JP3525644B2 - Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device - Google Patents

Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device

Info

Publication number
JP3525644B2
JP3525644B2 JP26339096A JP26339096A JP3525644B2 JP 3525644 B2 JP3525644 B2 JP 3525644B2 JP 26339096 A JP26339096 A JP 26339096A JP 26339096 A JP26339096 A JP 26339096A JP 3525644 B2 JP3525644 B2 JP 3525644B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
storage means
power supply
voltage
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26339096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10111371A (en
Inventor
理 高橋
信二 中宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP26339096A priority Critical patent/JP3525644B2/en
Publication of JPH10111371A publication Critical patent/JPH10111371A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3525644B2 publication Critical patent/JP3525644B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転錘によって電
磁発電機を回転駆動して発電したり、圧電素子を振動さ
せて発電を行うなどの交流発電装置の出力を用いて計時
装置などの処理装置を稼動できる電子機器、発電装置お
よび電力供給装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process such as a timing device using the output of an AC power generator such as an electromagnetic generator driven to rotate by a rotary weight to generate power or a piezoelectric element vibrating to generate power. The present invention relates to an electronic device, a power generation device, and a power supply device that can operate the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】腕時計装置のような小型で携帯に適した
電子機器において、発電装置を内蔵することによって電
池の交換をなくし、あるいは電池自体を無くすことがで
きる携帯型の電子機器が考案され、実用化されている。
図13に、その一例として発電装置1を内蔵した腕時計
装置10の概略構成を示してある。この携帯型電子機器
(腕時計装置)10においては、腕時計装置のケース内
で旋回運動を行う回転錘13と、回転錘13の回転運動
を電磁発電機に伝達する輪列機構18と、電磁発電機1
2を構成するロータ14およびステータ15を備えてお
り、2極磁化されたディスク状のロータ14が回転する
とステータ15の出力用コイル19に起電力が発生し、
交流出力が取り出せるようになっている。さらに、この
携帯型電子機器10は、発電装置1から出力された交流
を整流し、その電力を大容量コンデンサ5に蓄える電力
供給装置20と、この電力供給装置20からの電力によ
って動作する処理装置6を備えている。従って、電池が
なくても処理装置6を継続して動作させることができ、
何時でも何処でも処理装置を使え、さらに、電池の廃棄
などに伴う問題も除くことができる電子機器である。
2. Description of the Related Art In a small and portable electronic device such as a wristwatch device, a portable electronic device has been devised in which a power generator is built in to eliminate replacement of a battery or to eliminate the battery itself. It has been put to practical use.
FIG. 13 shows a schematic configuration of a wristwatch device 10 incorporating the power generator 1 as an example. In this portable electronic device (wristwatch device) 10, a rotary weight 13 that makes a turning motion in the case of the wristwatch device, a train wheel mechanism 18 that transmits the rotary motion of the rotary weight 13 to an electromagnetic generator, and an electromagnetic generator. 1
2 includes a rotor 14 and a stator 15, and when the two-pole magnetized disk-shaped rotor 14 rotates, an electromotive force is generated in the output coil 19 of the stator 15,
AC output can be taken out. Further, the portable electronic device 10 rectifies the alternating current output from the power generation device 1 and stores the electric power in the large-capacity capacitor 5, and a processing device operated by the electric power from the power supply device 20. 6 is provided. Therefore, the processing device 6 can be continuously operated without a battery,
It is an electronic device that can use the processing device anytime and anywhere and can eliminate the problems associated with battery disposal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この電池機器の発電装
置1から供給される電力は交流電力であるので、大容量
コンデンサ5に充電し、また、ICなどを備えた処理装
置6の作動電力とするためには整流して直流電力に変換
する必要がある。このため、電力供給装置20は複数の
ダイオード3をブリッジに接続した全波整流を行う整流
回路2を備えている。これらのダイオード3としてシリ
コンダイオードが用いられていると、図14に示すよう
に順方向の電流Ifに対して0.5〜0.6V程度の順
方向電圧Vfが発生する。このため、発電装置1から供
給された電力W1を整流回路2によって整流して得られ
る出力電力W2は、整流回路2を構成するダイオードの
順方向電圧Vfの損失を考慮すると次のようになる。
Since the electric power supplied from the power generator 1 of this battery device is AC power, it charges the large-capacity capacitor 5 and the operating power of the processing device 6 having an IC or the like. In order to do so, it is necessary to rectify and convert to DC power. Therefore, the power supply device 20 includes the rectifier circuit 2 that performs full-wave rectification by connecting the plurality of diodes 3 to the bridge. When silicon diodes are used as these diodes 3, a forward voltage Vf of about 0.5 to 0.6 V is generated with respect to the forward current If, as shown in FIG. Therefore, the output power W2 obtained by rectifying the power W1 supplied from the power generation device 1 by the rectifier circuit 2 is as follows in consideration of the loss of the forward voltage Vf of the diode forming the rectifier circuit 2.

【0004】 W2 = ηc× W1 ・・・(1) ηc = V2/(V2+2×Vf) ・・・(2) ここでηcは充電時の整流効率、V2は出力電圧であ
り、図13に示した回路においては大容量コンデンサ5
の充電電圧に対応する。
W2 = ηc × W1 (1) ηc = V2 / (V2 + 2 × Vf) (2) where ηc is the rectification efficiency during charging and V2 is the output voltage, which is shown in FIG. Large capacitors 5
Corresponding to the charging voltage of.

【0005】処理装置6の作動電圧は、ICなどの低電
圧駆動化が進んでいるため、例えば、0.9〜1.0V
程度でスタートさせることが可能である。従って、大容
量コンデンサ5の電圧は1.5〜2V程度に選択されて
おり、これに対し0.5〜0.6V程度の順方向電圧V
fを考慮すると整流効率ηcは、0.6あるいはそれ以
下の値となってしまう。従って、整流効率ηcを向上す
るためには順方向電圧Vfを低減することが望ましい。
The operating voltage of the processing device 6 is, for example, 0.9 to 1.0 V, because low voltage driving of ICs and the like is progressing.
It is possible to start with a degree. Therefore, the voltage of the large-capacity capacitor 5 is selected to be about 1.5 to 2V, whereas the forward voltage V of about 0.5 to 0.6V is selected.
Considering f, the rectification efficiency ηc becomes a value of 0.6 or less. Therefore, it is desirable to reduce the forward voltage Vf in order to improve the rectification efficiency ηc.

