JP2000352589A - 発電検出回路、電子機器および発電検出方法 - Google Patents

発電検出回路、電子機器および発電検出方法

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JP2000352589A
JP2000352589A JP2000092400A JP2000092400A JP2000352589A JP 2000352589 A JP2000352589 A JP 2000352589A JP 2000092400 A JP2000092400 A JP 2000092400A JP 2000092400 A JP2000092400 A JP 2000092400A JP 2000352589 A JP2000352589 A JP 2000352589A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電に伴う電子機器の悪影響を回避するため
の各種処理を適切に行わせ、消費電力を低減させるべく
充電状態を確実に検出する。 【解決手段】 発電装置101の出力端子電圧V1、V2
と蓄電装置104の端子電圧に対応する所定の電圧VDD
とを比較し、比較の結果に基づいて出力端子電圧V1、
V2が蓄電装置の端子電圧VDDを上回る場合に充電状態
に相当する旨を検出する。従って、発電装置101から
発生する電磁ノイズレベルによるモータ駆動への悪影響
や、蓄電装置104の内部抵抗に起因して発生する電源
電圧変動による回路動作への悪影響を発生させる可能性
がある充電電流が流れる充電状態を確実に検出すること
ができ、充電に伴う悪影響への対策を充電が可能な電流
が流れる充電時のみ行うことができ、過度の対策による
消費電流の増加を抑制して、電子機器の駆動時間を長く
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電検出回路、電
子機器および発電検出方法に係り、特に発電装置及び発
電装置で発電された電力を蓄える蓄電装置を有する携帯
可能な電子機器において、発電電流が流れ得るような発
電がなされているかを検出するための発電検出回路、電
子機器および発電検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、腕時計タイプなどの小型の電子時
計に太陽電池などの発電装置を内蔵し、電池交換なしに
動作するものが実現されている。これらの電子時計にお
いては、発電装置で発生した電力をいったん大容量コン
デンサなどに充電する機能を備えており、発電が行われ
ないときはコンデンサから放電される電力で時刻表示が
行われるようになっている。このため、電池なしでも長
時間安定した動作が可能であり、電池の交換の手間ある
いは電池の廃棄上の問題などを考慮すると、今後、多く
の電子時計に発電装置が内蔵されるものと期待されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、充電時は発電機
から発生する電磁ノイズレベルによって、モータに悪影
響を与える場合がある。また、充電時には、二次電池の
内部抵抗により充電電流による電源電圧変動も発生す
る。従って、このような問題を回避すべく、上記発電装
置を内蔵した電子時計においては、発電装置で発電して
いるか否かを発電検出回路を設けて検出し、発電がなさ
れている場合には、充電がなされているものとして処理
を行っている。
【0004】しかしながら、発電を検出したからといっ
て、必ずしもその発電電力が充電に寄与するものとは限
らなく、二次電池の端子電圧以上の発電電圧が発生して
初めて二次電池への充電が可能となり、充電電流が流れ
るのである。よって、発電電圧の絶対値の検出では充電
に寄与しない発電を検出してしまい、必要以上に処理を
施すこととなり、ひいては、消費電力を増大することと
なっていた。
【0005】そこで、本発明の目的は、発電状態を確実
に検出し、発電に伴う電子機器の悪影響を回避するため
の各種処理を適切に行わせ、消費電力を低減させること
が可能な発電検出回路、電子機器および発電検出方法を
提供することにある。また、本発明の他の目的は、発電
電流を蓄電装置への充電経路を迂回する迂回路に流すよ
うなリミッタ回路が動作している場合においても、迂回
路に迂回電流が流れる状態を確実に検出し、発電に伴う
電子機器への悪影響を回避するための各種処理を適切に
行わせることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の構成は、一対の出力端子を有する発
電装置において第1のエネルギーを変換することにより
得られる電気エネルギーを蓄電する蓄電装置と、前記発
電装置の出力端子の電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対
応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出力する
比較手段と、前記比較結果信号に基づいて前記出力端子
の電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に発電電
流が流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発
電検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【0007】請求項2記載の構成は、第1出力端子及び
第2出力端子を有する交流発電装置である発電装置にお
いて第1のエネルギーを変換することにより得られる電
気エネルギーを蓄電する蓄電装置を充電可能な発電状態
にあるか否かを検出する発電検出回路において、前記第
1出力端子の端子電圧である第1出力端子電圧と前記蓄
電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、第
1比較結果信号を出力する第1の比較手段と、前記第2
出力端子の端子電圧である第2出力端子電圧と前記蓄電
装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、第2
比較結果信号を出力する第2の比較手段と、前記第1比
較結果信号および前記第2比較結果信号に基づいて、前
記第1出力端子電圧あるいは前記第2出力端子電圧が前
記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に発電電流が流れ得
る状態に発電検出信号を出力する発電検出手段と、を備
えたことを特徴としている。
【0008】請求項3記載の構成は、発電装置において
第1のエネルギーを変換することにより得られる電気エ
ネルギーを蓄電する蓄電装置を充電可能な発電状態を検
出する発電検出回路において、前記発電装置の一方の出
力端子に接続された昇圧用蓄電装置と、前記昇圧用蓄電
装置の蓄電電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所
定の電圧とを比較し、比較結果信号を出力する比較手段
と、前記比較結果信号に基づいて前記出力端子電圧が前
記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場
合に発電電流が流れ得る状態に相当する発電検出信号を
出力する発電検出手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0009】請求項4記載の構成は、請求項1ないし請
求項3のいずれかに記載の構成において、前記比較手段
は、二つの入力電圧のうち、いずれか一方の電圧を予め
定めた所定量だけオフセットさせた電圧と、他方の電圧
とを比較することを特徴としている。
【0010】請求項5記載の構成は、請求項4記載の構
成において、前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の
電圧は、前記蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオ
フセット電圧を加えた電圧であることを特徴としてい
る。
【0011】請求項6記載の構成は、請求項2または請
求項3記載の構成において、前記発電検出手段は、前記
第1比較結果信号と前記第2比較結果信号の論理積をと
って原発電検出信号として出力するAND手段と、前記
原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号として
出力する平滑化手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0012】請求項7記載の構成は、請求項2または請
求項3記載の構成において、前記発電検出手段は、前記
第1比較結果信号と前記第2比較結果信号の論理和をと
って原発電検出信号として出力するOR手段と、前記原
発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号として出
力する平滑化手段と、を備えたことを特徴としている。
【0013】請求項8記載の構成は、請求項1ないし請
求項7のいずれかに記載の構成において、前記発電電流
は、前記蓄電装置を充電する充電電流であり、前記発電
検出手段は、前記出力端子の電圧が前記蓄電装置の端子
電圧を上回る場合に充電状態に相当する発電検出信号を
出力することを特徴としている。
【0014】請求項9記載の構成は、請求項1ないし請
求項7のいずれかに記載の構成において、前記蓄電装置
の充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、前記蓄電装
置の充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、前記充電
電圧検出手段により検出された充電電圧が予め定めた所
定の電圧を上回る場合には、一方の前記入力端子から流
れ込む発電電流を前記蓄電装置への充電経路を迂回する
迂回経路を介して、他方の前記入力端子に供給すること
によって一対の前記入力端子を介して閉ループを形成す
る閉ループ形成手段と、を備え、前記発電電流は、前記
迂回路を流れる迂回電流であり、前記発電検出手段は、
前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場
合に前記迂回電流が流れ得る状態に相当する発電検出信
号を出力することを特徴としている。
【0015】請求項10記載の構成は、第1のエネルギ
ーを電気エネルギーに変換する発電装置と、前記電気エ
ネルギーを蓄電する蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄電さ
れた前記電気エネルギーにより駆動される被駆動手段
と、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の発電検
出回路と、を備えたことを特徴としている。
【0016】請求項11記載の構成は、請求項10記載
の構成において、前記被駆動手段は、計時動作を行う計
時手段を備えたことを特徴としている。
【0017】請求項12記載の構成は、一対の出力端子
を有する発電装置の出力端子の電圧と、前記発電装置に
おいて第1のエネルギーを変換することにより得られる
電気エネルギーを蓄電する蓄電装置の端子電圧に対応す
る所定の電圧とを比較する比較工程と、前記比較工程に
おける比較の結果に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄
電装置の端子電圧を上回る場合に発電電流が流れ得る状
態に相当する旨を検出する発電検出工程と、を備えたこ
とを特徴としている。
【0018】請求項13記載の構成は、第1出力端子及
び第2出力端子を有する交流発電装置である発電装置の
発電状態を検出する発電検出方法において、前記第1出
力端子の端子電圧である第1出力端子電圧と、前記発電
装置において第1のエネルギーを変換することにより得
られる電気エネルギーを蓄電する蓄電装置の端子電圧に
対応する所定の電圧とを比較する第1の比較工程と、前
記第2出力端子の端子電圧である第2出力端子電圧と前
記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較す
