JP2022059979A - 電源装置、時計及び電圧検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単一の電圧検出器により、複数の電圧についての電圧降下の測定をする。【解決手段】電源装置は、検出電圧入力端子と閾値選択端子とを備え、検出電圧入力端子に入力された電圧値が閾値選択端子により選択された閾値より大きいか否かを検出する検出部と、閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択部と、第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１スイッチと、第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、第１電源とは異なる第２電源の電圧を検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２スイッチと、第１スイッチ及び第２スイッチを排他的にオン状態に制御することにより、第１電源又は第２電源のいずれか一方の電圧値を検出電圧入力端子に入力する電圧選択部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置、時計及び電圧検出方法に関する。

従来、複数の電源と複数の負荷とを備え、それぞれの電源は、それぞれの電源に対応する負荷を駆動するよう構成された回路があった。それぞれの電源は、例えば異なる電源電圧により構成される。このような回路においては、複数の電源のうち特定の電源の電圧が所定の閾値よりも下回った場合、回路全体として機能を発揮できない場合がある。したがって、回路全体としての機能を確保するため、複数の電源それぞれの電圧降下を測定する技術があった（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１４－１３８５３１号公報

電源の電圧降下の測定においては、負荷変動に伴う短時間の電圧降下を検出することが要求される。従来技術のような回路においては、それぞれの電源から供給される電圧の電圧降下を測定するため、電源の数に応じた電圧検出器を備え、それぞれの電圧検出器は、それぞれの電源の電圧降下を測定していた。すなわち、従来技術によれば、電源電圧の数だけ電圧検出器を用いなければならなかった。電圧検出器の数が増えた場合、コストが増加し制御回路の基板面積が大きくなる一方、コスト削減及び制御回路の基板面積削減についての要求がある。

そこで、本発明は、単一の電圧検出器により、複数の電圧についての電圧降下の測定をすることができる技術の提供を目的とする。

本発明の一態様に係る電源装置は、検出電圧入力端子と閾値選択端子とを備え、前記検出電圧入力端子に入力された電圧値が前記閾値選択端子により選択された閾値より大きいか否かを検出する検出部と、前記閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択部と、第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１スイッチと、前記第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる第２電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２スイッチと、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを排他的にオン状態に制御することにより、前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する電圧選択部とを備える。

また、本発明の一態様に係る電源装置において、前記閾値選択部は、前記電圧選択部により前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値が前記検出電圧入力端子に入力されている状態において、前記閾値選択端子に入力される電圧を、複数の電圧値に切り替える。

また、本発明の一態様に係る電源装置は、前記検出部により検出された結果を取得する検出結果取得部を更に備え、前記検出結果取得部は、前記第１負荷及び前記第２負荷に負荷変動がない期間において前記検出部により検出された結果を取得する。

また、本発明の一態様に係る電源装置において、前記電圧選択部は、前記第１負荷の電力消費量に基づいたタイミングにおいて、前記第１スイッチをオン状態に制御することにより前記第１電源の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力し、前記第２負荷の電力消費量に基づいたタイミングにおいて、前記第２スイッチをオン状態に制御することにより前記第２電源の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する。

また、本発明の一態様に係る電源装置において、前記第１電源の電圧値は、前記第２電源の電圧値よりも大きく、前記第２スイッチは、バイポーラトランジスタを含む。

また、本発明の一態様に係る時計は、前記第１負荷と、前記第１負荷に電力を供給する前記第１電源と、前記第１負荷とは異なる前記第２負荷と、前記第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる前記第２電源と、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源装置とを備える。

また、本発明の一態様に係る電圧検出方法は、検出電圧入力端子に入力された電圧値が閾値選択端子により選択された閾値より大きいか否かを検出する検出工程と、前記閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択工程と、第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１選択工程と、前記第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる第２電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２選択工程と、前記第１選択工程及び前記第２選択工程により、前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する電圧選択工程とを有する。

本発明によれば、単一の電圧検出器により、複数の電圧についての電圧降下の測定をすることができる。

第１の実施形態に係る時計の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る検出部の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る電源装置の回路構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る電源装置の検出電圧について説明をするための図である。 第１の実施形態に係る電源装置の各電圧の判定結果の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る電源装置の電池切れ予告判定の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る電源装置の判定結果と挙動の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る電源装置の一連の動作について説明をするための図である。 第２の実施形態に係る電源装置の寄生ダイオードについて説明をするための図である。 第２の実施形態に係る電源装置の回路構成について説明をするための図である。 従来技術について説明するための図である。

［従来技術］
まず、図面を参照しながら従来技術の問題点について説明する。
図１１は、従来技術について説明するための図である。従来技術に係る時計９９は、制御回路９０と、電圧検出器９１と、電圧検出器９２と、電圧検出器９３と、電圧検出器９４と、負荷回路９５と、時計体９６とを備える。
負荷回路９５には、電源１から電力が供給され、時計体９６には、電源２から電力が供給される。例えば、電源１は３Ｖ（ボルト）の電力を供給し、電源２は１．５Ｖの電力を供給する。

