JP2012202931A - Power supply device and electronic timepiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池を利用した電源装置および電子時計に関する。 The present invention relates to a power supply device and an electronic timepiece using solar cells.
複数の光電変換セルを直列接続した薄膜太陽電池を利用した電子時計の技術としては、例えば特許文献1に記載されるものがある。この種の電子時計のソーラーパネルの構成を図11に示す。 As a technique of an electronic timepiece using a thin film solar cell in which a plurality of photoelectric conversion cells are connected in series, there is one described in Patent Document 1, for example. The configuration of the solar panel of this type of electronic timepiece is shown in FIG.
図11に示すソーラーパネルは、絶縁膜を表面に有する平面視略円形の金属からなる基板上に、該基板の略中心である開口110の周方向に、例えば4つのソーラーセル101,102,103,104が直列接続して配置されている。開口110には、時計指針120の駆動軸が貫通している。
The solar panel shown in FIG. 11 has, for example, four
特許文献1に記載の発明では、時計指針120によってソーラーセルが遮光されると、そのセルの光起電力は、遮光された面積分低下する。すなわち、遮光されたセルは、セルの通常の発電方向を逆方向として接続されたダイオードとして振る舞い、極めて大きい抵抗値を示す。そのため、1つのセルの光起電力がこのように低下すると、太陽電池モジュール全体の出力電流が大幅に低下し、安定した電流出力特性が得られないという問題があった。
In the invention described in Patent Document 1, when a solar cell is shielded by the
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ソーラーセルが遮光された場合でも安定した電流出力特性が得られる電源装置および電子時計を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a power supply device and an electronic timepiece that can obtain stable current output characteristics even when a solar cell is shielded from light.
上記目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、光を受光して電力に変換する複数の直列に接続されたセルと、前記複数のセル各々に並列接続されたスイッチと、前記複数の直列に接続されたセルの電圧を測定する電圧計と、前記スイッチを順次、開閉し、前記電圧計により測定された電圧値に基づき遮光面積が一番大きいセルを検出する制御部と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a power supply device according to the present invention includes a plurality of serially connected cells that receive light and convert it into power, a switch connected in parallel to each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. A voltmeter that measures a voltage of cells connected in series; and a controller that sequentially opens and closes the switch and detects a cell having the largest light-shielding area based on a voltage value measured by the voltmeter. It is characterized by that.
また、本発明の電源装置において、前記制御部は、前記電圧計により測定された電圧値から前記複数の各セルに流れる電流を検出することで、遮光面積が一番大きいセルを検出するようにしてもよい。 In the power supply device of the present invention, the control unit detects a cell having the largest light-shielding area by detecting a current flowing through each of the plurality of cells from a voltage value measured by the voltmeter. May be.
また、本発明の電源装置において、前記制御部は、前記遮光面積が一番大きいセルに並列に接続されているスイッチを閉じるようにしてもよい。 In the power supply device of the present invention, the control unit may close a switch connected in parallel to the cell having the largest light shielding area.
また、本発明の電源装置において、前記制御部は、前記電圧計により測定された電圧値が最大になった場合に閉じられていたスイッチを閉じるようにしてもよい。 In the power supply device of the present invention, the control unit may close the switch that has been closed when the voltage value measured by the voltmeter becomes maximum.
また、本発明の電源装置において、前記制御部は、前記複数のセルの数に応じた第1の周期で、前記遮光面積が一番大きい前記セルを検出するようにしてもよい。 In the power supply device of the present invention, the control unit may detect the cell having the largest light shielding area in a first period corresponding to the number of the plurality of cells.
また、本発明の電源装置において、第2の周期で前記複数のセル上を制御部の制御信号に応じて駆動される指針を備え、前記複数のセルは、前記指針の駆動方向に分割されているようにしてもよい。 The power supply device according to the present invention further includes a pointer driven on the plurality of cells according to a control signal of the control unit in a second period, and the plurality of cells are divided in a driving direction of the pointer. You may make it.
