JP3467962B2 - 電力制御方法、電力制御装置、発電装置および電子機器 - Google Patents
電力制御方法、電力制御装置、発電装置および電子機器Info
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- JP3467962B2 JP3467962B2 JP07764696A JP7764696A JP3467962B2 JP 3467962 B2 JP3467962 B2 JP 3467962B2 JP 07764696 A JP07764696 A JP 07764696A JP 7764696 A JP7764696 A JP 7764696A JP 3467962 B2 JP3467962 B2 JP 3467962B2
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- voltage
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池や重りの
運動などによって発電を行い、その電力で計時装置など
の電力を消費する電子処理装置を稼動できる電子機器、
発電装置、電力制御装置およびその制御方法に関するも
のである。
運動などによって発電を行い、その電力で計時装置など
の電力を消費する電子処理装置を稼動できる電子機器、
発電装置、電力制御装置およびその制御方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池や重りの運動エネルギーなどを
用いて発電を行える発電装置を内蔵し、その電力で計時
装置などの処理装置を稼動させる小型で携帯可能な電子
機器が実用化されている。これらの電子機器において
は、充放電可能な電池あるいはコンデンサを蓄電装置と
して採用し、発電能力が不足する場合であっても継続し
て処理装置を稼動できるようにしている。
用いて発電を行える発電装置を内蔵し、その電力で計時
装置などの処理装置を稼動させる小型で携帯可能な電子
機器が実用化されている。これらの電子機器において
は、充放電可能な電池あるいはコンデンサを蓄電装置と
して採用し、発電能力が不足する場合であっても継続し
て処理装置を稼動できるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池などの自然エ
ネルギーを用いた発電装置や、重りなどによってユーザ
の生活環境から運動エネルギーを得て発電を行う発電装
置など多種多用な発電装置の利用が考えられている。こ
れらの発電装置の多くは継続して一定量の電力を供給で
きるものではなく、供給されるエネルギーはその密度が
大きく変化し易く、不連続になることが多い。このた
め、発電装置から出力される電力も大きく変化する。例
えば、太陽電池を用いた電子機器においては、夜間は太
陽電池から電力が供給されないため、蓄電装置を放電さ
せて処理装置を稼動させることになる。発電装置から電
力が供給されない場合に備えて蓄電装置の容量を大きく
することが望ましいが、腕時計型の電子機器などの小型
で携帯に適したものでは内蔵できる蓄電装置の容量は限
られており、長時間放置されると蓄電装置が放電して処
理装置はストップしてしまう。
ネルギーを用いた発電装置や、重りなどによってユーザ
の生活環境から運動エネルギーを得て発電を行う発電装
置など多種多用な発電装置の利用が考えられている。こ
れらの発電装置の多くは継続して一定量の電力を供給で
きるものではなく、供給されるエネルギーはその密度が
大きく変化し易く、不連続になることが多い。このた
め、発電装置から出力される電力も大きく変化する。例
えば、太陽電池を用いた電子機器においては、夜間は太
陽電池から電力が供給されないため、蓄電装置を放電さ
せて処理装置を稼動させることになる。発電装置から電
力が供給されない場合に備えて蓄電装置の容量を大きく
することが望ましいが、腕時計型の電子機器などの小型
で携帯に適したものでは内蔵できる蓄電装置の容量は限
られており、長時間放置されると蓄電装置が放電して処
理装置はストップしてしまう。
【０００４】このような条件下においても電力消費側と
なる処理装置には安定した電力を供給することが望まれ
ており、特に、計時装置のように継続して動作すること
が必要とされる処理装置においては、運針を継続して行
える電圧をできるだけ長く確保することが重要である。
さらに、いったん電圧が確立して運針を開始した後、運
針の停止、再スタートを繰り返したのでは時刻の信頼性
がなくなってしまうので、電圧を維持することも重要で
ある。また、その他の処理装置においても、電圧が確立
して操作を開始した直後に不意に動作を停止してしまう
のでは安心して処理装置を使用できない。
なる処理装置には安定した電力を供給することが望まれ
ており、特に、計時装置のように継続して動作すること
が必要とされる処理装置においては、運針を継続して行
える電圧をできるだけ長く確保することが重要である。
さらに、いったん電圧が確立して運針を開始した後、運
針の停止、再スタートを繰り返したのでは時刻の信頼性
がなくなってしまうので、電圧を維持することも重要で
ある。また、その他の処理装置においても、電圧が確立
して操作を開始した直後に不意に動作を停止してしまう
のでは安心して処理装置を使用できない。
【０００５】そこで、本発明においては、太陽電池など
の外部から供給される電力によって充放電される蓄電装
置を用いた電子機器において、安定した電圧の電力を長