【0006】これに対し、半波整流であれば1つのダイ
オードで整流回路を構成できる。従って、順方向電圧V
fによる損失は小さくなり、上記と同程度の順方向電圧
Vfを備えたダイオードを用いた場合は0.7あるいは
それ以上の整流効率ηcを得ることができる。しかしな
がら、半波整流の場合は、交流電力の2成分のうち、一
方の成分しか直流電力として得ることができない。この
ため、電力供給装置から出力できる電力は減少してしま
う。従って、電力供給装置から出力できる電力が減少し
てしまう。
On the other hand, in the case of half-wave rectification, one diode can form a rectification circuit. Therefore, the forward voltage V
The loss due to f is small, and a rectification efficiency ηc of 0.7 or more can be obtained when a diode having the same forward voltage Vf as that described above is used. However, in the case of half-wave rectification, only one of the two components of AC power can be obtained as DC power. Therefore, the power that can be output from the power supply device is reduced. Therefore, the power that can be output from the power supply device decreases.

【0007】そこで、本発明においては、整流効率が高
く、さらに、大きな出力電力も得られる電力供給装置を
提供することを目的としている。また、入力端に供給さ
れた電力を高い効率で整流して出力端に提供できるモー
ドに加え、出力端に接続された処理装置の稼働可能な電
圧に合わせて昇圧整流できるモードも備えた電力供給装
置およびその制御方法を提供することも目的としてい
る。さらに、出力端の電圧が上昇した場合でも、より大
きな電力を出力できるモードを選択できる電力供給装置
およびその制御方法を提供することを目的としている。
さらに、本発明の電力供給装置を用いて発電機からの電
力を効率良く出力できる発電装置を提供することを目的
としている。特に、携帯型などの小型で安定した出力が
得られない発電機からの電力を効率良く整流し、安定し
た電力として出力できる電力供給装置および発電装置を
提供することを目的としている。そして、このような高
効率の発電装置を処理装置と共に搭載することにより、
電池の交換なく、いつでも何処でも使用できる携帯に適
した電子機器を提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply device which has a high rectification efficiency and can obtain a large output power. In addition to the mode that can rectify the power supplied to the input terminal with high efficiency and provide it to the output terminal, the power supply also has the mode that can boost rectify according to the operable voltage of the processing device connected to the output terminal. It is also an object to provide an apparatus and a control method thereof. Further, it is an object of the present invention to provide a power supply device and a control method thereof that can select a mode in which a larger power can be output even when the voltage at the output end increases.
Further, another object of the present invention is to provide a power generation device that can efficiently output power from a power generator using the power supply device of the present invention. In particular, it is an object of the present invention to provide a power supply device and a power generation device that can efficiently rectify electric power from a small-sized generator such as a portable type that cannot obtain stable output and output the electric power as stable electric power. And by mounting such a highly efficient power generator together with the processing device,
It is an object of the present invention to provide a portable electronic device that can be used anytime and anywhere without changing batteries.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明においては、半波
整流を行ってその電力を蓄電する手段を2つ設け、交流
電力の2つの交流成分のそれぞれを半波整流し、それら
を合成することによってダイオードの順方向電圧による
損失を低減し、さらに、全波整流より効率良く電力を出
力できるようにしている。すなわち、本発明の電力供給
装置は、交流電力が入力される入力端と、前記交流電力
の第1の交流成分を半波整流して第1の蓄電手段に充電
する第1の整流手段と、前記交流電力の第2の交流成分
を半波整流して第2の蓄電手段に充電する第2の整流手
段と、前記第1および第2の蓄電手段の少なくとも一方
に接続された出力端とを有する電力供給装置であって、
前記第2の蓄電手段から前記第1の蓄電手段に電荷を転
送する補助蓄電手段を有する。また、本発明の電力供給
方法は、交流電力の第1の交流成分を半波整流して第1
の蓄電手段に充電し、前記交流電力の第2の交流成分を
半波整流して第2の蓄電手段に充電し、前記第2の蓄電
手段から前記第1の蓄電手段に電荷を転送し、前記第1
の蓄電手段に蓄積された電力を出力することを特徴とす
る。本発明の電力供給装置においては、交流電力の第1
の交流成分を半波整流して第1の蓄電手段に充電し、第
2の交流成分を半波整流して第2の蓄電手段に充電し、
第1および第2の蓄電手段に蓄積された電力を出力する
ことができる。第1および第2の蓄電手段のそれぞれに
は1つのダイオードを通して半波整流された電力が充電
されるので、ダイオードの順方向電圧による損失は全波
整流のほぼ半分程度に低減される。また、第1および第
2の蓄電手段に交流電力の第1および第2の交流成分の
それぞれが半波整流されて充電されるので、第1および
第2の蓄電手段に蓄積された電力を出力することによ
り、交流電力の双方の成分を整流して出力することがで
き、全波整流より大きな電力を効率良く出力することが
できる。
In the present invention, two means for carrying out half-wave rectification to store the electric power are provided, and each of the two AC components of the AC power is half-wave rectified and then combined. As a result, the loss due to the forward voltage of the diode is reduced, and moreover, electric power can be output more efficiently than full-wave rectification. That is, the power supply apparatus of the present invention includes an input terminal to which AC power is input, and a first rectifying unit that half-wave rectifies the first AC component of the AC power to charge the first power storage unit. A second rectifying unit that half-wave rectifies the second AC component of the AC power to charge the second power storage unit, and an output terminal connected to at least one of the first and second power storage units. A power supply device having
It has auxiliary storage means for transferring electric charges from the second storage means to the first storage means. Further, the power supply method of the present invention performs half-wave rectification on the first AC component of AC power to generate the first AC component.
Charging the second AC component of the AC power by half-wave rectifying the second AC component to charge the second power storage unit, and transferring the electric charge from the second power storage unit to the first power storage unit, The first
The electric power stored in the power storage means is output. In the power supply device of the present invention, the first AC power
Half-wave rectifying the AC component of to charge the first power storage means, and half-wave rectifying the second AC component to charge the second power storage means,
Electric power stored in the first and second power storage means can be output. Since each of the first and second power storage means is charged with electric power that is half-wave rectified through one diode, the loss due to the forward voltage of the diode is reduced to about half of full-wave rectification. In addition, since the first and second AC components of the AC power are half-wave rectified and charged in the first and second power storage units, the power stored in the first and second power storage units is output. By doing so, both components of AC power can be rectified and output, and power larger than full-wave rectification can be output efficiently.

