概要结构说明图。
图14是用于说明实施例4的发电检测电路的框图。
图15是实施例4的运算放大器的电路结构例的说明图。
图16是说明实施例5的整流/过充电防止电路周边的电路结构的图。
图17是实施例6的计时装置的详细功能结构框图。
图18是实施例7的控制部及其周边结构的功能框图。
图19是实施例7的发电检测电路的结构图。
图20是进行半波整流时的实施例的说明图。
图21是实施例7的比较电路的详细结构图。
图22是实施例8的发电检测电路的结构图。
图23是实施例8的比较电路的详细结构图。
图24是实施例9的发电检测电路的结构图。
图25是表示平滑电路的一例的图。
图26是实施例9的动作时间图。
图27是实施例10的发电检测电路的结构图。
图28是实施例10的比较电路的详细结构图。
图29是实施例10的动作时间图。
图30是实施例11的概要结构框图。
图31是实施例12的概要结构框图。
实施发明的最佳形式
下面,参照附图说明本发明的极佳的实施例。
[1]实施例1
[1.1]全体结构
图1表示作为实施例1的电子机器的计时装置1的概略结构。
计时装置1是手表,使用者是将与装置本体连结的表带套在手腕上来使用的。
计时装置1大致包括发生交流电力的发电部A、将发电部A的交流电压整流同时进行蓄电并利用进而将该蓄电电压升降压后的电压向各结构部分供给电力的电源部B、检测发电部A的发电状态并根据检测结果控制装置全体的控制部C、驱动指针的指针运行机构D和根据控制部C的控制信号驱动指针运行机构D的驱动部E。
这时,控制部C根据发电部A的发电状态切换驱动指针运行机构D而进行时刻显示的显示模式和停止向指针运行机构D的馈电而节省电力的节电模式。另外,从节电模式向显示模式的转移,是通过用户手持计时装置1摇动它而强制地进行的。下面,说明各结构部分。关于控制部C,后面使用功能块进行说明。
首先,发电部A大致包括发电装置40、捕捉用户的手腕的活动等而在装置内旋转从而将动能变换为电能的旋转锤45和将旋转锤的旋转变换为发电所需要的转数(增速)并向发电装置40侧传输的增速用齿轮46。
发电装置40的功能是通过增速用齿轮46将旋转锤45的旋转传递给发电用转子43并将通过发电用转子43在发电用定子42的内部转动而在与发电用定子42连接的发电线圈44中感应的电力向外部输出的电磁感应型的交流发电装置。
因此,发电部A可以利用与用户的生活相关联的能量进行发电,使用该电力可以驱动计时装置1。
其次,电源部B由整流电路103、蓄电装置(大容量电容器)104和升降压电路113构成。
升降压电路113使用多个电容器113a、113b和113c,可以进行多级升压和降压,可以利用控制部C的控制信号φ11调整供给驱动部E的电压。另外,升降压电路113的输出电压也利用监视信号φ12供给控制部C,这样,便可监视输出电压,同时可以由控制部C根据输出电压的微小的增减而判断发电部A是否在进行发电。这里,电源部B将Vdd(高电位侧)取为基准电压(GND),作为电源电压而生成VTKN。
在上述说明中,是通过监视信号φ12来监视升降压电路113的输出电压而进行发电检测的,但是,在不设置升降压电路的电路结构中,也可以通过直接监视低电位侧电源电压VTKN而进行发电检测。
下面,说明指针运行机构D。指针运行机构D所使用的步进电机10也称为脉冲电机、步进电机、阶动电机或数字电机等,是多作为数字控制装置的调节器而使用的由脉冲信号驱动的电机。近年来,作为适用于携带的小型的电子装置或信息机器用的调节器,大多采用小型、轻量化的步进电机。这样的电子装置的代表装置就是电子表、时间开关、计时仪这样的计时装置。
本例的步进电机10包括利用从驱动部E供给的驱动脉冲发生磁力的驱动线圈11、由该驱动线圈11进行励磁的定子12和进而在定子12的内部在励磁的磁场的作用下转动的转子13。另外,步进电机10的转子13是由盘状的2极的永久磁铁构成的PM型(永久磁铁转动型)的结构。在定子12上设置了磁饱和部17,用以在转子13的转动的各相(极)15和16发生随在驱动线圈11中发生的磁力而不同的磁极。另外,为了规定转子13的转动方向,在定子12的内周的适当的位置设置内凹口18。发生开齿转矩,使转子13停止在适当的位置。
步进电机10的转子13的转动,由通过小齿轮与转子13啮合的5号齿轮51、4号齿轮52、3号齿轮53、2号齿轮54、背面齿轮55和圆筒齿轮56构成的齿轮系50传递给各指针。秒针61连接在4号齿轮52的轴上,分针62连接在2号齿轮54的轴上,时针63连接在圆筒齿轮56的轴上。由与转子13的转动连动的各指针表示时刻。当然,也可以将用于进行年月日等的表示的传递系统等与齿轮系50连接。
其次,驱动部E根据控制部C的控制向步进电机10供给各种各样的驱动脉冲。更详细而言,就是通过从控制部C在各个时刻加上极性和脉冲宽度不同的控制脉冲来向驱动线圈11供给极性不同的驱动脉冲,或者可以供给激励转子13的转动检测用和磁场检测用的感应电压的检测用的脉冲。
[1.2]控制系统的功能结构
下面,说明控制系统的功能结构。
[1.2.1]控制系统的概要功能结构
首先,参照图2说明实施例1的控制系统的概要功能结构。在图2中,符号A~E分别与图1所示的发电部A、电源部B、控制部C、指针运行机构D和驱动部E对应。
计时装置1由进行交流发电的发电部101、根据从后面所述的升降压电路113输出的用于监视后面所述的蓄电装置104的蓄电电压的输出电压监视信号SM(图1中,与符号φ12相当)进行发电检测并输出发电戬信号SA的发电检测电路102、将从发电部101输出的交流电流整流而变换为直流电流的整流电路103、通过整流电路103的直流电流而进行蓄电的蓄电装置104、将蓄电装置104的蓄电电压升降压后而输出同时输出输出电压监视信号SM的升降压电路113、利用从升降压电路113输出的将蓄电装置104的蓄电电压升降压后的电压而动作的计时控制电路105和根据发电检测结果信号SA和发电交流磁场检测时刻信号SB进行发电机交流磁场检测并输出发电机交流磁场检测结果信号SC的发电机交流磁场检测电路106构成,计时控制电路105输出应进行计时控制的通常电机驱动脉冲SI,输出用于指示发电机交流磁场检测的检测时刻的发电机交流磁场检测时刻信号SB、输出表示高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出时刻的高频磁场检测时刻信号SSP0,输出表示交流磁场检测用脉冲信号SP11和SP12的输出时刻的交流磁场检测时刻信号SSP12和输出表示转动检测用脉冲信号SP2的输出时刻的转动检测时刻信号SSP2。
此外,计时装置1进而具有根据发电机交流磁场检测结果信号SC输出用于控制通常电机驱动脉冲的占空比降低的通常电机驱动脉冲占空比降低信号SH的占空比降低用计数器107、根据高频磁场检测结果信号SE、交流磁场检测结果信号SF和转动检测结果信号SG判断是否输出修正驱动脉冲SJ并根据需要而输出修正驱动脉冲SJ的修正驱动脉冲输出电路108、根据通常电机驱动脉冲SI或修正驱动脉冲SJ输出用于驱动脉冲电机10的电机驱动脉冲SL的电机驱动电路109、根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测高频磁场并输出高频磁场检测结果信号SE的高频磁场检测电路110、根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测交流磁场并输出交流磁场检测结果信号SF的交流磁场检测电路111和根据从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测电机10是否转动并输出转动检测结果信号SG的转动检测电路112。
[1.2.2]控制系统的详细功能结构
下面,参照图3说明控制系统的详细功能结构。
首先,参照图3说明计时控制电路105的结构和动作。
计时控制电路105由控制计时控制电路105全体的计时控制部105A、一边的输入端子输入从计时控制部105A输出的通常电机驱动脉冲K11而另一边的输入端子输入高频磁场检测结果信号SE的反相信号或交流磁场检测结果信号SF的反相信号并取两输入信号的逻辑积作为通常电机驱动脉冲SI而输出的与电路105B、第1输入端子输入计时控制部105A的转动检测时刻控制信号SCSP2而第2输入端子输入转动检测结果信号SG的反相信号和第3输入端子输入高频磁场检测结果信号SE或交流磁场检测结果信号SF的反相信号并取全部输入信号的逻辑积而输出转动检测时刻信号SSP2的与电路105C、一边的输入端子输入交流磁场检测时刻控制信号SCSP12而另一边的输入端子输入高频磁场检测结果信号SE或交流磁场检测结果信号SF的反相信号的与电路105D和一边的输入端子输入高频磁场检测时刻控制信号SCSP0而另一边的输入端子输入高频磁场戬信号SE或交流磁场检测结果信号SF的反相信号的与电路105E构成。
下面,说明计时控制电路105的概要动作。
计时控制部105A在指定的时刻向与电路105B输出通常电机驱动脉冲K11。
结果,与电路105B在从高频磁场检测电路110输出的高频磁场检测结果信号SE为低电平并且从交流磁场检测电路111输出的交流磁场检测结果信号SF为低电平时即高频磁场和交流磁场都未检测到时就向电机驱动电路109输出通常电机驱动脉冲SI(=通常电机驱动脉冲K11)。
另外,计时控制部105A在指定的时刻向与电路105C输出成为高电平的转动检测时刻控制信号SCSP2。
结果,与电路105C在转动检测结果信号SG为低电平、从高频磁场检测电路110输出的高频磁场检测结果信号SE为低电平并且从交流磁场检测电路111输出的交流磁场检测结果信号SF为低电平时即高频磁场和交流磁场都未检测到并且输出低电平的转动检测结果信号SG时,就根据转动检测时刻控制信号SCSP2向转动检测电路112输出应进行转动检测的高电平的转动检测时刻信号SSP2。
此外,计时控制部105A在指定的时刻向与电路105D输出成为高电平的交流磁场检测时刻控制信号SCSP12。
结果,与电路105D在从高频磁场检测电路110输出的高频磁场检测结果信号SE为低电平并且从交流磁场检测电路111输出的交流磁场检测结果信号SF为低电平时即高频磁场和交流磁场都未检测到时就根据交流磁场检测时刻控制信号SCSP12向高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111输出应进行交流磁场检测的高电平的磁场检测时刻信号SSP12。
此外,计时控制部105A进而在指定的时刻向与电路105E输出成为高电平的高频磁场检测时刻控制信号SCSP0。
结果,与电路105E在从高频磁场检测电路110输出的高频磁场检测结果信号SE为低电平并且从交流磁场检测电路111输出的交流磁场检测结果信号SF为低电平时即高频磁场和交流磁场都未检测到时,就根据高频磁场检测时刻控制信号SCSP0向高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111输出应进行高频磁场检测的高电平的高频磁场检测时刻信号SSP0。
接着,参照图3说明发电机交流磁场检测电路106的结构和动作。
发电机交流磁场检测电路106由一边的输入端子输入发电检测结果信号SA而另一边的输入端子输入SB并取两输入信号的逻辑积而输出的与电路106A和置位端子S输入与电路106A的输出信号而复位端子R输入检测结果复位信号FEG L并从输出端子Q输出发电机交流磁场检测结果信号SC的锁存电路106B构成。
下面,说明发电机交流磁场检测电路106的概要动作。
计时控制部105A在指定的时刻向与电路106A输出成为高电平的发电机交流磁场检测时刻信号SB。
结果,与电路106A在发电机交流磁场检测时刻通过检测发电而发电检测结果信号SA成为高电平时就视为由发电机发生了交流磁场,并向锁存电路106B输出高电平的输出信号。
并且,锁存电路106B在检测结果复位信号FEG L成为高电平从而检测结果复位之前,向占空比降低用计数器107和高频磁场检测电路110以及交流磁场检测电路111输出与检测到发电机的交流磁场时相当的高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC。
下面,参照图3说明占空比降低用计数器107的结构和动作。
占空比降低用计数器107由一边的输入端子输入发电机交流磁场检测结果信号SC而另一边的输入端子输入复位控制信号RS并取两输入信号的逻辑和而输出的或电路107A和时钟端子CLK输入计时控制电路105的时钟信号CK而从输出端子Q输出通常电机驱动脉冲占空比降低信号SH的1/n计数器107B构成。
下面,说明占空比降低用计数器107的动作。
计时控制部105A向1/n计数器107B的时钟端子CLK输出指定的时钟信号CK。
结果,1/n计数器107B便将时钟信号CK取1/n进行计数,并将计数结果作为通常电机驱动脉冲占空比降低信号SH从输出端子Q向计时控制部105A输出。
另一方面,在从计时控制部105A输出高电平的复位控制信号RS或从发电机交流磁场检测电路106输出高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC时,或电路107A就输出应使1/n计数器107B的计数值复位的高电平的输出信号。
即,在从计时控制部105A输出复位控制信号RS或从发电机交流磁场检测电路106输出高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC时,占空比降低用计数器107就不进行占空比降低。
下面,参照图3说明转动检测电路112的结构和动作。
转动检测电路112由脉冲电机10的一边的输入端子与第1反相输入端子连接而脉冲电机10的另一边的输入端子与第2反相输入端子连接并且比较基准电压输入非反相输入端子从而在与从计时控制电路输出的转动检测时刻信号SSP2对应的时刻成为动作状态并输出原转动检测结果信号SG0的转动检测比较电路112A、一边的输入端子输入转动检测时刻信号SSP2而另一边的输入端子输入原转动检测结果信号SG0并取两输入信号的逻辑积而输出的与电路112B和置位端子S输入由与电路选通的原转动检测结果信号SG0而复位端子R输入计时控制电路105输出的检测结果复位信号FEG L并从输出端子Q输出转动检测结果信号SG的锁存电路112C构成。
下面,说明转动检测电路112的动作。
计时控制电路105的与电路105C在高频磁场和交流磁场都未检测到并且输出低电平的转动检测结果信号SG时,根据转动检测时刻控制信号SCSP2输出应进行转动检测的高电平的转动检测时刻信号SSP2时,转动检测比较电路112A就成为动作状态。
与此同时,转动检测比较电路112A将第1反相输入端子或第2反相输入端子的信号电压电平与比较基准电压Vcom进行比较,并在进行脉冲电机10的转动检测时向与电路112B输出高电平的原转动检测结果信号SG0。
这样,与电路112B在转动检测时刻信号SSP2成为高电平并且原转动检测结果信号SG0为高电平时即在转动检测时刻发生了起因于脉冲电机10的转动的电动势时,就向锁存电路112C输出与检测单位转动时相当的高电平的输出信号。
结果,锁存电路112C的输出端子Q在检测到脉冲电机10的转动后,在下一个检测结果复位信号FEGL成为高电平从而检测结果复位之前输出高电平的转动检测结果信号SG。
下面,参照图3说明高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111的结构和动作。
高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111用同一电路实现,高频磁场检测电路110(和交流磁场检测电路111)由输入端子连接脉冲电机10的一边的输入端子并将输入信号反相后而输出的第1磁场检测用反相器110A、输入端子连接脉冲电机10的另一边的输入端子并将输入信号反相后而输出的第2磁场检测用反相器110B、一边的输入端子输入第1磁场检测用反相器的输出信号而另一边的输入端子输入第2磁场检测用反相器的输出信号并取两输入信号的逻辑和而输出的或电路110C、一边的输入端子输入后面所述的高频/交流磁场检测时刻信号SSP012而另一边的输入端子输入或电路110C的输出信号并取两输入信号的逻辑积而输出的与电路110D、一边的输入端子输入发电机交流磁场戬信号SC而另一边的输入端子输入与电路110D的输出信号并取两输入信号的逻辑和而输出的或电路110E、置位端子S输入或电路110E的输出信号而复位端子R输入计时控制电路105输出的检测结果复位信号FEG L并输出高频磁场检测结果信号SE(或交流磁场检测结果信号SF)的锁存电路110F和一边的输入端子输入高频磁场检测时刻信号SSP0而另一边的输入端子输入交流磁场检测时刻信号SSP12并取两输入信号的逻辑和而输出的高频/交流磁场检测时刻信号SSP012的或电路110H构成。
下面,以高频磁场检测电路110为例说明动作,对于交流磁场检测电路111的动作,只有检测时刻和检测对象不同,其他都相同。
第1磁场检测用反相器110A在脉冲电机10的一边的输入端子的电压电平成为低电平时就向或电路110C输出高电平的输出信号。
同样,第2磁场检测用反相器110B在脉冲电机10的另一边的输入端子的电压电平成为低电平时就向或D路110C输出高电平的输出信号。
结果,或电路110C在脉冲电机10的任一输入端子的电压电平成为低电平的时刻就向与电路110D输出高电平的输出信号。
另外,或电路110H在高频磁场检测时刻输入高电平的高频磁场检测时刻信号SSP0,在交流磁场检测时刻输入高电平的交流磁场检测时刻信号SSP12。因此,或电路110H在高频磁场检测时刻或交流磁场检测时刻就向与电路110D输出高电平的高频/交流磁场检测时刻信号SSP012。
与电路110D在高频/交流磁场检测时刻信号SSP012成为高电平并且或D路110C的输出信号为高电平时即在高频磁场检测时刻(或交流磁场检测时刻)在脉冲电机10周边发生了高频磁场(或交流磁场)时就向或电路110E输出与检测到高频磁场(或交流磁场)时相当的高电平的输出信号。
或电路110E在输入与检测到高频磁场(或交流磁场)时相当的高电平的与电路110D的输出信号时或输入与检测到发电机的交流磁场时相当的高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC时,就向锁存电路110F输出与检测到高频磁场(或交流磁场)时相当的输出信号。
结果,锁存电路110F的输出端子Q在检测到脉冲电机10周边的高频磁场(或交流磁场)后,在下一个检测结果复位信号FEGL成为高电平从而检测结果复位之前就输出高电平的高频磁场检测结果信号SE(或交流磁场检测结果信号SF)。
下面,参照图3说明修正驱动脉冲输出判断电路108的结构和动作。
修正驱动脉冲输出判断电路108由一边的输入端子输入高频磁场检测结果信号SE和交流磁场检测结果信号SF而另一边的输入端子输入转动检测结果信号SG的反相信号的或电路108A和一边的输入端子输入修正驱动脉冲P2+Pr而另一边的输入端子输入或电路108A的输出信号并取两输入信号的逻辑积而向电机驱动电路109输出修正驱动脉冲SJ的与电路108B构成。
下面,说明修正驱动脉冲输出判断电路108的动作。
或电路108A在检测到高频磁场时输入高电平的高频磁场检测结果信号SE或在检测到交流磁场时输入高电平的交流磁场检测结果信号SF时以及在未检测到脉冲电机10的转动而输入低电平的转动检测结果信号SG时就向与电路108B输出高电平的输出信号。
与电路108B在输入修正驱动脉冲P2+Pr并且从或电路108A输入高电平的输出信号时就将修正驱动脉冲P2+Pr作为修正驱动脉冲SJ而向电机驱动电路109输出。