る第2の比較工程と、前記第1の比較工程および前記第
2の比較工程における比較の結果に基づいて前記第1出
力端子電圧あるいは前記第2出力端子電圧が前記蓄電装
置の端子電圧を上回る場合に発電状態に相当する旨を検
出する発電検出工程と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0019】請求項14記載の構成は、発電装置におい
て第1のエネルギーを変換することにより得られる電気
エネルギーを前記発電装置の一方の出力端子に接続され
た昇圧用蓄電装置を介して蓄電する蓄電装置の端子電圧
に対応する所定の電圧と前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧
とを比較する比較工程と、前記比較の結果に基づいて前
記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧に対応する所
定の電圧を上回る場合に発電電流が流れ得る状態に相当
する旨を検出する発電検出工程と、を備えたことを特徴
としている。
【0020】請求項15記載の構成は、請求項12ない
し請求項14のいずれかに記載の構成において、前記比
較工程は、二つの入力電圧のうち、いずれか一方の電圧
を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧と、他方
の電圧とを比較することを特徴としている。
【0021】請求項16記載の構成は、請求項15記載
の構成において、前記蓄電装置の端子電圧に対応する所
定の電圧は、前記蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定
のオフセット電圧を加えた電圧に設定することを特徴と
している。
【0022】請求項17記載の構成は、請求項12ない
し請求項16のいずれかに記載の構成において、前記発
電電流は、前記蓄電装置を充電する充電電流であり、前
記発電検出工程は、前記出力端子の電圧が前記蓄電装置
の端子電圧を上回る場合に発電状態に相当する旨を検出
することを特徴としている。
【0023】請求項18記載の構成は、請求項12ない
し請求項17のいずれかに記載の構成において、前記蓄
電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出工程と、前記
充電電圧検出工程において、検出された充電電圧が予め
定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前記入力端
子から流れ込む発電電流を前記蓄電装置への充電経路を
迂回する迂回経路を介して、他方の前記入力端子に供給
することによって一対の前記入力端子を介して閉ループ
を形成する閉ループ形成工程と、を備え、前記発電電流
は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、前記発電検出
工程は、前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を
上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態である旨を検
出することを特徴としている。
【0024】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態について説明する。 [1] 第1実施形態 [1.1] 全体構成 図1に、第1実施形態の電子機器である計時装置1の概
略構成を示す。計時装置1は、腕時計であって、使用者
は装置本体に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用
するようになっている。計時装置1は、大別すると、交
流電力を発電する発電部Aと、発電部Aからの交流電圧
を整流するとともに昇圧した電圧を蓄電し、各構成部分
へ電力を給電する電源部Bと、発電部Aの発電状態を検
出し、検出結果に基づいて装置全体を制御する制御部C
と、指針を駆動する運針機構Dと、制御部Cからの制御
信号に基づいて運針機構Dを駆動する駆動部Eと、を備
えて構成されている。
【0025】この場合において、制御部Cは、発電部A
の発電状態に応じて、運針機構Dを駆動して時刻表示を
行う表示モードと、運針機構Dへの給電を停止して電力
を節電する節電モードとを切り換えるようになってい
る。また、節電モードから表示モードへの移行は、ユー
ザが計時装置1を手に持ってこれを振ることによって、
強制的に移行されるようになっている。以下、各構成部
分について説明する。なお、制御部Cについては機能ブ
ロックを用いて後述する。まず、発電部Aは、大別する
と、発電装置40と、ユーザの腕の動きなどを捉えて装
置内で旋回し、運動エネルギーを回転エネルギーに変換
する回転錘45と、回転錘の回転を発電に必要な回転数
に変換(増速)して発電装置40側に伝達する増速用ギ
ア46と、を備えている。
【0026】発電装置40は、回転錘45の回転が増速
用ギア46を介して発電用ロータ43に伝達され、発電
用ロータ43が発電用ステータ42の内部で回転するこ
とにより、発電用ステータ42に接続された発電コイル
44に誘起された電力を外部に出力する電磁誘導型の交
流発電装置として機能している。したがって、発電部A
は、使用者の生活に関連したエネルギーを利用して発電
を行い、その電力を用いて計時装置1を駆動できるよう
になっている。次に、電源部Bは、整流回路部47と、
大容量コンデンサ48と、昇降圧回路113と、を備え
て構成されている。昇降圧回路113は、複数のコンデ
ンサ113a、113bおよび113cを用いて多段階
の昇圧および降圧ができるようになっており、制御部C
からの制御信号φ11によって駆動部Eに供給する電圧
を調整することができる。また、昇降圧回路113の出
力電圧はモニタ信号φ12によって制御部Cにも供給さ
れており、これによって出力電圧をモニタできる。ここ
で、電源部Bは、Vdd(高電位側)を基準電位(GN
D)に取り、VTKN(低電位側)を電源電圧として生成
している。
【0027】次に運針機構Dについて説明する。運針機
構Dに用いられているステッピングモータ10は、パル
スモータ、ステッピングモータ、階動モータあるいはデ
ジタルモータなどとも称され、デジタル制御装置のアク
チュエータとして多用されている、パルス信号によって
駆動されるモータである。近年、携帯に適した小型の電
子装置あるいは情報機器用のアクチュエータとして小
型、軽量化されたステッピングモータが多く採用されて
いる。このような電子装置の代表的なものが電子時計、
時間スイッチ、クロノグラフといった計時装置である。
本例のステッピングモータ10は、駆動部Eから供給さ
れる駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル11
と、この駆動コイル11によって励磁されるステータ1
2と、さらに、ステータ12の内部において励磁される
磁界により回転するロータ13を備えている。また、ス
テッピングモータ10は、ロータ13がディスク状の2
極の永久磁石によって構成されたPM型(永久磁石回転
型)で構成されている。ステータ12には、駆動コイル
11で発生した磁力によって異なった磁極がロータ13
の回りのそれぞれの相(極)15および16に発生する
ように磁気飽和部17が設けられている。また、ロータ
13の回転方向を規定するために、ステータ12の内周
の適当な位置には内ノッチ18が設けられており、コギ
ングトルクを発生させてロータ13が適当な位置に停止
するようにしている。
【0028】ステッピングモータ10のロータ13の回
転は、かなを介してロータ13に噛合された五番車5
1、四番車52、三番車53、二番車54、日の裏車5
5および筒車56からなる輪列50によって各針に伝達
される。四番車52の軸には秒針61が接続され、二番
車54には分針62が接続され、さらに、筒車56には
時針63が接続されている。ロータ13の回転に連動し
てこれらの各針によって時刻が表示される。輪列50に
は、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系など
(不図示)を接続することももちろん可能である。次
に、駆動部Eは制御部Cの制御の基にステッピングモー
タ10に様々な駆動パルスを供給する。より詳細には、
制御部Cからそれぞれのタイミングで極性およびパルス
幅の異なる制御パルスを印加することにより、駆動コイ
ル11に極性の異なる駆動パルスを供給したり、あるい
は、ロータ13の回転検出用および磁界検出用の誘起電
圧を励起する検出用のパルスを供給することができるよ
うになっている。
【0029】[1.2] 制御系の機能構成 次に図2を参照して第1実施形態の制御系の機能構成に
ついて説明する。計時装置1は、交流発電を行う発電部
101と、発電部101の発電電圧SKに基づいて発電
検出を行い発電検出結果信号SAを出力する発電検出回
路102と、発電部101から出力される交流電流を整
流して直流電流に変換する整流回路103と、整流回路
103から出力される直流電流により蓄電する蓄電装置
104と、蓄電装置104に蓄えられた電気エネルギー
により動作し、計時制御を行うべく通常モータ駆動パル
スSIを出力するとともに、発電機交流磁界検出の検出
タイミングを指示するための発電機交流磁界検出タイミ
ング信号SBを出力する計時制御回路105と、発電検
出結果信号SA及び発電交流磁界検出タイミング信号S
Bに基づいて発電機交流磁界検出を行い、発電機交流磁
界検出結果信号SCを出力する発電機交流磁界検出回路
106と、を備えて構成されている。
【0030】また、計時装置1は、発電機交流磁界検出
結果信号SCに基づいて通常モータ駆動パルスのデュー
ティダウンを制御するための通常モータ駆動パルスデュ
ーティダウン信号SHを出力するデューティダウン用カ
ウンタ107と、発電機交流磁界検出結果信号SCに基
づいて補正駆動パルスSJを出力するか否かを判別し、
必要に応じて補正駆動パルスSJを出力する補正駆動パ
ルス出力回路108と、通常モータ駆動パルスSIある
いは補正駆動パルスSJに基づいてパルスモータ10を
駆動するためのモータ駆動パルスSLを出力するモータ
駆動回路109と、発電機交流磁界検出結果信号SC及
びモータ駆動回路109から出力される誘起電圧信号S
Dに基づいて高周波磁界を検出して高周波磁界検出結果
信号SEを出力する高周波磁界検出回路110と、発電
機交流磁界検出結果信号SC及びモータ駆動回路109
から出力される誘起電圧信号SDに基づいて交流磁界を
検出し交流磁界検出結果信号SFを出力する交流磁界検
出回路111と、発電機交流磁界検出結果信号SC及び
モータ駆動回路109から出力される誘起電圧信号SD
に基づいてモータ10が回転したか否かを検出し、回転
検出結果信号SGを出力する回転検出回路112と、を
備えて構成されている。
【0031】[1.3] 発電検出回路 [1.3.1] 発電検出回路の構成 図3は、全波整流を行うばあいの発電検出回路の周辺の
回路構成例である。図3においては、発電検出回路10
2と、発電検出回路102の周辺回路として、交流発電
を行う発電部101と、発電部101から出力される交
流電流を整流して直流電流に変換する整流回路103
と、整流回路103から出力される直流電流により蓄電
する蓄電装置104と、を図示している。発電検出回路
102は、発電部101の第1出力端子AG1の電圧V
1と蓄電装置104の高電位側端子電圧VDDとを比較し
て、第1比較結果データDC1を出力する第1コンパレー
タCOMP1と、発電部101の第2出力端子AG2の電圧
V2と蓄電装置104の高電位側端子電圧VDDとを比較
して、第2比較結果データDC2を出力する第2コンパレ
ータCOMP2と、第1比較結果データDC1と第2比較結果
データDC2の論理和をとって、発電検出データDDETと
して出力するOR回路OR1と、を備えて構成されてい
る。
【0032】ここで、コンパレータCOMP1,COMP2につい
て説明する。上述したように本実施形態は、全波整流を
行う場合のものであるが、半波整流の場合であっても本
発明の適用は可能である。すなわち、図16に示すよう