また、本発明の電源装置において、前記複数の各セルの電流を測定する電流計を備え、前記制御部は、前記スイッチを順次、開閉し、前記電流計により測定された電流値に基づき遮光面積が一番大きい前記セルを検出するようにしてもよい。 The power supply device according to the present invention further includes an ammeter that measures a current of each of the plurality of cells, and the control unit sequentially opens and closes the switch, and a light shielding area based on a current value measured by the ammeter. The cell having the largest value may be detected.
上記目的を達成するため、本発明に係る電子時計は、光を受光して電力に変換する複数の直列に接続されたセルと、前記複数のセル各々に並列接続されたスイッチと、前記複数の直列に接続されたセルの電圧を測定する電圧計と、前記スイッチを順次、開閉し、前記電圧計により測定された電圧値に基づき遮光面積が一番大きいセルを検出する制御部と、を備えることを特徴としている。 To achieve the above object, an electronic timepiece according to the present invention includes a plurality of serially connected cells that receive light and convert it into power, a switch connected in parallel to each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. A voltmeter that measures a voltage of cells connected in series; and a controller that sequentially opens and closes the switch and detects a cell having the largest light-shielding area based on a voltage value measured by the voltmeter. It is characterized by that.
また、本発明の電子時計において、前記制御部は、前記電圧計により測定された電圧値から前記複数の各セルに流れる電流を検出することで、遮光面積が一番大きいセルを検出するようにしてもよい。 In the electronic timepiece according to the aspect of the invention, the control unit may detect a cell having the largest light shielding area by detecting a current flowing through each of the plurality of cells from a voltage value measured by the voltmeter. May be.
本発明によれば、電源装置の複数のソーラーセルにおいて、最も遮光されたセルを簡単且つ的確に検出することができる。これにより、最も遮光されたセルを使用しないようにすることにより、安定した電流出力特性を得ることが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the most light-shielded cell can be detected easily and accurately in the several solar cell of a power supply device. Thus, stable current output characteristics can be obtained by avoiding the use of the most shielded cell.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電子時計10の外観斜視図である。
図1において、電子時計10は、下側ハウジング部10aと上側ハウジング部10bとを備えている。上側ハウジング部10bには、ソーラーパネル11を介して文字板12が設置され、下側ハウジング部10aの内面には、時計駆動回路等の回路基板が設けられている。そして、下側ハウジング部10aと上側ハウジング部10bとの間には時計ムーブメントが設置され、この時計ムーブメントに連結された時計指針軸13が、上側ハウジング部10b、ソーラーパネル11、および文字板12の各貫通孔を貫通して上方に突出した構成となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is an external perspective view of an
In FIG. 1, an
時計指針軸13には、時刻指針14が取り付けられている。すなわち、時刻指針14は秒針15、分針16および時針17を備えている。時計指針軸13は、秒針15、分針16および時針17がそれぞれ取り付けられる秒針軸、分針軸および時針軸から成る。また、符号18、19に示すものは、時計動作を操作するためのボタンスイッチである。
A
図2は、図1中のソーラーパネル11の構成例を示す平面図である。
ソーラーパネル11は、外部光を受光して電力に変換するものであり、絶縁膜を表面に有する平面視略円形の金属から成る基板上に、アモルファスシリコン半導体層等から成る発光素子(以下、単にセルと記す)を形成して構成されている。ソーラーパネル11は、図2に示すように、4つのセル11A,11B,11C,11Dに分割され、各セル11A〜11Dは、時計指針軸13が貫通するソーラーパネル11の略中心の開口13aの周方向にそれぞれ扇形状に形成されている。つまり、4つのセル11A,11B,11C,11Dは、時刻指針14の駆動方向に分割されて直列に接続されている。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the
The
図3は、本実施形態における電子時計の構成を示すブロック図であり、図4は、本実施形態における電子時計の電源装置の回路図である。