即,修正驱动脉冲输出判断电路108在检测到高频磁场时和检测到交流磁场以及检测到脉冲电机10的非转动时就将修正驱动脉冲P2+Pr作为修正驱动脉冲SJ而输出。
[1.3]
下面,参照图4的处理流程图说明计时装置1的动作。
首先,判断从计时装置1的复位时刻或前次的驱动脉冲输出是否经过了1秒钟(步骤S1)。
在步骤S1的判断中,在尚未经过1秒钟时,就不时应输出驱动脉冲的时刻,所以,成为待机状态。
在步骤S1的判断中,在经过了1秒钟时,就判断是否由发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出中检测到了可以向蓄电装置104进行充电的发电(步骤S2)。
更具体而言,就是发电检测电路102根据升降压电路113的输出电压监视信号SM(图1中,相当于符号φ12)或根据蓄电装置104的蓄电电压变化进行关于在发电部101中是否进行了使蓄电装置104蓄电所充分的发电的发电检测,并将发电检测结果信号SA向发电机交流磁场检测电路106输出。
[1.3.1]由发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲SP0的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S2的判断中,由发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲SPO的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S2:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S7)。
这时,占空比降低计数器进行计数,就意味着在下一个脉冲电机驱动时刻将以更低的占空比的通常电机驱动脉冲K11进行驱动,但是,由于可以对蓄电装置104进行充电的发电引起的发电部101的交流磁场的作用,则不能由该通常电机驱动脉冲K11驱动脉冲电机,从而容易输出修正驱动脉冲。
因此,将占空比降低计数器复位或停止占空比降低计数器的计数降低,就是防止在下一个脉冲电机驱动时刻的通常电机驱动脉冲K11的占空比降低。
其次,停止高频磁场检测用脉冲SP0的输出(步骤S8)。
接着,进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S9),该处理就是在后面所述的步骤S3的判断为是时而设置的处理,在步骤S7,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止交流磁场检测用脉冲SP11和交流磁场检测用脉冲SP12的输出(步骤S10)。
接着,进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S11),该处理就是在后面所述的步骤S4的判断为是时而设置的处理,在步骤S7,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止(或中断)通常电机驱动脉冲K11的输出(步骤S12)。
接着,进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S13),该处理就是在后面所述的步骤S5的判断为是时而设置的处理,在步骤S7,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。这时,实际上驱动脉冲电机10的是修正驱动脉冲P2,修正驱动脉冲Pr是为了抑制驱动后的转子转动后的振动而迅速地转移到稳定状态的脉冲。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
下面,说明消磁脉冲PE的作用。本来,由于发电机的漏磁通将在电机驱动线圈中发生感应电压。
但是,在基于交流磁场检测脉冲的交流磁场检测电压超过阈值时,加上修正驱动脉冲P2+Pr时,由于该修正驱动脉冲P2+Pr的有效电力大,残留磁通就不能在电机驱动线圈中发生感应电压了。
另外,根据脉冲电机非转动时的转动检测脉冲SP2的检测电压不超过阈值是正常的状态,但是,由于加上修正驱动脉冲P2+Pr后的残留磁通的影响,有时发电机的漏磁通重叠到检测电压上超过阈值,从而将错误地作为转动时的检测电压处理。
因此,应消除它们的影响,并通过加上具有与修正驱动脉冲P2+Pr极性相反的消磁脉冲PE来消除残留磁通。
这时,将输出消磁脉冲PE的时刻定为外部磁场检测时刻之前是很有效的。
另外,消磁脉冲PE的脉冲宽度是转子不发生转动的窄(短)脉冲,为了进一步提高消磁效果,最好是采用多个间歇脉冲。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[1.3.2]由发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S2的判断中,在发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S2:否),就判断发电检测电路102是否在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S3)。
在步骤S3的判断中,在发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S3:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S9)。
其次,停止交流磁场检测用脉冲SP11和交流磁场检测用脉冲SP12的输出(步骤S10)。
接着,就进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S11),该处理就是在后面所述的步骤S4的判断为是时而设置的处理,在步骤S9,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止(或中断)通常电机驱动脉冲K11的输出(步骤S12)。
接着,就进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S13),该处理就是在后面所述的步骤S5的判断为是时而设置的处理,在步骤S9,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。这时,实际上驱动脉冲电机10的是修正驱动脉冲P2,修正驱动脉冲Pr是为了抑制驱动后的转子转动后的振动而迅速地转移到稳定状态的脉冲。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[1.3.3]由发电检测电路102在通常驱动脉冲K11的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S3的判断中,在发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S3:否),就判断充电检测电路102在通常驱动脉冲K11的输出中是否检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S4)。
在步骤S4的判断中,在发电检测电路102在通常驱动脉冲K11的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S4:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S11)。
其次,停止(或中断)通常驱动脉冲K11的输出(步骤S12)。
接着,就进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S13),该处理就是在后面所述的步骤S5的判断为是时而设置的处理,在步骤S11,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[1.3.4]由发电检测电路102在转动检测脉冲SP2的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S4的判断中,在发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S4:否),就判断发电检测电路102在转动检测脉冲SP2的输出中是否检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S5)。
在步骤S5的判断中,发电检测电路102在转动检测脉冲SP2的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S5:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S13)。
其次,停止(或中断)转动检测脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[1.3.5]未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在高频磁场检测用脉冲SP0的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S2:否)、在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中也未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S3:否)、在通常驱动脉冲K11的输出中也未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S4:否)以及在转动检测脉冲SP2的输出中也未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S5:否),在满足可以降低下次的通常驱动脉冲K11的占空比的条件时,就将占空比降低到低于本次的通常驱动脉冲K11的占空比或不能将占空比降低到低于本次的通常驱动脉冲K11的占空比,即,是预先设定的最低占空比时,就进行将占空比维持现状的脉冲宽度控制(步骤S6)。
[1.4]具体的动作例
下面,参照图5的时间图说明实施例1的具体的动作例。
在时刻t1,发电机交流磁场检测时刻信号SB成为高电平时,就从电机驱动电路向脉冲电机10输出高频磁场检测用脉冲SP0。
并且,在时刻t2,从电机驱动电路向脉冲电机10输出具有第1极性的交流磁场检测用脉冲SP11。
然后,在时刻t3,输出具有与第1极性相反的第2极性的交流磁场检测用脉冲SP12,在时刻t4,开始输出通常电机驱动脉冲K11。
但是,在时刻t5,发电部101的发电电压超过高电位侧电压VDD时,从升降压电路113输出的输出电压监视信号SM(VSS)成为非稳定状态(或,作为绝对值,成为增加状态),发电检测结果信号SA成为高电平,发电机交流磁场检测结果信号SC成为高电平,从而停止(中断)此后的通常电机驱动脉冲K11的输出。此外,禁止(停止)脉冲电机10的转动检测用脉冲SP2的输出。
然后,在时刻t6,发电机交流磁场检测时刻信号SB成为低电平,在从通常驱动脉冲K11的输出开始时刻(相当于=时刻t4)经过了预先决定的指定时间的时刻t7,输出具有有效电力比通常驱动脉冲K11大的修正驱动脉冲P2,从而脉冲电机10可靠地被驱动。
然后,在时刻t8,发电部的发电电压再次低于高电位侧电压VDD时,从升降压电路113输出的输出电压监视信号SM(VSS)成为稳定状态(或,作为绝对值,成为减小状态),发电检测结果信号SA再次成为低电平。
并且,到了时刻t9时,输出用于抑制驱动后的转子转动后的振动从而使之迅速地转移到稳定状态的修正驱动脉冲Pr。
此外,到了时刻t10时,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE。
该时刻t10,在下一个外部磁场检测时刻(下一个高频磁场检测脉冲SP0的输出时刻)之前。
这时,输出的消磁脉冲PE的脉冲宽度是转子不会发生转动的窄(短)脉冲,为了进一步提高消磁效果,采用多个(在图5中,是3脉冲)间歇脉冲。
并且,在到了时刻t11时,就结束消磁脉冲PE的输出。在与该消磁脉冲PE的输出结束的同时,检测结果复位信号FEG L成为高电平,发电机交流磁场检测电路106、高频磁场检测电路110、交流磁场检测电路111和转动检测电路112的各检测结果复位,发电机交流磁场检测结果信号SC成为低电平。
如以上的说明那样,可靠地驱动脉冲电机10,并且不会招致不必要的消耗电力的增加。
[1.5]实施例1的效果
如上所述,按照本实施例1,在一定满足输出修正驱动脉冲的条件时,即发电检测电路102在高频磁场检测脉冲SP0的输出中、交流磁场检测脉冲SP11及SP12的输出中、通常驱动脉冲K11的输出中或转动检测脉冲SP2的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时,就中断输出中的脉冲,从而停止该脉冲输出以后输出的预定的脉冲的输出,所以,由修正驱动脉冲保证电机线圈的可靠的转动,同时只要保证了电机线圈的可靠的转动,就不必要输出没有必要输出的各种脉冲SP0、SP11、SP12、K11、SP2,从而可以降低用于输出这些脉冲的电力。
另外,发电检测电路102通过与二次电池的充电路径不同的路径检测有无可以对蓄电装置104进行充电的发电,所以,可以并行地进行发电检测处理和实际的充电处理,从而不会伴随发电检测处理而降低充电效率。
[1.6]实施例1的变形例
在上述说明中,在高频磁场检测时、交流磁场检测时、非转动检测时输出的修正驱动脉冲和发电检测电路102在高频磁场检测脉冲输出中、交流磁场检测脉冲输出中、通常驱动脉冲输出中或转动检测脉冲输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时输出的修正驱动脉冲是作为相同的脉冲而说明的,但是,也可以如图5中用虚线所示的修正驱动脉冲信号P3+Pr’,使输出时刻不同,或者增大后者的修正驱动脉冲的有效电力。使输出时刻不同时,如图5中虚线所示的那样,在其后进而输出消磁脉冲PE’。另外,在增大有效电力时,则必须将消磁脉冲PE’的有效电力(脉冲高度、脉冲数、脉冲宽度等)设定为对应的值。
这时,在消磁脉冲PE’的输出时刻的同时将检测结果复位信号FEGL’(参见图5)作为高电平,将发电机交流磁场检测电路106的检测结果、高频磁场检测电路110的检测结果、交流磁场检测电路111和转动检测电路112的检测结果复位,取代检测结果复位信号FEG L。
[2]实施例2
在上述实施例1中,没有考虑发电检测电路102的检测延迟,本实施例2是计入发电检测电路102的检测延迟用于防止用于检测延迟而漏掉检测的实施例。
[2.1]控制系统的功能结构
下面,参照图6说明实施例2的控制系统的功能结构。
在图6中,符号A~E分别与图1所示的发电部A、电源部B、控制部C、指针运行机构D和驱动部E对应。
计时装置1由进行交流发电的发电部101、根据发电部101的发电电压SK进行发电检测并输出发电检测结果信号SA的发电检测电路102A、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103、利用从整流电路103输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104、将蓄电装置104的蓄电电压进行升降压后输出该电压的升降压电路113、利用从升降压电路113输出的将蓄电装置104的蓄电电压进行升降压后的电压而动作输出应进行计时控制的通常电机驱动脉冲SI、输出用于指示发电机交流磁场检测的检测时刻的发电机交流磁场检测时刻信号SB、输出表示高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出时刻的高频磁场检测时刻信号SSP0、输出表示交流磁场检测用脉冲信号SP11及SP12的输出时刻的交流磁场检测时刻信号SSP12以及输出表示转动检测用脉冲信号SP2的输出时刻的转动检测时刻信号SSP2的计时控制电路105、根据发电检测结果信号SA和发电交流磁场检测时刻信号SB进行发电机交流磁场检测并输出发电机交流磁场检测结果信号SC的发电机交流磁场检测电路106、根据发电机交流磁场检测结果信号SC输出用于控制通常电机驱动脉冲的占空比降低的通常电机驱动脉冲占空比降低信号SH的占空比降低用计数器107、根据高频磁场检测结果信号、SFSGSJSJ108、SISJ10SL109、根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测高频磁场并输出高频磁场检测结果信号SE的高频磁场检测电路110、根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测交流磁场并输出交流磁场检测结果信号SF的交流磁场检测电路111和根据从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测电机10是否转动并输出转动检测结果信号SG的转动检测电路112构成。
[2.2]发电检测电路周边的结构
图7表示这种发生检测延迟的发电检测电路的周边的电路结构例。
在图7中,图示出了发电检测电路102A、作为发电检测电路102A的周边电路而进行交流发电的发电部101、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103和利用从整流电路103输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104。
发电检测电路102A包括取后面所述的第1比较电路COMP1和第2比较电路COMP2的输出的逻辑积的否定而输出的与非电路201和使用R-C积分电路将与非电路201的输出平滑化后作为发电检测结果信号SA而输出的平滑电路202。
这时,发电检测电路102 A是通过直接比较发电部101的输出端子AG1(或AG2)的电压和蓄电装置(蓄电单元)的端电压而检测发电的,但是,也可以与和端电压对应的指定的电压进行比较而取代蓄电装置的端电压。例如,如果是给蓄电装置的端电压加上(减去)指定的补偿后的电压或将端电压放大后的电压等表示蓄电装置的端电压的电压,就可以使用。另外,与此相反,同样也可以使用与输出端子AG1(或AG2)的电压对应的电压,取代输出端子AG1(或AG2)的电压。
整流电路103由通过将发电部101的一边的输出端子AG1的电压与基准电压Vdd比较而进行第1晶体管Q1的通/断控制用于进行能动整流的第1比较电路COMP1、通过将发电部101的另一边的输出端子AG2的电压与基准电压Vdd比较而使第2晶体管Q2与第1晶体管交替地通/断用于进行能动整流的第2比较电路COMP2、在发电部101的端子AG2的端电压V2超过预先决定的阈值电压时成为导通状态的第3晶体管Q3和在发电部101的端子AG1的端电压V1超过预先决定的阈值电压时成为导通状态的第4晶体管Q4构成。
首先,说明充电动作。
发电部101开始进行发电时,发电电压就供给两输出端子AG1、AG2。这时,输出端子AG1的端电压V1与输出端子AG2的端电压V2相位相反。
在输出端子AG1的端电压V1超过阈值电压时,第4晶体管Q4就成为导通状态。此后,在端电压V1上升并超过电源VDD的电压时,第1比较电路COMP1的输出就成为低电平,从而第1晶体管Q1导通。