【0009】交流電力の周波数に合わせてスイッチング
を行い、それぞれの交流成分を半波整流して1つの蓄電
手段に充電することも可能である。しかしながら、ユー
ザーの動きや自然界の運動エネルギーなどによって発電
を行う発電装置では、周波数が一定にならないのでスイ
ッチング制御が困難である。また、周波数が高いとスイ
ッチングによる損失も大きくなる。これに対し、本発明
の電力供給装置および電力供給方法においては、それぞ
れの交流成分を第1および第2の蓄電手段に充電するよ
うにしているので、交流の周波数に合わせたスイッチン
グ操作を行わずに双方の交流成分を半波整流して蓄電手
段に蓄えることができる。従って、周波数に伴った制御
は不要であり、電力供給装置を簡易な構成で安価に小型
化できる。また、スイッチングによる損失が少ないので
効率良く交流電力を蓄電手段に充電することができる。
It is also possible to perform switching in accordance with the frequency of AC power, half-wave rectify each AC component, and charge one storage means. However, it is difficult to perform switching control in a power generation device that generates power by movement of a user or kinetic energy in the natural world because the frequency is not constant. Moreover, when the frequency is high, the loss due to switching also increases. On the other hand, in the power supply device and the power supply method of the present invention, since the respective alternating current components are charged in the first and second power storage means, the switching operation according to the frequency of the alternating current is not performed. Further, both AC components can be half-wave rectified and stored in the storage means. Therefore, control according to the frequency is not necessary, and the power supply device can be inexpensively downsized with a simple configuration. Further, since the loss due to switching is small, it is possible to efficiently charge the storage means with AC power.

【0010】第1および第2の蓄電手段にそれぞれ充電
された電力を出力端から供給するには、適当なタイミン
グで一方の蓄電手段、例えば第2の蓄電手段の電力を第
1の蓄電手段に転送し、第1の蓄電手段にいったん充電
した後に出力端から出力する方法や、第1および第2の
蓄電手段に対し適当なタイミングで出力端を接続し、そ
れぞれの蓄電手段に充電された電力を出力する方法があ
る。第2の蓄電手段の電力を第1の蓄電手段に転送する
には、出力端と接続された第1の蓄電手段に対し第2の
蓄電手段から電荷を転送する補助蓄電手段を用いること
ができる。さらに、本発明の電力供給装置は、前記第2
の蓄電手段の充電電圧が前記第1の蓄電手段の充電電圧
より高いときに前記補助蓄電手段の接続を切り替えるこ
とにより電力を転送可能とする接続手段を有することを
特徴とする。これにより、第1の蓄電手段からの電荷の
流出を防止することができる。
In order to supply the electric power charged in each of the first and second power storage means from the output end, the power of one power storage means, for example, the second power storage means, is supplied to the first power storage means at an appropriate timing. A method of transferring and first charging the first power storage means and then outputting from the output end, or connecting the output ends to the first and second power storage means at appropriate timings, and charging the power stored in each power storage means There is a way to output. In order to transfer the electric power of the second power storage means to the first power storage means, an auxiliary power storage means for transferring the electric charge from the second power storage means to the first power storage means connected to the output terminal can be used. . Further, the power supply device of the present invention is the second
When the charging voltage of the electric storage means is higher than the charging voltage of the first electric storage means, the electric storage device is provided with connection means capable of transferring electric power by switching the connection of the auxiliary electric storage means. This can prevent the outflow of electric charges from the first power storage unit.

【0011】また、本発明の電力供給装置は、前記出力
端は前記第1の蓄電手段に接続されており、前記第2の
蓄電手段の充電電圧が前記第1の蓄電手段の充電電圧よ
り高くなったときに前記第2の蓄電手段を前記入力端か
ら切り離して前記第1の蓄電手段と並列に接続する接続
手段を有することを特徴とする。これにより、第2の蓄
電手段の電力を第1の蓄電手段に転送することができ
る。
Further, in the power supply apparatus of the present invention, the output end is connected to the first storage means, and the charging voltage of the second storage means is higher than the charging voltage of the first storage means. It is characterized by having a connecting means for disconnecting the second power storage means from the input end and connecting the second power storage means in parallel with the first power storage means. Thereby, the electric power of the second power storage unit can be transferred to the first power storage unit.

【0012】さらに、本発明の電力供給装置は、前記第
1および第2の蓄電手段の充電電圧の高い方に前記出力
端を接続する接続手段を有することを特徴とする。ま
た、第1および第2の蓄電手段に接続を切り替える際の
電力変動を防止するためには、出力端と並列に接続され
た補助蓄電手段を設けることが望ましい。さらに、本発
明の電力供給装置は、前記接続手段と前記補助蓄電手段
が抵抗成分を介して接続されていることを特徴とする。
Further, the power supply device of the present invention is characterized by further comprising connecting means for connecting the output terminal to the one having a higher charging voltage of the first and second power storage means. Further, in order to prevent power fluctuation when switching the connection to the first and second power storage means, it is desirable to provide an auxiliary power storage means connected in parallel with the output end. Further, the power supply device of the present invention is characterized in that the connecting means and the auxiliary storage means are connected via a resistance component.

【0013】これら第1および第2の蓄電手段は、第1
および第2の整流手段によって充電されている状態で
は、相互に直列に接続された状態となる。従って、各々
の蓄電手段の充電電圧を計測することが難しい。そこ
で、本発明の電力供給装置は、前記接続手段は、前記第
1の蓄電手段の第1の充電電圧と、前記第1および第2
の蓄電手段が直列に接続された合成電圧を抵抗分割して
得られた第2の充電電圧とを比較する比較手段を備えて
いることを特徴とする。さらに、前記第2の充電電圧
は、前記合成電圧を不均等に分割して得られた電圧であ
ることを特徴とする。従って、第1および第2の充電電
圧を比較するのと等価の結果が得られるようにしてい
る。均等な2つの抵抗を用いて合成電圧を分割すれば、
第1および第2の充電電圧を直に比較するのと等しい結
果が得られる。また、不均等に抵抗分割することによ
り、バイアスを設けた比較結果が得られる。第2の蓄電
手段から第1の蓄電手段に電荷を転送する場合は、バイ
アスを設けた方が電荷の転送効率が高く、また、転送頻
度を低減できる。また、第1および第2の蓄電手段に対
し出力端を切り替えて接続する場合も、バイアスを設け
た方が接続の切替頻度を低減できる。
These first and second power storage means are the first
And, in the state of being charged by the second rectifying means, they are connected in series with each other. Therefore, it is difficult to measure the charging voltage of each power storage unit. Therefore, in the power supply device of the present invention, the connection means is configured to have the first charging voltage of the first power storage means and the first and second charging voltages.
The storage means is provided with a comparison means for comparing the combined voltage connected in series with the second charging voltage obtained by resistance division. Further, the second charging voltage is a voltage obtained by unevenly dividing the combined voltage. Therefore, the result equivalent to comparing the first and second charging voltages is obtained. If you divide the combined voltage using two equal resistors,
The result is equivalent to a direct comparison of the first and second charging voltages. Further, the resistances are unevenly divided to obtain a comparison result with a bias. When the charge is transferred from the second power storage unit to the first power storage unit, the bias is provided so that the charge transfer efficiency is higher and the transfer frequency can be reduced. Further, even when the output terminals are switched and connected to the first and second power storage means, it is possible to reduce the connection switching frequency by providing the bias.