図3に示すように、電子時計10は、電源装置20と、回路ブロック30と、時計ムーブメント40を備えている。電源装置20は、図2に示したソーラーパネル11と、スイッチ部21と、電圧計22と、充電制御回路23と、二次電池24を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the electronic timepiece according to the present embodiment, and FIG. 4 is a circuit diagram of a power supply device for the electronic timepiece according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the
スイッチ部21は、図4に示すように、4つのセル11A〜11D各々に並列接続されたスイッチSWA,SWB,SWC,SWDを備えている。電圧計22は、セル11A〜11Dに直列接続されてセルの電圧を測定する。充電制御回路23は、制御信号D1を出力してスイッチSWA〜SWDを順次、開閉し、電圧計22により測定された電圧値に基づき、各セル11A〜11Dのうち遮光面積が一番大きいセルを検出する制御部である。
As shown in FIG. 4, the
また、充電制御回路23(制御部)は、ソーラーパネル11で発生した起電力を二次電池24に蓄電し、蓄電量の調整を行う。このような動作を行う充電制御回路23は、例えば、CPUと、このCPUのワークメモリとなるRAMと、後述する図5の特定セル検出処理を含む制御プログラムを格納するROM等を備えたソフトウェア構成であってもよいし、論理回路から成るハードウェア構成であってもよい。
時計体の二次電池31は、上記のような構成の電源装置20から電力供給を受けて、充電するようになっている。
Further, the charge control circuit 23 (control unit) stores the electromotive force generated in the
The
回路ブロック30は、二次電池31と、電源動作制御回路32と、時計駆動回路33と、水晶振動子34を備えている。
二次電池31は、本実施形態では例えばイオンリチウム二次電池である。しかし、本発明は、これに限らず、二次電池には、充電可能なキャパシタを利用してもよい。
電源動作制御回路32は、二次電池31から供給される電力を制御して時計駆動回路33へ出力する。
時計駆動回路33は、時計の動作を制御するための制御回路、時計駆動用発振回路、時計駆動用分周回路およびモータ駆動回路を含む。
時計駆動回路33には、源振を構成する水晶振動子34が接続されている。
The
In the present embodiment, the
The power supply
The
The
時計ムーブメント40は、コイルブロック41、ステータ42およびロータ43から成るステッピングモータを含む転換機と、五番車44、四番車45、三番車46、二番車47、日の裏車48および筒車49を含む輪列とを備える。ステッピングモータは、電流をコイルブロック41に流すと磁界が発生して、ロータ43が180度ずつステップ回転するようになっている。ステッピングモータは、時計駆動回路33の制御回路から出力される制御信号により動作が制御される。五番車44は、このステッピングモータによって回転し、四番車45は、五番車44によって回転する。そして、四番車45には秒針軸を介して秒針15が取り付けられる。
The watch movement 40 includes a conversion machine including a stepping motor including a
また、三番車46は四番車45によって回転し、二番車47は三番車46によって回転し、日の裏車48は二番車47によって回転し、筒車49は日の裏車48によって回転する。そして、二番車47に分針軸を介して分針16が取り付けられ、筒車49には時針軸を介して時針17が取り付けられている。
The
上述した構成のソーラーパネル11は、例えば時刻指針14によって遮光されるが、以下、4つのセル11A〜11Dの中で遮光面積が一番大きいセルを検出する特定セル検出処理について、図5等を参照して説明する。
The
図5は、本実施形態における特定セル検出処理を示すフローチャートである。
なお、本実施形態では、図4に示すように、時刻指針14によりセル11Cだけが20%遮光され、残りのセル11A,11B,11Dは全く遮光されていないものとする。
FIG. 5 is a flowchart showing specific cell detection processing in the present embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, only the
まずステップS51において、充電制御回路23は、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWAだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11は、4つのセル11A,11B,11C,11Dのうちセル11Aだけが短絡してセル11Aが機能しなくなる。このため、ソーラーパネル11は、残りの3つのセル11B,11C,11Dだけ構成される。その結果、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11B,11C,11Dのうち遮光面積の最も大きいセル11C(20%遮光)に合わさるようになる。すなわち、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、次式(1)で表すことができる。
First, in step S51, the charging
It=0.8I ・・・(1) It = 0.8I (1)
ここで、式(1)において、Iは、4つのセル11A〜11D全てが遮光されていないときのソーラーパネル11の出力電流値であり、0.8Iの意味するところは、ソーラーパネル11の出力電流が遮光面積の最も大きいセル11C(20%遮光)に合わさることを示している。
したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtは、
Here, in Expression (1), I is the output current value of the
Therefore, the output voltage value Vt of the
Vt=0.8IR ・・・(2) Vt = 0.8IR (2)
となる。ここで、Rはソーラーパネル11の抵抗値である。
It becomes. Here, R is the resistance value of the
次のステップS52で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧値Vt=0.8IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S52, the