另一方面,输出端子AG2的端电压V2低于阈值电压,所以,第3晶体管Q3是截止状态,端电压V2小于电源VDD的电压,第2比较电路COMP2的输出是高电平,从而第2晶体管Q2是截止状态。
因此,在第1晶体管Q1成为导通状态的期间,发电电流沿着「端子AG1→第1晶体管→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4晶体管Q4 」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
然后,端电压V1下降时,输出端子AG1的端电压V1小于电源VDD的电压,第1比较电路COMP1的输出成为高电平,第1晶体管Q1成为截止状态,输出端子AG1的端电压V1小于第4晶体管Q4的一致电压,从而晶体管Q4也成为截止状态。
另一方面,在输出端子AG2的端电压V2超过阈值电压时,第3晶体管Q3成为导通状态。此后,端电压V2进而上升并超过电源VDD的电压时,第2比较电路COMP2的输出成为低电平,从而第2晶体管Q2导通。
因此,在第2晶体管Q2成为导通状态的期间,发电电流沿着「端子AG2→第2晶体管Q2→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第3晶体管Q3」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
如上所述,在发电电流流动时,第1比较电路COMP1或第2比较电路COMP2的输出都成为低电平。
因此,发电检测电路102A的与非电路201通过去第1比较电路COMP1和第2比较电路COMP2的输出的逻辑积的否定,在发电电流流动的状态下向平滑电路202输出高电平的信号。
这时,与非电路201的输出包含开关噪音,所以,平滑电路202使用R-C积分电路将与非电路201的输出平滑化后作为发电检测结果信号SA而输出。
这样的发电检测电路102A在结构上,检测信号包含了检测延迟,所以,如果不考虑这一情况,伴随着检测遗漏,电机将不能正常地转动。
因此,在本实施例2中,考虑检测延迟,使电机正常地转动。
[2.2]具体的动作例
下面,参照图8的时间图说明实施例2的具体的动作例。
在时刻t1,发电机交流磁场检测时刻信号SB成为高电平时,高频磁场检测用脉冲SP0就从电机驱动电路向脉冲电机10输出。
并且,在时刻t2,具有第1极性的交流磁场检测用脉冲SP11从电机驱动电路向脉冲电机10输出。
然后,在时刻t3,输出具有与第1极性相反的第1极性的交流磁场检测用脉冲SP12,在时刻t4,开始输出通常电机驱动脉冲K11。
并且,在时刻t5,虽然发电部的发电电压超过高电位侧电压VDD,但是,由于发电检测电路102A的检测延迟,发电检测结果信号SA仍然是低电平。
然后,到了时刻t6时,输出应检测脉冲电机10是否转动的转动检测脉冲SP2,在时刻t7,转动检测脉冲SP2的输出结束。
并且,在到了时刻t8时,发电检测结果信号SA总算才成为高电平。这时,发电机交流磁场检测时刻信号考虑了检测延迟,所以,虽然实施例1的情况在时刻t7成为低电平,但是,由于仍然维持着高电平,所以,发电机交流磁场检测结果信号SC也成为高电平。
结果,在时刻t9,即使发电部的发电电压再次小于高电位侧电压VDD,发电检测结果信号SA和发电机交流磁场检测结果信号SC也仍然是高电平,在时刻t10,输出具有有效电力大于通常驱动脉冲K11的修正驱动脉冲P2,从而脉冲电机10被可靠地驱动。
然后,到时刻t11时,输出用于抑制驱动后的转子转动后的振动从而使之迅速地转移为稳定状态的修正驱动脉冲Pr。
到时刻t12时,发电检测结果信号SA从时刻t9延迟了检测延迟的时间后总算才成为低电平。
此外,在到时刻t13时,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr引起的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE。
该时刻t13,也位于下一个外部磁场检测时刻(下一个高频磁场检测脉冲SP0的输出时刻)之前。
这时,输出的消磁脉冲PE的脉冲宽度是转子不会转动的窄(短)脉冲,为了进一步提高消磁效果,采用多个(图8采用3脉冲)间歇脉冲。
并且,在到了时刻t14时,消磁脉冲PE的输出结束。在与该消磁脉冲PE的输出结束的同时,检测结果复位信号FEG L成为高电平,发电机交流磁场检测电路106、高频磁场检测电路110、交流磁场检测电路111和转动检测电路112的各检测结果复位,发电机交流磁场检测结果信号SC成为低电平。
如以上的说明那样,即使在发电检测电路102A中存在检测延迟,也可以可靠地驱动脉冲电机10,不会招致不需要的消耗电力的增加。
[2.3]实施例2的效果
如上所述,按照本实施例2,即使是发电检测电路102A存在检测延迟的情况,在一定满足输出修正驱动脉冲的条件时,即发电检测电路102A在高频磁场检测脉冲SP0的输出中、交流磁场检测脉冲SP11及SP12的输出中、通常驱动脉冲K11的输出中或转动检测脉冲SP2的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时,就中断输出中的脉冲,并停止该脉冲的输出以后输出的预定的脉冲的输出,所以,利用修正驱动脉冲可以保证电机线圈的可靠的转动,同时,只要保证了电机线圈的可靠的转动,就没有必要输出不必要输出的各种脉冲SP0、SP11、SP12、K11、SP2,从而可以降低用于输出这些脉冲的电力。
另外,发电检测电路102A通过与二次电池的充电路径不同的路径检测有无充电,所以,可以并行地进行发电检测处理和实际的充电处理,从而不会降低伴随发电检测处理的充电效率。
[2.4]实施例2的变形例
在以上的说明中,在高频磁场检测时、交流磁场检测时、非转动检测时输出的修正驱动脉冲和发电检测电路102A在高频磁场检测脉冲输出中、交流磁场检测脉冲输出中、通常驱动脉冲输出中或转动检测脉冲输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时输出的修正驱动脉冲是作为相同的脉冲而说明的,但是,也可以使输出时刻不同,或者增大后者的修正驱动脉冲的有效电力。
[3]实施例3
本实施例3,是考虑在由发电检测电路102检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电的状态即使脉冲电机的转动检测结果是与转动相当的情况时该转动检测结果也有可能由于充电的影响而是错误的情况并根据故障保险的考虑而输出修正驱动脉冲时的实施例。
[3.1]控制系统的功能结构
[3.1.1]控制系统的概要功能结构
下面,参照图9说明实施例3的控制系统的概要功能结构。
在图9中,符号A~E分别与图1所示的发电部A、电源部B、控制部C、指针运行机构D和驱动部E对应。
计时装置1由进行交流发电的发电部101、根据发电部101的发电电压SK进行发电检测并输出发电检测结果信号SA的发电检测电路102A、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103、利用从整流电路103输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104、将蓄电装置104的蓄电电压进行升降压后输出该电压的升降压电路113、利用从升降压电路113输出的将蓄电装置104的蓄电电压进行升降压后的电压而动作输出应进行计时控制的通常电机驱动脉冲SI、输出用于指示发电机交流磁场检测的检测时刻的发电机交流磁场检测时刻信号SB、输出表示高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出时刻的高频磁场检测时刻信号SSP0、输出表示交流磁场检测用脉冲信号SP11及SP12的输出时刻的交流磁场检测时刻信号SSP12以及输出表示转动检测用脉冲信号SP2的输出时刻的转动检测时刻信号SSP2的计时控制电路105、根据发电检测结果信号SA和发电交流磁场检测时刻信号SB进行发电机交流磁场检测并输出发电机交流磁场检测结果信号SC的发电机交流磁场检测电路106、根据发电机交流磁场检测结果信号SC输出用于控制通常电机驱动脉冲的占空比降低的通常电机驱动脉冲占空比降低信号SH的占空比降低用计数器107、根据发电机交流磁场检测结果信号SC、高频磁场检测结果信号SE、交流磁场检测结果信号SF和转动检测结果信号SG判断是否输出修正驱动脉冲SJ(=修正驱动脉冲P2+Pr或修正驱动脉冲P3+Pr’)并根据需要输出修正驱动脉冲SJ的修正驱动脉冲输出电路108、根据通常电机驱动脉冲SI或修正驱动脉冲SJ输出用于驱动脉冲电机10的电机驱动脉冲SL的电机驱动电路109、根据高频磁场检测时刻信号SSP0和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测高频磁场并输出高频磁场检测结果信号SE的高频磁场检测电路110、根据磁场检测时刻信号SSP12和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测交流磁场并输出交流磁场检测结果信号SF的交流磁场检测电路111和根据转动检测时刻信号SSP2和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测电机10是否转动并输出转动检测结果信号SG的转动检测电路112构成。
[3.1.2]控制系统的详细功能结构
下面,说明控制系统的详细功能结构,在图10中,对于和图3的实施例1相同的部分标以相同的符号,并省略其详细的说明。
与图3的实施例1不同的地方是,在修正驱动脉冲输出判断电路108中,判断输出修正驱动脉冲P2+Pr或修正驱动脉冲P3+Pr’中的哪一个和发电机交流磁场检测结果信号SC不输入高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111。
因此,下面,仅说明修正驱动脉冲输出判断电路、高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111的结构和动作。
首先,参照图10说明修正驱动脉冲输出判断电路108的结构和动作。
修正驱动脉冲输出判断电路108包括一边的输入端子输入高频磁场检测结果信号SE和交流磁场检测结果信号SF而另一边的输入端子输入转动检测结果信号SG的反相信号的或电路108A、一边的输入端子输入修正驱动脉冲P2+Pr而另一边的输入端子输入或电路108A的输出信号并取两输入信号的逻辑积而向电机驱动电路109输出修正驱动脉冲SJ的与电路108B、第1输入端子输入修正驱动脉冲P3+Pr’、第2输入端子输入转动检测结果信号SG而第3输入端子输入发电机交流磁场检测结果信号SC并取全部输入端子的逻辑积而输出的与电路108C和一边的输入端子输入与电路108C的输出信号而另一边的输入端子输入与电路108B的输出信号并取两输入信号的逻辑和作为修正驱动脉冲SJ而输出的或电路108D。
下面,说明修正驱动脉冲输出判断电路108的动作。
或电路108A在检测到高频磁场时输入高电平的高频磁场检测结果信号SE或者在检测到交流磁场时输入高电平的交流磁场检测结果信号SF时以及在未检测到脉冲电机10的转动而输入低电平的转动检测结果信号SG时,就向与电路108B输出高电平的输出信号。
与电路108B在输入修正驱动脉冲P2+Pr并且从或电路108A输入高电平的输出信号时,就向或电路108D输出修正驱动脉冲P2+Pr。
另一方面,与电路108C在通过检测发电机交流磁场而输入高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC、输入与检测到脉冲电机10的转动时相当的高电平的转动检测结果信号SG并且输入修正驱动脉冲P3+Pr’时,就向或电路108D输出修正驱动脉冲P3+Pr’。
这时,即使是输出修正驱动脉冲P2+Pr和修正驱动脉冲P3+Pr’的情况,也仅输出其中的某一方,所以,或电路108D便根据需要向电机驱动电路109输出修正驱动脉冲P2+Pr或修正驱动脉冲P3+Pr’。
即,在检测到高频磁场/交流磁场或脉冲电机10为非转动的情况时,修正驱动脉冲P2+Pr就作为修正驱动脉冲SJ而向电机驱动电路109输出,在检测到发电机交流磁场并且检测到脉冲电机10的转动时,修正驱动脉冲P3+Pr’就作为修正驱动脉冲SJ而向电机驱动电路109输出。
下面,参照图10说明高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111的结构和动作。
高频磁场检测电路110和交流磁场检测电路111和实施例1一样使用相同电路实现,高频磁场检测电路110(和交流磁场检测电路111)包括输入端子连接脉冲电机10的一边的输入端子并将输入信号反相后而输出的第1磁场检测用反相器110A、输入端子连接脉冲电机10的另一边的输入端子并将输入信号反相后而输出的第2磁场检测用反相器110B、一边的输入端子输入第1磁场检测用反相器的输出信号而另一边的输入端子输入第2磁场检测用反相器的输出信号并取两输入信号的逻辑和而输出的或电路110C、一边的输入端子输入后面所述的高频/交流磁场检测时刻信号SSP012而另一边的输入端子输入或电路110C的输出信号并取两输入信号的逻辑积而输出的与电路110D、置位端子S输入与电路110D的输出信号而复位端子R输入计时控制电路105输出的检测结果复位信号FEG L并输出高频磁场检测结果信号SE(或交流磁场检测结果信号SF)的锁存电路110G和一边的输入端子输入高频磁场检测时刻信号SSP0而另一边的输入端子输入交流磁场检测时刻信号SSP12并取两输入信号的逻辑和作为高频/交流磁场检测时刻信号SSP012而输出的或电路110H。
下面,以高频磁场检测电路110为例说明其动作,关于交流磁场检测电路111的动作,只是检测时刻和检测对象不同,其他都是一样的。
在脉冲电机10的一边的输入端子的电压电平成为低电平时,第1磁场检测用反相器110A就向或电路110C输出高电平的输出信号。
同样,在脉冲电机10的另一边的输入端子的电压电平成为低电平时,第2磁场检测用反相器110B就向或电路110C输出高电平的输出信号。
结果,或电路110C就在脉冲电机10的任一输入端子的电压电平成为低电平的时刻向与电路110D输出高电平的输出信号。
另外,或电路110H在高频磁场检测时刻输入高电平的高频磁场检测时刻信号SSP0,在交流磁场检测时刻输入高电平的交流磁场检测时刻信号SSP12。因此,或电路110H就在高频磁场检测时刻或交流磁场检测时刻向与电路110D输出高电平的高频/交流磁场检测时刻信号SSP012。
在高频/交流磁场检测时刻信号SSP012成为高电平并且或电路110C的输出信号为高电平时,即在高频磁场检测时刻(或交流磁场检测时刻)在脉冲电机10周边发生了高频磁场(或交流磁场)时,与电路110D就向锁存电路110G的置位端子输出与检测到高频磁场(或交流磁场)时相当的高电平的输出信号。
结果,锁存电路110G的输出端子Q在检测到脉冲电机10周边的高频磁场(或交流磁场)后到下一个检测结果复位信号FEG L成为高电平从而检测结果复位之前,输出高电平的高频磁场检测结果信号SE(或交流磁场检测结果信号SF)。
[3.3]
下面,参照图11的处理流程图说明计时装置1的动作。
首先,判断从计时装置1的复位时刻或前次的驱动脉冲输出开始是否经过了1秒(步骤S11)。
在步骤S11的判断中,在尚未经过1秒时,就不是应输出驱动脉冲的时刻,所以,就成为待机状态。
在步骤S11的判断中,已经过了1秒时,就判断在高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出中是否检测到了高频磁场(步骤S12)。
[3.1.1]在高频磁场检测用脉冲SP0的输出中检测到了高频磁场时的处理
在步骤S12的判断中,在高频磁场检测用脉冲SP0的输出中检测到了高频磁场时(步骤S12:是),就停止高频磁场检测用脉冲SP0的输出(步骤S23)。
接着,就停止交流磁场检测用脉冲SP11和交流磁场检测用脉冲SP12的输出(步骤S24)、停止通常电机驱动脉冲K11的输出(步骤S25)、停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S26)。
其次,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S27)。这时,实际上驱动脉冲电机10的就是修正驱动脉冲P2,修正驱动脉冲Pr是用于抑制驱动后的转子转动后的振动从而使之迅速地转移为稳定状态。
并且,为了消除膀施加修正驱动脉冲P2+Pr而引起的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S28)。
然后,在脉冲宽度控制处理中,将通常驱动脉冲K11的占空比设定电力消耗最小并且不会输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S29)。
并且,再次就处理转移到步骤S11,反复进行同样的处理。
[3.1.2]未检测到高频磁场而在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到了交流磁场时的处理
在步骤S12的判断中,在高频磁场检测周脉冲信号SP0的输出中未检测到高频磁场时(步骤S12:否),就判断在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中是否检测到了交流磁场(步骤S13)。
在步骤S13的判断中,在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到了交流磁场时(步骤S13:是),就停止交流磁场检测用脉冲SP11和交流磁场检测用脉冲SP12的输出(步骤S24),停止通常电机驱动脉冲K11的输出(步骤S25),停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S26)。
其次,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S27)。
并且,为了消除膀施加修正驱动脉冲P2+Pr而引起的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S28)。
然后,在脉冲宽度控制处理中,将通常驱动脉冲K11的占空比设定电力消耗最小并且不会输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S29)。
并且,再次就处理转移到步骤S11,反复进行同样的处理。
[3.1.3]在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中未检测到交流磁场时的处理
在步骤S13的判断中,在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中未检测到交流磁场时(步骤S13:否),就输出通常驱动脉冲K11(步骤S14)。
并且,判断是否检测到了脉冲电机10的转动(步骤S15)。
[3.1.4]未检测到转动时的动作
在步骤S15的判断中,未检测到脉冲电机10的转动时,则脉冲电机未转动就是确实的事实,所以,就输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S27)。