ここで、複数の電源電圧に対しそれぞれ複数の閾値を設け、電源電圧がそれぞれの閾値を下回ったか否かを検出したい場合がある。この一例において、電圧検出器９１及び電圧検出器９２は、電源１が所定の閾値を下回ったか否かを検出する。例えば、電圧検出器９１の閾値は２．４Ｖであり、電圧検出器９２の閾値は１．２Ｖである。電圧検出器９１は電源１の電圧が２．４Ｖを下回った場合に、電圧降下を検出する。電圧検出器９２は電源１の電圧が１．２Ｖを下回った場合に、電圧降下を検出する。電圧検出器９１及び電圧検出器９２は、検出結果を制御回路９０に出力する。同様に、電圧検出器９３及び電圧検出器９４は、電源２が所定の閾値を下回ったか否かを検出する。例えば、電圧検出器９３の閾値は１．２Ｖであり、電圧検出器９４の閾値は１．０Ｖである。電圧検出器９３は電源２の電圧が１．２Ｖを下回った場合に、電圧降下を検出する。電圧検出器９４は電源２の電圧が１．０Ｖを下回った場合に、電圧降下を検出する。電圧検出器９３及び電圧検出器９４は、検出結果を制御回路９０に出力する。

上述したように、従来技術によれば、複数電源の電圧降下を検出したい場合、それぞれの電源電圧ごとに電圧検出器を備えなければならなかった。更に、複数の電源電圧に対しそれぞれ複数の閾値を設け、電源電圧がそれぞれの閾値を下回ったか否かを検出したい場合、それぞれの閾値ごとに電圧検出器を備えなければならなかった。したがって、従来技術によれば、電圧降下を検出したい電源の数及び閾値の数が増えるに従い、電圧検出器の数も増える。よって、従来技術によれば、電圧検出器の数が増えることに伴い、コストが増加し、基板面積も大きくなってしまうという問題点があった。

［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、図１から図８を参照しながら、第１の実施形態について説明する。

［時計の機能構成］
図１は、第１の実施形態に係る時計１の機能構成の一例を示す図である。同図を参照しながら、時計１の機能構成の一例について説明する。
時計１は、電源装置１０と、電源２０と、負荷３０とを備える。本実施形態において時計１は複数の電源２０と、複数の電源２０に対応する複数の負荷３０とを備える。電源２０は、電源２０に対応する負荷３０を駆動するための電力を供給する。以降、時計１が、第１電源２１と、第１電源２１に対応する第１負荷３１と、第２電源２２と、第２電源２２に対応する第２負荷３２とを備える場合の一例について説明する。
なお、第１電源２１と第２電源２２とを区別しない場合は電源２０と記載し、第１負荷３１と第２負荷３２とを区別しない場合は、負荷３０と記載することがある。

電源２０は、ユーザにより取り外しが可能な電源である。電源２０は、例えば１．５Ｖの電池等であってもよい。電源２０は、時計１が備える不図示の電池ボックスに備えられ、所定の方法によりユーザが電源２０の容量が所定の値以下になったことを認識した場合に、ユーザにより、容量が所定の値以下になった電池とは別の電池に取り換えられる。ここで、ユーザが取り換える別の電池とは、未使用の電池である場合もあるし、ある程度使用したことにより容量が既に減っている電池である場合もある。例えばユーザは、時計１の指針が動かなくなったことを認識した場合又は時計１の特定の機能が使えなくなったことを認識した場合等、時計１の電源２０の容量が所定の値以下になったことを認識する。時計１は、電池交換表示部を備えることにより、ユーザに電池の交換を促すよう構成されていてもよい。

電源装置１０は、電源２０の電圧降下を検出する。本実施形態においては、時計１は、第１電源２１と、第２電源２２とを備えているため、電源装置１０は、第１電源２１における第１電圧Ｖ１の電圧降下を検出し、第２電源２２における第２電圧Ｖ２の電圧降下を検出する。なお、電源装置１０は、３以上の複数の電源の電圧降下を検出するよう構成されていてもよい。

負荷３０は、電源２０から供給される電力により駆動される。本実施形態において、電源装置１０は、負荷３０として、第１負荷３１と第２負荷３２とを備える。

電源装置１０は、制御部４０と、検出部５０と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２とを備える。以降の説明において、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とを区別しない場合、単にスイッチＳＷと記載する場合がある。

検出部５０は、検出電圧入力端子５１と、閾値選択端子５２と、出力端子５３とを備える。検出部５０は、検出電圧入力端子５１に入力された電圧値が、閾値選択端子５２により選択された閾値より大きいか否かを検出する。検出部５０は、電圧降下を検出する対象の電源の数と等しい数の検出電圧入力端子５１を備える。本実施形態において、電源装置１０は、第１電源２１及び第２電源２２の２つの電源についての電圧降下を検出するため、第１検出電圧入力端子５１１及び第２検出電圧入力端子５１２を備える。

図２は、第１の実施形態に係る検出部５０の機能構成の一例を示す図である。同図を参照しながら、検出部５０の機能構成の一例について説明する。検出部５０は、コンパレータ５４０と、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）５５０とを備える。