時間供給可能な電力制御装置、およびその制御方法を提
供することを目的としている。そして、発電装置に供給
されるエネルギーが一定でなく、安定した電力の供給が
望めない電子機器においても、処理装置に安定した電力
を長時間にわたって供給可能とし、計時装置などの処理
装置を高い信頼性を持って稼動させられる電力制御装
置、発電装置およびこれを搭載した電子機器を提供する
ことを目的としている。
の外部から供給される電力によって充放電される蓄電装
置を用いた電子機器において、安定した電圧の電力を長
時間供給可能な電力制御装置、およびその制御方法を提
供することを目的としている。そして、発電装置に供給
されるエネルギーが一定でなく、安定した電力の供給が
望めない電子機器においても、処理装置に安定した電力
を長時間にわたって供給可能とし、計時装置などの処理
装置を高い信頼性を持って稼動させられる電力制御装
置、発電装置およびこれを搭載した電子機器を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電力制御装置に
おいては、昇圧手段を用いて蓄電装置の出力の電圧を長
時間にわたって保持すると共に、蓄電装置がいったん所
定の電圧に達し、十分に充電されるまでは昇圧手段を停
止し作動させないことにより、電力消費装置に供給され
る電圧が不安定になるのを防止するようにしている。す
なわち、本発明の電力制御装置は、外部からの電力によ
って充電可能な蓄電装置の出力を電力消費装置に供給す
る供給手段と、蓄電装置の充電電圧を検出する検出手段
と、充電電圧が第１の基準電圧のときに蓄電装置の出力
を電力消費装置が稼動可能な第２の基準電圧以上に少な
くとも昇圧可能な昇圧手段と、充電電圧が第１の基準電
圧以下の状態から第２の基準電圧以上になる間は昇圧手
段を停止し、充電電圧が第２の基準電圧以上の状態から
該第２の基準電圧以下に降下したときに昇圧手段を稼動
させる制御手段とを有することを特徴としている。
おいては、昇圧手段を用いて蓄電装置の出力の電圧を長
時間にわたって保持すると共に、蓄電装置がいったん所
定の電圧に達し、十分に充電されるまでは昇圧手段を停
止し作動させないことにより、電力消費装置に供給され
る電圧が不安定になるのを防止するようにしている。す
なわち、本発明の電力制御装置は、外部からの電力によ
って充電可能な蓄電装置の出力を電力消費装置に供給す
る供給手段と、蓄電装置の充電電圧を検出する検出手段
と、充電電圧が第１の基準電圧のときに蓄電装置の出力
を電力消費装置が稼動可能な第２の基準電圧以上に少な
くとも昇圧可能な昇圧手段と、充電電圧が第１の基準電
圧以下の状態から第２の基準電圧以上になる間は昇圧手
段を停止し、充電電圧が第２の基準電圧以上の状態から
該第２の基準電圧以下に降下したときに昇圧手段を稼動
させる制御手段とを有することを特徴としている。
【０００７】この電力制御装置においては、蓄電装置の
充電電圧が第１の基準電圧以下の状態から第２の基準電
圧以上に上昇する間は昇圧手段が停止され、充電電圧が
第２の基準電圧以上の状態から該第２の基準電圧以下に
降下したときは昇圧手段を稼動させることになる。従っ
て、蓄電装置が放電してしまったときは、蓄電装置の充
電電圧が第２の基準電圧に達し、十分な充電が行われる
までは電力消費装置側で電力が消費されず、蓄電装置は
早急に充電され早期に第１の基準電圧が確立される。そ
して、いったん第２の基準電圧に達するとその電圧を安
定して保持できる。
充電電圧が第１の基準電圧以下の状態から第２の基準電
圧以上に上昇する間は昇圧手段が停止され、充電電圧が
第２の基準電圧以上の状態から該第２の基準電圧以下に
降下したときは昇圧手段を稼動させることになる。従っ
て、蓄電装置が放電してしまったときは、蓄電装置の充
電電圧が第２の基準電圧に達し、十分な充電が行われる
までは電力消費装置側で電力が消費されず、蓄電装置は
早急に充電され早期に第１の基準電圧が確立される。そ
して、いったん第２の基準電圧に達するとその電圧を安
定して保持できる。
【０００８】一方、蓄電装置の放電が開始された後は、
昇圧手段を稼動させることにより長期間にわたり第２の
基準電圧を維持できるので、電力消費装置を長時間、安
定して作動させることが可能となる。
昇圧手段を稼動させることにより長期間にわたり第２の
基準電圧を維持できるので、電力消費装置を長時間、安
定して作動させることが可能となる。
【０００９】さらに、本発明の電力制御装置により、太
陽光あるいは重りの運動などのようにエネルギー密度が
大きく変動し、不連続に供給されるエネルギーを電力に
変換して出力可能な発電部と、その電力を充放電可能な
蓄電装置とを用いて、いったん電圧が確立されるとその
電圧を安定して長時間保持可能な発電装置を提供でき
る。そして、この電力制御装置を用いることにより、何
時でも何処でも計時装置などの電力を消費する電子処理
装置の機能を安定して長時間発揮させられる電子機器を
提供できる。
陽光あるいは重りの運動などのようにエネルギー密度が
大きく変動し、不連続に供給されるエネルギーを電力に
変換して出力可能な発電部と、その電力を充放電可能な
蓄電装置とを用いて、いったん電圧が確立されるとその
電圧を安定して長時間保持可能な発電装置を提供でき
る。そして、この電力制御装置を用いることにより、何
時でも何処でも計時装置などの電力を消費する電子処理
装置の機能を安定して長時間発揮させられる電子機器を
提供できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図１に、本発明に係る太陽電池