続くステップS53において、充電制御回路23は、ステップS51で閉じたスイッチSWAを開いて、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWBだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11は、4つのセル11A,11B,11C,11Dのうちセル11Bだけが短絡してセル11Bが機能しなくなる。このため、ソーラーパネル11は、残りの3つのセル11A,11C,11Dだけで構成される。
In subsequent step S53, the charging
その結果、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11A,11C,11Dのうち遮光面積の最も大きいセル11C(20%遮光)に合わさるようになる。すなわち、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、前述した式(1)と同様に表すことができる。したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtも、前述の式(2)で表すことができる。
As a result, the output current of the
次のステップS54で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧値Vt=0.8IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S54, the
続くステップS55において、充電制御回路23は、ステップS53で閉じたスイッチSWBを開いて、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWCだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11は、4つのセル11A,11B,11C,11Dのうちセル11Cだけが短絡して遮光されているセル11Cのみが機能しなくなる。このため、ソーラーパネル11は、残りの3つのセル11A,11B,11Dだけで構成される。この3つのセル11A,11B,11Dは全て遮光されていないセルであるので、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、次式(3)で表すことができる。
In subsequent step S55, the charging
It=I ・・・(3) It = I (3)
したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtは、
Therefore, the output voltage value Vt of the
Vt=IR ・・・(4) Vt = IR (4)
となる。 It becomes.
次のステップS56で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧Vt=IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S56, the
続くステップS57において、充電制御回路23は、ステップS55で閉じたスイッチSWCを開いて、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWDだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11は、4つのセル11A,11B,11C,11Dのうちセル11Dだけが短絡してセル11Dが機能しなくなる。このため、ソーラーパネル11は、残りの3つのセル11A,11B,11Cだけでソーラーパネル11が構成される。
In subsequent step S57, the charging
その結果、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11A,11B,11Cのうち遮光面積の最も大きいセル11C(20%遮光)に合わさるようになる。すなわち、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、前述した式(1)と同様に表すことができる。したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtも、前述の式(2)で表すことができる。
As a result, the output current of the
次のステップS58で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧値Vt=0.8IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S58, the
以上のようにして検出された各セル11A〜11Dの短絡時の出力電圧値Vtは、図6に示すようになる。続くステップS59において、充電制御回路23は、この検出された各出力電圧値Vtを比較し、出力電圧値Vtが最大になるセルを検出する。本例では、図6に示すように、出力電圧値Vtが最大になるのは、セル11CをスイッチSWCで閉じた場合であり、出力電圧値Vt=IRである。このため、充電制御回路23は、このセル11Cが4つのセル11A,11B,11C,11Dのうち遮光面積が一番大きいセル(以下、特定セルとも呼ぶ)であるとして検出する。
The output voltage value Vt detected when the
そして、ステップS60において、充電制御回路23は、ステップS57で閉じたスイッチSWDを開いて、遮光面積が一番大きい特定セルとして検出されたセル11CのスイッチSWCを閉じた状態に保持し、本処理を終了する。
In step S60, the charging
このような処理により、複数のセル11A〜11Dのうち最も遮光面積の大きいセル11Cは使用しないで、残りのセル11A,11B,11Dによってソーラーパネル11は、構成される。なお、このスイッチSWCの閉状態は、次の特定セル検出処理が実行されるまで保持される。
By such a process, the
次に、上述した特定セル検出処理の実行タイミングについて説明する。
本実施形態では、特定セルの検出精度を高めるため、秒針15、分針16および時針17のうち最も頻繁に動く秒針15の回動に、特定セル検出処理の実行タイミングを合わせる。すなわち、ソーラーパネル11を図2で示すような4つのセル11A,11B,11C,11Dで構成する場合は、秒針15の1周が60秒であるのでセルの数4で割った15秒間隔で特定セル検出処理を実行することになる。
Next, the execution timing of the specific cell detection process described above will be described.