【0014】さらに、本発明の電力供給装置は、前記第
1および第2の蓄電手段の少なくともいずれかに前記出
力端を並列に接続する第1のモード、いわゆるW(ダブ
ル)半波整流モードと、前記第1および第2の蓄電手段
を前記出力端に対し直列に接続する第2のモード、いわ
ゆる昇圧整流モードとを備えた接続手段を有する。 さ
らに、前記接続手段は、前記入力端の電圧(入力電圧)
が所定の値より低いときに前記第2のモードを選択する
ことを特徴とする。これにより、処理装置を稼働できる
高い電圧の出力を得ることができる。また、本発明の電
力供給装置は、前記接続手段は、前記出力端の電圧が所
定の値より高いときに前記第2のモードを選択すること
を特徴とする。これにより、出力端の電圧(出力電圧)
が所定の値を越えて昇圧整流の方が電力を出力できる場
合は、第2のモードを選択するようにすることができ
る。
Further, the power supply apparatus of the present invention is provided with a first mode in which the output end is connected in parallel to at least one of the first and second power storage means, a so-called W (double) half-wave rectification mode. , A connection means having a second mode for connecting the first and second power storage means in series to the output end, a so-called boost rectification mode. Furthermore, the connection means is configured to detect the voltage at the input terminal (input voltage).
Is smaller than a predetermined value, the second mode is selected. Thereby, it is possible to obtain a high voltage output capable of operating the processing device. Further, the power supply device of the present invention is characterized in that the connection means selects the second mode when the voltage at the output end is higher than a predetermined value. As a result, the voltage at the output end (output voltage)
When the voltage exceeds the predetermined value and the boost rectification can output electric power, the second mode can be selected.

【0015】本発明の電力供給装置の制御方法は、入力
された交流電力の第1の交流成分を半波整流して第1の
蓄電手段に充電し、第2の交流成分を半波整流して第2
の蓄電手段に充電し、前記第1および第2の蓄電手段に
蓄えられた電力を出力端に供給する電力供給装置の制御
方法であって、次のステップを有することを特徴とす
る。さらに、マイコンなどを用いて電力供給回路の制御
を行う場合は次のステップを備えたソフトウェアを格納
したROMなどのコンピュータに読み取り可能な媒体に
よって提供することができる。 1.前記第1および第2の蓄電手段の少なくともいずれ
かに前記出力端を並列に接続する第1のステップ。 2.前記第1および第2の蓄電手段を前記出力端に直列
に接続する第2のステップ。
According to the control method of the power supply device of the present invention, the first AC component of the input AC power is half-wave rectified to charge the first storage means and the second AC component is half-wave rectified. Second
The method for controlling an electric power supply device for charging the electric storage means, and supplying the electric power stored in the first and second electric storage means to the output end, comprising the following steps. Further, when the power supply circuit is controlled using a microcomputer or the like, it can be provided by a computer-readable medium such as a ROM storing software including the following steps. 1. A first step of connecting the output end to at least one of the first and second power storage means in parallel. 2. A second step of connecting the first and second power storage means in series to the output end.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】本発明の電力供給装置の入力端に、回転型
や振動型などの交流電力を供給可能な発電手段を接続す
ることにより、整流効率が高く、出力電力の大きな発電
装置を提供することができる。従って、本発明の電力供
給装置を採用することにより、その出力端に接続された
処理装置に対し効率良く安定した電力を供給することが
できる。このため、処理装置と共に本発明の発電装置を
搭載することにより、何時でも何処でも計時装置などの
処理装置の機能を発揮させられる携帯に適した電子機器
を提供できる。
To provide a power generation device having high rectification efficiency and large output power by connecting a power generation means capable of supplying AC power of a rotary type or a vibration type to the input end of the power supply device of the present invention. You can Therefore, by adopting the power supply device of the present invention, it is possible to efficiently and stably supply power to the processing device connected to the output end thereof. Therefore, by mounting the power generation device of the present invention together with the processing device, it is possible to provide an electronic device suitable for carrying, which can exhibit the functions of the processing device such as the timing device anytime and anywhere.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

〔第1の実施の形態〕以下に図面を参照して本発明をさ
らに詳しく説明する。図1に本発明に係る発電装置を備
えた腕時計装置などの電子機器の概要を示してある。本
例の電子機器10は、発電装置1と、この発電装置1か
ら入力された交流電力を整流して計時処理などの処理装
置6に供給する電力供給装置20を備えている。処理装
置6は、時計部を駆動したりアラーム処理を行うなどの
計時処理の他にラジオ、ページャあるいパソコンなどの
機能を備えているものであってももちろん良い。また、
発電装置1は、先に図13に基づき説明したような回転
錘の運動エネルギーを電気エネルギーに変換可能な回転
型の電磁発電機を備えた発電装置や、圧電素子を振動し
て発電を行う発電装置などの交流電力を供給可能な装置
を接続することができる。これらの発電装置1、電力供
給装置20および処理装置6などは平面的に重なる様に
配置されており、電子機器全体の小型化が図られてい
る。
[First Embodiment] The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an electronic device such as a wristwatch device including the power generator according to the present invention. The electronic device 10 of the present example includes a power generation device 1 and a power supply device 20 that rectifies the AC power input from the power generation device 1 and supplies the rectified AC power to a processing device 6 such as a timekeeping process. The processing device 6 may of course be provided with functions such as a radio, a pager or a personal computer in addition to the timekeeping processing such as driving the clock section and performing alarm processing. Also,
The power generator 1 includes a rotary electromagnetic generator capable of converting the kinetic energy of the rotary weight into electric energy as described above with reference to FIG. 13, and a power generator that vibrates a piezoelectric element to generate power. A device capable of supplying AC power, such as a device, can be connected. The power generation device 1, the power supply device 20, the processing device 6 and the like are arranged so as to overlap each other in a plane, and the overall size of the electronic device is reduced.