コンパレータ５４０は、正極側入力端子５４１と、負極側入力端子５４２と、出力端子５４３とを、入出力端子として備える。正極側入力端子５４１には、第１検出電圧入力端子５１１及び第２検出電圧入力端子５１２が接続される。負極側入力端子５４２には、ＤＡＣ５５０の出力端子５５２が接続される。出力端子５４３には、出力端子５３が接続される。コンパレータ５４０は、正極側入力端子５４１に印加される電圧と、負極側入力端子５４２に印加される電圧に応じた電圧を、電圧検出信号ＶＤＥＴとして出力端子５４３に出力する。

ＤＡＣ５５０は、入力端子５５１と、出力端子５５２とを入出力端子として備える。ＤＡＣ５５０は、入力端子５５１に入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を出力端子５５２に出力する。具体的には、ＤＡＣ５５０は、閾値選択端子５２に入力された閾値選択信号ＴＨＳＥＬに応じたアナログ電圧を出力する。閾値選択信号ＴＨＳＥＬとは、制御部４０により出力されるデジタル信号である。
なお、本実施形においては制御部４０により出力されたデジタル信号である閾値選択信号ＴＨＳＥＬにより閾値を選択する構成を採用しているが、この一例に限定されない。例えば、制御部４０がアナログ信号を出力することにより、コンパレータ５４０の負極側入力端子５４２に閾値電圧を入力するよう構成してもよい。
なお、コンパレータ５４０の正極側入力端子５４１及び負極側入力端子５４２に入力される信号を入れ替えることにより、出力端子５４３が出力する出力信号の極性を反転させるよう構成してもよい。

図１に戻り、第１スイッチＳＷ１は、制御部４０により制御され、第１電源２１の電圧である第１電圧Ｖ１を第１検出電圧入力端子５１１に入力するか否かを切り替える。すなわち、第１スイッチＳＷ１は、第１負荷３１に電力を供給する第１電源２１の電圧である第１電圧Ｖ１を検出電圧入力端子５１に入力するか否かを選択する。
第２スイッチＳＷ２は、制御部４０により制御され、第２電源２２の電圧である第２電圧Ｖ２を第２検出電圧入力端子５１２に入力するか否かを切り替える。すなわち、第２スイッチＳＷ２は、第１負荷３１とは異なる第２負荷３２に電力を供給する、第１電源２１とは異なる第２電源２２の電圧を、検出電圧入力端子５１に入力するか否かを選択する。

制御部４０は、検出結果取得部４１と、閾値選択部４２と、電圧選択部４３とを備える。
閾値選択部４２は、閾値選択端子５２に入力される電圧を選択する。具体的には、閾値選択部４２は、検出部５０に閾値選択信号ＴＨＳＥＬを出力することにより、検出対象の電圧を選択する。
電圧選択部４３は、検出電圧入力端子５１に入力される電圧を選択する。具体的には、電圧選択部４３は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬを出力することにより、第１電源２１又は第２電源２２のいずれか一方の電圧値を検出電圧入力端子５１に入力する。より具体的には、電圧選択部４３は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を排他的にオン状態に制御することにより、検出電圧入力端子５１に入力される電圧を選択する。すなわち、電圧選択部４３は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を排他的にオン状態に制御することにより、第１電源２１又は第２電源２２のいずれか一方の電圧値を検出電圧入力端子５１に入力する。例えば、電圧選択部４３は、第１検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ１を出力することにより第１スイッチＳＷ１をオン状態に制御し、第２検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ２を出力することにより第２スイッチＳＷ２をオン状態に制御する。
検出結果取得部４１は、検出部５０により検出された結果を取得する。具体的には、検出結果取得部４１は、検出部５０により電圧降下が検出された場合に出力される信号である電圧検出信号ＶＤＥＴを取得する。

［時計の回路構成］
図３は、第１の実施形態に係る電源装置１０の回路構成の一例を示す図である。同図を参照しながら、時計１における電源装置１０の回路構成の一例について説明する。図１を参照しながら説明した構成と同様の構成については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。
時計１は、第１電源２１と、第２電源２２と、第１負荷３１と、第２負荷３２と、制御部４０と、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、ＮＯＴ回路４３１と、検出部５０とを備える。

第１負荷３１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の装飾用負荷、標準電波受信、ブルートゥース（登録商標）(Bluetooth)等の通信機能、報時機能等の時計を計時する機能以外の機能を有する。制御部４０は、第１制御信号ＳＩＧ１により、第１負荷３１を制御する。
第２負荷３２は時計を計時する機能を有する。第２負荷３２は、具体的には、時計体すなわちステッピングモータ等の指針を運針するための負荷であってもよい。制御部４０は、第２制御信号ＳＩＧ２により、第２負荷３２を制御する。