In the present embodiment, in order to increase the detection accuracy of the specific cell, the execution timing of the specific cell detection process is adjusted to the rotation of the
なお、15秒をさらに3、5、15で割った5秒間隔、3秒間隔、1秒間隔であっても特定セル検出処理を実行するようにしてもよい。この場合、消費電力が増加するので、特定セルの検出精度と消費電力とのバランス効果を考慮して、特定セル検出処理の実行タイミングを決定することが望ましい。 Note that the specific cell detection process may be executed even at intervals of 5 seconds, 3 seconds, and 1 second obtained by further dividing 15 seconds by 3, 5, and 15. In this case, since the power consumption increases, it is desirable to determine the execution timing of the specific cell detection process in consideration of the balance effect between the detection accuracy of the specific cell and the power consumption.
以上のように、本実施形態によれば、電源装置20は、複数の直列に接続されたセル11A〜11Dと、この複数のセル11A〜11D各々に並列接続されたスイッチSWA〜SWDと、電圧計22と、充電制御回路23とを備える。セル11A〜11Dは、光を受光して電力に変換する。電圧計22は、複数のセル11A〜11Dの電圧を測定する。そして、充電制御回路23は、スイッチSWA〜SWDを順次、開閉し、電圧計22により測定された電圧値に基づき遮光面積が一番大きいセルを検出する。これにより、例えば時計指針14として幅広の指針によってセルが遮光された場合でも、最も遮光されたセルを簡単且つ的確に検出することができる。
As described above, according to the present embodiment, the power supply device 20 includes the plurality of
また、充電制御回路23は、電圧計22により測定された複数のセル11A〜11Dの電圧値が最大になるセル(例えばセル11C)を検出し、その検出結果に基づき電圧値が最大になるセル11Cに接続されているスイッチSWCを閉じる。これにより、複数のセル11A〜11Dのうち最も遮光面積の大きいセル11Cは使用しないで、残りのセル11A,11B,11Dによってソーラーパネル11を構成することができるので、ソーラーパネル11の出力電流値は、最も遮光面積の大きいセル11Cの影響を受けなくなり、安定した電流出力特性が得られる。
Further, the
なお、充電制御回路23が、電圧計22により測定された電圧値から複数の各セル11A〜11Dに流れる電流を検出することで、遮光面積が一番大きいセルを検出するようにしてもよい。このような特定セル検出処理の方法であっても、最も遮光されたセルを簡単且つ的確に検出することができる。そして、このような特定セル検出処理の方法によって検出したセルに接続されているスイッチを閉じることにより、上述したと同様に、安定した電流出力特性を得ることができる。
Note that the charging
また、特定セル検出処理の実行タイミングとして、充電制御回路23は、複数のセルの数に応じた第1の周期(4つのセルでは、例えば15秒)で、遮光面積が一番大きいセルを検出する。これにより、高精度に、遮光面積が一番大きいセルを検出することができる。
In addition, as the execution timing of the specific cell detection process, the charging
また、本実施形態の電子時計は、第2の周期(秒針15の場合の周期は例えば1秒)で、複数のセル11A〜11D上を、時計駆動回路33の制御回路から出力される制御信号に応じて駆動される時刻指針14を備え、複数のセル11A〜11Dは、時刻指針14の駆動方向に分割された構成とした。これにより、最も頻繁に動く秒針15の回動に、特定セル検出処理の実行タイミングを合わせることができ、簡易且つ高精度に、遮光面積が一番大きいセルを検出することができる。
In the electronic timepiece of the present embodiment, the control signal output from the control circuit of the
なお、複数のセルが時刻指針の駆動方向に分割された構成を採る場合、上記実施形態ではソーラーパネル11を図2に示すような4つの扇形状のセルで構成したが、この他に、例えば5つの扇形状のセル、6つの扇形状のセルで構成することもあり得る。ソーラーパネル11を5つの扇形状のセルで構成した場合では、秒針15の1周が60秒であるので5で割った12秒間隔で特定セル検出処理を実行することが望ましい。また、ソーラーパネル11を6つの扇形状のセルで構成した場合では、60秒を6で割った10秒間隔で特定セル検出処理を実行することが望ましい。
In addition, when taking the structure by which the some cell was divided | segmented into the drive direction of the time hand, in the said embodiment, although the