な構成を採ることも可能である。しかしながら、図16
に示すように、半波整流回路103’により半波整流を
行う場合であって充電に寄与しない発電位相の場合に
は、発電機101による最大で数十[V]もの発電電電
圧がコンパレータCOMP’の非反転入力端子(+)に印加
されるため、コンパレータCOMP’として高耐圧のデバイ
スが要求されることとなる。この場合において、コンパ
レータCOMP’は蓄電装置104からの供給電源により動
作している。
【0033】これに対し、本実施形態のように全波整流
を行う場合には、発電機101の出力端子AG1、AG
2には、最大で蓄電装置104の電圧+0.6[V]程
度の電圧しか発生しないため、コンパレータCOMP1,COMP
2として、低耐圧のデバイスを用いることが可能とな
る。この結果、コンパレータCOMP1,COMP2は時計用に一
般的に使用されているICプロセスで製造可能となり、
回路の小型化および低コスト化が可能となっている。従
って、低耐圧のデバイスを用いる必要がなく、回路構成
を単純化したいような場合には、図16の半波整流の構
成を採用することができる。
【0034】次に高電位側電圧Vddに接続されるコン
パレータCOMP1,COMP2の一例について図13を参照して
説明する。図13に示されるように、コンパレータCOMP
1,COMP2は、一対の負荷トランジスタ211、212
と、一対の入力トランジスタ213、214と、出力ト
ランジスタ215と、定電流源216、217とから構
成される。このうち、負荷トランジスタ211、212
および出力トランジスタ215はPチャネル電界効果型
であるが、入力トランジスタ213、214はNチャネ
ル電界効果型である。そして、入力トランジスタ21
3、214の各ゲートが、それぞれコンパレータCOM
P1(COMP2)の負入力端(−)、正入力端(+)
となる一方、出力トランジスタ215のドレインが出力
端OUTとなっている。このような構成において、負荷
トランジスタ211、212は、カレントミラー回路と
なるので、その負荷トランジスタ211、212に流入
する各電流値は互いに等しい。したがって、入力トラン
ジスタ213、214のゲートに流入する電流(電圧)
差が増幅されて、その差が端子Aに現れるが、これを途
中で受けるトランジスタ211、212は同じ電流値し
か受容しないので、その差電流(電圧)は、次第に大き
く増幅されてトランジスタ215のゲートに流入するこ
ととなる。
【0035】この結果、コンパレータ201の出力端O
UTたるトランジスタ215のドレイン電圧は、正入力
端(+)たるトランジスタ214のゲート電流(電圧)
が負入力端(−)たるトランジスタ213のゲート電流
(電圧)を少しでも越えると、高電位側電圧Vddに大
きく振られる一方、そうでなければ、反対に低位側電圧
Vssに大きく振られることとなる。このようなコンパ
レータCOMP1(COMP2)によれば、トランジスタ211、
212を能動負荷として用いているので、定電流源21
6、217以外に抵抗を1個も用いないで済む。このた
め、集積化する場合に極めて有利となる。一般にMOS
トランジスタで構成されるコンパレータの応答遅延時間
は、Cgを出力トランジスタのゲート容量、Iopをコン
パレータの動作電流としたとき、「Cg/Iop」に比例
する。すなわち、応答遅延時間と消費電流はほぼ反比例
の関係にある。内蔵された発電機からの電力で駆動され
る電子時計においては、発電機の大きさが電子時計とい
うスペースで制限されて大きな発電力を得ることができ
ないため、電力のエネルギー収支を確保するために回路
の低消費電流化が図られる。コンパレータCOMP1、COMP2
においても、低消費電流化が図られ動作電流Iopは最小
限に抑える必要があり、コンパレータCOMP1、COMP2の応
答遅延時間は特に大きくなる傾向にある。
【0036】整流回路103は、発電部101の一方の
出力端子AG1の電圧V1が蓄電装置104の高電位側
端子電圧VDDよりも高くなると導通状態となる第1整流
素子RE1および第4整流素子RE4と、発電部101
の他方の出力端子AG2の電圧V2が蓄電装置104の
高電位側端子電圧VDDよりも高くなると導通状態となる
第2整流素子RE2および第3整流素子RE3とを備え
て構成されている。この場合において、整流素子RE1
〜RE4は、ダイオード等の受動整流素子や、トランジ
スタとコンパレータを組み合わせた能動整流素子などが
考えられる。次に発電検出回路の動作について説明す
る。発電部101が発電を開始すると、発電電圧が両出
力端子AG1、AG2に給電される。この場合、出力端
子AG1端子電圧V1と出力端子AG2の端子電圧V2
は、位相が反転している。
【0037】そして、出力端子AG1の端子電圧V1
が、出力端子AG2の電圧V2よりも所定電圧以上高く
なり、さらに出力端子AG1の電圧が蓄電装置104の
高電位側端子電圧VDDよりも高くなると、第1整流素子
RE1および第4整流素子RE4が導通状態となる。こ
れにより、「端子AG1→第1整流素子RE1→電源V
DD→蓄電装置104→電源VTKN→第4整流素子RE
4」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置104に電荷が
充電される。そして、第1コンパレータCOMP1の出力す
る第1比較結果データDC1は“H”レベルとなる。この
結果、OR回路OR1の出力する発電検出データDDET
は“H”レベルとなり、発電が検出されることとなる。
【0038】同様にして、出力端子AG2の端子電圧V
2が、蓄電装置104の高電位側端子電圧VDDよりも高
くなると、第2整流素子RE2および第3整流素子RE
3が導通状態となる。これにより、「端子AG2→第2
整流素子RE2→電源VDD→蓄電装置104→電源VTK
N→第3整流素子RE3」の経路で発電電流が流れ、蓄
電装置104に電荷が充電される。そして、第2コンパ
レータCOMP2の出力する第2比較結果データDC2は
“H”レベルとなる。この結果、OR回路OR1の出力
する発電検出データDDETは“H”レベルとなり、発電
が検出されることとなる。以上により、蓄電装置104
の端子電圧以上の電圧を有する発電を検出することがで
き、確実な発電検出が可能となる。
【0039】[1.4]次に図4の処理フローチャート
を参照して計時装置1の動作を説明する。まず、計時装
置1のリセットタイミングあるいは前回の駆動パルス出
力から1秒経過したか否かを判別する(ステップS
1)。ステップS1の判別において、1秒が経過してい
ない場合には、駆動パルスを出力すべきタイミングでは
ないので、待機状態となる。ステップS1の判別におい
て、1秒が経過した場合には、高周波磁界検出用パルス
信号SP0の出力中に発電検出回路102により蓄電装
置の充電状態が検出されたか否かを判別する(ステップ
S2)。
【0040】[1.4.1] 高周波磁界検出用パルス
SP0の出力中に発電検出回路102により蓄電装置1
04を充電可能な発電状態が検出された場合の処理 ステップS2の判別において、高周波磁界検出用パルス
信号SP0の出力中に発電検出回路102により蓄電装
置104を充電可能な発電状態が検出された場合には
(ステップS2;Yes)、通常モータ駆動パルスK11
の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させる
ためのデューティダウンカウンタをリセット(あらかじ
め定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定)ある
いは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停
止する(ステップS7)。この場合において、デューテ
ィダウンカウンタがカウントされるということは、次の
パルスモータ駆動タイミングにおいて、より低いデュー
ティ比の通常モータ駆動パルスK11で駆動を行うことを
意味するが、充電による発電部からの交流磁界により、
当該通常モータ駆動パルスK11によればパルスモータを
駆動することができず、補正駆動パルスが出力されやす
くなる。そこで、デューティダウンカウンタをリセット
し、あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダ
ウンを停止して、次のパルスモータ駆動タイミングにお
ける、通常モータ駆動パルスK11のデューティ比が低く
なるのを防止するのである。
【0041】次に高周波磁界検出用パルスSP0の出力
を停止する(ステップS8)。続いて、通常モータ駆動
パルスK11の実効電力を低下させるべくデューティ比を
低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット
(あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に
設定)あるいは、デューティダウンカウンタのカウント
ダウンを停止する処理を行うが(ステップS9)、この
処理は後述するステップS3の判別がYesである場合
のために設けられている処理であり、ステップS7にお
いて、既に処理が行われているので、実際には何も処理
はなされない。次に交流磁界検出用パルスSP11及び交
流磁界検出用パルスSP12の出力を停止する(ステップ
S10)。続いて、通常モータ駆動パルスK11の実効電
力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデ
ューティダウンカウンタをリセット(あらかじめ定めた
初期デューティダウンカウンタ値に設定)あるいは、デ
ューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処
理を行うが(ステップS11)、この処理は後述するス
テップS4の判別がYesである場合のために設けられ
ている処理であり、ステップS7において、既に処理が
行われているので、実際には何も処理はなされない。
【0042】次に通常駆動モータパルスK11の出力を停
止(あるいは中断)する(ステップS12)。続いて、
通常モータ駆動パルスK11の実効電力を低下させるべく
デューティ比を低下させるためのデューティダウンカウ
ンタをリセット(あらかじめ定めた初期デューティダウ
ンカウンタ値に設定)あるいは、デューティダウンカウ
ンタのカウントダウンを停止する処理を行うが(ステッ
プS13)、この処理は後述するステップS5の判別が
Yesである場合のために設けられている処理であり、
ステップS7において、既に処理が行われているので、
実際には何も処理はなされない。次に回転検出用パルス
SP2の出力を停止する(ステップS14)。そして補
正駆動パルスP2+Prを出力する(ステップS1
5)。この場合において、実体的にパルスモータ10を
駆動するのは補正駆動パルスP2であり、補正駆動パル
スPrは、駆動後のロータの回転後の振動を抑制して安
定状態に素早く移行させるためのものである。次に補正
駆動パルスP2+Prの印加に伴う残留磁束をうち消す
ため、補正駆動パルスP2+Prの極性とは逆極性の消
磁パルスPEを出力する(ステップS16)。
【0043】ここで、消磁パルスPEの役割について説
明する。本来は、発電機の漏れ磁束によりモータ駆動コ
イルに誘起電圧が発生するはずである。しかしながら、
交流磁界検出パルスに基づく交流磁界検出電圧が閾値を
越えた場合には、補正駆動パルスP2+Prが印加され
ると、この補正駆動パルスP2+Prは実効電力が大き
く、残留磁束によりモータ駆動コイルに誘起電圧が発生
しなくなってしまう。また、パルスモータの非回転時の
回転検出パルスSP2による検出電圧は閾値を越えない
のが正常な状態であるが、補正駆動パルスP2+Prが
印加された後の残留磁束による影響で、発電機の漏れ磁
束が検出電圧に重畳されて閾値を越えて、誤って回転時
の検出電圧とされてしまう場合がある。そこで、これら
の影響をなくすべく、残留磁束を補正駆動パルスP2+
Prと逆極性を有する消磁パルスPEを印加することに
より消去するのである。この場合において、消磁パルス
PEを出力するタイミングは、外部磁界検出タイミング
直前とするのがより効果的である。
【0044】また、消磁パルスPEのパルス幅はロータ