この一例において、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）を含む。第２検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ２がＨレベルである場合に第２スイッチＳＷ２のゲート端子にはＨレベルが入力されるため、第２スイッチＳＷ２はオンし、第２電源２２の電圧が検出部５０の検出電圧入力端子５１に入力される。第１スイッチＳＷ１のゲート端子は、第２スイッチＳＷ２のゲート端子とＮＯＴ回路４３１を介して接続される。したがって、第２検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ２がＨレベルである場合に第１検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ１はＬレベルとなるため、第１スイッチＳＷ１はオフである。第２検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ２がＬレベルである場合に第１検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ１はＨレベルとなるため、第１スイッチＳＷ１はオンし、第１電源２１の電圧が検出部５０の検出電圧入力端子５１に入力される。すなわち、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、排他的にオン状態に制御される。

［各電源の検出電圧と検出タイミング］
図４は、第１の実施形態に係る電源装置１０の検出電圧について説明をするための図である。図４（Ａ）は、第１電源２１の検出電圧について説明するための図である。図４（Ｂ）は、第２電源２２の検出電圧について説明するための図である。

図４（Ａ）を参照しながら、第１電源２１の検出電圧について説明する。第１電源２１は、３Ｖ系の電源であり、検出回路を含む制御回路を駆動する。この一例において、電源装置１０は、第１電源２１の電圧が２．４Ｖより大きいか否か、及び２．３Ｖより大きいか否かを検出する。電源装置１０は、無負荷状態において第１電源２１の電圧が２．４Ｖより下回った場合に、電池切れ予告を行う。具体的には電源装置１０は、リセット時及び通常時における無負荷時において、第１電源２１の電圧が２．４Ｖより大きいか否かを検出する。通常時における無負荷時とは、例えば、毎時４９分４９秒から４９分５０秒の間であってもよい。この場合、検出結果取得部４１は、第１負荷３１及び第２負荷３２に負荷変動がない期間において検出部５０により検出された結果を取得する。

また、電源装置１０は、第１負荷３１の負荷が最大負荷となる状態において、第１電源２１の電圧が２．３Ｖより大きいか否かを検出する。第１負荷３１の負荷が最大負荷となる状態とは、例えば、報時中であってもよい。この場合、電圧選択部４３は、第１負荷３１の電力消費量に基づいたタイミングにおいて、第１スイッチＳＷ１をオン状態に制御することにより第１電源２１の電圧値を検出電圧入力端子５１に入力し、第２負荷３２の電力消費量に基づいたタイミングにおいて、第２スイッチＳＷ２をオン状態に制御することにより第２電源２２の電圧値を検出電圧入力端子５１に入力する。

図４（Ｂ）を参照しながら、第２電源２２の検出電圧について説明する。第２電源２２は、１．５Ｖ系の電源であり、指針駆動用のモータを駆動する。この一例において、電源装置１０は、第２電源２２の電圧が１．３５Ｖより大きいか否か、１．１５Ｖより大きいか否か、及び１．８Ｖより小さいか否かを検出する。電源装置１０は、無負荷状態において第２電源２２の電圧が１．３５Ｖより下回った場合に、分針パルス幅切り替えを行う。具体的には電源装置１０は、通常時における無負荷時において、第２電源２２の電圧が１．３５Ｖより大きいか否かを検出する。分針パルス幅切り替えを行うことにより、低電圧時でも指針駆動ができるようにパルス幅を長くする。また、電源装置１０は、負荷状態において第２電源２２の電圧が１．１５Ｖより下回った場合に、電池切れ予告を行う。具体的には電源装置１０は、リセット時及び通常時における負荷時において、第２電源２２の電圧が１．１５Ｖより大きいか否かを検出する。また、電源装置１０は、無負荷状態において第２電源２２の電圧が１．８Ｖより上回った場合に、電池切れ予告を行う。具体的には電源装置１０は、リセット時及び通常時における無負荷時において、第２電源２２の電圧が１．８Ｖより小さいか否かを検出する。

［各電源の判定結果］
図５は、第１の実施形態に係る電源装置１０の各電圧の判定結果の一例を示す図である。図５（Ａ）は、第１電源２１の検出電圧に基づく判定結果の一例を示す図である。図５（Ｂ）は、第２電源２２の検出電圧に基づく判定結果の一例を示す図である。電源装置１０は、判定結果に基づき、第１負荷３１又は第２負荷３２を制御する。同図を参照しながら行う説明において、電源電圧が閾値以上である場合の検出結果をＨとして、電源電圧が閾値以下である場合の検出結果をＬとして記載する。

図５（Ａ）を参照しながら、第１電源２１の検出電圧に基づく判定結果の一例について説明する。電源装置１０は、２．４Ｖの検出結果がＨであり、２．３Ｖの検出結果がＬである場合、第１電源２１の電圧は低下していると判定する。電源装置１０は、２．４Ｖの検出結果がＨであり、２．３Ｖの検出結果がＨである場合、第１電源２１の電圧は正常であると判定する。電源装置１０は、２．４Ｖの検出結果がＬであり、２．３Ｖの検出結果がＬである場合、第１電源２１の電圧は低下していると判定する。電源装置１０は、２．４Ｖの検出結果がＬであり、２．３Ｖの検出結果がＨである場合、第１電源２１の電圧は低下していると判定する。すなわち、電源装置１０は、２．４Ｖの検出結果及び２．３Ｖの検出結果がいずれもＨである場合には正常と判定し、２．４Ｖの検出結果又は２．３Ｖの検出結果のいずれか一方でもＬである場合には低下と判定する。