を備えた携帯型の電子機器を示してある。本例の電子機
器１０は、太陽光のエネルギーを電力に変換する太陽電
池１と、この太陽電池１から供給された電力を大容量の
蓄電装置１３および計時装置などの処理装置９に供給す
る電力制御部２０を備えている。さらに、この電力制御
部２０は、蓄電装置１３から放電された電力を処理装置
９に供給する機能も備えている。また、処理装置９に印
加される電圧の安定化を図るために、処理装置９と並列
に補助コンデンサ３が接続されている。電力制御部２０
は、蓄電装置１３の出力を昇圧して処理装置９に供給可
能な昇圧部４０と、蓄電装置１３の充電電圧Ｖscを検出
してその電圧に基づき昇圧部４０を制御する制御部３０
を備えている。本例の電圧制御部２０は、さらに、太陽
電池１から供給される電圧が高くなりすぎた場合に備え
て、制御部３０に制御されて高電圧側Ｖddと低電圧側Ｖ
ssを短絡するリミットスイッチ１９が設置されており、
蓄電装置１３や処理装置９などに高電圧が印加されない
ようになっている。なお、本例の電子機器１０は、高電
圧側Ｖddが接地されて基準電圧となっている。このた
め、以下においては、出力電圧として低電圧側Ｖssを参
照し、電圧値は簡単のため全て絶対値で示すこととす
る。
実施の形態を説明する。図１に、本発明に係る太陽電池
を備えた携帯型の電子機器を示してある。本例の電子機
器１０は、太陽光のエネルギーを電力に変換する太陽電
池１と、この太陽電池１から供給された電力を大容量の
蓄電装置１３および計時装置などの処理装置９に供給す
る電力制御部２０を備えている。さらに、この電力制御
部２０は、蓄電装置１３から放電された電力を処理装置
９に供給する機能も備えている。また、処理装置９に印
加される電圧の安定化を図るために、処理装置９と並列
に補助コンデンサ３が接続されている。電力制御部２０
は、蓄電装置１３の出力を昇圧して処理装置９に供給可
能な昇圧部４０と、蓄電装置１３の充電電圧Ｖscを検出
してその電圧に基づき昇圧部４０を制御する制御部３０
を備えている。本例の電圧制御部２０は、さらに、太陽
電池１から供給される電圧が高くなりすぎた場合に備え
て、制御部３０に制御されて高電圧側Ｖddと低電圧側Ｖ
ssを短絡するリミットスイッチ１９が設置されており、
蓄電装置１３や処理装置９などに高電圧が印加されない
ようになっている。なお、本例の電子機器１０は、高電
圧側Ｖddが接地されて基準電圧となっている。このた
め、以下においては、出力電圧として低電圧側Ｖssを参
照し、電圧値は簡単のため全て絶対値で示すこととす
る。
【００１１】図２に、本例の制御部３０の構成例を示し
てある。本例の制御部３０は、充電電圧Ｖscを３つの基
準電圧Ｖ１、Ｖ２およびＶ３と比較して、昇圧部４０と
リミットスイッチ１９の制御が行えるようになってい
る。このため、第１の基準電圧Ｖ１と充電電圧Ｖscを比
較するコンパレータ３１と、第２の基準電圧Ｖ２と充電
電圧Ｖscを比較するコンパレータ３２を備えている。さ
らに、充電電圧Ｖscが第１の基準電圧Ｖ１および第２の
基準電圧Ｖ２以上になるとセットされ、充電電圧Ｖscが
第１の基準電圧Ｖ１以下になるとリセットされるスイッ
チ３４と、充電電圧Ｖscが第２の基準電圧Ｖ２以上にな
るとセットされ、第２の基準電圧Ｖ２以下になるとリセ
ットされるスイッチ３５を備えている。そして、スイッ
チ３４および３５の出力の排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）
３６をとった制御信号φ１が昇圧部４０の制御信号とし
て出力される。この制御信号φ１は、充電電圧Ｖscが第
２の基準電圧Ｖ２以上になった後に第２の基準電圧Ｖ２
以下になると高レベルになり、充電電圧Ｖscが第１の基
準電圧Ｖ１以下、第１の基準電圧Ｖ１以下から第２の基
準電圧Ｖ２以上に上昇する間、および第２の基準電圧Ｖ
２以上のときは低レベルになる。本例においては、第２
の基準電圧Ｖ２は処理装置９が安定して動作可能な最低
の電圧に設定されている。これに対し第１の基準電圧Ｖ
１は後述する昇圧部４０において第２の基準電圧Ｖ２に
昇圧可能な最低の電圧に設定されている。従って、第１
の基準電圧Ｖ１以上であれば、昇圧部４０によって第２
の基準電圧Ｖ２以上に昇圧し、処理装置９を正常に動作
させることができる。
てある。本例の制御部３０は、充電電圧Ｖscを３つの基
準電圧Ｖ１、Ｖ２およびＶ３と比較して、昇圧部４０と
リミットスイッチ１９の制御が行えるようになってい
る。このため、第１の基準電圧Ｖ１と充電電圧Ｖscを比
較するコンパレータ３１と、第２の基準電圧Ｖ２と充電
電圧Ｖscを比較するコンパレータ３２を備えている。さ
らに、充電電圧Ｖscが第１の基準電圧Ｖ１および第２の
基準電圧Ｖ２以上になるとセットされ、充電電圧Ｖscが
第１の基準電圧Ｖ１以下になるとリセットされるスイッ
チ３４と、充電電圧Ｖscが第２の基準電圧Ｖ２以上にな
るとセットされ、第２の基準電圧Ｖ２以下になるとリセ
ットされるスイッチ３５を備えている。そして、スイッ
チ３４および３５の出力の排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）
３６をとった制御信号φ１が昇圧部４０の制御信号とし
て出力される。この制御信号φ１は、充電電圧Ｖscが第
２の基準電圧Ｖ２以上になった後に第２の基準電圧Ｖ２
以下になると高レベルになり、充電電圧Ｖscが第１の基
準電圧Ｖ１以下、第１の基準電圧Ｖ１以下から第２の基