また、複数の各セル11A〜11Dの電流を測定する電流計を備えるようにし、充電制御回路23は、スイッチSWA〜SWDを順次、開閉し、電流計により測定された電流値に基づき遮光面積が一番大きいセルを検出するように構成しても、最も遮光されたセルを的確に検出することができる。
Also, an ammeter that measures the current of each of the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態として、秒針15、分針16および時針17により2つのセルが遮光されている場合について説明する。
本実施形態における電子時計の構成は、図1、図2および図3で説明したものと同様であり、ただし、図7に示すように、秒針15および分針16によりセル11Cが遮光され、時針17によりセル11Dが遮光されている点が異なる。本実施形態では、セル11Cが15%、セル11Dが10%遮光されているものとする。図7は、第2の実施形態における電子時計の電源装置の要部回路図である。
[Second Embodiment]
Next, as a second embodiment, a case where two cells are shielded from light by the
The configuration of the electronic timepiece in the present embodiment is the same as that described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. However, as shown in FIG. 7, the
本実施形態における特定セル検出処理のフローは、図5に示すものと同様であるが、電圧計22によって検出される電圧値Vtが違ってくる。以下、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
The flow of the specific cell detection process in this embodiment is the same as that shown in FIG. 5, but the voltage value Vt detected by the
図5のステップS51において、充電制御回路23は、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWAだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11B,11C,11Dのうち遮光面積の最も大きいセル11C(15%遮光)に合わさるようになる。すなわち、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、次式(5)で表すことができる。
In step S51 of FIG. 5, the charging
It=0.85I ・・・(5) It = 0.85I (5)
したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtは、
Therefore, the output voltage value Vt of the
Vt=0.85IR ・・・(6) Vt = 0.85IR (6)
となる。 It becomes.
次のステップS52で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧値Vt=0.85IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S52, the charging
続くステップS53において、充電制御回路23は、ステップS51で閉じたスイッチSWAを開いて、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWBだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11A,11C,11Dのうち遮光面積の最も大きいセル11C(15%遮光)に合わさるようになる。すなわち、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、前述した式(5)と同様に表すことができる。したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtも、前述の式(6)で表すことができる。
In subsequent step S53, the charging
次のステップS54で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧値Vt=0.85IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S54, the
続くステップS55において、充電制御回路23は、ステップS53で閉じたスイッチSWBを開いて、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWCだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11A,11B,11Dのうち遮光面積の最も大きいセル11D(10%遮光)に合わさるようになる。その結果、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、次式(7)で表すことができる。
In subsequent step S55, the charging
It=0.9I ・・・(7) It = 0.9I (7)
したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtは、
Therefore, the output voltage value Vt of the
Vt=0.9IR ・・・(8) Vt = 0.9IR (8)
となる。 It becomes.