【0021】本例の電力供給装置20は、入力端21に
入力された発電装置1からの交流電力を整流して出力端
22から処理装置6に供給するために、第1および第2
の整流回路23および24を備えている。それぞれの整
流回路23および24は、半波整流を行うダイオード2
5および26と、このダイオード25および26で整流
された電力を蓄積する第1および第2のコンデンサ27
および28を備えている。第1の整流回路23のダイオ
ード25は、接地された電位Vddの側の入力端子21
aから第1のコンデンア27を介して他方の端子21b
に向かって電流の流れる方向が順方向となるように接続
されている。従って、第1のコンデンサ27には、電圧
Vddよりマイナス側の第1の交流成分が半波整流さ
れ、充電される。一方、第2の整流回路24のダイオー
ド26は、反対側の端子21bから第2のコンデンサ2
8を介して接地側の端子21aに電流が流れる方向が順
方向となっており、第2のコンデンサ28には、電圧V
ddよりプラス側の第2の交流成分が半波整流され充電
される。本例の電力供給装置20においては、第1およ
び第2の整流回路23および24のダイオード25およ
び26が接地電位Vddの側の入力端子21aに接続さ
れている。このため、それぞれの整流回路23および2
4の第1および第2のコンデンサ27および28におい
ては、第1のコンデンサ27のマイナス極側と、第2の
コンデンサのプラス極側が入力端子21bの側に共に接
続される。もちろん、ダイオード25および26の接続
位置は本例に限定されることはなく、ダイオード25お
よび26を入力端子21bの側に接続しても良く、ある
いは、ダイオード25および26をそれぞれの別の入力
端子21aあるいは21bの側に接続しても良い。
The power supply device 20 of the present embodiment has the first and second power supply units for rectifying the AC power from the power generation device 1 input to the input end 21 and supplying the rectified AC power from the output end 22 to the processing device 6.
The rectifier circuits 23 and 24 of FIG. Each of the rectifier circuits 23 and 24 includes a diode 2 that performs half-wave rectification.
5 and 26, and first and second capacitors 27 that store the power rectified by the diodes 25 and 26.
And 28. The diode 25 of the first rectifier circuit 23 has the input terminal 21 on the side of the grounded potential Vdd.
a through the first condenser 27 and the other terminal 21b
Are connected so that the direction of the current flowing toward is the forward direction. Therefore, the first AC component on the negative side of the voltage Vdd is half-wave rectified and charged in the first capacitor 27. On the other hand, the diode 26 of the second rectifier circuit 24 is connected to the second capacitor 2 from the terminal 21b on the opposite side.
The direction in which the current flows through the terminal 21a on the ground side via 8 is the forward direction, and the voltage V
The second AC component on the plus side of dd is half-wave rectified and charged. In the power supply device 20 of the present example, the diodes 25 and 26 of the first and second rectifier circuits 23 and 24 are connected to the input terminal 21a on the side of the ground potential Vdd. Therefore, the respective rectifier circuits 23 and 2
In the four first and second capacitors 27 and 28, the negative pole side of the first capacitor 27 and the positive pole side of the second capacitor are both connected to the input terminal 21b side. Of course, the connection positions of the diodes 25 and 26 are not limited to this example, and the diodes 25 and 26 may be connected to the input terminal 21b side, or the diodes 25 and 26 may be connected to different input terminals. It may be connected to the side of 21a or 21b.

【0022】本例の電力供給装置20は、上記のような
第1および第2の整流回路23および24を備えている
ので、交流電力の第1および第2の交流成分がダイオー
ド25あるいは26によってそれぞれ整流され、コンデ
ンサ27および28に充電される。従って、各々のコン
デンサ27および28に充電される電力は1つのダイオ
ード25あるいは26によって整流された電力なので、
ダイオード25あるいは26による順方向電圧Vfの損
失は図13に示した全波整流のほぼ半分に低減でき、整
流効率ηcを向上できる。さらに、通常の半波整流では
第1あるいは第2の交流成分の一方の電力のみが出力さ
れるのに対し、本例の電力供給回路20はコンデンサ2
7および28に第1および第2の交流成分が整流された
電力を蓄積することができる。従って、本例の電力供給
装置20は、これらのコンデンサ27および28の電力
を出力端22から出力することにより、第1および第2
の交流成分の双方の電力を処理装置6に供給することが
可能であり、全波整流より大きな電力を効率良く供給す
ることができる。なお、本例の腕時計装置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。
Since the power supply device 20 of this embodiment is provided with the first and second rectifying circuits 23 and 24 as described above, the first and second AC components of AC power are generated by the diode 25 or 26. Each is rectified and the capacitors 27 and 28 are charged. Therefore, since the electric power charged in each capacitor 27 and 28 is the electric power rectified by one diode 25 or 26,
The loss of the forward voltage Vf due to the diode 25 or 26 can be reduced to almost half of the full-wave rectification shown in FIG. 13, and the rectification efficiency ηc can be improved. Furthermore, in the normal half-wave rectification, only the power of one of the first and second AC components is output, whereas the power supply circuit 20 of the present example uses the capacitor 2
Electric power in which the first and second AC components are rectified can be stored in 7 and 28. Therefore, the power supply device 20 of the present example outputs the electric power of the capacitors 27 and 28 from the output end 22 so that the first and second capacitors 27 and 28 are output.
It is possible to supply both electric power of the AC component of the above to the processing device 6, and it is possible to efficiently supply electric power larger than full-wave rectification. In the wristwatch device 10 of this example, the high-voltage side Vdd is grounded to serve as a reference voltage. Therefore, in the following, the low voltage side is referred to as the output voltage, and the voltage values are all shown as absolute values for simplicity.