が回転しない程度の狭(短)パルスであり、さらなる消
磁効果を上げるためには複数の間欠パルスとするのが望
ましい。消磁パルスPEの出力終了後には、デューティ
ダウンカウンタのカウントを再開し(ステップS1
7)、通常駆動パルスK11のデューティ比を最も消費電
力が少なく、かつ、補正駆動パルスP2+Prが出力さ
れないように設定する。そして再び処理をステップS1
に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【0045】[1.4.2] 交流磁界検出用パルスS
P11または交流磁界検出用パルスSP12の出力中に発電
検出回路102により蓄電装置104を充電可能な発電
状態が検出された場合の処理 ステップS2の判別において、高周波磁界検出用パルス
信号SP0の出力中には発電検出回路102による蓄電
装置104を充電可能な発電状態が検出されなかった場
合には(ステップS2;No)、交流磁界検出用パルス
SP11または交流磁界検出用パルスSP12の出力中に発
電検出回路102により蓄電装置の充電状態が検出され
たか否かを判別する(ステップS3)。ステップS3の
判別において、交流磁界検出用パルスSP11または交流
磁界検出用パルスSP12の出力中に発電検出回路102
により蓄電装置104を充電可能な発電状態が検出され
た場合には(ステップS3;Yes)、通常モータ駆動
パルスK11の実効電力を低下させるべくデューティ比を
低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット
(あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に
設定)あるいは、デューティダウンカウンタのカウント
ダウンを停止する(ステップS9)。
【0046】次に交流磁界検出用パルスSP11及び交流
磁界検出用パルスSP12の出力を停止する(ステップS
10)。続いて、通常モータ駆動パルスK11の実効電力
を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデュ
ーティダウンカウンタをリセット(あらかじめ定めた初
期デューティダウンカウンタ値に設定)あるいは、デュ
ーティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理
を行うが(ステップS11)、この処理は後述するステ
ップS4の判別がYesである場合のために設けられて
いる処理であり、ステップS9において、既に処理が行
われているので、実際には何も処理はなされない。次に
通常駆動モータパルスK11の出力を停止(あるいは中
断)する(ステップS12)。
【0047】続いて、通常モータ駆動パルスK11の実効
電力を低下させるべくデューティ比を低下させるための
デューティダウンカウンタをリセット(あらかじめ定め
た初期デューティダウンカウンタ値に設定)あるいは、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する
処理を行うが(ステップS13)、この処理は後述する
ステップS5の判別がYesである場合のために設けら
れている処理であり、ステップS9において、既に処理
が行われているので、実際には何も処理はなされない。
次に回転検出用パルスSP2の出力を停止する(ステッ
プS14)。そして補正駆動パルスP2+Prを出力す
る(ステップS15)。この場合において、実体的にパ
ルスモータ10を駆動するのは補正駆動パルスP2であ
り、補正駆動パルスPrは、駆動後のロータの回転後の
振動を抑制して安定状態に素早く移行させるためのもの
である。次に補正駆動パルスP2+Prの印加に伴う残
留磁束をうち消すため、補正駆動パルスP2+Prの極
性とは逆極性の消磁パルスPEを出力する(ステップS
16)。
【0048】消磁パルスPEの出力終了後には、デュー
ティダウンカウンタのカウントを再開し(ステップS1
7)、通常駆動パルスK11のデューティ比を最も消費電
力が少なく、かつ、補正駆動パルスP2+Prが出力さ
れないように設定する。そして再び処理をステップS1
に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【0049】[1.4.3] 通常駆動パルスK11の出
力中に発電検出回路102により蓄電装置104を充電
可能な発電状態が検出された場合の処理 ステップS3の判別において、交流磁界検出用パルスS
P11または交流磁界検出用パルスSP12の出力中に発電
検出回路102により蓄電装置104を充電可能な発電
状態が検出されなかった場合には(ステップS3;N
o)、通常駆動パルスK11の出力中に発電検出回路10
2により蓄電装置の充電状態が検出されたか否かを判別
する(ステップS4)。ステップS4の判別において、
通常駆動パルスK11の出力中に発電検出回路102によ
り蓄電装置104を充電可能な発電状態が検出された場
合には(ステップS4;Yes)、通常モータ駆動パル
スK11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下
させるためのデューティダウンカウンタをリセット(あ
らかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設
定)あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダ
ウンを停止する(ステップS11)。
【0050】次に通常駆動パルスK11の出力を停止(あ
るいは中断)する(ステップS12)。続いて、通常モ
ータ駆動パルスK11の実効電力を低下させるべくデュー
ティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタを
リセット(あらかじめ定めた初期デューティダウンカウ
ンタ値に設定)あるいは、デューティダウンカウンタの
カウントダウンを停止する処理を行うが(ステップS1
3)、この処理は後述するステップS5の判別がYes
である場合のために設けられている処理であり、ステッ
プS11において、既に処理が行われているので、実際
には何も処理はなされない。次に回転検出用パルスSP
2の出力を停止する(ステップS14)。そして補正駆
動パルスP2+Prを出力する(ステップS15)。
【0051】次に補正駆動パルスP2+Prの印加に伴
う残留磁束をうち消すため、補正駆動パルスP2+Pr
の極性とは逆極性の消磁パルスPEを出力する(ステッ
プS16)。消磁パルスPEの出力終了後には、デュー
ティダウンカウンタのカウントを再開し(ステップS1
7)、通常駆動パルスK11のデューティ比を最も消費電
力が少なく、かつ、補正駆動パルスP2+Prが出力さ
れないように設定する。そして再び処理をステップS1
に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【0052】[1.4.4] 回転検出パルスSP2の
出力中に発電検出回路102により蓄電装置104を充
電可能な発電状態が検出された場合の処理 ステップS4の判別において、通常駆動パルスK11の出
力中に発電検出回路102により蓄電装置104を充電
可能な発電状態が検出されなかった場合には(ステップ
S4;No)、回転検出パルスSP2の出力中に発電検
出回路102により蓄電装置104を充電可能な発電状
態が検出されたか否かを判別する(ステップS5)。ス
テップS5の判別において、回転検出パルスSP2の出
力中に発電検出回路102により蓄電装置104を充電
可能な発電状態が検出された場合には(ステップS5;
Yes)、通常モータ駆動パルスK11の実効電力を低下
させるべくデューティ比を低下させるためのデューティ
ダウンカウンタをリセット(あらかじめ定めた初期デュ
ーティダウンカウンタ値に設定)あるいは、デューティ
ダウンカウンタのカウントダウンを停止する(ステップ
S13)。
【0053】次に回転検出パルスSP2の出力を停止
(あるいは中断)する(ステップS14)。そして補正
駆動パルスP2+Prを出力する(ステップS15)。
次に補正駆動パルスP2+Prの印加に伴う残留磁束を
うち消すため、補正駆動パルスP2+Prの極性とは逆
極性の消磁パルスPEを出力する(ステップS16)。
消磁パルスPEの出力終了後には、デューティダウンカ
ウンタのカウントを再開し(ステップS17)、通常駆
動パルスK11のデューティ比を最も消費電力が少なく、
かつ、補正駆動パルスP2+Prが出力されないように
設定する。そして再び処理をステップS1に移行し、同
様の処理を繰り返すこととなる。
【0054】[1.4.5] 蓄電装置104を充電可
能な発電状態が検出されなかった場合の処理 高周波磁界検出用パルス信号SP0の出力中は充電状態
が検出されず(ステップS2;No)、交流磁界検出用
パルスSP11または交流磁界検出用パルスSP12の出力
中にも蓄電装置104を充電可能な発電状態が検出され
ず(ステップS3;No)、通常駆動パルスK11の出力
中にも蓄電装置104を充電可能な発電状態が検出され
ず(ステップS4;No)、回転検出パルスSP2の出
力中にも充電状態が検出されなかった場合(ステップS
5;No)には、次回の通常駆動パルスK11のデューテ
ィを低減することが可能な条件を満たしている場合は今
回の通常駆動パルスK11のデューティよりも低減し、あ
るいはこれ以上デューティを低減することができない、
すなわち、予め設定した最低デューティである場合はデ
ューティ比を現状のまま維持するパルス幅制御を行う
(ステップS6)。
【0055】[1.5] 第1実施形態の効果 以上の説明のように本第1実施形態によれば、確実に蓄
電装置を充電可能な発電状態を検出し、発電状態におけ
る悪影響を防止するための対策を確実にすることが可能
となるとともに、不必要に対策を施すことがなくなり、
消費電力を低減することが可能となる。また、第1実施
形態の構成は、発電電圧を検出するための構成であり、
発電電流、ひいては、充電性能に影響を与えることなく
検出することが可能であり、充電経路に抵抗を挿入する
などの構成を有する発電検出方法と異なり、発電検出動
作が充電性能の低下を招くことがないので、常時検出を
行うことが可能となる。
【0056】[2] 第2実施形態 上記第1実施形態においては、発電検出回路102は、
発電部101の発電電圧と、蓄電装置104の高電位側
端子電圧をそのまま比較していたが、本第2実施形態
は、蓄電装置104の高電位側端子電圧に代えて、蓄電
装置104の高電位側端子電圧+所定のオフセット電圧
とすることにより、より確実に充電状態を検出する実施
形態である。
【0057】[2.1] 発電検出回路 [2.1.1] 発電検出回路の構成 図5に発電検出回路の周辺の回路構成例を示す。図5に
おいて、図3と同様の部分には同一の符号を付すものと
する。図5においては、発電検出回路102Aと、発電
検出回路102Aの周辺回路として、交流発電を行う発
電部101と、発電部101から出力される交流電流を
整流して直流電流に変換する整流回路103と、整流回
路103から出力される直流電流により蓄電する蓄電装
置104と、を図示している。発電検出回路102は、
蓄電装置104の高電位側端子電圧VDDに所定のオフセ
ット電圧を加算して第1オフセット端子電圧VOS1を出
力する第1オフセット電圧加算回路OS1と、蓄電装置
104の高電位側端子電圧VDDに所定のオフセット電圧
を加算して第2オフセット端子電圧VOS2を出力する第
2オフセット電圧加算回路OS2と、発電部101の第
1出力端子AG1の電圧V1と第1オフセット端子電圧
VOS1とを比較して、第1比較結果データDC11を出力す
る第1コンパレータCOMP1と、発電部101の第2出力
端子AG2の電圧V2と第2オフセット端子電圧VOS2と
を比較して、第2比較結果データDC12を出力する第2
コンパレータCOMP2と、第1比較結果データDC1と第2
比較結果データDC2の論理和をとって、発電検出データ
DDET1として出力するOR回路OR1と、を備えて構成
されている。
【0058】ここで、コンパレータCOMP1、COMP2につい
て説明する。コンパレータCOMP1、COMP2は、オフセット