次のステップS56で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧0.9IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S56, the
続くステップS57において、充電制御回路23は、ステップS55で閉じたスイッチSWCを開いて、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDのうちスイッチSWDだけを閉じる。すると、ソーラーパネル11の出力電流は、3つのセル11A,11B,11Cのうち遮光面積の最も大きいセル11C(15%遮光)に合わさるようになる。すなわち、ソーラーパネル11の出力電流値Itは、前述した式(5)と同様に表すことができる。したがって、電圧計22で測定されるソーラーパネル11の出力電圧値Vtも、前述の式(6)で表すことができる。
In subsequent step S57, the charging
次のステップS58で、充電制御回路23は、電圧計22で測定された出力電圧値Vt=0.85IRを例えば充電制御回路23のRAMに記録する。
In the next step S58, the
以上のようにして検出された各セル11A〜11Dの短絡時の出力電圧値Vtは、図8に示すようになる。続くステップS59において、充電制御回路23は、この検出された各出力電圧値Vtを比較し、出力電圧値Vtが最大になるセルを検出する。本例では、図8に示すように、出力電圧値Vtが最大になるのは、セル11CをスイッチSWCで閉じた場合であり、出力電圧値Vt=0.9IRである。このため、充電制御回路23は、このセル11Cが4つのセル11A〜11Dのうち遮光面積が一番大きいセルであるとして検出する。
The output voltage value Vt at the time of short circuit of each
そして、ステップS60において、充電制御回路23は、ステップS57で閉じたスイッチSWDを開いて、特定セルとして検出されたセル11CのスイッチSWCを閉じた状態に保持し、本処理を終了する。
In step S60, the charging
このような処理により、複数のセル11A〜11Dのうち最も遮光面積の大きいセル11Cは使用しないで、ソーラーパネル11は、残りのセル11A,11B,11Dによって構成される。
本実施形態においても、上記第1の実施形態と同等の効果を奏する。
By such a process, the
This embodiment also has the same effect as the first embodiment.
[第3の実施形態]
第3の実施形態では、ソーラーパネルを構成する複数のセルの形状および配置が上記第1および第2の実施形態と異なる例を示す。
図9は、本発明の第3の実施形態における電子時計のソーラーパネル71の構成例を示す平面図である。また、図10は、第3の実施形態における電子時計の電源装置の要部回路図である。
[Third Embodiment]
In 3rd Embodiment, the example from which the shape and arrangement | positioning of the several cell which comprise a solar panel differ from the said 1st and 2nd embodiment is shown.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration example of the
このソーラーパネル71は、図9に示すように平面視略円形であり、横方向に4つに分割されたセル71A,71B,71C,71Dで構成されている。また、スイッチ部21は、図10に示すように、4つのセル71A〜71D各々に並列接続されたスイッチSWA,SWB,SWC,SWDから成る。電圧計22は、セル71A〜71Dに直列接続されてセルの電圧を測定する。
As shown in FIG. 9, the
スイッチ部21は、図10に示すように、4つのセル71A〜71D各々に並列接続されたスイッチSWA,SWB,SWC,SWDを備えている。電圧計22は、セル71A〜71Dに直列接続されてセルの電圧を測定する。
充電制御回路23は、制御信号D1を出力してスイッチSWA〜SWDを順次、開閉し、電圧計22により測定された電圧値に基づき、各セル71A〜71Dのうち遮光面積が一番大きいセルを検出する制御部である。
As shown in FIG. 10, the
The
本実施形態における電子時計のその他の構成は、第1の実施形態における図1および図3で説明したものと同様であり、また、本実施形態における特定セル検出処理も、第1の実施形態における図5で説明したものと同様である。
このような構成であっても、第1の実施形態と同等の作用効果を奏する。
Other configurations of the electronic timepiece in the present embodiment are the same as those described in FIGS. 1 and 3 in the first embodiment, and the specific cell detection process in the present embodiment is also the same as that in the first embodiment. This is the same as that described in FIG.
Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、上記各実施形態においては、ソーラーパネルの電圧を測定するに際し、スイッチSWA,SWB,SWC,SWDの切り換え順序は、時刻指針14の駆動方向に対応して順番に切り換えを行ったが、ランダムに切り換えてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, when measuring the voltage of the solar panel, the switching order of the switches SWA, SWB, SWC, and SWD is switched in order corresponding to the driving direction of the
なお、本実施形態の図3の機能の全て、もしくは一部を、図示しないCPUに接続されたROM等に保存されているプログラムにより実行することも可能である。 Note that all or a part of the functions of FIG. 3 of the present embodiment can be executed by a program stored in a ROM or the like connected to a CPU (not shown).