并且,为了消除膀施加修正驱动脉冲P2+Pr而引起的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S28)。
然后,在脉冲宽度控制处理中,将通常驱动脉冲K11的占空比设定电力消耗最小并且不会输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S29)。
并且,再次就处理转移到步骤S11,反复进行同样的处理。
[3.1.5]检测单位转动的动作
在步骤S15的判断中,检测到了脉冲电机的转动时,还不能判定脉冲电机是真正是在转动了还是伴随充电的误检测,所以,根据故障保险的考虑就尚未脉冲电机未转动,从而停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S16)。
接着,判断发电检测电路102是否检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S17)。
[3.1.5.1]检测到发电时的动作
在步骤S17的判断中,在发电检测电路102检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S17:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S19)。
其次,在与修正驱动脉冲P2+Pr的输出时刻不同的预先决定的时刻输出有效电力比上述修正驱动脉冲P2+Pr大的修正驱动脉冲P3+Pr’(步骤S20)。
为了消除伴随施加修正驱动脉冲P3+Pr’而引起的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P3+Pr’的极性相反的小吃脉冲PE’(步骤S21)。
在小吃脉冲PE’的输出结束后,再次开始进行占空比降低计数器的计数(步骤S22),将通常驱动脉冲K11的占空比设定为电力消耗最小并且不会输出修正驱动脉冲P2+Pr和修正驱动脉冲P3+Pr’。
并且,再次将处理转移到步骤S11,反复进行同样的处理。
[3.1.5.2]未检测到发电时的动作
在步骤S17的判断中,在发电检测电路102未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S17:否),在脉冲宽度控制处理中,就将通常驱动脉冲K11的占空比设定为电力消耗最小并且不会输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S18)。
并且,再次将处理转移到步骤S11,反复进行同样的处理。
[3.2]具体的动作例
下面,参照图12的时间图说明实施例3的具体的动作例。
在时刻t1,从电机驱动电路向脉冲电机10输出高频磁场检测用脉冲SP0。
并且,在时刻t2,从电机驱动电路向脉冲电机10输出具有第1极性的交流磁场检测用脉冲SP11。
然后,在时刻t3,输出具有与第1极性相反的第2极性的交流磁场检测用脉冲SP12,在时刻t4,开始输出通常电机驱动脉冲K11。
另一方面,在时刻t5,发电部的发电电压超过高电位侧电压VDD,但是,由于图7所示的发电检测电路102的检测延迟,发电检测结果信号SA仍然为低电平。
另外,在时刻t6,发电机交流磁场检测时刻信号SB成为高电平。
然后,在时刻t7,输出转动检测用脉冲SP2,结果,在时刻t8,作为检测到脉冲电机的转动而转动检测结果信号SG成为高电平,但是,在该时刻,由于检测延迟而发电检测结果信号SA仍然是低电平,所以,在该时刻,不输出修正驱动脉冲SJ。
并且,在时刻t9,转动检测脉冲SP2的输出结束,在时刻t10,发电检测结果信号SA成为高电平,但是,在该时刻,转动检测结果信号SG是高电平,所以,取代在时刻t11输出的修正驱动脉冲P2、在时刻t12输出的修正驱动脉冲Pr、在时刻t14输出的消磁脉冲PE,而在时刻t16输出有效电力比修正驱动脉冲P2大的修正驱动脉冲P3、在时刻t17输出修正驱动脉冲Pr’,然后,在时刻t18,输出有效电力比消磁脉冲PE大的消磁脉冲PE’。
在输出修正驱动脉冲P2+Pr时的时刻t15,输出检测结果复位信号FEGL,或在输出修正驱动脉冲P3+Pr’时的时刻t18之后,输出检测结果复位信号FEGL’,从而发电机交流磁场检测结果、高频磁场检测结果、交流磁场检测结果和转动检测结果复位。
[3.3]实施例3的效果,
如上所述,按照本实施例3,仅在电机驱动异常时才输出修正驱动脉冲。即,在发电检测电路102A检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电而脉冲电机的转动检测结果相当于转动时,输出修正驱动脉冲,所以,由修正驱动脉冲保证电机线圈的可靠的转动,同时,不输出不必要的修正驱动脉冲,从而可以降低电力消耗。
另外,发电检测电路102A通过与二次电池的充电路径不同的路径检测有无充电,所以,可以并行地进行发电检测处理和实际的充电处理,从而不会降低伴随发电检测处理的充电效率。
[3.4]实施例3的变形例
在以上的说明中,对在高频磁场检测时、交流磁场检测时、非转动检测时输出的修正驱动脉冲(P2)说明了由于转动检测脉冲而成为转动检测状态的情况,并且对发电检测电路102A在转动检测脉冲的输出中检测单位可以对蓄电装置104进行充电的发电时输出的修正驱动脉冲(P3)说明了有效电力大、输出时刻不同的情况,但是,也可以使有效电力不同而输出时刻相同,或使输出时刻不同而有效电力相同。
[4]实施例4
本实施例4与在实施例1中发电检测电路102根据发电电压进行发电检测的情况相反,是通过检测发电电流而进行发电检测时的实施例。
图13表示实施例4的作为电子机器的计时装置1的概略结构。在实施例4中,和实施例1不同的地方是,设置了在用于进行发电部A的发电电压SK的电压/电流变换的电流电压变换部300和蓄电装置(大容量电容器)104的蓄电电压超过指定的允许电压时根据过充电防止控制信号SLIM将发电部A短路用于防止过充电的限幅晶体管310。
[4.1]发电检测电路的结构
首先,参照图14说明发电检测电路102B的结构。在图14中,对于和图1相同的部分标以相同的符号,并省略其详细的说明。
发电检测电路102B包括用于进行发电部A的发电电压SK的电压/电流变换的电流电压变换部300、在发电电压SK的振幅超过指定电压时生成成为高电平的电压检测信号Sv而在低于指定电压是生成成为低电平的电压检测信号Sv的第1检测电路301、在发电持续时间超过指定时间时生成成为高电平的发电持续时间检测信号St而在小于指定时间时生成成为低电平的发电出席时间检测信号St的第2检测电路302和取电压检测信号Sv和发电持续时间检测信号St的逻辑和作为发电检测结果消耗SA而输出的或短路303。
这时,电流电压变换部300由串联连接在整流电路103与发电部A之间的电流检测电阻R、检测电流检测电阻R两端的电位差并作为发电电压SK而输出的运算放大器OP和根据应降低充电损失的检测时刻信号SW而在非电流检测时用于有效地将电流检测电阻R分离的MOS晶体管TRSW构成。
下面,说明运算放大器OP的详细结构。
如图15所示,运算放大器OP由一对负载晶体管211及212、一对输入晶体管群213及214、输出晶体管215、恒流源216及217和反相器218构成。其中,负载晶体管211及212和输出晶体管215由N沟道场效应型晶体管构成,输入晶体管群213及214由P沟道场效应型晶体管构成。
并且,输入晶体管群213及214的各栅极分别成为运算放大器OP的负输入端(-)及正输入端(+),另一方面,输出晶体管215的漏极通过反相器218成为输出端OUT。
这时,晶体管群213为相同尺寸、相同能力的2个晶体管213A、213B并联连接而成的结构,晶体管群214为相同尺寸、相同能力的晶体管214A、214B、214C并联连接而成的结构。
通过采用这样的结构,在使正输入端(+)侧差动对晶体管的能力增高而使负输入端(-)侧的端电压不低于正输入端(+)侧的电压时,晶体管213A、213B都不成为导通状态,从而运算放大器OP的输出不发生反相。
作为运算放大器OP的检测动作,例如在以正输入端(+)侧作为基准而给正输入端(+)侧加上高电位侧电压VC1而仅给负输入端(-)侧加上比电压VC1只低电压α的低位的小于电压VC1-α的电压VC2时,运算放大器OP的输出才发生反相,输出高电平。
在这样的结构中,负载晶体管211及212成为电流镜电路,所以,流入该负载晶体管211及212的各电流值相互相等。因此,加到输入晶体管群213及214的栅极上的电压差被放大,从而出现与该电压差相当的电流差,但是,在途中接收该电流差的晶体管211及212只接收相同的电流值,所以,该电流差(电压差)便逐渐地被放大而流入晶体管215的栅极。
结果,在正输入端(+)的晶体管群214的栅极电流(电压)多少超过负输入端(-)的晶体管群213的栅极电流(电压)时,反相器218的输入端的晶体管215的漏极电压就向低电位侧电压Vss靠近,反之,就向高电位侧电压Vdd靠近。
利用这样的运算放大器OP,将晶体管211及212作为能动负载使用,所以,在恒流源216及217以外,可以1个电阻也不使用。因此,非常有利于进行集成化。
另外,在图14中,还有在蓄电装置104的蓄电电压超过指定的允许电压时根据过充电防止控制信号SLIM将发电部A短路用于防止过充电的限幅晶体管310。
这时,检测时刻信号SW是与发电机交流磁场检测时刻信号SB相同或与发电机交流磁场检测时刻信号SB同步的信号,从图6的计时控制电路105(相当于图13中的控制部C)输出,在发电检测电路102B中,进行发电检测时,在与发电机交流磁场检测时刻相同的时刻使MOS晶体管TRSW截止。另外,过充电防止控制信号SLIM从图6的计时控制电路105(相当于图13这的控制部C)输出,检测蓄电装置104的蓄电电压,在检测的蓄电电压超过预先设定的允许电压时,就使限幅晶体管310导通。
[4.2]发电检测电路的动作
下面,参照图14说明发电检测电路102B的动作,进而说明限幅晶体管310的动作。
[4.2.1]在蓄电装置104的蓄电电压小于指定的允许电压而进行电流检测的情况
这时,过充电防止控制信号SLIM是高电平,限幅晶体管310为截止状态,检测时刻信号SW为低电平,MOS晶体管TRSW成为截止状态。
结果,在发电部A进行发电时,发电电流就通过蓄电装置104和整流电路103流过电流检测电阻R。
这样,在电流检测电阻R的两端就产生与发电电流的电流量相应的电压差,所以,运算放大器OP就向第1检测电路301和第2检测电路302输出与该电压差相应的发电电压SK。
第1检测电路301在发电电压SK的振幅超过指定电压时就生成成为高电平的电压检测信号Sv,在发电电压SK的振幅小于指定电压时就生成成为低电平的电压检测信号Sv,并向或电路303输出。
另外,第2检测电路302在发电持续时间超过指定时间时就生成成为高电平的发电持续时间检测信号St,而在小于发电持续时间时就生成成为低电平的发电持续时间检测信号St,并向或电路303输出。
这样,或电路303就取电压检测信号Sv和发电持续时间检测信号St的漏极和作为发电检测结果信号SA而输出。
即,发电检测电路102B根据发电电流如上述那样满足对第1检测电路301或第2检测电路302设定的某一方的条件时,就输出与发电状态即有可能发生伴随发电的磁场的状态相当的发电检测结果信号SA。
[4.2.2]在蓄电装置104的蓄电电压大于指定的允许电压而进行电流检测的情况
这时,过充电防止控制信号SLIM为低电平,限幅晶体管310成为导通状态,检测时刻信号SW为低电平,MOS晶体管TRSW成为截止状态。
结果,在发电部A进行发电时,发电机就通过限幅晶体管310流过电流检测电阻R。
这样,在电流检测电阻R的两端就产生与发电电流的电流量相应的电压差,所以,运算放大器OP就向第1检测电路301和第2检测电路302输出与该电压差相应的发电电压。
第1检测电路301在发电电压SK的振幅超过指定电压时就生成成为高电平的电压检测信号Sv,而在低于指定电压时就生成成为低电平的电压检测信号Sv,并向或电路303输出。
另外,第2检测电路302第2检测电路302在发电持续时间超过指定时间时就生成成为高电平的发电持续时间检测信号St,而在小于发电持续时间时就生成成为低电平的发电持续时间检测信号St,并向或电路303输出。
这样,或电路303就取电压检测信号Sv和发电持续时间检测信号St的漏极和作为发电检测结果信号SA而输出。
即,发电检测电路102B根据发电电流如上述那样满足对第1检测电路301或第2检测电路302设定的某一方的条件时,就输出与发电状态即有可能发生伴随发电的磁场的状态相当的发电检测结果信号SA。
因此,和通常动作时一样,在蓄电装置104的蓄电电压超过指定的允许电压时,即,在过充电防止动作时也可以根据发电检测结果信号SA按照发电部101的发电状态进行电机的修正驱动。
[4.2.3]不进行电流检测的情况
这时,检测时刻信号SW为高电平,MOS晶体管TRSW成为导通状态。
这样,电流检测电阻R就被短路,从而电流检测电阻就有效地与充电路径分离。
结果,在电流检测电阻R的两端就不发生电位差,从而不进行电流检测。
[4.3]实施例4的效果
如上所述,按照本实施例4,利用发电电流可以检测大容量电容器(蓄电装置)的充电状态或发电部的发电状态,可以不受由于伴随发电部的发电的电流而发生的磁场的影响而进行电机驱动控制。
此外,在过充电防止状态,也可以可靠地进行电机的修正驱动。
另外,在发电机交流磁场检测时刻以外,由于电流检测电阻R被旁路,所以,不会降低向蓄电装置的充电效率。另外,在发电机交流磁场检测时刻,也可以通过电流检测电阻R向蓄电装置进行充电,这就不会将实际的充电效率降低到所需要的以下。这时,通过电流检测电阻的充电,只是在预先决定的指定期间中,所以,几乎不会影响充电效率的降低。
[5]实施例5
在上述实施例4中,将过充电防止电路和整流电路采用单独的结构,但是,本实施例5是设置将它们采用一体的电路结构的整流/过充电防止电路的实施例。在本实施例5中,作为发电检测电路,采用和实施例2的发电检测电路102A相同的结构。
[5.1]整流/过充电防止电路周边的结构
图16表示整流/过充电防止电路和发电检测电路的周边的电路结构例。
在图16中,图示出了将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流同时用于防止过充电的整流/过充电防止电路103A,作为整流/过充电防止电路103A的周边电路,图示出了进行交流发电的发电部101、发电检测电路102A和利用从整流/过充电防止电路103A输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104。在图16中,对于和图7相同的部分标以相同的符号。
整流/过充电防止电路103A由通过将发电部101的一边的输出端子AG1的电压与基准电压Vdd进行比较而进行第1晶体管Q1的通/断控制用于进行能动整流的第1比较电路COMP1、通过将发电部101的另一边的输出端子AG2的电压与基准电压Vdd进行比较使第2晶体管Q2与第1晶体管交替地通/断而用于进行能动整流的第2比较电路COMP2、通过将发电部101的输出端子AG1的电压与基准电压V TKN进行比较使第3晶体管Q3在与第2晶体管Q2相同的时刻通/断而进行能动整流的第3比较电路COMP3、通过将发电部101的输出端子AG2的电压与基准电压V TKN进行比较使第4晶体管Q4在与第1晶体管Q1相同的时刻通/断而进行能动整流的第4比较电路COMP4、一边的输入端子输入第1比较电路COMP1的输出而另一边的输入端子输入过充电防止控制信号SLIM的反相信号的第1与电路与1和一边的输入端子输入第2比较电路COMP2的输出而另一边的输入端子输入过充电防止控制信号SLIM的反相信号的第2与电路与2构成。
这时,在发电部101处于非发电状态时,输出端子AG1、AG2的电位由于上拉电阻的作用而成为基准电压Vdd,从而稳定化。
和实施例2一样,发电检测电路102A由取第1比较电路COMP1和第2比较电路COMP2的输出的逻辑积的否定而输出的与非电路201和使用R-C积分电路将与非电路201的输出平滑化后作为发电检测结果信号SA而输出的平滑电路202构成。
这时,过充电防止控制信号SLIM从图6的计时控制电路105(相当于图1中的控制部C)输出,检测蓄电装置104的蓄电电压,在检测的蓄电电压超过预先决定的允许电压时,就向第1与电路与1和第2与电路与2输出高电平的过充电防止控制信号SLIM。
[5.2]实施例5的动作
下面,说明其动作。
[5.2.1]通常时
首先,说明过充电防止控制信号SLIM为低电平的通常时的动作。
发电部101开始进行发电时,发电电压供给两输出端子AG1、AG2。这时,输出端子AG1的端电压V1与输出端子AG2的端电压V2相位相反。
在端电压V2降低到小于电源VTKN时,第4比较电路COMP4的输出成为高电平,从而第4晶体管Q4导通。
与此并行地,端电压V1上升到超过电源VDD的电压时,第1比较电路COMP1的输出成为低电平。
这时,过充电防止控制信号SLIM为低电平,所以,第1与电路与1的两输入端子成为低电平,从而第1晶体管Q1导通。
另一方面,由于端电压V1在上升,所以,在大于电源VTKN时,第3比较电路COMP3的输出成为低电平,从而第3晶体管Q3截止。
与此并行地,由于端电压V2在降低,所以,在低于电源VDD的电压时,第2比较电路COMP2的输出就成为高电平。
这时,由于过充电防止控制信号SLIM为低电平,所以,第2与电路与2的输入端子的一方成为低电平,而另一方成为高电平,从而第2晶体管Q2截止。
因此,在第1晶体管Q1和第4晶体管Q4成为导通状态的期间,发电电流沿着「端子AG1→第1晶体管Q1→电源VDD→蓄电装置104→电源V TKN→第4晶体管Q4」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
同样,在端电压V1降低到小于电源V TKN时,第3比较电路COMP3的输出成为高电平,从而第3晶体管Q3导通。
与此并行地,端电压V2上升到超过电源VDD的电压时,第2比较电路COMP2的输出成为低电平。
这时,由于过充电防止控制信号SLIM为低电平,所以,第2与电路与2的两输入端子成为低电平,从而第2晶体管Q2导通。
另一方面,由于端电压V2在上升,所以,在大于电源VTKN时,第4比较电路COMP4的输出就成为低电平,从而第4晶体管Q4截止。
与此并行地,由于端电压V1在降低,所以,在小于电源VDD的电压时,第1比较电路COMP1的输出成为高电平。
这时,由于过充电防止控制信号SLIM为低电平,所以,第1与电路与1的输入端子的一方成为低电平,而另一方成为高电平,从而第1晶体管Q1截止。
因此,在第2晶体管Q2和第3晶体管Q3成为导通状态的期间,发电电流沿着「端子AG2→第1晶体管Q2→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4晶体管Q3」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
如上所述,在本实施例5中,也和实施例2一样,在发电电流流通时,第1比较电路COMP1或第2比较电路COMP2的输出另一方成为低电平。
因此,发电检测电路102A的与非电路201通过取第1比较电路COMP1和第2比较电路COMP2的输出的逻辑积的否定,在发电电流流通的状态下向平滑电路202输出高电平的信号。
这时,与非电路201的输出包含开关噪音,所以,平滑电路202使用R-C积分电路将与非电路201的输出平滑化后作为发电检测结果信号SA而输出。