【0023】本例の電力供給装置20は、第1のコンデ
ンサ27と並列に出力端22を接続し、第2のコンデン
サ28に充電された電力を第1のコンデンサ27に転送
することにより、第1および第2のコンデンサ27およ
び28に充電された電力を出力できるようにしている。
このため、本例の電力供給装置20は、第2のコンデン
サ28から第1のコンデンサ27に電力を転送する転送
用コンデンサ29と、この転送コンデンサ29の接続切
り替えを行う接続回路30を備えている。接続回路30
は、転送コンデンサ29の接続を切り替えるためのスイ
ッチSW11、SW12、SW21およびSW22と、
予め設定された周期で複数のパルス信号φc1、φaお
よびφbを出力する制御回路31と、これらのパルス信
号によってスイッチSW11〜SW22を制御する制御
信号φ1およびφ2を生成する接続切替回路32と、第
1および第2のコンデンサ27および28の充電電圧V
s1およびVs2を比較する比較回路33を備えてい
る。
In the power supply device 20 of this example, the output end 22 is connected in parallel with the first capacitor 27, and the power charged in the second capacitor 28 is transferred to the first capacitor 27, The electric power charged in the first and second capacitors 27 and 28 can be output.
Therefore, the power supply device 20 of the present example includes a transfer capacitor 29 that transfers power from the second capacitor 28 to the first capacitor 27, and a connection circuit 30 that switches the connection of the transfer capacitor 29. . Connection circuit 30
Are switches SW11, SW12, SW21 and SW22 for switching the connection of the transfer capacitor 29,
A control circuit 31 that outputs a plurality of pulse signals φc1, φa, and φb in a preset cycle; a connection switching circuit 32 that generates control signals φ1 and φ2 that control the switches SW11 to SW22 by these pulse signals; Charging voltage V of the first and second capacitors 27 and 28
A comparison circuit 33 for comparing s1 and Vs2 is provided.

【0024】本例の比較回路33は、第1のコンデンサ
27の充電電圧Vs1と、第2のコンデンサ28の充電
電圧Vs2を比較するコンパレータ34を備えており、
その出力信号φvが接続切替回路32の制御信号として
供給されるようになっている。このコンパレータ34の
反転入力には充電電圧Vs1が入力され、非反転入力に
第1および第2のコンデンサ27および28の両端の電
圧を抵抗R1およびR2によって分割した電圧が入力さ
れている。上述したように、本例の電力供給装置20に
おいては、第1および第2のコンデンサ27および28
が直列な状態で接続されており、第2のコンデンサ28
の充電電圧Vs2を直に計測するためには複雑な回路が
必要となる。そこで、本例においては、充電電圧Vs1
およびVs2の平均電圧を充電電圧Vs1と比較するこ
とにより、充電電圧Vs2およびVs1を直に比較した
のと同じ結果が得られるようにしている。また、この方
法によると、充電電圧Vs1およびVs2の和を抵抗分
割する抵抗R1およびR2の値に差を設けることによ
り、充電電圧Vs1およびVs2を比較する際に適当な
バイアスを設定することが可能である。従って、充電電
圧Vs2が充電電圧Vs1より適当に高くなった後に転
送コンデンサ29の切替動作を開始することにより、転
送コンデンサ29から電荷が効率良く第1のコンデンサ
27に転送できるようにすることができる。
The comparison circuit 33 of this example comprises a comparator 34 for comparing the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27 and the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28,
The output signal φv is supplied as a control signal for the connection switching circuit 32. The charging voltage Vs1 is input to the inverting input of the comparator 34, and the voltage obtained by dividing the voltage across the first and second capacitors 27 and 28 by the resistors R1 and R2 is input to the non-inverting input. As described above, in the power supply device 20 of this example, the first and second capacitors 27 and 28 are used.
Are connected in series, and the second capacitor 28
In order to directly measure the charging voltage Vs2 of, a complicated circuit is required. Therefore, in this example, the charging voltage Vs1
By comparing the average voltage of Vs2 and Vs2 with the charging voltage Vs1, the same result as directly comparing the charging voltages Vs2 and Vs1 is obtained. Also, according to this method, by providing a difference in the values of the resistors R1 and R2 that divide the sum of the charging voltages Vs1 and Vs2 by resistance division, it is possible to set an appropriate bias when comparing the charging voltages Vs1 and Vs2. Is. Therefore, by starting the switching operation of the transfer capacitor 29 after the charging voltage Vs2 becomes appropriately higher than the charging voltage Vs1, it is possible to efficiently transfer the charge from the transfer capacitor 29 to the first capacitor 27. .

【0025】本例の比較回路33は、さらに、コンデン
サ27および28の両端に電圧をサンプリングする回路
をオンオフできるスイッチSW41と、第1のコンデン
サ27の出力電圧をコンパレータ34の作動電源として
供給する回路をオンオフできるスイッチSW42を備え
ている。これらのスイッチSW41およびSW42は、
定期的に短時間、高レベルとなるサンプリング信号φc
1によってオンされるようになっており、比較回路33
で消費される電力を必要最小限にできるようにしてい
る。
The comparison circuit 33 of the present example further includes a switch SW41 capable of turning on / off a circuit for sampling the voltage across the capacitors 27 and 28, and a circuit for supplying the output voltage of the first capacitor 27 as an operating power source for the comparator 34. A switch SW42 that can turn on and off is provided. These switches SW41 and SW42 are
Sampling signal φc that becomes high level periodically for a short time
It is turned on by 1 and the comparison circuit 33
It is designed to minimize the power consumed by the.