電圧加算回路OS1、OS2によってレベルシフトされ
た電圧を入力する構成となっているが、このような構成
は、図13における入力トランジスタ213、214の
しきい値電圧Vthを異ならせることでも可能である。
詳細には、負入力端(−)側のトランジスタ213のし
きい値電圧Vthを、正入力端(+)側のトランジスタ
214のそれよりも大きくすれば、図5におけるオフセ
ット電圧加算回路OS1、OS2と同等の作用効果を実
現できる。この場合において、入力トランジスタ21
3、214のしきい値電圧Vthを異ならせるには、ト
ランジスタサイズを変えることによって可能である。具
体的には、入力トランジスタ213のゲート幅を入力ト
ランジスタ214のゲート幅より狭くすることで、入力
トランジスタ213のしきい値電圧Vthを上げること
ができる。さらに、不純物の打ち込みなどのプロセス的
な方法などによっても入力トランジスタ213、214
のしきい値電圧Vthを異ならせることが可能である。
【0059】また、図14に示すように、同一サイズ、
同一能力のトランジスタを並列に接続することによりト
ランジスタ213あるいはトランジスタ214と等価な
回路を実現することができる。すなわち、トランジスタ
213に代えて、同一サイズ、同一能力の二つのトラン
ジスタ213A、213Bを並列接続し、トランジスタ
214に代えて同一サイズ、同一能力のトランジスタ2
14A、214B、214Cを並列接続する。このよう
な構成とすることにより、正入力端(+)側の方が差動
対トランジスタの能力が高くなり、負入力端(−)側の
端子電圧を正入力端(+)側の電圧よりも高くしないと
トランジスタ214A、214B、214Cはオン状態
とならず、コンパレータ出力が反転することはない。
【0060】コンパレータにおける検出動作としては、
例えば、正入力端(+)側を基準として、正入力端
(+)側に高電位側電圧Vddを印加した場合、負入力
端(−)側に電圧Vddよりも電圧αだけ高位の電圧V
dd+α以上の電圧を印加した場合にのみ、コンパレー
タは反転して"L"レベルを出力することとなる。次に発
電検出回路の動作について説明する。発電部101が発
電を開始すると、発電電圧が両出力端子AG1、AG2
に給電される。この場合、出力端子AG1端子電圧V1
と出力端子AG2の端子電圧V2は、位相が反転してい
る。また、オフセット電圧VOS1、VOS2は、整流素子R
E1、RE2の順方向電圧VFに基づいて設定される。
すなわち、順方向電圧VFが比較的大きいダイオードで
整流を行う場合では、オフセット電圧は数100[m
V]程度に設定され、順方向電圧VFが比較的小さいト
ランジスタで能動整流を行う場合は、オフセット電圧は
数10[mV]程度に設定される。
【0061】そして、出力端子AG1の端子電圧V1
が、出力端子AG2の電圧V2よりも所定電圧以上高く
なり、さらに出力端子AG1の電圧が第1オフセット電
圧VOS1(=蓄電装置104の高電位側端子電圧VDD+
オフセット電圧)よりも高くなると、第1整流素子RE
1および第4整流素子RE4が導通状態となる。このと
き、出力端子AG1の電圧は蓄電装置104の高電位側
端子電圧VDDよりも高くなっているので、「端子AG1
→第1整流素子RE1→電源VDD→蓄電装置104→電
源VTKN→第4整流素子RE4」の経路で発電電流が流
れ、蓄電装置104に電荷が充電される。そして、第1
コンパレータCOMP1の出力する第1比較結果データDC11
は“H”レベルとなる。この結果、OR回路OR1の出
力する発電検出データDDET1は“H”レベルとなり、充
電が検出されることとなる。
【0062】同様にして、出力端子AG2の端子電圧V
2が、蓄電装置104の高電位側端子電圧VDDよりも高
くなると、第2整流素子RE2および第3整流素子RE
3が導通状態となる。このとき、出力端子AG2の電圧
が蓄電装置104の高電位側端子電圧VDDよりも高くな
り、さらに第2オフセット電圧VOS2(=蓄電装置10
4の高電位側端子電圧VDD+オフセット電圧)よりも高
くなると、「端子AG2→第2整流素子RE2→電源V
DD→蓄電装置104→電源VTKN→第3整流素子RE
3」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置104に電荷が
充電される。そして、第2コンパレータCOMP2の出力す
る第2比較結果データDC2は“H”レベルとなる。この
結果、OR回路OR1の出力する発電検出データDDET1
は“H”レベルとなり、充電が検出されることとなる。
また、上記と同様の効果を得るためのオフセット電圧を
設ける方法としては、発電部101の出力端子側の電圧
からオフセット電圧分の電圧を減算してからコンパレー
タに入力し、蓄電装置の高電位側電源VDDの電圧と比較
するように構成したり、コンパレータにおいて、入力さ
れた二つの電圧のいずれか一方をオフセット電圧に相当
するだけオフセットするように構成しても良いし、二つ
の入力端子の比較レベルをオフセット電圧に相当するだ
けオフセットするように構成することも可能である。
【0063】[2.2] 第2実施形態の効果 以上の説明のように本第2実施形態によれば、あるレベ
ル以上の発電電流が流れた場合を検出するため、より確
実に発電状態を検出し、充電状態における悪影響を防止
するための対策を確実にすることが可能となるととも
に、不必要に対策を施すことがなくなり、消費電力を低
減することが可能となる。また、第2実施形態の構成
は、発電電圧を検出するための構成であり、発電電流、
ひいては、充電性能に影響を与えることなく検出するこ
とが可能であり、充電経路に抵抗を挿入するなどの構成
を有する発電検出方法と異なり、発電検出動作が充電性
能の低下を招くことがないので、常時検出を行うことが
可能となる。
【0064】[3] 第3実施形態 次に発電検出回路のより具体的な第3実施形態について
図6ないし図8を参照して説明する。 [3.1] 発電検出回路周辺の構成 図6に第3実施形態の発電検出回路の周辺の回路構成例
を示す。図6においては、発電検出回路102Bと、発
電検出回路102Bの周辺回路として、交流発電を行う
発電部101と、発電部101から出力される交流電流
を整流して直流電流に変換する整流回路103Bと、整
流回路103Bから出力される直流電流により蓄電する
蓄電装置104と、を図示している。発電検出回路10
2Bは、後述の第1コンパレータCOMP11及び第2コンパ
レータCOMP12の出力の論理積の否定をとって原発電検出
データDDET10として出力するNAND回路201と、
原発電検出データDDET10の出力をR−C積分回路を用
いて平滑化して発電検出データDDET11として出力する
平滑化回路202と、を備えて構成されている。
【0065】平滑化回路202は、図7に示すように、
抵抗R1と、抵抗R1の出力側端子と低電位側電源VTKN
との間に接続されたコンデンサC1と、を備えて構成さ
れている。整流回路103Bは、発電部101の一方の
出力端子AG1の電圧を基準電圧Vddと比較することに
より第1トランジスタQ1のオン/オフ制御を行って能
動整流を行わせるための第1コンパレータCOMP11と、発
電部101の他方の出力端子AG2の電圧を基準電圧V
ddと比較することにより第2トランジスタQ2を第1ト
ランジスタと交互にオン/オフすることにより能動整流
を行わせるための第2コンパレータCOMP12と、発電部1
01の端子AG2の端子電圧V2が予め定めた閾値電圧を越
えるとオン状態となる第3トランジスタQ3と、発電部
101の端子AG1の端子電圧V1が予め定めた閾値電圧を
越えるとオン状態となる第4トランジスタQ4と、を備
えて構成されている。整流用に用いられるこれらの第1
〜第4トランジスタQ1〜Q4と並列に接続されているダ
イオードdは、整流用のトランジスタQ1〜Q4のオン/
オフを制御するのに十分な電源電圧がないときに整流を
行うためのものであり、ショットキーダイオードを外付
けで接続してもよいし、寄生ダイオードを使えば、すべ
ての回路の集積化が可能である。
【0066】[3.2] 充電時の動作 まず、充電動作について説明する。発電部101が発電
を開始すると、発電電圧が両出力端子AG1、AG2に
給電される。この場合、出力端子AG1端子電圧V1と
出力端子AG2の端子電圧V2は、位相が反転してい
る。出力端子AG1の端子電圧V1が閾値電圧を越える
と、第4トランジスタQ4がオン状態となる。この後、
端子電圧V1が上昇し、電源VDDの電圧を越えると、第
1コンパレータCOMP11の出力は“L”レベルとなり、第
1トランジスタQ1がオンすることとなる。一方、出力
端子AG2の端子電圧V2は閾値電圧を下回っているの
で、第3トランジスタQ3はオフ状態であり、端子電圧
V2は電源VDDの電圧未満であり、第2コンパレータCOM
P12の出力は“H”レベルであり、第2トランジスタQ2
はオフ状態である。
【0067】したがって、第1トランジスタQ1がオン
状態となる期間において、「端子AG1→第1トランジ
スタ→電源VDD→蓄電装置104→電源VTKN→第4ト
ランジスタQ4」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置1
04に電荷が充電される。この後、端子電圧V1が下降
すると、出力端子AG1の端子電圧V1は電源VDDの電
圧未満となり、第1コンパレータCOMP11の出力が“H”
レベルとなって、第1トランジスタQ1はオフ状態とな
り、出力端子AG1の端子電圧V1は第4トランジスタ
Q4の閾値電圧を下まわることとなり、トランジスタQ4
もオフ状態となる。一方、出力端子AG2の端子電圧V
2が閾値電圧を越えると、第3トランジスタQ3がオン
状態となる。この後、端子電圧V2がさらに上昇し、電
源VDDの電圧を越えると、第2コンパレータCOMP2の出
力は“L”レベルとなり、第2トランジスタQ2がオン
することとなる。したがって、第2トランジスタQ2が
オン状態となる期間において、「端子AG2→第2トラ
ンジスタQ2→電源VDD→蓄電装置104→電源VTKN→
第3トランジスタQ3」の経路で発電電流が流れ、蓄電
装置104に電荷が充電されることとなる。
【0068】上述したように、発電電流が流れる際に
は、第1コンパレータCOMP11あるいは第2コンパレータ
COMP12の出力はいずれかが“L”レベルとなっている。
そこで、発電検出回路102AのNAND回路201
は、第1コンパレータCOMP1及び第2コンパレータCOMP1
2の出力の論理積の否定をとることにより、発電電流が
流れている状態で“H”レベルの原発電検出データDDE
T10を平滑化回路202に出力することとなる。この場
合において、NAND回路201の出力はスイッチング
ノイズを含むこととなるので、平滑回路202は、NA
ND回路201の出力をR−C積分回路を用いて平滑化
して発電検出データDDET11として出力するのである。
【0069】[3.3] 発電検出回路の具体的動作例 次に第3実施形態の発電検出回路の動作を図8のタイミ
ングチャートを参照して説明する。発電部101が時刻
t0から発電を開始し、時刻t1において、出力端子AG
2の電圧が高電位側電源VDDの電圧を超過すると、第2
コンパレータCOMP12の出力は“L”となり、第2トラン
ジスタQ2はオン状態となる。これにより、上述したよ
うに、「端子AG2→第2トランジスタQ2→電源VDD
→蓄電装置104→電源VTKN→第3トランジスタQ3」
の経路で発電電流が流れ、蓄電装置104に電荷が充電
されることとなる。一方、時刻t1においては、出力端
子AG1の電圧は低電位側電源VTKNの電圧未満となっ
ているので、第1コンパレータCOMP11の出力は相変わら
ず“H”のままである。これらの結果、NAND回路2
01の一方の入力端子は“L”、他方の入力端子は
“H”となり、原発電検出データDDET10は“H”レベ
ルとなる。平滑回路202に入力された“H”レベルの
原発電検出データDDET10は、平滑化され、時刻t2にお
いて、発電検出データDDET11を“H”レベルとし、充
電状態にある旨が通知されることとなる。
【0070】その後、時刻t3において、出力端子AG
2の電圧が高電位側電源VDDの電圧未満となり、第2コ