図５（Ｂ）を参照しながら、第２電源２２の検出電圧に基づく判定結果の一例について説明する。電源装置１０は、１．１５Ｖの検出結果がＨであり、１．８Ｖの検出結果がＬである場合、第２電源２２の電圧は正常であると判定する。電源装置１０は、１．１５Ｖの検出結果がＨであり、１．８Ｖの検出結果がＨである場合、第２電源２２の電圧は低下していると判定する。電源装置１０は、１．１５Ｖの検出結果がＬであり、１．８Ｖの検出結果がＬである場合、第２電源２２の電圧は低下していると判定する。電源装置１０は、１．１５Ｖの検出結果がＬであり、１．８Ｖの検出結果がＨである場合、第２電源２２の電圧は低下していると判定する。すなわち、電源装置１０は、１．１５Ｖの検出結果がＨであり、かつ１．８Ｖの検出結果がＬである場合には正常と判定し、その他の場合には低下と判定する。

［電池切れ予告判定］
図６は、第１の実施形態に係る電源装置１０の電池切れ予告判定の一例を示す図である。同図を参照しながら、電池切れ予告判定の一例について説明する。
電源装置１０は、各電源の判定結果に基づき、電池切れ予告判定を行う。同図における説明では、第１電源２１の電圧を“制御回路用”と記載し、第２電源２２の電圧を“ムーブ用”と記載する。電源装置１０は、第１電源２１の電圧が正常であり、かつ第２電源２２の電圧が正常である場合、電池切れ予告判定は正常であると判定し、電池切れ予告を行わない。電源装置１０は、第１電源２１の電圧が低下であり、第２電源２２の電圧が正常である場合、電池切れ予告判定は低下であると判定し、電池切れ予告を行う。電源装置１０は、第１電源２１の電圧が正常であり、第２電源２２の電圧が低下である場合、電池切れ予告判定は低下であると判定し、電池切れ予告を行う。電源装置１０は、第１電源２１の電圧が低下であり、第２電源２２の電圧が低下である場合、電池切れ予告判定は低下であると判定し、電池切れ予告を行う。すなわち、電源装置１０は、第１電源２１及び第２電源２２の電圧のうち少なくとも一方が低下である場合、電池切れ予告判定は低下であると判定し、電池切れ予告を行う。

［判定結果と挙動］
図７は、第１の実施形態に係る電源装置１０の判定結果と挙動の一例を示す図である。同図を参照しながら、電源装置１０の判定結果と挙動の一例について説明する。
電源装置１０は、電池切れ予告判定の結果、正常である場合には、秒針を通常運針し、電池マークを消灯する。電源装置１０は、電池切れ予告判定の結果、低下である場合には、秒針を００秒の位置に停止し、電池マークを点滅させる。

［電源装置の一連の動作］
図８は、第１の実施形態に係る電源装置１０の一連の動作について説明をするための図である。同図を参照しながら、電源装置１０の一連の動作について説明する。
（ステップＳ１１０）不図示の時計制御部は、リセット動作が行われた場合、ＩＯ端子の初期化、ＲＡＭ（Random Access Memory）の初期化等の通常動作に要する初期設定を行う。リセット動作は、例えば、電源投入時又はリセットボタン押下時等に行われる。
（ステップＳ１２０）電源装置１０は、通常モードで起動した場合（すなわち、ステップＳ１２０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ１３０に進める。電源装置１０は、通常モード以外のモードで起動した場合（すなわち、ステップＳ１２０；ＮＯ）、処理を終了する。

（ステップＳ１３０）電源装置１０は、第２電源２２を選択する。具体的には、電圧選択部４３は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬを制御することにより、第１スイッチＳＷ１をオフに、第２スイッチＳＷ２をオンに制御する。第１スイッチＳＷ１がオフに、第２スイッチＳＷ２がオンに制御された結果、第２電源２２の第２電圧Ｖ２が検出電圧入力端子５１に入力される。以降、第１電源２１の電圧を検出電圧入力端子５１に入力するか否かを選択する工程を、第１選択工程とも記載する場合がある。また、第２電源２２の電圧を検出電圧入力端子５１に入力するか否かを選択する工程を、第２選択工程とも記載する場合がある。
（ステップＳ１４０）電源装置１０は、検出電圧閾値を１．１５Ｖに設定する。具体的には、閾値選択部４２は、閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御することにより、検出電圧閾値を１．１５Ｖに設定する。
（ステップＳ１５０）電源装置１０は、第２電源２２の電圧が１．１５Ｖより下回っているか否かの検出を開始する。具体的には、検出結果取得部４１は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ及び閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御してから所定期間経過後の電圧検出信号ＶＤＥＴを確認する。
（ステップＳ１６０）電源装置１０は、検出結果取得部４１により取得された電圧検出信号ＶＤＥＴに基づく判定をし、判定結果を保存する。