【0026】本例の接続切替回路32は、比較回路33
のコンパレータ出力φvおよびパルス信号φaおよびφ
bから、転送コンデンサ29を第1のコンデンサ27の
側に接続するためのスイッチSW11およびSW12を
制御する制御信号φ1と、転送コンデンサ29を第2の
コンデンサ28の側に接続するためのスイッチSW21
およびSW22を制御する制御信号φ2が生成される。
本例の接続切替回路32は、Dタイプフリップフロップ
(D−FF)35と、この非反転出力Qによってパルス
信号φbを制御信号φ2として出力するアンドゲート3
6と、反転出力Q(バー)あるいはパルス信号φaを制
御信号φ1として出力するオアゲート37を備えてい
る。D−FF35のデータ入力Dにはコンパレータ出力
φvが入力されており、クロック入力CLにはサンプリ
ング信号φc1が入力されている。コンパレータ出力φ
vは、第2のコンデンサ28の充電電圧Vs2が第1の
コンデンサ27の充電電圧Vs1より大きくなると高レ
ベルになる。従って、サンプリング時に充電電圧Vs2
が充電電圧Vs1より大きくなると、アンドゲート36
がオンしパルス信号φbが制御信号φ2として供給され
る。これと共に、オアゲート37に入力されている反転
出力Q(バー)が低レベルとなるので高レベルに維持さ
れていた制御信号φ1がパルス信号φaによって制御さ
れる。
The connection switching circuit 32 of this example is a comparison circuit 33.
Comparator output φv and pulse signals φa and φ
From b, a control signal φ1 for controlling the switches SW11 and SW12 for connecting the transfer capacitor 29 to the first capacitor 27 side, and a switch SW21 for connecting the transfer capacitor 29 to the second capacitor 28 side.
A control signal φ2 for controlling SW22 and SW22 is generated.
The connection switching circuit 32 of this example includes a D-type flip-flop (D-FF) 35 and an AND gate 3 that outputs a pulse signal φb as a control signal φ2 by the non-inverted output Q.
6 and an OR gate 37 for outputting the inverted output Q (bar) or the pulse signal φa as the control signal φ1. The comparator output φv is input to the data input D of the D-FF 35, and the sampling signal φc1 is input to the clock input CL. Comparator output φ
v becomes high level when the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 becomes higher than the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27. Therefore, at the time of sampling, the charging voltage Vs2
Becomes larger than the charging voltage Vs1, the AND gate 36
Is turned on and the pulse signal φb is supplied as the control signal φ2. At the same time, the inverted output Q (bar) input to the OR gate 37 becomes low level, so that the control signal φ1 maintained at high level is controlled by the pulse signal φa.

【0027】本例の電力供給回路20の動作を図2に示
したフローチャートおよび図3に示したタイミングチャ
ートに基づき説明する。本例の電力供給回路20におい
ては、図2のフローチャートに示すように、ステップS
T1において、比較回路33によって第1のコンデンサ
27の充電電圧Vs1および第2のコンデンサ28の充
電電圧Vs2とが比較され、充電電圧Vs2が充電電圧
Vs1より高くなると、ステップST2において転送コ
ンデンサ29を用いて第2のコンデンサ28の電力が第
1のコンデンサ27に転送される。一方、充電電力Vs
2が充電電力Vs1に達しない場合は、ステップST3
において転送は行われず、第1および第2のコンデンサ
27および28は、それぞれの整流回路23および24
によって充電される。ステップST1において充電電圧
Vs2およびVs1の比較する際は、上述したように、
バイアスを設けて、効率良く転送ができる程度まで充電
電圧V2が上昇した後に転送を行うようにしても良い。
The operation of the power supply circuit 20 of this example will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 2 and the timing chart shown in FIG. In the power supply circuit 20 of this example, as shown in the flowchart of FIG.
At T1, the comparison circuit 33 compares the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27 and the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28, and when the charging voltage Vs2 becomes higher than the charging voltage Vs1, the transfer capacitor 29 is used in step ST2. The electric power of the second capacitor 28 is transferred to the first capacitor 27. On the other hand, charging power Vs
When 2 does not reach the charging power Vs1, step ST3
No transfer takes place in the first and second capacitors 27 and 28, respectively.
Is charged by. When the charging voltages Vs2 and Vs1 are compared in step ST1, as described above,
A bias may be provided, and the transfer may be performed after the charging voltage V2 rises to such an extent that the transfer can be performed efficiently.

【0028】このように、本例の電力供給装置20にお
いては、第1のコンデンサ27が出力端22に接続され
ており、このコンデンサ27に第2のコンデンサ28の
電力を転送するようにしている。従って、第1および第
2のコンデンサ27および28に容量の等しいコンデン
サを採用する必要はなく、第1のコンデンサ27はメイ
ンコンデンサとして容量の大きなものを採用し、第2の
コンデンサ28は、サブコンデンサとして容量の小さな
ものを採用することができる。第2のコンデンサ28の
容量が小さければ充電電圧Vs2は上昇しやすく、効率
良く電力を転送することができる。また、第1のコンデ
ンサ27の容量が大きければ、転送用コンデンサ29が
接続されても充電電圧Vs1の変動は少なく、出力端2
2に安定した電圧を供給できる。また、転送用コンデン
サ29の電圧に対して充電電圧Vs1が上昇しないので
転送効率も高く保てる。
As described above, in the power supply device 20 of this example, the first capacitor 27 is connected to the output end 22, and the power of the second capacitor 28 is transferred to this capacitor 27. . Therefore, it is not necessary to adopt capacitors having the same capacity as the first and second capacitors 27 and 28, the first capacitor 27 having a large capacity is used as the main capacitor, and the second capacitor 28 is the sub capacitor. A small capacity can be adopted as. If the capacity of the second capacitor 28 is small, the charging voltage Vs2 is likely to rise and power can be efficiently transferred. Further, if the capacity of the first capacitor 27 is large, the charging voltage Vs1 does not fluctuate much even if the transfer capacitor 29 is connected, and the output terminal 2
2 can supply a stable voltage. Further, since the charging voltage Vs1 does not rise with respect to the voltage of the transfer capacitor 29, the transfer efficiency can be kept high.

【0029】このような制御を実現するために、本例の
電力供給装置20においては、図3のタイミングチャー
トに示したような制御信号が用意されている。パルス信
号φaおよびφbは、いずれか一方がオフの間に他方が
オンになる転送コンデンサの接続切り替え用のパルス信
号であり、同時にオンすることがないようになってい
る。パルス信号φc1は、サンプリング用の信号であ
り、定期的に高レベルになる。メインコンデンサである
第1のコンデンサ27に多少の電力が残った状態で時刻
t1に発電装置1が発電を開始すると、第1および第2
の整流回路23および24によってそれぞれの交流成分
が整流してコンデンサ27および28に充電される。第
2のコンデンサ28の容量は第1のコンデンサ27に対
して小さくしてあるので充電電圧Vs2の方が急激に上
昇する。
In order to realize such control, the power supply device 20 of this example is provided with control signals as shown in the timing chart of FIG. The pulse signals .phi.a and .phi.b are pulse signals for switching the connection of the transfer capacitors in which one of them is turned on while the other is turned off, and are not turned on at the same time. The pulse signal φc1 is a sampling signal, and periodically goes high. When the power generator 1 starts power generation at time t1 with some power remaining in the first capacitor 27, which is the main capacitor, the first and second capacitors
The alternating current components are rectified by the rectifier circuits 23 and 24, and the capacitors 27 and 28 are charged. Since the capacity of the second capacitor 28 is smaller than that of the first capacitor 27, the charging voltage Vs2 rises sharply.