ンパレータCOMP12の出力は再び、“H”レベルとなり、
NAND回路201の双方の入力端子は“H”レベルと
なる。この結果、原発電検出データDDET10は“L”レ
ベルとなるが、平滑回路202の作用により相変わら
ず、発電検出データDDET11は“H”レベルのまま維持
される。時刻t4において、今度は出力端子AG1の電
圧が高電位側電源VDDの電圧を超過すると、第1コンパ
レータCOMP11の出力は“L”となり、第1トランジスタ
Q1はオン状態となる。これにより、上述したように、
「端子AG1→第1トランジスタQ1→電源VDD→蓄電
装置104→電源VTKN→第4トランジスタQ4」の経路
で発電電流が流れ、蓄電装置104に電荷が充電される
こととなる。一方、時刻t4においては、出力端子AG
2の電圧は低電位側電源VTKNの電圧未満となっている
ので、第2コンパレータCOMP12の出力は相変わらず
“H”のままである。これらの結果、NAND回路20
1の一方の入力端子は“L”、他方の入力端子は“H”
となり、原発電検出データDDET10は“H”レベルとな
る。平滑回路202に入力された“H”レベルの原発電
検出データDDET10は、平滑化され、発電検出データDD
ET11を“H”レベルのまま保持する。
【0071】その後、時刻t5において、出力端子AG
1の電圧が高電位側電源VDDの電圧未満となり、第1コ
ンパレータCOMP11の出力は再び、“H”レベルとなり、
NAND回路201の双方の入力端子は“H”レベルと
なる。この結果、原発電検出データDDET10は“L”レ
ベルとなるが、平滑回路202の作用により相変わら
ず、発電検出データDDET11は“H”レベルのまま維持
される。次に、時刻t6〜時刻t9においては、時刻t1
〜時刻t5までの動作と同様の動作が行われる。この場
合において、平滑回路202の作用により相変わらず、
発電検出データDDET11は“H”レベルのまま維持され
る。しかしながら、その後、発電部101は発電を中断
することとなり、時刻t10において、発電検出データD
DET11は“L”レベルとなり、充電が中断された旨が通
知されることとなる。
【0072】[3.4] 第3実施形態の効果 以上の説明のように本第3実施形態によれば、発電され
た交流電流を能動整流する場合においても、確実に充電
状態を検出することが可能となる。また、能動整流に用
いるコンパレータを発電検出回路と共用することがで
き、回路の効率化を図ることができる。
【0073】[4] 第4実施形態 第4実施形態は、本発明の発電検出回路を倍昇圧整流回
路に適用した場合の具体的実施形態である。 [4.1] 発電検出回路周辺の構成 図9に第4実施形態の発電検出回路の周辺の回路構成例
を示す。図9においては、発電検出回路102Cと、発
電検出回路102Cの周辺回路として、交流発電を行う
発電部101と、発電部101から出力される交流電流
を蓄電する昇圧用コンデンサCUPと、昇圧用コンデンサ
CUPを充電する際にオン状態となる第1トランジスタQ
10と、昇圧用コンデンサCUPの出力端子AGの電圧が蓄
電装置104の高電位側電源VDDの電圧を超過した場合
にトランジスタQ10をオンすべく“L”レベルの出力信
号を出力するコンパレータCOMP13と、蓄電装置104を
充電する際にオン状態となる整流トランジスタQ11と、
昇圧用コンデンサCUPの出力端子AGの電圧が蓄電装置
104の低電位側電源VTKNの電圧よりも低くなった場
合に整流トランジスタQ11をONすべく“H”レベルの原
発電検出信号DDET20を出力するコンパレータCOMP14
と、を図示している。発電検出回路102Cは、第3実
施形態における平滑化回路202と同様の構成であり、
時定数が異なるだけである。
【0074】ここで、図15を参照してるコンパレータ
COMP14の構成について説明する。図15に示されるよう
に、コンパレータCOMP14は、一対の負荷トランジスタ2
31、232と、一対の入力トランジスタ233、23
4と、出力トランジスタ235と、定電流源236、2
37とから構成される。このうち、負荷トランジスタ2
31、232および出力トランジスタ235はNチャネ
ル電界効果型であるが、入力トランジスタ233、23
4はPチャネル電界効果型である。そして、入力トラン
ジスタ233、234の各ゲートが、それぞれコンパレ
ータCOM3(COM4)の負入力端(−)、正入力端
(+)となる一方、出力トランジスタ235のドレイン
が出力端OUTとなっている。このようにコンパレータ
COMP14は、高電位側電圧Vddに接続されるコンパレー
タCOMP1(COMP2)(図13参照)とは、全く逆極性で構
成される。このコンパレータCOMP14においても、コンパ
レータCOMP1(COMP2)と同様に、入力トランジスタ23
3、234のしきい値電圧Vthを異ならせ、これによ
りオフセット電圧加算回路をそれらの内部に取り込むこ
とが可能である。
【0075】詳細には、負入力端(−)側のトランジス
タ233のしきい値電圧Vthを、正入力端(+)側の
トランジスタ234のそれよりも絶対値で大きくすれ
ば、図5におけるオフセット電圧加算回路OS1、OS
2と同等の作用効果を実現できる。なお、入力トランジ
スタ233、234のしきい値電圧Vthを異ならせる
方法は、図14に示したコンパレータCOMP1(COMP2)の
場合と同様である。また、本実施形態の場合も、図3の
場合と同様に、全波整流を行う場合には、発電機101
の出力端子AG1、AG2には、最大で蓄電装置104
の電圧+0.6[V]程度の電圧しか発生しないため、
コンパレータCOMP14として、低耐圧のデバイスを用いる
ことが可能となる。よって、コンパレータCOMP14は時計
用に一般的に使用されているICプロセスで製造可能と
なり、回路の小型化および低コスト化が可能となってい
る。
【0076】[4.2] 充電時の動作 まず、充電動作について図10の動作タイミングチャー
トを参照して説明する。賠償圧整流回路の充電動作は、
大別すると、昇圧用コンデンサCUPの蓄電動作と、蓄電
装置104の蓄電動作と、により構成されるが、以下、
順次説明する。初期状態において、昇圧用コンデンサC
UPの出力端子AGの電圧は、蓄電装置104の高電位側
電源VDDの電圧未満であり、かつ、蓄電装置104の低
電位側電源VTKNの電圧以上であるものとする。時刻t0
において、発電部101は発電を開始するが、初期状態
において、昇圧用コンデンサCUPの出力端子AGの電圧
は、蓄電装置104の高電位側電源VDDの電圧未満であ
り、かつ、蓄電装置104の低電位側電源VTKNの電圧
以上であるので、コンパレータCOMP13は“H”レベルの
出力信号を出力し、コンパレータCOMP14は“L”レベル
の原発電検出データDDET20を出力する。
【0077】従って、この時点では、トランジスタQ10
はオフ、整流トランジスタQ11はオフとなっている。時
刻t1において、出力端子AGの電圧が蓄電装置104
の高電位側電源VDDの電圧を超過すると、コンパレータ
COMP13は“L”レベルの出力信号を出力し、トランジス
タQ10はオンとなる。この結果、昇圧用コンデンサCUP
は蓄電されることとなる。そして、時刻t2において、
出力端子AGの電圧が再び蓄電装置104の高電位側電
源VDDの電圧未満となると、コンパレータCOMP13は
“H”レベルの出力信号を出力し、トランジスタQ10は
オフとなって、昇圧用コンデンサCUPの蓄電動作は中断
される。時刻t3において、今度は、出力端子AGの電
圧が蓄電装置104の低電位側電源VTKNの電圧未満と
なると、コンパレータCOMP14は“H”レベルの原発電検
出データDDET20を出力する。この結果、整流トランジ
スタQ11はオンとなり、発電部101→蓄電装置104
→整流トランジスタQ11→昇圧用コンデンサCUP→発電
部101の経路で発電電流が流れ、蓄電装置104は、
発電部101の発電電圧の2倍の電圧で充電がなされる
こととなる。
【0078】一方、コンパレータCOMP14が“H”レベル
の出力信号を出力したことにより、時刻t4において、
発電検出データDDET21を“H”レベルとする。その
後、時刻t5において、出力端子AGの電圧が蓄電装置
104の低電位側電源VTKNの電圧を超過すると、コン
パレータCOMP14の原発電検出データDDET20は“L”レ
ベルとなる。しかしながら、発電検出回路102Cの平
滑作用により相変わらず、発電検出データDDET21は
“H”レベルのまま維持される。の原発電検出データD
DET20を出力する。次に、時刻t6〜時刻t9において
は、時刻t1〜時刻t5までの動作と同様の動作が行われ
る。この場合において、発電検出回路102Cの平滑作
用により相変わらず、発電検出データDDET21は“H”
レベルのまま維持される。時刻t10において、出力端子
AGの電圧が再び蓄電装置104の高電位側電源VDDの
電圧を超過すると、コンパレータCOMP13は“L”レベル
の出力信号を出力し、トランジスタQ10はオンとなり、
昇圧用コンデンサCUPは蓄電されることとなる。
【0079】そして、時刻t11において、出力端子AG
の電圧が再び蓄電装置104の高電位側電源VDDの電圧
未満となると、コンパレータCOMP13は“H”レベルの出
力信号を出力し、トランジスタQ10はオフとなって、昇
圧用コンデンサCUPの蓄電動作は中断される。時刻t12
において、今度は、出力端子AGの電圧が蓄電装置10
4の低電位側電源VTKNの電圧未満となると、コンパレ
ータCOMP14は“H”レベルの原発電検出データDDET20
を出力する。この結果、整流トランジスタQ11はオンと
なり、発電部101→蓄電装置104→整流トランジス
タQ11→昇圧用コンデンサCUP→発電部101の経路で
発電電流が流れ、蓄電装置104は、発電部101の発
電電圧の2倍の電圧で充電がなされることとなる。その
後、時刻t13において、出力端子AGの電圧が蓄電装置
104の低電位側電源VTKNの電圧を超過すると、コン
パレータCOMP14の原発電検出データDDET20は“L”レ
ベルとなる。しかしながら、その後、発電部101は発
電を中断することとなり、時刻t14において、発電検出
データDDET11は“L”レベルとなり、充電が中断され
た旨が通知されることとなる。
【0080】[4.3] 第4実施形態の効果 以上の説明のように本第4実施形態によれば、発電され
た交流電流を2倍昇圧整流する場合においても、確実に
充電状態を検出することが可能となる。
【0081】[5] 第5実施形態 本第5実施形態が上記各実施形態と異なるのは、発電に
伴う発電電流に代えてリミッタ回路動作時の発電に伴う
リミッタ電流を検出することにより発電を検出する点で
ある。図11に第5実施形態の発電検出回路およびリミ
ッタ回路を含む充電回路の構成を示す図である。図11
において、充電回路は、大容量コンデンサ104の充電
電圧Vaを検出し、充電電圧Vaを基準電圧と比較し、
充電電圧Vaが基準電圧以上となると、過充電を防止す
るためのリミッタ信号SLIM出力する検出回路151
と、リミッタ信号SLIMに基づいてリミッタ信号SL
IMの立ち上がりタイミングを遅延させた制御信号CS
1と、立ち下がりタイミングを遅延させた制御信号CS
2とを出力する制御回路152と、高電位側電源VDDの
電圧と発電部101の出力端子AG1の端子電圧V1を
比較し比較結果信号dを出力するコンパレータCMP1
Aと、高電位側電源VDDの電圧と発電部101の出力端
子AG2の端子電圧V2を比較し比較結果信号fを出力
するコンパレータCMP1Bと、低電位側電源VTKNの
電圧と発電部101の出力端子AG1の端子電圧V1を
比較し比較結果信号hを出力するコンパレータCMP2
Aと、低電位側電源VTKNの電圧と発電部101の出力
端子AG2の端子電圧V2を比較し比較結果信号jを出
力するコンパレータCMP2Bと、反転入力端子に供給
される制御信号CS1および他方の入力端子に供給され
る比較結果信号dの論理積をとって駆動信号eを出力す
るAND回路153と、反転入力端子に供給される制御
信号CS1および他方の入力端子に供給される比較結果
信号fの論理積をとって駆動信号gを出力するAND回
路154と、反転入力端子に供給される制御信号CS2