由于这样的发电检测电路102A在结构上检测信号包含检测延迟,所以,如果不考虑这一点,伴随着检测遗漏,电机将不会正常地转动。
因此,在本实施例5中,也必须考虑检测延迟而使电机正常地转动。
关于其他具体的动作,和实施例2一样。
[5.2.2]过充电防止动作时
下面,说明过充电防止控制信号SLIM为高电平的过充电防止动作时的动作。
这时,第1与电路与1和第2与电路与2的一边的输入端子总是为高电平,第1与电路与1和第2与电路与2的输出总是低电平。
结果,晶体管Q1和晶体管Q2就总是成为导通状态,发电部101的两输出端子AG1、AG2向上拉动,从而蓄电装置104成为非充电状态。
这时,在晶体管Q1和晶体管Q2的漏极-源极间发生与发电电流的电流量相应的电压差,从而第1比较电路COMP1或第2比较电路COMP2的输出的另一方成为低电平。
因此,发电检测电路102A的与非电路201通过取第1比较电路COMP1和第2比较电路COMP2的输出的逻辑积的否定,在发电电流流通的状态向平滑电路202输出高电平的信号。
这时,与非电路201的输出包含开关噪音,所以,平滑电路202使用R-C积分电路将与非电路201的输出平滑化后作为发电检测结果信号SA而输出。
即,发电检测电路102A根据伴随发电的电流输出与发电状态即有可能发生伴随发电的磁场的状态相当的发电检测结果信号SA。
因此,在通常动作时一样,在过充电防止动作时一样,根据发电检测结果信号SA可以与发电部101的发电状态相应地进行电机的修正驱动。
[5.3]实施例5的效果
如上所述,按照本实施例5,利用发电电流可以检测大容量电容器(蓄电装置)的充电状态或发电部的发电状态,可以不受由于伴随发电部的发电的电流而发生的磁场的影响而进行电机驱动控制。
此外,在过充电防止状态,也可以可靠地进行电机的修正驱动。
[5.4]实施例5的变形例
在上述说明中,说明了发电检测电路102A根据比较电路COMP1和比较电路COMP2的输出而动作的情况,但是,在本实施例中,可以根据比较电路COMP1~COMP4中的至少1个的输出而动作。
[6]实施例6
下面,说明实施例6。
本实施例6的全体结构和上述实施例1~3的结构相同,所以,参照图17说明控制系统的详细功能结构。
这时,对于和图10的实施例3相同的部分标以相同的符号,并省略其详细的说明。
图17的实施例6与实施例3不同的地方是,根据发电机交流磁场检测电路106的发电机交流磁场的戬判断输出修正驱动脉冲P2+Pr或修正驱动脉冲P3+Pr’中的哪一个。
下面,说明发电机交流磁场检测电路106的结构及其周边的动作。
发电机交流磁场检测电路106由一边的输入端子输入发电检测结果信号SA而另一边的输入端子输入SB并取两输入信号的逻辑积而输出的与电路106A、置位端子S输入与电路106A的输出信号、复位端子R输入后面所述的计数器106D的输出端子Q的输出信号并从输出端子Q输出发电机交流磁场检测结果信号SC的锁存电路106B、一边的输入端子输入计时控制电路105的时钟信号CK2而另一边的输入端子输入后面所述的计数器106D的输出端子Q的输出信号并取两输入信号的逻辑和而输出的或电路106C和时钟端子CLK输入或电路106C的输出信号而复位端子RST输入与电路106A的输出信号而输出端子Q与锁存电路106B的复位端子R连接的计数器106D构成。
下面,说明发电机交流磁场检测电路106的概要动作。
计时控制部105A在指定的时刻向与电路106A输出成为高电平的发电机交流磁场检测时刻信号SB。
结果,与电路106A在发电机交流磁场检测时刻通过检测发电而发电检测结果信号SA成为高电平时,就视为通过发电机发生两交流磁场,从而向锁存电路106B的置位端子S和计数器106D的复位端子输出高电平的输出信号。
结果,计数器106D成为复位状态,然后,在发电机交流磁场检测时刻信号SB成为低电平后,根据时钟信号CK2或自己的输出端子Q的输出信号进行计数,在经过指定时间后,计数器106D的输出端子Q成为高电平,禁止输入时钟信号CK2,从而将锁存电路106B复位。
即,锁存电路106B在下一个计数器106D的输出端子Q的输出信号成为高电平而检测结果由计数器106D复位之前,向占空比降低用计数器107和修正驱动脉冲输出判断电路108输出与检测到发电机的交流磁场时相当的高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC。
在检测到高频磁场时输入高电平的高频磁场检测结果信号SE或检测到交流磁场时输入高电平的交流磁场检测结果信号SF时以及未检测到脉冲电机10的转动而输入低电平的转动检测结果信号SG时,修正驱动脉冲输出判断电路108的或电路108A就向与电路108B输出高电平的输出信号。
在输入修正驱动脉冲P2+Pr并且从或电路108A输入高电平的输出信号时,与电路108B就向或电路108D输出修正驱动脉冲P2+Pr。
另一方面,与电路108C在通过检测发电机交流磁场而输入高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC、输入与检测到脉冲电机10的转动时相当的高电平的转动检测结果信号SG并且输入修正驱动脉冲P3+Pr’时向或电路108D输出修正驱动脉冲P3+Pr’。
这时,即使是输出修正驱动脉冲P2+Pr和修正驱动脉冲P3+Pr’时,也只输出其中的任意一方,所以,或电路108D就根据需要向电机驱动电路109输出转动检测修正驱动脉冲P2+Pr或修正驱动脉冲P3+Pr’。
即,在检测高频磁场/交流磁场或脉冲电机10为非转动时,修正驱动脉冲P2+Pr就作为修正驱动脉冲SJ向电机驱动电路109输出,在检测发电机交流磁场并且检测到脉冲电机10的转动时,修正驱动脉冲P3+Pr’就作为修正驱动脉冲SJ而向电机驱动电路109输出。
[7]实施例1~6的变形例
[7.1]变形例1
在以上的实施例1~6中,说明的是控制1个电机的情况,但是,在可以视为多个电机设置在同一环境中时,例如,在手表内内藏两多个电机时,也可以利用1个发电检测电路(发电机交流磁场检测电路)同时控制多个电机。
[7.2]变形例2
在以上的实施例1~6中,是根据发电电压来进行发电部的发电交流磁场的检测的,但是,也可以使用霍耳元件等磁场检测传感器直接地检测发电部的发电磁场,而在检测到指定量以上的磁场时进行修正驱动脉冲控制。
这时,即使蓄电装置处于过充电状态,由于发电部发生伴随发电的磁场,所以,这时也可以可靠地进行电机的修正驱动。
[7.3]变形例3
在本发明的发电磁场检测单元(相当于实施例1~6的发电检测电路)中,除了预先决定的指定期间中外,只要检测是否发生了发电引起的磁场(以下,称为发电磁场)的时刻是可以检测发电磁场的时刻,不论是什么时刻都可以。
[7.4]变形例4
在上述实施例1~6中,在检测到发电磁场时,是输出修正驱动脉冲来取代通常驱动脉冲的,但是,也可以不禁止通常驱动脉冲的输出,在修正驱动脉冲输出之前输出通常驱动脉冲。
这时,电机不仅由修正驱动脉冲和通常驱动脉冲所驱动,还必须考虑两驱动脉冲的极性,以便驱动到正确的位置。即,电机在由通常驱动脉冲所驱动而转动之后,进行发电检测,即使是输出修正驱动脉冲时,只要使修正驱动脉冲的极性与通常驱动脉冲的极性相同,流过电机线圈的电流方向就相同,所以,修正驱动脉冲的极性就与下一个和电机的转动方向对应的电流方向相反,从而除了通常驱动脉冲驱动的电机的转动外,不会发生修正驱动脉冲所驱动的电机的转动。
[7.5]变形例5
作为本发明的发电单元,只要是通过发电而发生磁场的发电单元,不论是什么样的形式都可以应用。
[7.6]变形例6
在上述实施例中,以手表型的计时装置为例作两说明,但是,只要是在发电时发生磁场并且具有电机的时钟,不论是什么的时钟都可以应用本发明。
[7.7]变形例7
在上述实施例1~6中,以手表型的计时装置为例作两说明,但是,只要是在发电时发生磁场并且具有电机的电子机器,就可以应用本发明。
例如,只要是音乐演奏器、音乐记录装置、图像播放器和图像记录器(CD用、MD用、DVD用、磁带用等)或者它们的便携式机器以及计算机用周边机器(软盘驱动器、硬盘驱动器、MO驱动器、DVD驱动器、打印机等)或者它们的便携式机器等电子机器都可以。
[8]实施例1~6的效果
按照实施例1~6,在由于发电机的发电而充电电流流入蓄电装置时,如果发生两发电机的发电磁场,就输出修正驱动脉冲,所以,不会受到发电磁场的影响,可以正确而可靠地进行电机的驱动。此外,在输出修正驱动脉冲时,就停止通常驱动脉冲及高频磁场检测用脉冲等的输出,所以,不会无谓地消耗电力。
另外,按照实施例4和实施例5,即使在蓄电装置不充电时,在流动用于防止过充电的过充电防止电流的状态发电机进行发电时,也输出修正驱动脉冲,所以,不会受到过充电防止电流引起的磁场(发电磁场)的影响,从而可以正确而可靠地进行电机的驱动。
此外,发电检测电路通过与实际的充电路径不同的路径进行发电检测,所以,不会招致充电效率的降低。
此外,不必通过实测来预先决定招致电机驱动异常的发电量,在改变发电机、电机、机构结构时,也不必通过实测来设定成为基准的发电量。
[9]实施例1~6的其他的形式
[9.1]第1其他的形式
作为实施例1~6的第1其他的形式,在具有进行发电的发电装置、储蓄上述发电的电能的蓄电装置和由上述蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器的控制方法中,包括通过输出日常驱动脉冲信号而进行上述电机的驱动控制的脉冲驱动控制步骤、检测是否用于上述发电而发生了磁场的发电磁场检测步骤和在上述发电磁场检测步骤中检测到了发电引起的磁场时就向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤,上述发电磁场检测步骤包括在由于上述发电装置的发电而处于充电电流流入上述蓄电装置的充电状态时就作为通过上述发电而发生了磁场进行判断的充电状态判断步骤。
[9.2]第2其他的形式
作为实施例1~6的第2其他的形式,在具有进行发电的发电装置、储蓄上述发电的电能的蓄电装置和由上述蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器的控制方法中,包括通过输出日常驱动脉冲信号而进行上述电机的驱动控制的脉冲驱动控制步骤、检测是否用于上述发电而发生了磁场的发电磁场检测步骤和在上述发电磁场检测步骤中检测到了发电引起的磁场时就向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤,上述发电磁场检测步骤包括在上述蓄电装置处于过充电防止状态时就根据流入上述发电装置的过充电电流作为通过上述发电而发生了磁场进行判断的过充电防止电流发生判断步骤。
[9.3]第3其他的形式
作为实施例1~6的第3其他的形式,在上述第1或第2其他的形式中,上述发电磁场检测步骤在预先决定的指定期间中检测是否通过上述发电而发生了磁场。
[9.4]第4其他的形式
作为实施例1~6的第4其他的形式,在上述第3其他的形式中,上述指定期间定为上述脉冲驱动控制步骤的本次的通常驱动脉冲信号输出开始时刻与下次的上述通常驱动脉冲信号的输出开始时刻之间的期间中的期间。
[9.5]第5其他的形式
作为实施例1~6的第5其他的形式,在上述第3其他的形式中,上述指定期间定为包含与上述发电磁场检测步骤的检测延迟时间对应的期间。
[9.6]第6其他的形式
作为实施例1~6的其他的形式,在上述第1~第5其他的形式中,上述修正驱动脉冲输出步骤向上述电机输出上述修正驱动脉冲信号,取代上述通常驱动脉冲信号。
[10]实施例7
如在上述实施例1~6中说明的那样,在具有内藏发电装置并将由发电装置发生的电力一度向大容量电容器等进行充电的功能的时钟中,在不进行发电时,就用从电容器放电的电力进行时刻显示。
如在上述实施例1~6中所述的那样,有时在充电时从发电机发生的电磁噪音电平会对电机产生不良影响,在充电时充电电流的电源电压也会由于二次电池的内阻的影响而发生变化。
因此,在应避免这样的问题的内藏上述发电装置的电子表中,设置发电检测电路间是否由发电装置在进行发电,在检测到发电时就作为在进行充电来处理,但是,检测到发电了,不一定该发电电力就对充电有贡献,发生了大于二次电池的端电压的发电电压才开始可能向二次电池进行充电,流动充电电流。因此,就在发电电压的绝对值的检测中,检测对充电没有贡献的发电,进行了超过所需要的处理,从而就增大了电力消耗。
因此,本实施例7和后面所述的实施例8~12的目的旨在可靠地检测发电状态,适当地进行用于避免伴随发电引起的对电子机器的不良影响的各种处理,从而降低电力消耗。
另外,本实施例7和后面所述的实施例8~12的其他目的在于,即使在使发电电流流经向蓄电装置的充电路径迂回的迂回路径的限幅电路动作时,也可以可靠地检测迂回电流在迂回路径中流动的状态,从而可以可靠地进行用于避免伴随发电引起的对电子机器的不良影响的各种处理。
关于实施例7~12的结构,在该目的的范围内,当然可以应用于上述实施例1~6。
[10.2]控制系统的功能结构
下面,参照图18说明实施例7的控制系统的功能结构。在图18中
对于和图2相同的部分标以相同的符号。
计时装置1具有进行交流发电的发电部101、根据发电部101的发电电压SK进行发电检测并输出发电检测结果信号SA的发电检测电路102A、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103、利用从整流电路103输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104、利用蓄电装置104储蓄的电能而动作并输出应进行计时控制的通常驱动脉冲SI同时输出用于指示发电机交流磁场检测的检测时刻的发电机交流磁场检测时刻信号SB的计时控制电路105、根据发电检测结果信号SA和发电交流磁场检测时刻信号SB进行发电机交流磁场检测并输出发电机交流磁场检测结果信号SC的发电机交流磁场检测电路106。
另外,计时装置1还具有根据发电机交流磁场检测结果信号SC输出用于控制通常电机驱动脉冲的占空比降低的通常电机驱动脉冲占空比降低信号SH的占空比降低用计数器107、根据发电机交流磁场检测结果信号SC判断是否输出修正驱动脉冲SJ并根据需要输出修正驱动脉冲SJ的修正驱动脉冲输出电路108、根据通常驱动脉冲SI或修正驱动脉冲SJ输出用于驱动脉冲电机10的电机驱动脉冲SL的电机驱动电路109、根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测高频磁场并输出高频磁场检测结果信号SE的高频磁场检测电路110、根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测交流磁场并输出交流磁场检测结果信号SF的交流磁场检测电路111和根据发电机交流磁场检测结果信号SC和从电机驱动电路109输出的感应电压信号SD检测电机10是否转动并输出转动检测结果信号SG的转动检测电路112。
[10.3]发电检测电路
[10.3.1]发电检测电路的结构
图19是进行全波整流时的发电检测电路的周边的电路结构例。
在图19中,图示出了发电检测电路102,作为发电检测电路102的周边电路,图示出了进行交流发电的发电部101、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103和利用从整流电路103输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104。
发电检测电路102由将发电部101的第1输出端子AG1的电压V1与蓄电装置104的高电位侧端电压VDD进行比较并输出第1比较结果数据DC1的第1比较电路COMP1A、将发电部101的第2输出端子AG2的电压V2与蓄电装置104的高电位侧端电压VDD进行比较并输出第2比较结果数据DC2的第2比较电路COMP2A和取第1比较结果数据DC1和第2比较结果数据DC2的逻辑和作为发电检测数据DDET而输出的或电路或1构成。
下面,说明比较电路COMP1A、COMP2A。
如上所述,本实施例是进行全波整流的情况,但是,即使是半波整流的情况也可以应用本发明。
即,如图20所示,在利用半波整流电路103’进行半波整流而对充电没有贡献的发电相位的情况时,发电机101的最大数十[V]的发电电压加到比较电路COMP’的非反相输入端子(+)上,所以,作为比较电路COMP’,要求是耐高压的元件。这时,比较电路COMP’利用蓄电装置104的供给电源而动作。
与此相反,如本实施例7那样进行全波整流时,在发电机101的输出端子AG1、AG2上,最大只发生蓄电装置104的电压+0.6[V]左右的电压,所以,作为比较电路COMP1A、COMP2A,可以使用耐压低的元件。
结果,比较电路COMP1A、COMP2A可以用通常对计时用所使用的IC工艺制造,从而可以实现电路的小型化和低成本化。
因此,在不必使用耐压低的元件而想使电路结构简单化时,就可以采用图20的半波整流的结构。
下面,参照图21说明与高电位侧电压Vdd连接的比较电路COMP1A、COMP2A的一例。
如图21所示,比较电路COMP1A、COMP2A由一对负载晶体管211及212、一对输入晶体管213及214、输出晶体管215和恒流源216及217构成。其中,负载晶体管211及212和输出晶体管215是P沟道场效应型晶体管,输入晶体管213及214是N沟道场效应型晶体管。并且,输入晶体管213、214的各栅极分别成为比较电路COMP1A(COMP2A)的负输入端(-)、正输入端(+),而输出晶体管215的漏极成为输出端OUT。
在这样的结构中,负载晶体管211及212成为电流镜电路,所以,流入该负载晶体管211及212的各电流值相互相等。因此,流入输入晶体管213及214的栅极的电流(电压)差被放大,该差值出现在端子A上,但是,在中途接收该电流的晶体管211及212只接收相同的电流值,所以,该差电流(电压)逐渐地被放大后流入晶体管215的栅极。
结果,在作为正输入端(+)的晶体管214的栅极电流(电压)少许超过作为负输入端(-)的晶体管213的栅极电流(电压)时,作为比较电路COMP1A(COMP2A)的输出端OUT的晶体管215的漏极电压就极大地偏向于高电位侧电压Vdd,否则就偏向于低电位侧电压Vss。
按照这样的比较电路COMP1A(COMP2A),将晶体管211及212作为能动负载使用,所以,除了恒流源216及217以外,可以1个电阻也不使用。因此,对于集成化非常有利。
设Cg为输出晶体管的栅极电容、Iop为比较电路的动作电流时,通常由MOS
晶体管构成的比较电路的应答延迟时间与「Cg/Iop」成正比。即,应答延迟时间与消耗电流基本上是反比例的关系。在由内藏的发电机的电力驱动的电子表中,发电机的大小商品到电子表的空间的限制,不能得到大的发电力,所以,为了确保电力的能量收支,希望实现电路的电流低消耗化。即使在比较电路COMP1A、COMP2A中,也必须实现电流低消耗化,将动作电流Iop抑制到最小限度,从而比较电路COMP1A、COMP2A的应答延迟时间处于特别最大的倾向。
整流电路103由在发电部101的一边的输出端子AG1的电压V1高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD时成为导通状态的第1整流元件RE1和第4整流元件RE4与在发电部101的另一边的输出端子AG2的电压V2高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD时成为导通状态的第2整流元件RE2和第3整流元件RE3构成。