（ステップＳ１７０）電源装置１０は、検出電圧閾値を１．８Ｖに設定する。具体的には、閾値選択部４２は、閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御することにより、検出電圧閾値を１．８Ｖに設定する。ここで、本実施形においては、検出電圧入力端子５１に入力される電圧が特定の電圧に固定されている状態において、閾値選択端子５２を切り替える。すなわち、閾値選択部４２は、電圧選択部４３により第１電源２１又は第２電源２２のいずれか一方の電圧値が検出電圧入力端子５１に入力されている状態において、閾値選択端子５２に入力される電圧を、複数の電圧値に切り替える。
（ステップＳ１８０）電源装置１０は、第２電源２２の電圧が１．８Ｖより下回っているか否かの検出を開始する。具体的には、検出結果取得部４１は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ及び閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御してから所定期間経過後の電圧検出信号ＶＤＥＴを確認する。
（ステップＳ１９０）電源装置１０は、検出結果取得部４１により取得された電圧検出信号ＶＤＥＴに基づく判定をし、判定結果を保存する。

（ステップＳ２００）電源装置１０は、第１電源２１を選択する。具体的には、電圧選択部４３は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬを制御することにより、第１スイッチＳＷ１をオンに、第２スイッチＳＷ２をオフに制御する。第１スイッチＳＷ１がオンに、第２スイッチＳＷ２がオフに制御された結果、第１電源２１の第１電圧Ｖ１が検出電圧入力端子５１に入力される。
（ステップＳ２１０）電源装置１０は、検出電圧閾値を２．４Ｖに設定する。具体的には、閾値選択部４２は、閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御することにより、検出電圧閾値を２．４Ｖに設定する。
（ステップＳ２２０）電源装置１０は、第２電源２２の電圧が２．４Ｖより下回っているか否かの検出を開始する。具体的には、検出結果取得部４１は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ及び閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御してから所定期間経過後の電圧検出信号ＶＤＥＴを確認する。
（ステップＳ２３０）電源装置１０は、検出結果取得部４１により取得された電圧検出信号ＶＤＥＴに基づく判定をし、判定結果を保存する。

（ステップＳ２４０）電源装置１０は、ステップＳ１６０において保存した判定結果が、第２電源２２の電圧が１．１５Ｖ以上である場合（すなわち、ステップＳ２４０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ２５０に進める。電源装置１０は、ステップＳ１６０において保存した判定結果が、第２電源２２の電圧が１．１５Ｖ以上であるものでない場合（すなわち、ステップＳ２４０；ＮＯ）、処理をステップＳ３４０に進める。
（ステップＳ２５０）電源装置１０は、ステップＳ１９０において保存した判定結果が、第２電源２２の電圧が１．８Ｖ未満である場合（すなわち、ステップＳ２５０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ２６０に進める。電源装置１０は、ステップＳ１９０において保存した判定結果が、第２電源２２の電圧が１．８Ｖ未満であるものでない場合（すなわち、ステップＳ２５０；ＮＯ）、処理をステップＳ３４０に進める。
（ステップＳ２６０）電源装置１０は、ステップＳ２３０において保存した判定結果が、第１電源２１の電圧が２．４Ｖ以上である場合（すなわち、ステップＳ２６０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ２７０に進める。電源装置１０は、ステップＳ２３０において保存した判定結果が、第１電源２１の電圧が２．４Ｖ以上であるものでない場合（すなわち、ステップＳ２６０；ＮＯ）、処理をステップＳ３４０に進める。

（ステップＳ２７０）電源装置１０は、第１電源２１及び第２電源２２の電圧が正常であると判定し、不図示の時計制御部は電池マークを消灯させる。
（ステップＳ２８０）時計制御部は、通常モードにおける動作の初期化に要するその他の処理を行う。なお、通常モードにおける動作の初期化に要するその他の処理とは、例えば、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が備える各機能を初期化する処理等であってもよい。

（ステップＳ２９０）電源装置１０は、第２電源２２を選択する。具体的には、電圧選択部４３は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬを制御することにより、第１スイッチＳＷ１をオフに、第２スイッチＳＷ２をオンに制御する。第１スイッチＳＷ１がオフに、第２スイッチＳＷ２がオンに制御された結果、第２電源２２の第２電圧Ｖ２が検出電圧入力端子５１に入力される。
（ステップＳ３００）電源装置１０は、検出電圧閾値を１．３５Ｖに設定する。具体的には、閾値選択部４２は、閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御することにより、検出電圧閾値を１．３５Ｖに設定する。
（ステップＳ３１０）電源装置１０は、第２電源２２の電圧が１．３５Ｖより下回っているか否かの検出を開始する。具体的には、検出結果取得部４１は、検出電圧選択信号ＰＳＳＥＬ及び閾値選択信号ＴＨＳＥＬを制御してから所定期間経過後の電圧検出信号ＶＤＥＴを確認する。

（ステップＳ３２０）時計制御部は、第２電源２２の電圧が１．３５Ｖ以上である場合（すなわち、ステップＳ３２０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ３３０に進める。時計制御部は、第２電源２２の電圧が１．３５Ｖ以上でない場合（すなわち、ステップＳ３２０；ＮＯ）、処理をステップＳ３３５に進める。
（ステップＳ３３０）時計制御部は、分針パルス幅を標準パルス幅にて制御する。すなわち、時計制御部は、通常の電力消費モードにおいて時計体を制御する。
（ステップＳ３３５）時計制御部は、分針パルス幅を標準パルス幅より長いパルス幅にて制御する。すなわち、時計制御部は、低電圧でも時分針を駆動できるパルス幅で制御する。