および他方の入力端子に供給される比較結果信号hの論
理積をとって駆動信号iを出力するAND回路155
と、反転入力端子に供給される制御信号CS2および他
方の入力端子に供給される比較結果信号jの論理積をと
って駆動信号kを出力するAND回路156と、ソース
が高電位側電源VDDに接続され、ドレインが出力端子A
G1に接続され、駆動信号eによりオン/オフ制御され
るPチャネルFETMP1と、ソースが高電位側電源V
DDに接続され、ドレインが出力端子AG2に接続され、
駆動信号gによりオン/オフ制御されるPチャネルFE
TMP2と、ソースが低電位側電源VSSに接続され、ド
レインが出力端子AG1に接続され、駆動信号iにより
オン/オフ制御されるNチャネルFETMN1と、ソー
スが低電位側電源VSSに接続され、ドレインが出力端子
AG2に接続され、駆動信号kによりオン/オフ制御さ
れるNチャネルFETMN2と、比較結果信号dおよび
比較結果信号fに基づいて発電検出を行う発電検出回路
158と、を備えて構成されている。
【0082】次に発電検出時の動作を説明する。リミッ
タ信号SLIMに対して、立ち上がりタイミングが遅延
された制御信号CS1を、AND回路153,AND回
路154の反転入力端に供給するとともに、立ち下がり
タイミングを遅延した制御信号CS2を、AND回路1
55,AND回路156の反転入力端に供給することに
より、NチャンネルFETMN1およびMN2のオフ時
間を、PチャンネルFETMP1およびMP2のオン時
間よりも長くなるように制御している。より具体的に
は、リミッタ信号SLIMが“H”レベルになると、ま
ず、NチャンネルFETMN1およびMN2をオフ状態
とした後、PチャンネルFETMP1およびMP2をオ
ン状態とする。従って、リミッタオンの状態では、図1
1中、破線で示すように、リミッタ電流ILIMが流れ
る。このとき、発電装置AGの出力端子AG1、AG2
の端子電圧範囲VRNGは、PチャネルFETMP1、M
P2のオン抵抗をRMPONとすると、 VRNG=VDD±(ILIM×RMPON) となる。
【0083】従って、発電電力の交流周期で、コンパレ
ータCMP1AおよびコンパレータCMP1Bの出力は
“L”レベルとなるので、発電を検出することができ
る。 [6] 第6実施形態 本第6実施形態は、発電検出回路を用いて、充電量を表
示するための蓄電量インジケータ機能を実現する実施形
態である。図12に第6実施形態の概要構成ブロック図
を示す。図12において、図2と同様の部分には同一の
符号を付す。第6実施形態の計時装置1Aは、交流電力
を発電する発電部101と、発電部101で発電された
交流電力による過大電圧が後段の回路に印加されるのを
防止するためのリミッタ回路130と、交流電流を直流
電流に変換する整流回路131と、整流された電力を蓄
電する蓄電装置104と、発電部101の発電状態およ
びリミッタ回路130の動作状態に基づいて発電部10
1において蓄電装置104を充電可能な発電がなされて
いるか否かを検出して、発電検出データDDTを出力する
発電検出回路102と、蓄電装置104の蓄電電圧を検
出する電圧検出回路132と、水晶振動子などの基準発
振源133を用いて安定した周波数の基準パルスを発振
する発振回路134と、基準パルスを分周して得た分周
パルスと基準パルスとを合成してパルス幅やタイミング
の異なるパルス信号、例えば、基準クロック信号SCKを
発生する分周回路135と、蓄電装置104に蓄えられ
た電気エネルギーにより動作し、計時制御を行うべくモ
ータ駆動パルスを出力する計時制御回路105と、モー
タ駆動パルスに基づいて実際にパルスモータ10を駆動
する駆動信号を出力するモータ駆動回路109と、ユー
ザが各種指示等を行うための外部入力装置136と、発
電検出データDDTおよび基準クロック信号SCKに基づい
て蓄電装置104の蓄電量をユーザに告知するための蓄
電量のカウントを行うアップダウンカウンタとして実現
される蓄電量カウンタ137と、を備えて構成されてい
る。
【0084】この場合において、発電検出データDDT
は、例えば、図6に示した原発電検出データDDET10に
相当するものとなっている。以下、蓄電量インジケータ
機能を実現するための動作を説明する。発電部101に
より発電がなされると、発電検出回路102は発電部1
01の発電状態およびリミッタ130回路の動作状態に
基づいて蓄電装置104を充電可能な発電がなされてい
るか否かを判別し、発電周期に応じた周波数を有する発
電検出データDDTを蓄電量カウンタ137に出力する。
一方、発振回路134は、基準発振源133を用いて安
定した周波数の基準パルスを発振すると、分周回路13
5は、基準パルスを分周して得た分周パルスと基準パル
スとに基づいて基準クロック信号SCKを発生して、蓄電
量カウンタ137に出力する。これにより蓄電量カウン
タ137は、発電検出データDDTによりアップカウント
し、基準クロック信号SCKによりダウンカウントし、そ
のカウント値は、蓄電量に比例することとなる。
【0085】すなわち、蓄電装置に対する充電量が多け
れば、カウント値は増加し、充電量が放電量(=計時装
置の駆動時間に比例)が多ければ、カウント値は減少す
る。これらの結果、外部入力装置136の操作により、
蓄電量を秒針の早送り運針量、あるいは、秒針を所定時
間の間、蓄電量表示位置に保持すること等によりユーザ
に蓄電量を告知することが可能となる。なお、上記のよ
うな蓄電量告知方法に限らず、蓄電量カウンタ137の
カウント値に対応する蓄電量を常時表示する蓄電量イン
ジケータを設けるような構成とすることも可能である。
【0086】[7] 実施形態の効果 上記各実施形態によれば、実際の充電状態にあわせて充
電状態を確実に検出することができる。従って、充電時
における発電部(発電機)から発生する電磁ノイズレベ
ルによるモータ駆動への悪影響や、二次電池の内部抵抗
により発電電流に伴う電源電圧変動もあり回路動作への
悪影響に対する対策を、当該悪影響が出る可能性が高い
大電流時、すなわち、充電が可能な電流が流れる発電時
のみ行うことができ、過度の対策による消費電流の増加
を抑制して、電子機器の駆動時間を長くすることができ
る。また、上記各実施形態の構成は、発電電圧を検出す
るための構成であり、発電電流、ひいては、充電性能に
影響を与えることなく検出することが可能であり、充電
経路に抵抗を挿入するなどの構成を有する発電検出方法
と異なり、発電検出動作が充電性能の低下を招くことが
ないので、常時検出を行うことが可能となる。
【0087】[8]実施形態の変形例 [8.1] 第1変形例 上記実施形態においては、アナログ指針を駆動して時刻
表示を行う計時装置を例に説明しているが、LCDなど
で時刻表示を行うディジタル計時装置に対しても適用で
きることはもちろんである。
【0088】[8.2] 第2変形例 上記実施形態では、腕時計型の計時装置1を一例として
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
腕時計以外にも、携帯型の懐中時計、非携帯型の置き時
計あるいは壁掛け時計などであっても適用が可能であ
る。
【0089】[8.3] 第3変形例 上記実施形態では、発電装置40として、回転錘45の
回転運動をロータ43に伝達し、該ロータ43の回転に
より出力用コイル44に起電力Vgenを発生させる電
磁発電装置を採用しているが、本発明はこれに限定され
ることなく、例えば、ゼンマイの復元力(第1のエネル
ギーに相当)により回転運動を生じさせ、該回転運動で
起電力を発生させる発電装置や、外部あるいは自励によ
る振動または変位(第1のエネルギーに相当)を圧電体
に加えることにより、圧電効果によって電力を発生させ
る発電装置であってもよい。さらに太陽光等の光エネル
ギー(第1のエネルギーに相当)を利用した光電変換に
より電力を発生させる発電装置であっても良い。さらに
また、ある部位と他の部位との温度差(熱エネルギー;
第1のエネルギーに相当)による熱発電により電力を発
生させる発電装置であっても良い。また、放送、通信電
波などの浮遊電磁波を受信し、そのエネルギー(第1の
エネルギーに相当)を利用した電磁誘導型発電装置を用
いるように構成することも可能である。
【0090】[8.4] 第4変形例 上記実施形態においては、基準電位(GND)をVdd
(高電位側)に設定したが、基準電位(GND)をVTK
N(低電位側)に設定してもよいことは勿論である。
【0091】[8.5] 第5変形例 上記各実施形態においては、発電検出を行って、発電に
伴う電子機器への悪影響を防止するための実施形態であ
ったが、発電検出に伴って動作モードの制御を行うよう
に構成することも可能である。例えば、動作モードとし
て通常動作モードと節電動作モードとを有する電子機器
においては、上記各実施形態の発電検出装置により発電
が検出された場合には、動作モードを通常動作モードに
移行し、発電検出装置により発電が検出されない場合に
は動作モードを節電動作モードに移行するように構成す
ることも可能である。
【0092】
【発明の効果】本発明によれば、発電部(発電機)から
発生する電磁ノイズレベルによるモータ駆動への悪影響
や、二次電池の内部抵抗に起因して発生する電源電圧変
動による回路動作への悪影響を発生させる可能性がある
発電電流が流れる発電状態を確実に検出することがで
き、充電に伴う悪影響への対策を充電が可能な電流が流
れる実際の充電時のみ行うことができ、過度の対策によ
る消費電流の増加を抑制して、電子機器の駆動時間を長
くすることができる。
【0093】また、発電電流を蓄電装置への充電経路を
迂回する迂回路に流すようなリミッタ回路等が動作して
いる場合においても、迂回路に迂回電流が流れる状態を
確実に検出し、発電に伴う電子機器への悪影響を回避す
るための各処理を適切に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る計時装置の概略構成
を示す図である。
【図2】 同実施形態に係る制御部とその周辺構成の機
能ブロック図である。
【図3】 第1実施形態の発電検出回路の構成図であ
る。
【図4】 実施形態の動作フローチャートである。
【図5】 第2実施形態の発電検出回路の構成図であ
る。
【図6】 第3実施形態の発電検出回路の構成図であ
る。
【図7】 平滑回路の一例を示す図である。
【図8】 第3実施形態の動作タイミングチャートであ
る。
【図9】 第4実施液体の発電検出回路の構成図であ
る。
【図10】 第4実施形態の動作タイミングチャートで
ある。
【図11】 第5実施形態の概要構成ブロック図であ
る。
【図12】 第6実施形態の概要構成ブロック図であ
る。
【図13】 第1実施形態におけるコンパレータの詳細
構成図である。
【図14】 第2実施形態におけるコンパレータの詳細
構成図である。
【図15】 第4実施形態におけるコンパレータの詳細
構成図である。
【図16】 半波整流を行う場合の実施形態の説明図で
ある。
【符号の説明】
1…計時装置 23…制御回路 24…駆動制御回路 30S…秒針駆動部 30HM…時分針駆動部 40…発電装置 45…回転錘 104…蓄電装置(大容量コンデンサ) 113…昇降圧回路 90…モード設定部 91…発電状態検出部 93…中央制御回路 94…モード記憶部 95…設定値切換器 97…発電検出回路 98…第2の検出回路 101…発電部 102、102A、102B、102C…発電検出回路

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の出力端子を有する発電装置におい
    て第1のエネルギーを変換することにより得られる電気
    エネルギーを蓄電する蓄電装置と、 前記発電装置の出力端子の電圧と前記蓄電装置の端子電
    圧に対応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出
    力する比較手段と、 前記比較結果信号に基づいて前記出力端子の電圧が前記
    蓄電装置の端子電圧を上回る場合に発電電流が流れ得る
    状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段
    と、 を備えたことを特徴とする発電検出回路。