11 ソーラーパネル
11A,11B,11C,11D セル
14 時刻指針
20 電源装置
22 電圧計
23 充電制御回路(制御部)
SWA,SWB,SWC,SWD スイッチ
11
SWA, SWB, SWC, SWD switch
Claims (9)
前記複数のセル各々に並列接続されたスイッチと、
前記複数の直列に接続されたセルの電圧を測定する電圧計と、
前記スイッチを順次、開閉し、前記電圧計により測定された電圧値に基づき遮光面積が一番大きいセルを検出する制御部と、
を備えることを特徴とする電源装置。 A plurality of serially connected cells that receive light and convert it into electrical power;
A switch connected in parallel to each of the plurality of cells;
A voltmeter for measuring a voltage of the plurality of cells connected in series;
A controller that sequentially opens and closes the switch and detects a cell having the largest light-shielding area based on a voltage value measured by the voltmeter;
A power supply apparatus comprising:
前記電圧計により測定された電圧値から前記複数の各セルに流れる電流を検出することで、遮光面積が一番大きいセルを検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The controller is
The power supply apparatus according to claim 1, wherein a cell having the largest light-shielding area is detected by detecting a current flowing through each of the plurality of cells from a voltage value measured by the voltmeter.
前記遮光面積が一番大きいセルに並列に接続されているスイッチを閉じる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電源装置。 The controller is
The power supply apparatus according to claim 1, wherein a switch connected in parallel to the cell having the largest light-shielding area is closed.
前記電圧計により測定された電圧値が最大になった場合に閉じられていたスイッチを閉じる
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電源装置。 The controller is
The power supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein a switch that has been closed is closed when a voltage value measured by the voltmeter becomes maximum.
前記複数のセルの数に応じた第1の周期で、前記遮光面積が一番大きい前記セルを検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電源装置。 The controller is
The power supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cell having the largest light-shielding area is detected in a first period corresponding to the number of the plurality of cells.
前記複数のセルは、
前記指針の駆動方向に分割されている
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電源装置。 Comprising a pointer driven on the plurality of cells in accordance with a control signal of the control unit in a second period;
The plurality of cells are:
The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the power supply device is divided in a driving direction of the pointer.
前記制御部は、
前記スイッチを順次、開閉し、前記電流計により測定された電流値に基づき遮光面積が一番大きい前記セルを検出する
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電源装置。 An ammeter for measuring the current of each of the plurality of cells;
The controller is
7. The cell according to claim 1, wherein the switch is sequentially opened and closed, and the cell having the largest light-shielding area is detected based on a current value measured by the ammeter. Power supply.
前記複数のセル各々に並列接続されたスイッチと、
前記複数の直列に接続されたセルの電圧を測定する電圧計と、
前記スイッチを順次、開閉し、前記電圧計により測定された電圧値に基づき遮光面積が一番大きいセルを検出する制御部と、
を備えることを特徴とする電子時計。 A plurality of serially connected cells that receive light and convert it into electrical power;
A switch connected in parallel to each of the plurality of cells;
A voltmeter for measuring a voltage of the plurality of cells connected in series;
A controller that sequentially opens and closes the switch and detects a cell having the largest light-shielding area based on a voltage value measured by the voltmeter;
An electronic timepiece characterized by comprising:
前記電圧計により測定された電圧値から前記複数の各セルに流れる電流を検出することで、
遮光面積が一番大きいセルを検出する
ことを特徴とする請求項8に記載の電子時計。 The controller is
By detecting the current flowing through each of the plurality of cells from the voltage value measured by the voltmeter,
The electronic timepiece according to claim 8, wherein a cell having the largest light shielding area is detected.
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- 2011-03-28 JP JP2011070043A patent/JP2012202931A/en not_active Withdrawn
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