（ステップＳ３４０）時計制御部は、リセットが行われてから３０秒経過したか否かを判定する。時計制御部は、３０秒経過した場合（すなわち、ステップＳ３４０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ３５０に進める。時計制御部は、３０秒経過していない場合（すなわち、ステップＳ３４０；ＮＯ）、処理をステップＳ３７０に進める。
（ステップＳ３６０）電源装置１０は、動作を停止する。
（ステップＳ３７０）時計制御部は、電池マークを点滅させ、処理をステップＳ１３０に進める。

［第１の実施形態のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、電源装置１０は、検出部５０を備えることにより、検出電圧入力端子５１に入力された電圧値が閾値選択端子５２により選択された閾値より大きいか否かを検出する。また、電源装置１０は、電圧選択部４３を備えることにより検出電圧入力端子５１に入力される電圧を選択する。したがって、本実施形によれば、複数の電圧検出器を備えることなく、複数の電圧について、電圧降下の測定をすることができる。すなわち、単一の電圧検出器により、複数の電圧についての電圧降下の測定をすることができる。
また、電源装置１０は、閾値選択部４２を備えることにより閾値選択端子５２に入力される電圧を選択する。したがって、本実施形によれば、複数の電圧検出器を備えることなく、複数の閾値について、電圧降下の測定をすることができる。すなわち、単一の電圧検出器により、複数の閾値についての電圧降下の測定をすることができる。
よって、本実施形によれば、単一の電圧検出器により、複数の電圧について複数の閾値の電圧降下の測定をすることができる。

また、以上説明した実施形態によれば、電源装置１０において、閾値選択部４２は、電圧選択部４３により第１電源２１又は第２電源２２のいずれか一方の電圧値が検出電圧入力端子５１に入力されている状態において、閾値選択端子５２に入力される電圧を、複数の電圧値に切り替える。すなわち、電源装置１０は、検出対象の電圧を固定した状態において、閾値を切り替える。したがって、電源装置１０は、検出対象の電圧を変更したことによる電圧変動の影響を受けることなく、検出対象の閾値を切り替えることができる。すなわち、本実施形によれば、電源装置１０は、検出対象の電圧を変更したことによる電圧変動が減衰するまでの間、待つことを要せず、短時間で検出対象の電圧及び閾値の検出をすることができる。

また、以上説明した実施形態によれば、電源装置１０は、負荷変動がない期間における電圧降下を検出する。したがって、電源装置１０は、無負荷状態における電源２０の電圧降下を検出することができる。

また、以上説明した実施形態によれば、電源装置１０は、それぞれの負荷３０の電力消費量に基づいたタイミングにおいて電圧値を検出する。したがって、電源装置１０は、負荷が最大の状態における、電源２０の電圧降下を検出することができる。

［第２の実施形態］
次に、図９及び図１０を参照しながら、第２の実施形態について説明する。
図９は、第２の実施形態に係る電源装置の寄生ダイオードについて説明をするための図である。同図を参照しながら、第２の実施形態に係る電源装置１０の寄生ダイオードについて説明する。第１の実施形態において説明した構成と同様の構成については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。

第２スイッチＳＷ２を構成する回路素子としてｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を用いた場合、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴはドレイン－ソース間に寄生ダイオードＤを有する。この場合、第１電源２１の電圧と第２電源２２の電圧との差に応じて、第１電源２１から第２電源２２へ電流が回り込んでしまう場合がある。具体的には、第１スイッチＳＷ１がオンし、第２スイッチＳＷ２がオフしている場合において、第１電源２１から、第１スイッチＳＷ１のソース－ドレイン間に電流が流れ、寄生ダイオードＤのアノード－カソード間に電流が流れることにより、第１電源２１から第２電源２２へ電流が回り込んでしまう場合がある。このような現象は、第１電源２１の電圧と第２電源２２の電圧との差が、寄生ダイオードＤの順方向電圧ＶＦ及び第１スイッチＳＷ１のオン抵抗に基づく電圧降下の合計値より大きい場合に生じる場合がある。第２の実施形態においては、第１電源２１から第２電源２２への電流の回り込みを抑止する。

図１０は、第２の実施形態に係る電源装置１０Ａの回路構成について説明をするための図である。電源装置１０Ａは、第２スイッチＳＷ２に代えて、第２スイッチＳＷ２Ａを備える点において、電源装置１０とは異なる。電源装置１０と同様の構成については、同様の符号を付すことにより、説明を省略する場合がある。

本実施形において、第１電源２１の電圧値は、第２電源２２の電圧値よりも大きい。具体的には、第１電源２１の電圧値は３Ｖであるのに対し、第２電源２２の電圧値は１．５Ｖである。この場合、電圧値が低い第２電源２２を制御する第２スイッチＳＷ２Ａは、バイポーラトランジスタを含む。
なお、本実施形において、電圧値が高い第１電源２１を制御する第１スイッチＳＷ１は、バイポーラトランジスタよりも電圧降下の低いＦＥＴを用いるよう構成されていてもよい。