準電圧Ｖ２以上に上昇する間、および第２の基準電圧Ｖ
２以上のときは低レベルになる。本例においては、第２
の基準電圧Ｖ２は処理装置９が安定して動作可能な最低
の電圧に設定されている。これに対し第１の基準電圧Ｖ
１は後述する昇圧部４０において第２の基準電圧Ｖ２に
昇圧可能な最低の電圧に設定されている。従って、第１
の基準電圧Ｖ１以上であれば、昇圧部４０によって第２
の基準電圧Ｖ２以上に昇圧し、処理装置９を正常に動作
させることができる。
【００１２】制御部３０は、さらに、第３の基準電圧Ｖ
３と充電電圧Ｖscを比較するコンパレータ３３と、充電
電圧Ｖscが第３の基準電圧Ｖ３以上になるとセットさ
れ、第３の基準電圧Ｖ３以下になるとリセットされるス
イッチ３７を備えている。そして、このスイッチ３７の
出力が制御信号φ２としてリミットスイッチ１９に供給
されている。
３と充電電圧Ｖscを比較するコンパレータ３３と、充電
電圧Ｖscが第３の基準電圧Ｖ３以上になるとセットさ
れ、第３の基準電圧Ｖ３以下になるとリセットされるス
イッチ３７を備えている。そして、このスイッチ３７の
出力が制御信号φ２としてリミットスイッチ１９に供給
されている。
【００１３】図３に、蓄電装置１３の出力を昇圧する昇
圧部４０の例を示してある。本例の昇圧部４０は、３つ
の昇圧用のコンデンサ４２を備えており、これらのコン
デンサ４２の接続を７つのスイッチ４３ａ〜４３ｋを制
御して切替えて１倍〜３倍までの７段階に昇圧できるよ
うにしてある。これらのスイッチ４３ａ〜４３ｋは、図
４に示すように昇圧制御回路４１によって制御され、そ
れぞれの昇圧段階に応じて状態Ａと状態Ｂを切り換えて
蓄電装置１３の電圧Ｖscを昇圧して補助コンデンサ３に
供給できるようにしている。昇圧部４０は、制御信号φ
１が高レベルのときに昇圧制御を行い、第１の基準電圧
Ｖ１以上の電圧が蓄電装置１３にあれば第２の基準電圧
Ｖ２以上の電圧を処理装置９に供給でき、処理装置９を
正常に稼動させることができる。本例では、昇圧制御回
路４１に制御部３０からの制御信号φ１が入力される
と、昇圧制御回路４１が電圧Ｖscに応じた電圧倍率を選
択し、昇圧回路４４に制御信号φ３を出す。そして、こ
の制御信号φ３によって状態Ａと状態Ｂが切り換えられ
て電圧Ｖscが昇圧される。
圧部４０の例を示してある。本例の昇圧部４０は、３つ
の昇圧用のコンデンサ４２を備えており、これらのコン
デンサ４２の接続を７つのスイッチ４３ａ〜４３ｋを制
御して切替えて１倍〜３倍までの７段階に昇圧できるよ
うにしてある。これらのスイッチ４３ａ〜４３ｋは、図
４に示すように昇圧制御回路４１によって制御され、そ
れぞれの昇圧段階に応じて状態Ａと状態Ｂを切り換えて
蓄電装置１３の電圧Ｖscを昇圧して補助コンデンサ３に
供給できるようにしている。昇圧部４０は、制御信号φ
１が高レベルのときに昇圧制御を行い、第１の基準電圧
Ｖ１以上の電圧が蓄電装置１３にあれば第２の基準電圧
Ｖ２以上の電圧を処理装置９に供給でき、処理装置９を
正常に稼動させることができる。本例では、昇圧制御回
路４１に制御部３０からの制御信号φ１が入力される
と、昇圧制御回路４１が電圧Ｖscに応じた電圧倍率を選
択し、昇圧回路４４に制御信号φ３を出す。そして、こ
の制御信号φ３によって状態Ａと状態Ｂが切り換えられ
て電圧Ｖscが昇圧される。
【００１４】図５に本例の電子機器１０における蓄電装
置１３の充電電圧Ｖscおよび処理装置９に供給される出
力電圧Ｖssが変化する様子を示してあり、これに基づい
て本例の電子機器１０における電力制御を説明する。こ
こでは、電子機器１０が長時間放置されており、蓄電装
置１３が放電し殆ど電荷が残っていない状態から、太陽
電池１に太陽光が照射された場合を示してある。太陽電
池１に光が照射され発電が開始されると、蓄電装置１３
が徐々に充電され充電電圧Ｖscが上昇する。そして、時
刻ｔ１に第１の基準電圧Ｖ１（０．５Ｖ）に達する。本
例の電子装置１０においては、この段階で昇圧部４０を
作動させることにより、出力電圧Ｖssを第２の基準電圧
Ｖ２まで上昇させ処理装置９をスタートさせることが可
能である。しかしながら、本例の電子機器１０において
は、昇圧部４０を停止した状態でそのまま蓄電装置１３
に充電を続け、時刻ｔ３に充電電圧Ｖscが第２の基準電
圧Ｖ２（１．２Ｖ）に達した段階で処理装置９をスター
トさせる。従って、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで、充電電
圧Ｖscと出力電圧Ｖssは同じ値となり、実線で示したよ
うに変化する。
置１３の充電電圧Ｖscおよび処理装置９に供給される出
力電圧Ｖssが変化する様子を示してあり、これに基づい
て本例の電子機器１０における電力制御を説明する。こ
こでは、電子機器１０が長時間放置されており、蓄電装
置１３が放電し殆ど電荷が残っていない状態から、太陽
電池１に太陽光が照射された場合を示してある。太陽電
池１に光が照射され発電が開始されると、蓄電装置１３
が徐々に充電され充電電圧Ｖscが上昇する。そして、時
刻ｔ１に第１の基準電圧Ｖ１（０．５Ｖ）に達する。本
例の電子装置１０においては、この段階で昇圧部４０を
作動させることにより、出力電圧Ｖssを第２の基準電圧
Ｖ２まで上昇させ処理装置９をスタートさせることが可
能である。しかしながら、本例の電子機器１０において
は、昇圧部４０を停止した状態でそのまま蓄電装置１３
に充電を続け、時刻ｔ３に充電電圧Ｖscが第２の基準電