这时,整流元件RE1~RE4可以考虑二极管等无源整流元件或将晶体管与比较电路组合的能动整流元件等。
下面,说明发电检测电路的动作。
在发电部101开始进行发电时,发电电压供给两输出端子AG1、AG2。这时,输出端子AG1的端电压V1与输出端子AG2的端电压V2相位相反。
并且,在输出端子AG1的端电压V1高于输出端子AG2的电压V2指定电压以上进而输出端子AG1的电压也高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD时,第1整流元件RE1和第4整流元件RE4成为导通状态。这样,发电电流就沿着「端子AG1→第1整流元件RE1→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4整流元件RE4」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
并且,第1比较电路COMP1A输出的第1比较结果数据DC1成为高电平。
结果,或电路或1输出的发电检测数据DDET成为高电平,从而检测发电。
同样,在输出端子AG2的端电压V2高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD时,第2整流元件RE2和第3整流元件RE3成为导通状态。这样,发电电流就沿着「端子AG2→第2整流元件RE2→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第3整流元件RE3」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
并且,第2比较电路COMP2A输出的第2比较结果数据DC2成为高电平。
结果,或电路或1输出的发电检测数据DDET成为高电平,从而检测发电。
这样,便可检测具有蓄电装置104的端电压以上的电压的发电,从而可以进行可靠的发电检测。
[10.3]
下面,再次参照图4的处理流程图说明计时装置1的动作。
首先,判断从计时装置1的复位时刻或前次的驱动脉冲输出是否经过了1秒钟(步骤S1)。
在步骤S1的判断中,在尚未经过1秒钟时,就不时应输出驱动脉冲的时刻,所以,成为待机状态。
在步骤S1的判断中,在经过了1秒钟时,就判断是否由发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出中检测到了可以向蓄电装置104进行充电的发电(步骤S2)。
[10.3.1]由发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲SP0的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S2的判断中,由发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲SPO的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时步骤S2:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S7)。
这时,占空比降低计数器进行计数,就意味着在下一个脉冲电机驱动时刻将以更低的占空比的通常电机驱动脉冲K11进行驱动,但是,由于充电引起的发电部101的交流磁场的作用,则不能由该通常电机驱动脉冲K11驱动脉冲电机,从而容易输出修正驱动脉冲。
因此,将占空比降低计数器复位或停止占空比降低计数器的计数降低,就是防止在下一个脉冲电机驱动时刻的通常电机驱动脉冲K11的占空比降低。
其次,停止高频磁场检测用脉冲SP0的输出(步骤S8)。
接着,进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S9),该处理就是在后面所述的步骤S3的判断为是时而设置的处理,在步骤S7,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止交流磁场检测用脉冲SP11和交流磁场检测用脉冲SP12的输出(步骤S10)。
接着,进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S11),,该处理就是在后面所述的步骤S4的判断为是时而设置的处理,在步骤S7,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止(或中断)通常电机驱动脉冲K11的输出(步骤S12)。
接着,进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S13),该处理就是在后面所述的步骤S5的判断为是时而设置的处理,在步骤S7,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。这时,实际上驱动脉冲电机10的是修正驱动脉冲P2,修正驱动脉冲Pr是为了抑制驱动后的转子转动后的振动而迅速地转移到稳定状态的脉冲。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
下面,说明消磁脉冲PE的作用。本来,由于发电机的漏磁通将在电机驱动线圈中发生感应电压。
但是,在基于交流磁场检测脉冲的交流磁场检测电压超过阈值时,加上修正驱动脉冲P2+Pr时,由于该修正驱动脉冲P2+Pr的有效电力大,残留磁通就不能在电机驱动线圈中发生感应电压了。
另外,根据脉冲电机非转动时的转动检测脉冲SP2的检测电压不超过阈值是正常的状态,但是,由于加上修正驱动脉冲P2+Pr后的残留磁通的影响,有时发电机的漏磁通重叠到检测电压上超过阈值,从而将错误地作为转动时的检测电压处理。
因此,应消除它们的影响,并通过加上具有与修正驱动脉冲P2+Pr极性相反的消磁脉冲PE来消除残留磁通。
这时,将输出消磁脉冲PE的时刻定为外部磁场检测时刻之前是很有效的。
另外,消磁脉冲PE的脉冲宽度是转子不发生转动的窄(短)脉冲,为了进一步提高消磁效果,最好是采用多个间歇脉冲。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[10.3.2]由发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S2的判断中,在发电检测电路102在高频磁场检测用脉冲信号SP0的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S2:否),就判断发电检测电路102是否在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S3)。
在步骤S3的判断中,在发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S3:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S9)。
其次,停止交流磁场检测用脉冲SP11和交流磁场检测用脉冲SP12的输出(步骤S10)。
接着,就进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S11),该处理就是在后面所述的步骤S4的判断为是时而设置的处理,在步骤S9,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止(或中断)通常电机驱动脉冲K11的输出(步骤S12)。
接着,就进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S13),该处理就是在后面所述的步骤S5的判断为是时而设置的处理,在步骤S9,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。这时,实际上驱动脉冲电机10的是修正驱动脉冲P2,修正驱动脉冲Pr是为了抑制驱动后的转子转动后的振动而迅速地转移到稳定状态的脉冲。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16 )。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[10.3.3]由发电检测电路102在通常驱动脉冲K11的输出中检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S3的判断中,在发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S3:否),就判断充电检测电路102在通常驱动脉冲K11的输出中是否检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S4)。
在步骤S4的判断中,在发电检测电路102在通常驱动脉冲K11的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S4:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S11)。
其次,停止(或中断)通常驱动脉冲K11的输出(步骤S12)。
接着,就进行将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低的处理(步骤S13),该处理就是在后面所述的步骤S5的判断为是时而设置的处理,在步骤S11,处理已进行了,所以,实际上什么处理也不进行。
其次,停止转动检测用脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[10.3.4]由发电检测电路102在转动检测脉冲SP2的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在步骤S4的判断中,在发电检测电路102在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S4:否),就判断发电检测电路102在转动检测脉冲SP2的输出中是否检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S5)。
在步骤S5的判断中,发电检测电路102在转动检测脉冲SP2的输出中检测到了可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S5:是),就将用于使应降低通常电机驱动脉冲K11的有效电力的占空比降低的占空比降低计数器复位(设定为预先决定的初始占空比降低计数值)或停止占空比降低计数器的计数降低(步骤S13)。
其次,停止(或中断)转动检测脉冲SP2的输出(步骤S14)。
并且,输出修正驱动脉冲P2+Pr(步骤S15)。
其次,为了消除伴随施加修正驱动脉冲P2+Pr而产生的残留磁通,输出与修正驱动脉冲P2+Pr的极性相反的消磁脉冲PE(步骤S16)。
在消磁脉冲PE的输出结束后,再次开通占空比降低计数器的计数(步骤S17),并将通常驱动脉冲K11的占空比设定为消耗电力最少并且不输出修正驱动脉冲P2+Pr。
并且,再次将处理转移到步骤S1,反复进行同样的处理。
[10.3.5]未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时的处理
在高频磁场检测用脉冲SP0的输出中未检测到充电状态(步骤S2:否)、在交流磁场检测用脉冲SP11或交流磁场检测用脉冲SP12的输出中也未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S3:否)、在通常驱动脉冲K11的输出中也未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电(步骤S4:否)以及在转动检测脉冲SP2的输出中也未检测到可以对蓄电装置104进行充电的发电时(步骤S5:否),在满足可以降低下次的通常驱动脉冲K11的占空比的条件时,就将占空比降低到低于本次的通常驱动脉冲K11的占空比或不能将占空比降低到低于本次的通常驱动脉冲K11的占空比,即,是预先设定的最低占空比时,就进行将占空比维持现状的脉冲宽度控制(步骤S6)。
[10.4]实施例7的效果
如上所述,按照本实施例7,可以可靠地检测可以对蓄电装置进行充电的发电,可以可靠采取防止对发电状态的不良影响的对策,同时不需要实施不必要的对策,从而可以降低电力消耗。
另外,实施例7的结构是用于检测发电电压的结构,可以对发电电流以及充电性能没有影响地进行检测,与具有将电阻插入充电路径的结构的发电检测方法不同,发电检测动作不会招致充电性能的降低,从而可以总是进行检测。
[11]实施例8
在上述实施例7中,发电检测电路102是将发电部101的发电电压与蓄电装置104的高电位侧端电压直接进行比较,但是,本实施例8是通过采用蓄电装置104的高电位侧端电压+指定的偏置电压取代蓄电装置104的高电位侧端电压从而更可靠地检测充电状态的实施例。
[11.1]发电检测电路
[11.1.1]发电检测电路的结构
图22表示发电检测电路的周边的电路结构例。在图22中,对于和图19相同的部分标以相同的符号。
在图22中,图示出了发电检测电路102A,作为发电检测电路102A的周边电路,图示出了进行交流发电的发电部101、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103和利用从整流电路103输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104。
发电检测电路102A由将指定的偏置电压与蓄电装置104的高电位侧端电压VDD相加而输出第1偏置端电压VOS1的第1偏置电压加法电路OS1、将指定的偏置电压与蓄电装置104的高电位侧端电压VDD相加而输出第2偏置端电压VOS2的第2偏置电压加法电路OS2、将发电部101的第1输出端子AG1的电压V1与第1偏置端电压VOS1进行比较而输出第1比较结果数据DC11的第1比较电路COMP1A、将发电部101的第2输出端子AG2的电压V2与第2偏置端电压VOS2进行比较而输出第2比较结果数据DC12的第2比较电路COMP2A和取第1比较结果数据DC11和第2比较结果数据DC12的逻辑和作为发电检测数据DDET1而输出的或电路或1构成。
下面,说明比较电路COMP1A、COMP2A。
比较电路COMP1A、COMP2A输入由偏置电压加法电路OS1、OS2进行了电平偏移的电压,但是,这样的结构也可以使图21的输入晶体管213及214的阈值电压Vth不同。
详细而言,如果使负输入端(-)侧的晶体管213的阈值电压Vth大于正输入端(+)侧的晶体管214的阈值电压Vth,就可以实现和图22的偏置电压加法电路OS1、OS2同等的作用效果。
这时,通过改变晶体管的尺寸,便可使输入晶体管213及214的阈值电压Vth不同。具体而言,通过使输入晶体管213的栅极宽度小于输入晶体管214的栅极宽度,便可提高输入晶体213的阈值电压Vth。此外,利用掺入杂质等工艺的方法也可以使输入晶体管213及214的阈值电压Vth不同。
另外,如图23所示,通过将相同尺寸、相同能力的晶体管并联连接,可以实现与晶体管213或晶体管214等价的电路。即,将相同尺寸、相同能力的2个晶体管213A及213B并联连接取代晶体管213,将相同尺寸、相同能力的晶体管214A及214B并联连接取代晶体管214。
通过采用这样的结构,在正输入端(+)侧差动对晶体管的能力增高而使负输入端(-)侧的端电压不高于正输入端(+)侧的电压时,晶体管214A、214B、214C就不成为导通状态,从而比较电路的输出不发生反相。
作为比较电路的检测动作,例如在以正输入端(+)侧为基准将高电位侧电压Vdd与正输入端(+)侧相加时而仅将比电压Vdd高电压α的高电位的电压Vdd+α以上的电压与负输入端(-)侧相加时,比较电路忖发生反相,输出低电平。
下面,说明发电检测电路的动作。
发电部101开始进行发电时,发电电压供给两输出端子AG1、AG2。这时,输出端子AG1的端电压V1与输出端子AG2的端电压V2相位相反。另外,偏置电压VOS1、VOS2根据整流元件RE1、RE2的顺向电压VF设定。即,在用顺向电压VF比较大的二极管进行整流时,偏置电压设定为数百[mV],在用顺向电压VF比较小的二极管进行整流时,偏置电压设定为数十[mV]。
并且,在输出端子AG1的端电压V1高于输出端子AG2的电压V2指定电压以上并且输出端子AG1的电压也高于第1偏置电压VOS1(=蓄电装置104的高电位侧端电压VDD+偏置电压)时,第1整流元件RE1和第4整流元件RE4成为导通状态。
这时,输出端子AG1的电压也高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD,所以,发电电流沿着「端子AG1→第1整流元件RE1→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4整流元件RE4」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
并且,第1比较电路COMP1A输出的第1比较结果数据DC11成为高电平。
结果,或电路或1输出的发电检测数据DDET1成为高电平,进行充电检测。
同样,在输出端子AG2的端电压V2高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD时,第2整流元件RE2和第3整流元件RE3成为导通状态。
这时,在输出端子AG2的电压高于蓄电装置104的高电位侧端电压VDD并且也高于第2偏置电压VOS2(=蓄电装置104的高电位侧电压VDD+偏置电压)时,发电电流沿着「端子AG2→第2整流元件RE2→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4整流元件RE3 」的路径流动,电荷向蓄电装置104充电。
并且,第2比较电路COMP2A输出的第2比较结果数据DC2成为高电平。
结果,或电路或1输出的发电检测数据DDET1成为高电平,进行充电检测。
另外,作为收支用于得到和上述同样的效果的偏置电压的方法,也可以从发电部101的输出端子侧的电压中减去偏置电压部分的电压,输入比较电路,与蓄电装置的高电位侧电源VDD进行比较,在比较电路中,可以将输入的2个电压中的某一方偏移与偏置电压相当的量,或者将2个输入端子的比较电平偏移与偏置电压相当的量。
[11.2]实施例8的效果
如上所述,按照本实施例8,检测某一电平以上的发电电流流动的情况,所以,可以更可靠地检测发电状态,从而可以可靠地采取用于防止对充电状态的不良影响的对策,同时不必实施不必要的对策,从而可以降低电力消耗。
另外,实施例8的结构是检测发电电压的结构,可以对发电电流和充电性能毫无影响地进行检测,和具有将电阻插入到充电路径中等结构的发电检测方法不同,发电检测动作不会招致充电性能的降低,所以,可以总是进行检测。
[12]实施例9
下面,参照图24~图26说明发电检测电路的更具体的实施例9。
[12.1]发电检测电路周边的结构
图24表示实施例9的发电检测电路的周边的电路结构例。
在图24中,图示出了发电检测电路102B,作为发电检测电路102B的周边电路,图示出了进行交流发电的发电部101、将从发电部101输出的交流电流进行整流而变换为直流电流的整流电路103B和利用从整流电路103B输出的直流电流进行蓄电的蓄电装置104。