［第２の実施形態のまとめ］
以上説明した実施形態によれば、電源装置１０において、第２スイッチＳＷ２Ａは、バイポーラトランジスタを含む。バイポーラトランジスタは、寄生ダイオードを有さないため、エミッタ－コレクタ間に電流が流れることはない。したがって、本実施形によれば、第２スイッチＳＷ２Ａは、バイポーラトランジスタを含むことにより、第１電源２１から第２電源２２へ電流が回り込んでしまうことを抑止することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、具体的な構成が上述した実施形態に限られるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等も含まれる。

なお、上述した実施形態における時計１及び電源装置１０が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

１…時計、１０…電源装置、２０…電源、２１…第１電源、２２…第２電源、３０…負荷、３１…第１負荷、３２…第２負荷、ＳＷ…スイッチ、ＳＷ１…第１スイッチ、ＳＷ２…第２スイッチ、４０…制御部、４１…検出結果取得部、４２…閾値選択部、４３…電圧選択部、４３１…ＮＯＴ回路、５０…検出部、５１…検出電圧入力端子、５１１…第１検出電圧入力端子、５１２…第２検出電圧入力端子、５２…閾値選択端子、５３…出力端子、５４０…コンパレータ、５５０…ＤＡＣ、Ｖ１…第１電圧、Ｖ２…第２電圧、ＰＳＳＥＬ…検出電圧選択信号、ＰＳＳＥＬ１…第１検出電圧選択信号、ＰＳＳＥＬ２…第２検出電圧選択信号、ＴＨＳＥＬ…閾値選択信号、ＶＤＥＴ…電圧検出信号、ＳＩＧ１…第１制御信号、ＳＩＧ２…第２制御信号、Ｄ…ダイオード

本発明の一態様に係る電源装置は、検出電圧入力端子と閾値選択端子とを備え、前記検出電圧入力端子に入力された複数の電圧値が前記閾値選択端子により選択された前記複数の電圧値のそれぞれに対応する複数の閾値より大きいか否かを検出する検出部と、前記閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択部と、第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１スイッチと、前記第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる第２電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２スイッチと、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを排他的にオン状態に制御することにより、前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する電圧選択部とを備える。

また、本発明の一態様に係る電圧検出方法は、検出電圧入力端子に入力された複数の電圧値が閾値選択端子により選択された前記複数の電圧値のそれぞれに対応する複数の閾値より大きいか否かを検出する検出工程と、前記閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択工程と、第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１選択工程と、前記第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる第２電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２選択工程と、前記第１選択工程及び前記第２選択工程により、前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する電圧選択工程とを有する。

Claims (7)

1. 検出電圧入力端子と閾値選択端子とを備え、前記検出電圧入力端子に入力された電圧値が前記閾値選択端子により選択された閾値より大きいか否かを検出する検出部と、
   前記閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択部と、
   第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１スイッチと、
   前記第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる第２電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２スイッチと、
   前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを排他的にオン状態に制御することにより、前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する電圧選択部と
   を備える電源装置。
2. 前記閾値選択部は、前記電圧選択部により前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値が前記検出電圧入力端子に入力されている状態において、前記閾値選択端子に入力される電圧を、複数の電圧値に切り替える
   請求項１に記載の電源装置。
3. 前記検出部により検出された結果を取得する検出結果取得部を更に備え、
   前記検出結果取得部は、前記第１負荷及び前記第２負荷に負荷変動がない期間において前記検出部により検出された結果を取得する
   請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
4. 前記電圧選択部は、前記第１負荷の電力消費量に基づいたタイミングにおいて、前記第１スイッチをオン状態に制御することにより前記第１電源の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力し、前記第２負荷の電力消費量に基づいたタイミングにおいて、前記第２スイッチをオン状態に制御することにより前記第２電源の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する
   請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の電源装置。
5. 前記第１電源の電圧値は、前記第２電源の電圧値よりも大きく、
   前記第２スイッチは、バイポーラトランジスタを含む
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源装置。
6. 前記第１負荷と、
   前記第１負荷に電力を供給する前記第１電源と、
   前記第１負荷とは異なる前記第２負荷と、
   前記第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる前記第２電源と、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電源装置と
   を備える時計。
7. 検出電圧入力端子に入力された電圧値が閾値選択端子により選択された閾値より大きいか否かを検出する検出工程と、
   前記閾値選択端子に入力される電圧を選択する閾値選択工程と、
   第１負荷に電力を供給する第１電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第１選択工程と、
   前記第１負荷とは異なる第２負荷に電力を供給する、前記第１電源とは異なる第２電源の電圧を前記検出電圧入力端子に入力するか否かを選択する第２選択工程と、
   前記第１選択工程及び前記第２選択工程により、前記第１電源又は前記第２電源のいずれか一方の電圧値を前記検出電圧入力端子に入力する電圧選択工程と
   を有する電圧検出方法。

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