圧Ｖ２（１．２Ｖ）に達した段階で処理装置９をスター
トさせる。従って、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで、充電電
圧Ｖscと出力電圧Ｖssは同じ値となり、実線で示したよ
うに変化する。
【００１５】これに対し時刻ｔ１に昇圧部４０を作動さ
せると出力電圧Ｖss’は二点鎖線で示したように第２の
基準電圧Ｖ２以上にできるので処理装置９をスタートさ
せることが可能である。しかしながら、処理装置９をス
タートさせることにより、太陽電池１から供給される電
力が処理装置９によって消費され、さらに、昇圧部４０
における損失もあるので蓄電装置１３には殆ど供給され
ず、充電は進まない。従って、太陽電池１に照射された
光が弱まったり、処理装置９の消費電力が特別な処理に
よって若干増加すると、破線で示すように時刻ｔ２に充
電電圧Ｖsc’が第１の基準電圧Ｖ１を下回り、昇圧部４
０が動作しなくなる。このため、出力電圧Ｖss’は第２
の基準電圧Ｖ２以下になるので処理装置９を正常に動作
させることができない。従って、処理装置９は停止する
か、あるいは誤作動する危険が生ずる。処理装置９が計
時装置の場合、時刻ｔ１に運針を開始し、ユーザが時刻
をセットした後の時刻ｔ２に運針が一時停止すると表示
される時刻が狂ってしまうことなる。さらに、処理装置
９に電力が継続して供給されるため、いつまでたっても
充電電圧Ｖsc’は上昇せず、不安定な状態が長時間続
く。このため、長時間にわたって信頼性のある処理が行
えない状態が続く。
せると出力電圧Ｖss’は二点鎖線で示したように第２の
基準電圧Ｖ２以上にできるので処理装置９をスタートさ
せることが可能である。しかしながら、処理装置９をス
タートさせることにより、太陽電池１から供給される電
力が処理装置９によって消費され、さらに、昇圧部４０
における損失もあるので蓄電装置１３には殆ど供給され
ず、充電は進まない。従って、太陽電池１に照射された
光が弱まったり、処理装置９の消費電力が特別な処理に
よって若干増加すると、破線で示すように時刻ｔ２に充
電電圧Ｖsc’が第１の基準電圧Ｖ１を下回り、昇圧部４
０が動作しなくなる。このため、出力電圧Ｖss’は第２
の基準電圧Ｖ２以下になるので処理装置９を正常に動作
させることができない。従って、処理装置９は停止する
か、あるいは誤作動する危険が生ずる。処理装置９が計
時装置の場合、時刻ｔ１に運針を開始し、ユーザが時刻
をセットした後の時刻ｔ２に運針が一時停止すると表示
される時刻が狂ってしまうことなる。さらに、処理装置
９に電力が継続して供給されるため、いつまでたっても
充電電圧Ｖsc’は上昇せず、不安定な状態が長時間続
く。このため、長時間にわたって信頼性のある処理が行
えない状態が続く。
【００１６】一方、本例の電子機器１０においては、時
刻ｔ３までは昇圧部４０を停止させ、蓄電装置１３が所
定の電圧Ｖ２に達した後に処理装置９に給電を開始して
いる。このため、給電を開始した後は、蓄電装置１３は
十分に充電されているので、太陽電池１からの供給が多
少低下しても安定した電圧を保持できる。また、いった
ん第２の基準電圧Ｖ２に達していれば、その後に充電電
圧Ｖscが多少低下しても、昇圧部４０を用いることによ
って十分に吸収でき、そのような制御を行っても充電電
圧Ｖscが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下するには時間が
かかるので出力電圧Ｖssを安定して維持できる。従っ
て、処理装置９が処理をスタートした後は信頼度の高い
処理が行われ、安心して使用することができる。
刻ｔ３までは昇圧部４０を停止させ、蓄電装置１３が所
定の電圧Ｖ２に達した後に処理装置９に給電を開始して
いる。このため、給電を開始した後は、蓄電装置１３は
十分に充電されているので、太陽電池１からの供給が多
少低下しても安定した電圧を保持できる。また、いった
ん第２の基準電圧Ｖ２に達していれば、その後に充電電
圧Ｖscが多少低下しても、昇圧部４０を用いることによ
って十分に吸収でき、そのような制御を行っても充電電
圧Ｖscが第１の基準電圧Ｖ１以下に低下するには時間が
かかるので出力電圧Ｖssを安定して維持できる。従っ
て、処理装置９が処理をスタートした後は信頼度の高い
処理が行われ、安心して使用することができる。
【００１７】時刻ｔ３を経過したのち、太陽電池１から
の電力供給が順調に増加すると、時刻ｔ４に第３の基準
電圧Ｖ３（２．４Ｖ）に達する。制御部３０がこの第３
の基準電圧を検出すると、制御信号φ２をリミットスイ
ッチ１９に供給し、太陽電池１を短絡する。これによっ
て太陽電池１からの供給が停止するので、蓄電装置１３
および処理部９には第３の基準電圧Ｖ３以上の電圧が印
加されず、過電圧に対し安全に保護できる。その後、太
陽電池１に照射される光が弱まり、時刻ｔ５に充電電圧
Ｖscが第３の基準電圧Ｖ３以下になると制御信号φ２が
解除され、リミットスイッチ１９はオフされる。そし
て、太陽電池１が発電を停止し電力が供給されない状態
が継続すると、蓄電装置１３から放電された電力が電力
制御部２０を介して処理装置９に供給され、出力電圧Ｖ
ssが維持される。この間、蓄電装置１３は放電を続ける
ので、充電電圧Ｖscは徐々に低下する。
の電力供給が順調に増加すると、時刻ｔ４に第３の基準
電圧Ｖ３（２．４Ｖ）に達する。制御部３０がこの第３
の基準電圧を検出すると、制御信号φ２をリミットスイ
ッチ１９に供給し、太陽電池１を短絡する。これによっ