发电检测电路102B由取后面所述的第1比较电路COMP11和第2比较电路COMP12的输出的逻辑积的否定作为原发电检测数据DDET10而输出的与非电路201和使用R-C积分电路将原发电检测数据DDET10的输出平滑化后作为发电检测数据DDET11而输出的平滑电路202构成。
如图25所示,平滑电路202由电阻R1和连接在电阻R1的输出侧端子与低电位侧电源VTKN逐渐的电容器C1构成。
整流电路103B由通过将发电部101的一边的输出端子AG1的电压与基准电压Vdd进行比较从而进行第1晶体管Q1的通/断控制而用于进行能动整流的第1比较电路COMP11、通过将发电部101的另一边的输出端子AG2的电压与基准电压Vdd进行比较使第2晶体管Q2与第1晶体管交替地通/断而用于进行能动整流的第2比较电路COMP12、在发电部101的端子AG2的端电压V2超过预先决定的阈值电压时成为导通状态的第3晶体管Q3和在发电部101的端子AG1的端电压V1超过预先决定的阈值电压时成为导通状态的第4晶体管Q4构成。
与整流所使用的这些第1~第4晶体管Q1~Q4并联连接的二极管d在没有充分的电源电压时进行整流用以控制整流用的晶体管Q1~Q4的通/断,可以外加连接肖脱基二极管,如果使用寄生二极管,可以将所有的电路集成化。
[12.2]充电时的动作
首先,说明充电动作。
发电部101开始进行发电时,发电电压供给两输出端子AG1、AG2。这时,输出端子AG1的端电压V1与输出端子AG2的端电压V2相位相反。
输出端子AG1的端电压V1超过阈值电压时,第4晶体管Q4成为导通状态。此后,端电压V1上升到超过电源VDD的电压时,第1比较电路COMP11的输出成为低电平,第1晶体管Q1导通。
另~方面,输出端子AG2的端电压V2低于阈值电压,所以,第3晶体管Q3是截止状态,端电压V2小于电源VDD的电压,第2比较电路COMP12的输出是高电平,第2晶体管Q2为截止状态。
因此,在第1晶体管Q1成为导通状态的期间,发电电流沿着「端子AG1→第1晶体管Q1→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4晶体管Q4」的路径流动,电荷向蓄电装置104进行充电。
此后,端电压V1下降时,输出端子A给的端电压V1小于电源VDD的电压,第1比较电路COMP11的输出成为高电平,第1晶体管Q1成为截止状态,输出端子AG1的端电压V1低于第4晶体管Q4的阈值电压,从而第4晶体管Q4也成为截止状态。
另一方面,输出端子AG2的端电压V2超过阈值电压时,第3晶体管Q3成为导通状态。此后,端电压V2进而上升到超过电源VDD的电压时,第2比较电路COMP12的输出成为低电平,第2晶体管Q2导通。
因此,在第2晶体管Q2成为导通状态的期间,发电电流沿着「端子AG2→第2晶体管Q2→电源VDD→蓄电装置104→电源V TKN→第3晶体管Q3」的路径流动,电荷向蓄电装置104进行充电。
如上所述,在发电电流流通时,第1比较电路COMP11或第2比较电路COMP12的输出成为低电平。
因此,发电检测电路102B的与非电路201通过取第1比较电路COMP11和第2比较电路COMP12的输出的逻辑积的否定,在发电电流流通的状态将高电平的原发电检测数据DDET10向平滑电路202输出。
这时,与非电路201的输出包含开关噪音,所以,平滑电路202使用R-C积分电路将与非电路201的输出平滑化后作为发电检测数据DDET11而输出。
[12.2]发电检测电路的具体的动作例
下面,参照图26的时间图说明实施例9的发电检测电路的动作。
发电部101从时刻t0开始进行发电,在时刻t1,输出端子AG2的电压超过高电位侧电源VDD的电压时,第2比较电路COMP12的输出成为低电平,第2晶体管Q2成为导通状态。
这样,如上所述,发电电流沿着「端子AG2→第2晶体管Q2→电源VDD→蓄电装置104→电源V TKN→第3晶体管Q3」的路径流动,电荷向蓄电装置104进行充电。
另一方面,在时刻t1,输出端子AG1的电压低于低电位侧电源VTKN的电压,所以,第1比较电路COMP11的输出不变,仍然是高电平。
这些结果就是,与非电路201的一边的输入端子成为低电平,另一边的输入端子成为高电平,原发电检测数据DDET10成为高电平。
输入平滑电路202的高电平的原发电检测数据DDET10经平滑化后,在时刻t2,将发电检测数据DDET11作为高电平通知已处于充电状态。
然后,在时刻t3,输出端子AG2的电压低于高电位侧电源VDD的电压,第2比较电路COMP12的输出再次成为高电平,与非电路201的两边的输入端子成为高电平。
结果,原发电检测数据DDET10成为低电平,但是,由于平滑电路202的作用,发电检测数据DDET11不变仍然维持高电平。
在时刻t4,在输出端子A G 1的电压超过高电位侧电源VDD的电压时,第1比较电路COMP11的输出成为低电平,第1晶体管Q1成为导通状态。
这样,如上所述,发电电流沿着「端子AG1→第1晶体管Q1→电源VDD→蓄电装置104→电源VTKN→第4晶体管Q4」的路径流动,电荷向蓄电装置104进行充电。
另一方面,在时刻t4,输出端子AG2的电压低于低电位侧电源VTKN的电压,所以,第2比较电路COMP12的输出不变仍然是高电平。
这些结果就是,与非电路201的一边的输入端子成为低电平,另一边的输入端子成为高电平,原发电检测数据DDET10成为高电平。
输入平滑电路202的高电平的原发电检测数据DDET10经平滑化后,使发电检测数据DDET11仍然保持高电平。
然后,在时刻t5,输出端子AG1的电压低于高电位侧电源VDD的电压,第1比较电路COMP11的输出再次成为高电平,而与非电路201的两边的输入端子成为高电平。
结果,原发电检测数据DDET10成为低电平,但是,由于平滑电路202的作用,发电检测数据DDET11不变仍然维持高电平。
其次,在时刻t6~时刻t9,进行和时刻t1~时刻t5的动作相同的动作。
这时,由于平滑电路202的作用,发电检测数据DDET11不变仍然维持高电平。
但是,此后,发电部101中断发电,在时刻t10,发电检测数据DDET11成为低电平,并通知充电已中断。
[12.3]实施例9的效果
如上所述,按照本实施例9,在能动地整流发电的交流电流时,也可以可靠地检测充电状态。
另外,可以与发电检测电路共用能动整流所使用的比较电路,从而可以提高电路的效率。
[13]实施例10
实施例10是将本发明的发电检测电路应用于倍压整流电路时的具体的实施例。
[13.1]发电检测电路周边的结构
图27表示实施例10的发电检测电路的周边的电路结构例。
在图27中,图示出了发电检测电路102C,作为发电检测电路102C的周边电路,图示出了进行交流发电的发电部101、将从发电部101输出的交流电流进行蓄电的升压用电容器CUP、对升压用电容器CUP进行充电时成为导通状态的第1晶体管Q10、在升压用电容器CUP的输出端子AG的电压超过蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压时输出应使晶体管Q10导通的低电平的输出信号的整流诫Q11和在升压用电容器CUP的输出端子AG的电压低于蓄电装置104的低电位侧电源VTKN的电压时输出应使整流晶体管Q11导通的高电平的原发电检测信号DDET20的比较电路COMP14。
发电检测电路102C的结构和实施例9的平滑电路202相同,只是时间常数不同。
下面,参照图28说明比较电路COMP14的结构。
如图28所示,比较电路COMP14由一对负载晶体管231及232、一对输入晶体管233及234、输出晶体管235、恒流源236及237构成。其中,负载晶体管231及232和输出晶体管235是N沟道场效应型晶体管,但是,输入晶体管233及234是P沟道场效应型晶体管。并且,输入晶体管233及234的各栅极分别成为比较电路COMP14的负输入端(-)、正输入端(+),而输出晶体管235的漏极成为输出端子OUT。
这样,比较电路COMP14和与高电位侧电压Vdd连接的比较电路COMP1A(COMP2A)(参见图21)极性完全相反。在该比较电路COMP14中,也和比较电路COMP1A(COMP2A)一样,使输入晶体管233及234的阈值电压Vth不同,这样,便可将偏置电压加法电路纳入到其内部。
详细而言,如果使负输入端(-)侧的晶体管233的阈值电压Vth的绝对值大于正输入端(+)侧的晶体管234的阈值电压Vth的绝对值,就可以实现和图22的偏置电压加法电路OS1、OS2同等的作用效果。使输入晶体管233及234的阈值电压Vth不同的方法,和图23所示的比较电路COMP1A(COMP2A)的情况相同。
另外,本实施例的情况也和图19的情况相同,在进行全波整流时,在发电机101的输出端子AG1、AG2只发生最大约为蓄电装置104的电压+0.6[V]的电压,所以,作为比较电路COMP14,可以使用耐压低的元件。因此,比较电路COMP14可以用通常时钟用所使用的IC工艺进行制造,从而可以实现电路的小型化和低成本化。
[13.2]充电时的动作
首先,参照图29的动作时间图说明充电动作。
倍压整流电路的充电动作大致包括升压用电容器CUP的蓄电动作和蓄电装置104的蓄电动作。下面,顺序说明。
在初始状态,假定升压用电容器CUP的输出端子AG的电压低于蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压,并且高于蓄电装置104的低电位侧电源VTKN的电压。
在时刻t0,发电部101开始进行发电,由于在初始状态升压用电容器CUP的输出端子AG的电压低于蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压,并且高于蓄电装置104的低电位侧电源VTKN的电压,所以,比较电路COMP13输出高电平的输出信号,比较电路COMP14输出低电平的原发电检测数据DDET20。
因此,在该时刻,晶体管Q10截止,整流晶体管Q11成为截止状态。
在时刻t1,在输出端子AG的电压超过蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压时,比较电路COMP13输出低电平的输出信号,晶体管Q10成为导通状态。
结果,升压用电容器CUP进行蓄电。
并且,在时刻t2,在输出端子AG的电压再次低于蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压时,比较电路COMP13就输出高电平的输出信号,晶体管Q10成为截止状态,升压用电容器CUP的蓄电动作中断。
在时刻t3,在输出端子AG的电压低于蓄电装置104的低电位侧电源V TKN的电压时,比较电路COMP14输出高电平的原发电检测数据DDET20。
结果,整流晶体管Q11成为导通状态,发电电流沿着「发电部101→蓄电装置104→整流晶体管Q11→升压用电容器CUP→发电部101」的路径流通,蓄电装置104以发电部101的发电电压的2倍的电压进行充电。
另一方面,比较电路COMP14通过输出高电平的输出信号,在时刻t4,将发电检测数据DDET21作为高电平。
然后,在时刻t5,在输出端子AG的电压超过蓄电装置104的低电位侧电源VTKN的电压时,比较电路COMP14的原发电检测数据DDET20成为低电平。
但是,由于发电检测电路102C的平滑作用,发电检测数据DDET21不变仍然维持高电平。
其次,在时刻t6~时刻t9,进行和时刻t1~时刻t5的动作相同的动作。
这时,由于发电检测电路102C的平滑作用,发电检测数据DDET21不变仍然维持高电平。
在时刻t10,在输出端子AG的电压再次超过蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压时,比较电路COMP13输出低电平的输出信号,晶体管Q10成为导通状态,升压用电容器CUP进行蓄电。
并且,在时刻t11,在输出端子AG的电压再次低于蓄电装置104的高电位侧电源VDD的电压时,比较电路COMP13输出高电平的输出信号,晶体管Q10成为截止状态,升压用电容器CUP的蓄电动作中断。
在时刻t12,在输出端子AG的电压低于蓄电装置104的低电位侧电源VTKN的电压时,比较电路COMP14输出高电平的原发电检测数据DDET20。
结果,整流晶体管Q11成为导通状态,发电电流沿着「发电部101→蓄电装置104→整流晶体管Q11→升压用电容器CUP→发电部101」的路径流通,蓄电装置104以发电部101的发电电压的2倍的电压进行充电。
然后,在时刻t13,在输出端子AG的电压超过蓄电装置104的低电位侧电源VTKN的电压时,比较电路COMP14的原发电检测数据DDET20成为低电平。
但是,此后,发电部101中断发电,在时刻t14,发电检测数据DDET21成为低电平,通知已中断发电。
[13.3]实施例10的效果
如上所述,按照本实施例10,在将发电的交流电流进行2倍升压整流时,也可以可靠地检测充电状态。
[14]实施例11
本实施例11与上述实施例7~实施例10不同的地方在于,通过检测限幅电路动作时伴随发电的限幅电流取代伴随发电的发电电流来检测发电。
图30是表示实施例11的发电检测电路和包含限幅电路的充电电路的结构的图。
在图30中,充电电路由检测蓄电装置(大容量电容器)104的充电电压Va并将充电电压Va与基准电压进行比较而在充电电压Va大于基准电压时输出用于防止过充电的限幅信号SLIM的检测电路151、根据限幅信号SLIM输出使限幅信号SLIM的前沿时刻延迟的控制信号CS1和使后沿时刻延迟的控制信号CS2的控制电路152、将高电位侧电源VDD的电压与发电部101的输出端子AG1的端电压V1进行比较并输出比较结果信号d的比较电路CMP1A、将高电位侧电源VDD的电压与发电部101的输出端子AG2的端电压V2进行比较并输出比较结果信号f的比较电路CMP1B、将低电位侧电源VTKN的电压与发电部101的输出端子AG1的端电压V1进行比较并输出比较结果信号h的比较电路CMP2A、将低电位侧电源VTKN的电压与发电部101的输出端子AG2的端电压V2进行比较并输出比较结果信号j的比较电路CMP2B、取供给反相输入端子的控制信号CS1和供给其他输入端子的比较结果信号d的逻辑积而输出驱动信号e的与电路153、取供给反相输入端子的控制信号CS1和供给其他输入端子的比较结果信号f的逻辑积而输出驱动信号g的与电路154、取供给反相输入端子的控制信号CS2和供给其他输入端子的比较结果信号h的逻辑积而输出驱动信号i的与电路155、取供给反相输入端子的控制信号CS2和供给其他输入端子的比较结果信号j的逻辑积而输出驱动信号k的与电路156、源极与高电位侧电源VDD连接而漏极与输出端子AG1连接并由驱动信号e进行通/断控制的P沟道FETMP1、源极与高电位侧电源VDD连接而漏极与输出端子AG2连接并由驱动信号g进行通/断控制的P沟道FETMP2、源极与低电位侧电源VSS连接而漏极与输出端子AG1连接并由驱动信号i进行通/断控制的N沟道FETMN1、源极与低电位侧电源VSS连接而漏极与输出端子AG2连接并由驱动信号k进行通/断控制的N沟道FETMN2和根据比较结果信号d和比较结果信号f进行发电检测的发电检测电路158构成。
下面,说明发电检测时的动作。
对于限幅信号SLIM,通过将前沿时刻延迟的控制信号CS1供给与电路153、与电路154的反相输入端子,同时将后沿时刻延迟的控制信号CS2供给与电路155、与电路156的反相输入端子,控制N沟道FETMN1和FETMN2的截止时间比P沟道FETMP1和FETMP2的导通时间长。
更具体而言,在限幅信号SLIM成为高电平时,首先,在使N沟道FETMN1和FETMN2成为截止状态后,使P沟道FETMP1和FETMP2成为导通状态。
因此,在限幅器导通的状态,如图39中虚线所示的那样,流过限幅电流ILIM。
这时,设P沟道FETMP1和FETMP2的导通电阻为RMPON时,则发电装置AG的输出端子AG1、AG2的端电压范围VRNG为
VRNG=VDD±(ILIM×RMPON)
因此,在发电电力的交流周期中,比较电路CMP1A和比较电路CMP1B的输出成为低电平,所以,可以检测发电。
[15]实施例12
本实施例12是使用发电检测电路来实现用于显示充电量的蓄电量指示器功能的实施例。
图31表示实施例12的概要结构框图。在图31中,对于和图18相同的部分标以相同的符号。
实施例12的计时装置1A由进行交流电力发电的发电部101、用于防止由发电部101发电的交流电力的过大电压加到后级电路上的限幅电路130、将交流电流变换为直流电流的整流电路131、储蓄直流的电力的蓄电装置104、根据发电部101的发电状态和限幅电路130的动作状态检测在发电部101是否在进行可以对蓄电装置104进行充电的发电并输出发电检测数据DDT的发电检测电路102、检测蓄电装置104的蓄电电压的电压检测电路132、使用晶体振子等基准振荡源133发生稳定的频率的的基准脉冲的振荡电路134、将把基准脉冲分频而得到的分频脉冲与基准脉冲合成而发生脉冲宽度及时刻不同的脉冲信号例如基准时钟信号SCK的分频电路135、输出应进行计时控制的电机驱动脉冲的计时控制电路105、根据电机驱动脉冲输出实际驱动脉冲电机10的驱动信号的电机驱动电路109、用于用户进行各种指示等的外部输入装置136和根据发电检测数据DDT和基准时钟信号SCK作为用于进行将蓄电装置104的蓄电量告知用户的蓄电量的计数的升降计数器而实现的蓄电量计数器137构成。
这时,发电检测数据DDT与例如图34所示的原发电检测数据DDET10相当。
下面,说明实现蓄电量指示功能的动作。
在发电部101进行发电时,发电检测电路102根据发电部101的发电状态和限幅电路130的动作状态判断是否在进行可以对蓄电装置104进行充电的发电,并将具有与发电周期相应的频率的发电检测数据DDT向蓄电量计数器137输出。
另一方面,在振荡电路134使用基准振荡源133发生稳定的频率的基准脉冲时,分频电路135根据将基准脉冲分频而得到的分频脉冲和基准脉冲发生基准时钟信号SCK,并向蓄电量计数器137输出。
这样,蓄电量计数器137就根据发电检测数据DDT而上升计数,根据基准时钟信号SCK而下降计数,该计数值与蓄电量成正比。
即,如果对蓄电装置的充电量多,计数值就增加,如果放电量(=与计时装置的驱动时间成正比)多,计数值就减少。
这些结果,通过外部输入装置136的操作,可以根据秒针的快进运行量或在指定时间的期间将秒针保持在蓄电量显示位置等而将蓄电量告知用户。
不限于上述蓄电量告知方法,也可以采用收支总是显示与蓄电量计数器137的计数值对应的蓄电量的蓄电量指示器的结构。
[16]实施例7~实施例12的效果
按照上述实施例7~实施例12,可以与实际的充电状态一致地可靠地检测充电状态。
因此,可以仅在发生不良影响的可能性高的大电流时即仅在流通可以进行充电的电流的发电时才对充电时从发电部(发电机)发生的电磁噪音电平对电机驱动的不良影响或用于二次电池的内阻而伴随发电电流的电源电压变化对电路动作的不良影响采取对策,抑制过度的对策引起电流消耗的增加,从而可以延长电子机器的驱动时间。
另外,上述各实施例的结构是用于检测发电电压的结构,可以对发电电流以及充电性能毫无影响地进行检测,与具有将电阻插入到充电路径中等结构的发电检测方法不同,发电检测动作不会招致充电性能的降低,所以,可以总是进行检测。
[17]实施例7~实施例12的变形例
[17.1]变形例1