  2. 【請求項2】 第1出力端子及び第2出力端子を有する
    交流発電装置である発電装置において第1のエネルギー
    を変換することにより得られる電気エネルギーを蓄電す
    る蓄電装置を充電可能な発電状態にあるか否かを検出す
    る発電検出回路において、 前記第1出力端子の端子電圧である第1出力端子電圧と
    前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較
    し、第1比較結果信号を出力する第1の比較手段と、 前記第2出力端子の端子電圧である第2出力端子電圧と
    前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較
    し、第2比較結果信号を出力する第2の比較手段と、 前記第1比較結果信号および前記第2比較結果信号に基
    づいて、前記第1出力端子電圧あるいは前記第2出力端
    子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に発電電
    流が流れ得る状態に発電検出信号を出力する発電検出手
    段と、 を備えたことを特徴とする発電検出回路。
  3. 【請求項3】 発電装置において第1のエネルギーを変
    換することにより得られる電気エネルギーを蓄電する蓄
    電装置を充電可能な発電状態を検出する発電検出回路に
    おいて、 前記発電装置の一方の出力端子に接続された昇圧用蓄電
    装置と、 前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧と前記蓄電装置の端子電
    圧に対応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出
    力する比較手段と、 前記比較結果信号に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄
    電装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場合に
    発電電流が流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力
    する発電検出手段と、 を備えたことを特徴とする発電検出回路。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
    載の発電検出回路において、 前記比較手段は、二つの入力電圧のうち、いずれか一方
    の電圧を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧
    と、他方の電圧とを比較することを特徴とする発電検出
    回路。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の発電検出回路において、 前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧は、前記
    蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオフセット電圧
    を加えた電圧であることを特徴とする発電検出回路。
  6. 【請求項6】 請求項2または請求項3記載の発電検出
    回路において、 前記発電検出手段は、前記第1比較結果信号と前記第2
    比較結果信号の論理積をとって原発電検出信号として出
    力するAND手段と、 前記原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号と
    して出力する平滑化手段と、 を備えたことを特徴とする発電検出回路。
  7. 【請求項7】 請求項2または請求項3記載の発電検出
    回路において、 前記発電検出手段は、前記第1比較結果信号と前記第2
    比較結果信号の論理和をとって原発電検出信号として出
    力するOR手段と、 前記原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号と
    して出力する平滑化手段と、 を備えたことを特徴とする発電検出回路。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし請求項7のいずれかに記
    載の発電検出回路において、 前記発電電流は、前記蓄電装置を充電する充電電流であ
    り、 前記発電検出手段は、前記出力端子の電圧が前記蓄電装
    置の端子電圧を上回る場合に充電状態に相当する発電検
    出信号を出力することを特徴とする発電検出回路。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし請求項7のいずれかに記
    載の発電検出回路において、 前記蓄電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出手段
    と、前記充電電圧検出手段により検出された充電電圧が
    予め定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前記入
    力端子から流れ込む発電電流を前記蓄電装置への充電経
    路を迂回する迂回経路を介して、他方の前記入力端子に
    供給することによって一対の前記入力端子を介して閉ル
    ープを形成する閉ループ形成手段と、を備え、 前記発電電流は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、 前記発電検出手段は、前記出力端子電圧が前記蓄電装置
    の端子電圧を上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態
    に相当する発電検出信号を出力することを特徴とする発
    電検出回路。
  10. 【請求項10】 第1のエネルギーを電気エネルギーに
    変換する発電装置と、 前記電気エネルギーを蓄電する蓄電装置と、 前記蓄電装置に蓄電された前記電気エネルギーにより駆
    動される被駆動手段と、 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の発電検出回
    路と、 を備えたことを特徴とする電子機器。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の電子機器において、 前記被駆動手段は、計時動作を行う計時手段を備えたこ
    とを特徴とする電子機器。
  12. 【請求項12】 一対の出力端子を有する発電装置の出
    力端子の電圧と、前記発電装置において第1のエネルギ
    ーを変換することにより得られる電気エネルギーを蓄電
    する蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較
    する比較工程と、 前記比較工程における比較の結果に基づいて前記出力端
    子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に発電電
    流が流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程
    と、 を備えたことを特徴とする発電検出方法。
  13. 【請求項13】 第1出力端子及び第2出力端子を有す
    る交流発電装置である発電装置の発電状態を検出する発
    電検出方法において、 前記第1出力端子の端子電圧である第1出力端子電圧
    と、前記発電装置において第1のエネルギーを変換する
    ことにより得られる電気エネルギーを蓄電する蓄電装置
    の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する第1の比
    較工程と、 前記第2出力端子の端子電圧である第2出力端子電圧と
    前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較
    する第2の比較工程と、 前記第1の比較工程および前記第2の比較工程における
    比較の結果に基づいて前記第1出力端子電圧あるいは前
    記第2出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る
    場合に発電状態に相当する旨を検出する発電検出工程
    と、 を備えたことを特徴とする発電検出方法。
  14. 【請求項14】 発電装置において第1のエネルギーを
    変換することにより得られる電気エネルギーを前記発電
    装置の一方の出力端子に接続された昇圧用蓄電装置を介
    して蓄電する蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧
    と前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧とを比較する比較工程
    と、 前記比較の結果に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電
    装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場合に発
    電電流が流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出
    工程と、 を備えたことを特徴とする発電検出方法。
  15. 【請求項15】 請求項12ないし請求項14のいずれ
    かに記載の発電検出方法において、 前記比較工程は、二つの入力電圧のうち、いずれか一方
    の電圧を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧
    と、他方の電圧とを比較することを特徴とする発電検出
    方法。
  16. 【請求項16】 請求項15記載の発電検出方法におい
    て、 前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧は、前記
    蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオフセット電圧
    を加えた電圧に設定することを特徴とする発電検出方
    法。
  17. 【請求項17】 請求項12ないし請求項16のいずれ
    かに記載の発電検出方法において、 前記発電電流は、前記蓄電装置を充電する充電電流であ
    り、 前記発電検出工程は、前記出力端子の電圧が前記蓄電装
    置の端子電圧を上回る場合に発電状態に相当する旨を検
    出することを特徴とする発電検出方法。
  18. 【請求項18】 請求項12ないし請求項17のいずれ
    かに記載の発電検出方法において、 前記蓄電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出工程
    と、前記充電電圧検出工程において、検出された充電電
    圧が予め定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前
    記入力端子から流れ込む発電電流を前記蓄電装置への充
    電経路を迂回する迂回経路を介して、他方の前記入力端
    子に供給することによって一対の前記入力端子を介して
    閉ループを形成する閉ループ形成工程と、を備え、 前記発電電流は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、 前記発電検出工程は、前記出力端子電圧が前記蓄電装置
    の端子電圧を上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態
    である旨を検出することを特徴とする発電検出方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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