て太陽電池１からの供給が停止するので、蓄電装置１３
および処理部９には第３の基準電圧Ｖ３以上の電圧が印
加されず、過電圧に対し安全に保護できる。その後、太
陽電池１に照射される光が弱まり、時刻ｔ５に充電電圧
Ｖscが第３の基準電圧Ｖ３以下になると制御信号φ２が
解除され、リミットスイッチ１９はオフされる。そし
て、太陽電池１が発電を停止し電力が供給されない状態
が継続すると、蓄電装置１３から放電された電力が電力
制御部２０を介して処理装置９に供給され、出力電圧Ｖ
ssが維持される。この間、蓄電装置１３は放電を続ける
ので、充電電圧Ｖscは徐々に低下する。
【００１８】時刻ｔ６に充電電圧Ｖscが第２の基準電圧
Ｖ２以下になると、制御部３０から制御信号φ１が昇圧
部４０に供給され、昇圧部４０は充電電圧Ｖscの昇圧を
開始し、出力電圧Ｖssを第２の基準電圧Ｖ２以上に保持
する。従って、充電電圧Ｖscが一点鎖線で示すように第
２の基準電圧以下になっても出力電圧Ｖssは実線で示す
ように昇圧部４０によって７段階に昇圧され、図示した
ように第２の基準電圧以上に保持されるので処理装置９
は継続して稼動する。
Ｖ２以下になると、制御部３０から制御信号φ１が昇圧
部４０に供給され、昇圧部４０は充電電圧Ｖscの昇圧を
開始し、出力電圧Ｖssを第２の基準電圧Ｖ２以上に保持
する。従って、充電電圧Ｖscが一点鎖線で示すように第
２の基準電圧以下になっても出力電圧Ｖssは実線で示す
ように昇圧部４０によって７段階に昇圧され、図示した
ように第２の基準電圧以上に保持されるので処理装置９
は継続して稼動する。
【００１９】このまま太陽電池１によって発電が行われ
ずに放置されると、時刻ｔ７に充電電圧Ｖscが第１の基
準電圧以下になってしまい処理装置９は停止してしま
う。しかしながら、時刻ｔ７以前に太陽電池１が発電を
開始し、電力が供給されれば再び充電電圧Ｖscは上昇
し、時刻ｔ８に第２の基準電圧に達して制御信号φ１を
解除し、昇圧部４０を停止することができる。
ずに放置されると、時刻ｔ７に充電電圧Ｖscが第１の基
準電圧以下になってしまい処理装置９は停止してしま
う。しかしながら、時刻ｔ７以前に太陽電池１が発電を
開始し、電力が供給されれば再び充電電圧Ｖscは上昇
し、時刻ｔ８に第２の基準電圧に達して制御信号φ１を
解除し、昇圧部４０を停止することができる。
【００２０】これに対し、昇圧部４０を用いない場合
は、破線で示すように充電電圧Ｖsc’が第２の基準電圧
Ｖ２以下になった時刻ｔ６に出力電圧Ｖss’も第２の基
準電圧Ｖ２以下になってしまい、処理装置９は作動を停
止してしまう。従って、再び光が太陽電池１に照射され
ても、計時装置の表示は狂っており、信頼できない時刻
となってしまう。
は、破線で示すように充電電圧Ｖsc’が第２の基準電圧
Ｖ２以下になった時刻ｔ６に出力電圧Ｖss’も第２の基
準電圧Ｖ２以下になってしまい、処理装置９は作動を停
止してしまう。従って、再び光が太陽電池１に照射され
ても、計時装置の表示は狂っており、信頼できない時刻
となってしまう。
【００２１】このように、本例の電子装置１０は、太陽
光にあてられずに放置されても時刻ｔ７までは継続して
動作し、信頼できる表示が得られ、さらに、時刻ｔ７ま
での間に発電が再開されれば処理装置はさらに継続して
動作可能である。これに対し、昇圧部４０を用いない場
合は、時刻ｔ７以前の充電電圧Ｖscが第２の基準電圧Ｖ
２以下になった時刻ｔ６で処理装置は停止してしまい、
処理装置が作動可能な持続時間が非常に短くなる。
光にあてられずに放置されても時刻ｔ７までは継続して
動作し、信頼できる表示が得られ、さらに、時刻ｔ７ま
での間に発電が再開されれば処理装置はさらに継続して
動作可能である。これに対し、昇圧部４０を用いない場
合は、時刻ｔ７以前の充電電圧Ｖscが第２の基準電圧Ｖ
２以下になった時刻ｔ６で処理装置は停止してしまい、
処理装置が作動可能な持続時間が非常に短くなる。
【００２２】以上に説明したように、本例の電子装置１
０の電力制御装置２０においては、昇圧部４０を用いて
蓄電装置１３の充電電圧Ｖscが低い場合であっても処理
装置９の動作に必要な出力電圧Ｖssを確保できるように
している。そして、蓄電装置１３が放電してしまった
後、すなわち、いったん処理装置が停止してしまった後
に充電を行う場合は、昇圧部４０を用いずに蓄電装置１
３を早急に充電させ、安定した電圧が早期に得られるよ
うにしている。一方、処理装置がスタートした後は、昇
圧部４０を用いて充電電圧Ｖscが低下しても十分な出力
電圧Ｖssを確保し、できるかぎり処理装置９を継続して
作動させるようにしている。さらに、このような条件を
充電電圧Ｖscを第１および第２の基準電圧と比較するこ
とによって判断し、簡易な制御回路によって実現できる
ようにしている。従って、本例の電力制御装置２０を採
用することにより、小型で携帯に適した腕時計装置など
に収納可能な限られた容量の蓄電装置と、太陽電池のよ
うに出力が必ずしも安定していない発電装置を用いて、
いったん処理装置において処理がスタート可能になれば
安定した信頼度の高い処理が長時間にわたって得られる
電子機器を実現することができる。
０の電力制御装置２０においては、昇圧部４０を用いて
蓄電装置１３の充電電圧Ｖscが低い場合であっても処理
装置９の動作に必要な出力電圧Ｖssを確保できるように
している。そして、蓄電装置１３が放電してしまった
後、すなわち、いったん処理装置が停止してしまった後
に充電を行う場合は、昇圧部４０を用いずに蓄電装置１
３を早急に充電させ、安定した電圧が早期に得られるよ