在上述实施例7~实施例12中,以驱动模拟指针进行时刻显示的计时装置为例进行了说明,但是,对使用LCD等进行时刻显示的数字计时装置也可以应用。
[17.2]变形例2
在上述实施例7~实施例12中,将手表型的计时装置1作为一例进行了说明,但是,本发明不限于瓜子油例,酬劳手表以外,携带式的怀表、非携带式的座钟或挂钟等都可以应用。
[17.3]变形例3
在上述实施例7~实施例12中,作为发电装置40,采用了将旋转锤45的旋转运动传递给转子43并利用该转子43的转动而在输出用线圈44中发生电动势Vgen的电磁发电装置,但是,本发明不限于此种情况,例如,也可以是利用发条的恢复力(相当于第1能量)发生旋转运动而由该旋转运动发生电动势的发电装置或通过将外部的或自激励的振动或位移(相当于第1能量)加到压电体上而利用压电效应发生电力的发电装置。
此外,也可以是由利用太阳光等的光能(相当于第1能量)的光电变换而发生电力的发电装置。
此外,也可以是利用某一部位与其他部位的温度差(热能:相当于第1能量)的热发电而发生电力的发电装置。
另外,也可以使用接收广播、通信电波等的杂散电磁波而利用该能量(相当于第1能量)的电磁感应型发电装置。
[17.4]变形例4
在上述实施例7~实施例12中,将基准电位(GND)设定为Vdd(高电位侧),但是,也可以将基准电位(GND)设定为VTKN(低电位侧)。
[17.5]变形例5
在上述实施例7~实施例12中,是进行发电检测而用于防止对伴随发电的电子机器的不良影响的实施例,但是,也可以是伴随发电检测而进行动作模式的控制的结构。
例如,作为动作模式,在具有通常动作模式和节电动作模式的电子机器中,在由上述各实施例的发电检测装置检测发电时,就使动作模式转移为通常动作模式,在发电检测装置不检测发电时就使动作模式转移为节电动作模式。
[18]实施例7~实施例12的其他形式
作为上述实施例7~实施例12的其他的形式,可以考虑以下几种。
[18.1]第1其他形式
作为第1其他的形式,在发电检测电路中,具有储蓄通过在具有一对输出端子的发电装置中变换第1能量而得到的电能的蓄电装置、将上述发电装置的输出端子的电压与和上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较并输出比较结果信号的比较装置(单元)和根据上述比较结果信号在上述输出端子的电压超过上述蓄电装置的端电压时输出与可以流通发电电流的状态相当的发电检测信号的发电检测装置(单元)。
[18.2]第2其他形式
作为第2其他形式,在作为具有第1输出端子和第2输出端子的交流发电装置的发电装置中检测是否处于可以对储蓄通过变换第1能量而得到的电能的蓄电装置进行充电的发电状态的发电检测电路中,具有将作为上述第1输出端子的端电压的第1输出端子电压与和上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较并输出第1比较结果信号的第1比较装置(单元)、将作为上述第2输出端子的端电压的第2输出端子电压与和上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较并输出第2比较结果信号的第2比较装置(单元)和根据上述第1比较结果信号和上述第2比较结果信号在上述第1输出端子电压或上述第2输出端子电压超过上述蓄电装置的端电压时对可以流通发电电流的状态输出发电检测信号的发电检测装置(单元)。
[18.3]第3其他形式
作为第3其他形式,在检测可以对储蓄在发电装置中通过变换第1能量而得到的电能的蓄电装置进行充电的发电状态的发电检测电路中,具有与上述发电装置的一边的输出端子连接的升压用蓄电装置、将上述升压用蓄电装置的蓄电电压与和上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较并输出比较结果信号的比较装置(单元)和根据上述比较结果信号在上述输出端子电压超过与上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压时输出与可以流通发电电流的状态相当的发电检测信号的发电检测装置(单元)。
[18.4]第4其他形式
作为第4其他形式,在第1其他形式~第3其他形式中的任意一个所述的发电检测电路中,上述比较装置(单元)将把2个输入电压中任意一方的电压偏移预先决定的指定量后的电压与另一方的电压进行比较。
[18.5]第5其他形式
作为第5其他形式,在第4其他形式的发电检测电路中,与上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压是将预先决定的指定的偏置电压加到上述蓄电装置的端电压上后的电压。
[18.6]第6其他形式
作为第6其他形式,在第2或第3其他形式的发电检测电路中,上述发电检测装置(单元)具有取上述第1比较结果信号和上述第2比较结果信号的逻辑积作为原发电检测信号而输出的与装置(单元)和将上述原发电检测信号平滑化后作为上述发电检测信号而输出的平滑装置(单元)。
[18.7]第7其他形式
作为第7其他形式,在第2或第3其他形式的发电检测电路中,上述发电检测装置(单元)具有取上述第1比较结果信号和上述第2比较结果信号的逻辑和作为原发电检测信号而输出的或装置(单元)和将上述原发电检测信号平滑化后作为上述发电检测信号而输出的平滑装置(单元)。
[18.8]第8其他形式
作为第8其他形式,在第1~第7其他形式中的任意一个所述的发电检测电路中,上述发电电流是对上述蓄电装置进行充电的充电电流,上述发电检测装置(单元)在上述输出端子的电压超过上述蓄电装置的端电压时输出与充电状态相当的发电检测信号。
[18.9]第9其他形式
作为第9其他形式,在第1~第7其他形式中的任意一个所述的发电检测电路中,具有检测上述蓄电装置的充电电压的充电电压检测装置(单元)和在由上述充电电压检测装置(单元)检测的充电电压超过预先决定的指定的电压时使从一边的上述输入端子流入的发电电流通过使向上述蓄电装置的充电路径迂回的迂回路径供给另一边的上述输入端子从而通过一对上述输入端子形成闭环的闭环形成装置(单元),上述发电电流是流过上述迂回电路的迂回电流,上述发电检测装置(单元)在上述输出端子电压超过上述蓄电装置的端电压时输出与可以流通上述迂回电流的状态相当的发电检测信号。
[18.10]第10其他形式
作为第10其他形式,在电子机器中,具有将第1能量闭环为电能的发电装置、储蓄上述电能的蓄电装置、由上述蓄电装置储蓄的上述电能所驱动的被驱动装置(单元)和第1~第9其他形式中的任意一个所述的发电检测电路。
[18.11]第11其他形式
作为第11其他形式,在第10其他形式所述的电子机器中,上述被驱动装置(单元)具有进行计时动作的计时装置(单元)。
[18.12]第12其他形式
作为第12其他形式,在发电检测方法中,包括将具有一对输出端子的发电装置的输出端子的电压与和储蓄在上述发电装置中通过变换第1能量而得到的电能的蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较的比较步骤和根据上述比较步骤的比较结果在上述输出端子电压超过上述蓄电装置的端电压时检测与可以流通发电电流的状态相当的信号的发电检测步骤。
[18.13]第13其他形式
作为第13其他形式,在检测具有第1输出端子和第2输出端子的作为交流发电装置的发电装置的发电状态的发电检测方法中,包括将作为上述第1输出端子的端电压的第1输出端子电压与和储蓄在上述发电装置中通过变换第1能量而得到的电能的蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较的第1比较步骤、将作为上述第2输出端子的端电压的第2输出端子电压与和储蓄在上述发电装置中通过变换第1能量而得到的电能的蓄电装置的端电压对应的指定的电压进行比较的第2比较步骤和根据上述第1比较步骤和上述第2比较步骤的比较结果在上述第1输出端子电压或上述第2输出端子电压超过上述蓄电装置的端电压时检测与发电状态相当的信号的发电检测步骤。
[18.14]第14其他形式
作为第14其他形式,包括和将在发电装置中变换第1能量而得到的电能通过与上述发电装置的一边的输出端子连接的升压用蓄电装置进行储蓄的蓄电装置的端电压对应的指定的电压与上述升压用蓄电装置的蓄电电压进行比较的比较步骤和根据上述比较结果在上述输出端子电压超过与上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压时检测与可以流通发电电流的状态相当的信号的发电检测步骤。
[18.15]第15其他形式
作为第15其他形式,在第12~第14其他形式中的任意一个所述的发电检测方法中,上述比较步骤将把2个输入电压中任意一方的电压偏移预先决定的指定量后的电压与另一方的电压进行比较。
[18.16]第16其他形式
作为第16其他形式,在第15其他形式的发电检测方法中,与上述蓄电装置的端电压对应的指定的电压设定为将预先决定的指定的偏置电压加到上述蓄电装置的端电压上后的电压。
[18.17]第17其他形式
作为第17其他形式,在第12~第16其他形式中的任意一个所述的发电检测方法中,上述发电电流是对上述蓄电装置进行充电的充电电流,上述发电检测步骤在上述输出端子的电压超过上述蓄电装置的端电压时检测与发电状态相当的信号。
[18.18]第18其他形式
作为第18其他形式,在第12~第16其他形式中的任意一个所述的发电检测方法中,包括检测上述蓄电装置的充电电压的充电电压检测步骤和在上述充电电压检测步骤中检测的充电电压超过预先决定的指定的电压时使从一边的上述输入端子流入的发电电流通过使向上述蓄电装置的充电路径迂回的迂回路径供给另一边的上述输入端子从而通过一对上述输入端子形成闭环的闭环形成步骤,上述发电电流是流过上述迂回电路的迂回电流,上述发电检测步骤在上述输出端子电压超过上述蓄电装置的端电压时检测可以流通上述迂回电流的状态的发电检测信号。

Claims (27)

1.一种电子机器,其特征在于:具有进行发电的发电单元、储蓄上述发电的电能的蓄电单元、由上述蓄电单元储蓄的电能驱动的1个或多个电机、通过输出通常驱动信号而进行上述电机的驱动控制的脉冲驱动控制单元、检测是否由于上述发电而发生了磁场的发电磁场检测单元和在由上述发电磁场检测单元检测到由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元,上述发电磁场检测单元具有在处于由于上述发电单元的发电而充电电流流入上述蓄电单元的充电状态时就判定为由于上述发电而发生磁场的充电状态判断单元。
2.一种电子机器,其特征在于:具有进行发电的发电单元、储蓄上述发电的电能的蓄电单元、由上述蓄电单元储蓄的电能驱动的1个或多个电机、通过输出通常驱动信号而进行上述电机的驱动控制的脉冲驱动控制单元、检测是否由于上述发电而发生了磁场的发电磁场检测单元和在由上述发电磁场检测单元检测到由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元,上述发电磁场检测单元具有在上述蓄电单元处于过充电防止状态时就根据流入上述发电单元的过充电防止电流而判定由于上述发电而发生了磁场的过充电防止电流发生判断单元。
3.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述发电磁场检测单元具有判断从上述发电单元输出的发电电流的值是否超过了预先决定的发电电流值的发电电流判断单元。
4.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述发电磁场检测单元具有根据从上述发电单元输出的发电电流计算上述蓄电单元的蓄电电压并判断上述蓄电电压是否超过预先决定的基准蓄电电压的蓄电电压判断单元。
5.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述发电单元具有一对输出端子,同时具有将上述发电单元的输出端子的电压与和上述蓄电单元的端电压对应的指定的电压进行比较并输出比较结果信号的比较单元和根据上述比较结果信号而在上述输出端子的电压超过上述蓄电单元的端电压时输出与可以流入发电电流的状态相当的发电检测信号的发电检测单元。
6.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述发电磁场检测单元通过与上述蓄电单元的充电路径不同的路径与上述充电并行地判断是否由于上述发电而发生了磁场。
7.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测有无上述电机的转动的转动检测单元,上述修正驱动脉冲输出单元具有在由上述转动检测单元检测到上述电机是非转动状态时就在第1时刻输出第1修正驱动脉冲的第1修正驱动脉冲输出单元和在由上述发电磁场检测单元检测到发生了磁场并且由上述转动检测单元检测到上述电机是转动状态时就在与上述第1时刻不同的第2时刻输出第2修正驱动脉冲的第2修正驱动脉冲输出单元。
8.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测有无上述电机的转动的转动检测单元,上述修正驱动脉冲输出单元具有在由上述转动检测单元检测到上述电机是非转动状态时就输出具有第1有效电力的第1修正驱动脉冲的第1修正驱动脉冲输出单元和在由上述发电磁场检测单元检测到发生了磁场并且由上述转动检测单元检测到上述电机是转动状态时就输出具有比上述第1有效电力大的第2有效电力的第2修正驱动脉冲的第2修正驱动脉冲输出单元。
9.按权利要求8所述的电子机器,其特征在于:上述第1修正驱动脉冲和上述第2修正驱动脉冲的输出时刻采用相同的输出时刻。
10.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述修正驱动脉冲输出单元在由上述发电磁场检测单元检测到由于发电而发生了磁场之后到经过预先决定的指定时间为止向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号。
11.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测有无上述电机的转动的转动检测单元和在由上述发电磁场检测单元检测到由于发电而发生了磁场时就禁止上述转动检测单元的动作的转动检测禁止单元。
12.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测有无上述电机的转动的转动检测单元,不论上述转动检测单元的检测结果如何,上述修正驱动脉冲输出单元在由上述发电磁场检测单元检测到由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出上述修正驱动脉冲信号。
13.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述发电磁场检测单元检测在预先决定的指定期间中是否由于上述发电而发生了磁场。
14.按权利要求13所述的电子机器,其特征在于:上述指定期间定为上述脉冲驱动控制单元的本次的通常驱动脉冲信号输出开始时刻与下次的上述通常驱动脉冲信号的输出开始时刻之间的期间中的期间。
15.按权利要求13所述的电子机器,其特征在于:上述指定期间定为包含与上述发电磁场检测单元的检测延迟时间对应的期间。
16.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述修正驱动脉冲输出单元向上述电机输出上述修正驱动脉冲信号,取代上述通常驱动脉冲信号。
17.按权利要求7所述的电子机器,其特征在于:上述第1修正驱动脉冲和上述第2修正驱动脉冲相同。
18.按权利要求7~12的任一权项所述的电子机器,其特征在于:上述发电磁场检测单元检测在预先决定的指定期间中是否由于上述发电而发生了磁场同时将上述指定期间的开始时刻设定为上述转动检测单元的转动检测开始时刻。
19.按权利要求18所述的电子机器,其特征在于:上述指定期间定为包含与上述发电磁场检测单元的检测延迟时间对应的期间。
20.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测该电子机器周边的高频磁场的高频磁场检测单元,不论上述高频磁场检测单元的判断结果如何,上述修正驱动脉冲输出单元在由上述发电磁场检测单元检测到在上述指定期间中由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出上述修正驱动脉冲信号。
21.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测该电子机器周边的交流磁场的交流磁场检测单元,不论上述交流磁场检测单元的判断结果如何,上述修正驱动脉冲输出单元在由上述发电磁场检测单元检测到在上述指定期间中由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出上述修正驱动脉冲信号。
22.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有检测上述电机周边的高频磁场或交流磁场的外部磁场检测单元和在由上述发电磁场检测单元检测到在上述指定期间中由于发电而发生了磁场时就禁止上述外部磁场检测单元的动作的磁场检测禁止单元。
23.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:具有顺序降低应根据上述电机的驱动状态而降低上述通常驱动脉冲的有效电力的占空比而设定为更合适的占空比的占空比设定单元和在由上述发电磁场检测单元检测到在上述指定期间中由于发电而发生了磁场时就禁止上述占空比设定单元的上述占空比的变更或恢复为预先决定的初始占空比的占空比控制单元。
24.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述电子机器是便携式的电子机器。
25.按权利要求1或2所述的电子机器,其特征在于:上述电子机器具有进行计时动作的计时单元。
26.一种具有进行发电的发电装置、储蓄上述发电的电能的蓄电装置和由上述蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器的控制方法,其特征在于:包括通过输出通常驱动脉冲信号而进行上述电机的驱动控制的脉冲驱动控制步骤、检测是否由于上述发电而发生了磁场的发电磁场检测步骤和在上述发电磁场检测步骤检测到由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤,上述发电磁场检测步骤包括在由于上述发电装置的发电而处于充电电流流入上述蓄电装置的充电状态时就判定为由于上述发电而发生了磁场的充电状态判断步骤。
27.一种具有进行发电的发电装置、储蓄上述发电的电能的蓄电装置和由上述蓄电装置储蓄的电能所驱动的电机的电子机器的控制方法,其特征在于:包括通过输出通常驱动脉冲信号而进行上述电机的驱动控制的脉冲驱动控制步骤、检测是否由于上述发电而发生了磁场的发电磁场检测步骤和在上述发电磁场检测步骤检测到由于发电而发生了磁场时就向上述电机输出有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤,上述发电磁场检测步骤包括在上述蓄电装置处于过充电防止状态时就根据流入上述发电装置的过充电防止电流而判定由于上述发电而发生了磁场的过充电防止电流发生判断步骤。
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