うにしている。一方、処理装置がスタートした後は、昇
圧部４０を用いて充電電圧Ｖscが低下しても十分な出力
電圧Ｖssを確保し、できるかぎり処理装置９を継続して
作動させるようにしている。さらに、このような条件を
充電電圧Ｖscを第１および第２の基準電圧と比較するこ
とによって判断し、簡易な制御回路によって実現できる
ようにしている。従って、本例の電力制御装置２０を採
用することにより、小型で携帯に適した腕時計装置など
に収納可能な限られた容量の蓄電装置と、太陽電池のよ
うに出力が必ずしも安定していない発電装置を用いて、
いったん処理装置において処理がスタート可能になれば
安定した信頼度の高い処理が長時間にわたって得られる
電子機器を実現することができる。
【００２３】なお、本例においては、発電装置として太
陽電池を用いているが、重りの運動によってロータを回
転させて発電を行う発電装置など、供給されるエネルギ
ー密度の安定しない発電装置を備えた発電装置や電子機
器にももちろん適しており、これらの発電装置によって
発電された電力を蓄電装置に充電あるいは放電しながら
長時間にわたって処理装置を安定して作動させることが
できる。
陽電池を用いているが、重りの運動によってロータを回
転させて発電を行う発電装置など、供給されるエネルギ
ー密度の安定しない発電装置を備えた発電装置や電子機
器にももちろん適しており、これらの発電装置によって
発電された電力を蓄電装置に充電あるいは放電しながら
長時間にわたって処理装置を安定して作動させることが
できる。
【００２４】また、本発明は上記の実施例で説明した時
計機能を備えた電子機器に限定されるものではなく、ペ
ージャー、電話機、無線機、補聴器、万歩計、電卓、電
子手帳などの情報端末、ＩＣカード、ラジオ受信機など
の電力を消費して動作する様々な処理装置を組み込むこ
とができる。
計機能を備えた電子機器に限定されるものではなく、ペ
ージャー、電話機、無線機、補聴器、万歩計、電卓、電
子手帳などの情報端末、ＩＣカード、ラジオ受信機など
の電力を消費して動作する様々な処理装置を組み込むこ
とができる。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電力制
御装置は、昇圧手段を用いて蓄電装置の充電電圧が低い
ときでも十分な出力電圧を確保できる装置であり、さら
に、蓄電装置が放電してしまった後は昇圧手段を作動さ
せずに所定の電圧まで充電を行い、安定した電圧を早急
に確保できるようにしている。従って、本発明の電力制
御装置を用いることにより、限られた容量の蓄電装置
と、太陽電池のように出力が必ずしも安定していない発
電装置を用いて、電力消費装置が長時間にわたって安定
した動作を行える発電装置を提供できる。さらに、安心
して使用でき、信頼性の高い処理能力を得られる電子機
器を提供できる。
御装置は、昇圧手段を用いて蓄電装置の充電電圧が低い
ときでも十分な出力電圧を確保できる装置であり、さら
に、蓄電装置が放電してしまった後は昇圧手段を作動さ
せずに所定の電圧まで充電を行い、安定した電圧を早急
に確保できるようにしている。従って、本発明の電力制
御装置を用いることにより、限られた容量の蓄電装置
と、太陽電池のように出力が必ずしも安定していない発
電装置を用いて、電力消費装置が長時間にわたって安定
した動作を行える発電装置を提供できる。さらに、安心
して使用でき、信頼性の高い処理能力を得られる電子機
器を提供できる。
【図１】本発明に係る電力制御部を備えてた電子機器の
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す制御部の構成例を示す回路図であ
る。
る。
【図３】図１に示す昇圧部の構成例を示す回路図であ
る。
る。
【図４】図３に示すスイッチのスイッチング状態を示す
図である。
図である。
【図５】図１に示す電子機器における充電電圧Ｖscおよ
び出力電圧Ｖssが変化する様子を示す図である。
び出力電圧Ｖssが変化する様子を示す図である。
１・・太陽電池
３・・補助コンデンサ
１０・・電子機器
１３・・蓄電装置
１９・・リミットスイッチ
２０・・電力制御部
３０・・制御部
４０・・昇圧部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−210828（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−33231（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−160394（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−286785（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−17831（ＪＰ，Ｕ)
実開 平５−80141（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 1/00 304
H02J 7/35
G04G 1/00
G04C 1/00
Claims (6)
- 【請求項１】 外部からの電力により充電される蓄電装
置の出力を昇圧手段を介して昇圧し、電力消費装置に供
給する電力制御装置の制御方法において、 前記昇圧手段は、第１の基準電圧を前記電力消費装置が
稼動可能な第２の基準電圧に少なくとも昇圧可能であ
り、 前記蓄電装置の充電電圧が前記第１の基準電圧以下の状
態から前記第２の基準電圧以上に上昇する間は前記昇圧
手段を停止し、 前記充電電圧が前記第２の基準電圧以上の状態から該第
２の基準電圧以下に降下したときは前記昇圧手段を稼動
させることを特徴とする電力制御方法。 - 【請求項２】 外部からの電力によって充電可能な蓄電
装置の出力を電力消費装置に供給する供給手段と、 前記蓄電装置の充電電圧を検出する検出手段と、 前記充電電圧が第１の基準電圧のときに前記蓄電装置の
出力を前記電力消費装置が稼動可能な第２の基準電圧以
上に少なくとも昇圧可能な昇圧手段と、 前記充電電圧が前記第１の基準電圧以下の状態から前記
第２の基準電圧以上になる間は前記昇圧手段を停止し、
前記充電電圧が前記第２の基準電圧以上の状態から該第
２の基準電圧以下に降下したときに前記昇圧手段を稼動
させる制御手段とを有することを特徴とする電力制御装
置。 - 【請求項３】 不連続に供給されるエネルギーを電力に
変換して出力可能な発電部と、 前記電力を充放電可能な蓄電装置と、 この蓄電装置の出力を電力消費装置に供給する供給手段
と、 前記蓄電装置の充電電圧を検出する検出手段と、 前記充電電圧が第１の基準電圧のときに前記蓄電装置の
出力を前記電力消費装置が稼動可能な第２の基準電圧以
上に少なくとも昇圧可能な昇圧手段と、 前記充電電圧が前記第１の基準電圧以下の状態から前記
第２の基準電圧以上になる間は前記昇圧手段を停止し、
前記充電電圧が前記第２の基準電圧以上の状態から該第
２の基準電圧以下に降下したときに前記昇圧手段を稼動
させる制御手段とを有することを特徴とする発電装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記発電部は太陽電
池であることを特徴とする発電装置。 - 【請求項５】 請求項３において、前記発電部は重りの
運動エネルギーを直流電力に変換することを特徴とする
発電装置。 - 【請求項６】 不連続に供給されるエネルギーを電力に
変換して出力可能な発電部と、 前記電力を充放電可能な蓄電装置と、 前記電力によって動作する電子処理装置と、 前記蓄電装置の出力を前記電子処理装置に供給する供給
手段と、 前記蓄電装置の充電電圧を検出する検出手段と、 前記充電電圧が第１の基準電圧のときに前記蓄電装置の
出力を前記電子処理装置が稼動可能な第２の基準電圧以
上に少なくとも昇圧可能な昇圧手段と、 前記充電電圧が前記第１の基準電圧以下の状態から前記
第２の基準電圧以上になる間は前記昇圧手段を停止し、
前記充電電圧が前記第２の基準電圧以上の状態から該第
２の基準電圧以下に降下したときに前記昇圧手段を稼動
させる制御手段とを有することを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07764696A JP3467962B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 電力制御方法、電力制御装置、発電装置および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07764696A JP3467962B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 電力制御方法、電力制御装置、発電装置および電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09271139A JPH09271139A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3467962B2 true JP3467962B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=13639666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07764696A Expired - Lifetime JP3467962B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 電力制御方法、電力制御装置、発電装置および電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467962B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3657445B2 (ja) * | 1998-01-28 | 2005-06-08 | セイコーインスツル株式会社 | 電子機器 |
| JP4590870B2 (ja) * | 2004-01-15 | 2010-12-01 | ソニー株式会社 | 発光表示装置及びこの発光表示装置を具備する携帯装置及び発光表示装置の駆動方法 |
| JP2010117961A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 表示機能付きｉｃカード |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07764696A patent/JP3467962B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09271139A (ja) | 1997-10-14 |
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