【0030】時刻t2にサンプリング信号φc1がオン
になったときは、充電電圧Vs2がVs1に達していな
いので、比較回路33のコンパレータ出力φvは低レベ
ルに保持されたままとなる。従って、接続切替回路32
においては、アンドゲート36はオフ状態であり制御信
号φ2は低レベルである。一方、オアゲート37から高
レベルの制御信号φ1が出力される。従って、転送用コ
ンデンサ29は、第1のコンデンサ27の側に接続され
た状態で保持され、第2のコンデンサ28からの電力の
転送は行われない。もちろん、制御信号φ1およびφ2
を反転させ、転送用コンデンサ29を第2のコンデンサ
28の側に接続したまま保持しても良い。
When the sampling signal φc1 is turned on at the time t2, the charging voltage Vs2 has not reached Vs1, and therefore the comparator output φv of the comparison circuit 33 remains held at the low level. Therefore, the connection switching circuit 32
, The AND gate 36 is off and the control signal φ2 is at low level. On the other hand, the OR gate 37 outputs the high-level control signal φ1. Therefore, the transfer capacitor 29 is held in a state of being connected to the first capacitor 27 side, and electric power is not transferred from the second capacitor 28. Of course, the control signals φ1 and φ2
May be inverted, and the transfer capacitor 29 may be held while being connected to the second capacitor 28 side.

【0031】時刻t3に次のサンプリング信号φc1が
供給され、このときに充電電圧Vs2がVs1を越えて
いると、コンパレータ出力φvは高レベルとなる。従っ
て、D−FF35はクロック入力CLに入力されている
サンプリング信号φc1によってコンパレータ出力φv
をラッチし、時刻t4に非反転出力Qが高レベルとなり
反転出力Q(バー)が低レベルとなる。これによってオ
アゲート37からはパルス信号φaが制御信号φ1とし
て出力され、制御信号φ1は低レベルになる。このた
め、スイッチSW11およびSW12はオフとなり、転
送用コンデンサ29は、第1のコンデンサ27から切り
離される。一方、アンドゲートも時刻t4にオープン
し、時刻t5にパルス信号φbが現れて制御信号φ2が
高レベルになる。従って、スイッチSW21およびSW
22はオンとなり、転送用コンデンサ29が第2のコン
デンサ28に接続される。第2のコンデンサ28の充電
電圧Vs2は転送用コンデンサ29の電圧Vs1より高
いので第2のコンデンサ28によって転送用コンデンサ
29が充電される。時刻t6にパルス信号φbが低レベ
ルになると制御信号φ2も低レベルになりスイッチSW
21およびSW22がオフとなる。従って、転送用コン
デンサ29は第2のコンデンサ28からきりはなされ
る。さらに、時刻t7にパルス信号φaが高レベルにな
るので、これによって制御信号φ1が高レベルになる。
従って、スイッチSW11およびSW12がオンし、転
送用コンデンサ29が第1のコンデンサ27の側に接続
される。転送用コンデンサ29は、第2のコンデンサ2
8によって電圧Vs2まで充電されているので、第1の
コンデンサ27の側に接続されることによって転送用コ
ンデンサ29の電荷が第1のコンデンサ27に転送され
る。このような操作を繰り返すことにより、第2のコン
デンサ28の電荷を第1のコンデンサ27に転送するこ
とができる。
When the next sampling signal φc1 is supplied at time t3 and the charging voltage Vs2 exceeds Vs1 at this time, the comparator output φv becomes high level. Therefore, the D-FF 35 outputs the comparator output φv according to the sampling signal φc1 input to the clock input CL.
Is latched, and the non-inverted output Q becomes high level and the inverted output Q (bar) becomes low level at time t4. As a result, the pulse signal φa is output from the OR gate 37 as the control signal φ1 and the control signal φ1 becomes low level. Therefore, the switches SW11 and SW12 are turned off, and the transfer capacitor 29 is separated from the first capacitor 27. On the other hand, the AND gate also opens at time t4, the pulse signal φb appears at time t5, and the control signal φ2 becomes high level. Therefore, the switches SW21 and SW
22 is turned on, and the transfer capacitor 29 is connected to the second capacitor 28. Since the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 is higher than the voltage Vs1 of the transfer capacitor 29, the transfer capacitor 29 is charged by the second capacitor 28. When the pulse signal φb becomes low level at time t6, the control signal φ2 also becomes low level and the switch SW
21 and SW22 are turned off. Therefore, the transfer capacitor 29 is separated from the second capacitor 28. Further, since the pulse signal φa goes high at time t7, the control signal φ1 goes high.
Therefore, the switches SW11 and SW12 are turned on, and the transfer capacitor 29 is connected to the first capacitor 27 side. The transfer capacitor 29 is the second capacitor 2
Since it is charged to the voltage Vs2 by 8, the charge of the transfer capacitor 29 is transferred to the first capacitor 27 by being connected to the first capacitor 27 side. By repeating such an operation, the charge of the second capacitor 28 can be transferred to the first capacitor 27.

【0032】時刻t8に次のサンプリング信号φc1が
出力される。この段階でも充電電圧Vs2がVs1より
高いのでコンパレータ出力φvは高レベルとなり、D−
FF35にラッチされる。出力信号φvは高レベルであ
るのでD−FF35の出力は変化しない。従って、転送
用コンデンサ29を用いた電力の転送が引き続き行われ
る。時刻t9のサンプリング信号φc1によって充電電
圧Vs1およびVs2がサンプリングされたときに充電
電圧Vs2が充電電圧Vs1を下回っていると、コンパ
レータ出力φvは低レベルとなる。従って、D−FF3
5はサンプリング信号φc1によってこれをラッチし、
時刻t10に出力が反転する。これによって、アンドゲ
ート36は閉じ、オアゲート37からは高レベルの信号
が出力される。従って、転送用コンデンサ29は、第1
のコンデンサ28の側に接続された状態に保持され、電
力の転送は終了する。
At time t8, the next sampling signal φc1 is output. Even at this stage, since the charging voltage Vs2 is higher than Vs1, the comparator output φv becomes a high level and D-
It is latched by FF35. Since the output signal φv is at the high level, the output of the D-FF 35 does not change. Therefore, power transfer using the transfer capacitor 29 continues. If the charging voltage Vs2 is lower than the charging voltage Vs1 when the charging voltages Vs1 and Vs2 are sampled by the sampling signal φc1 at time t9, the comparator output φv becomes a low level. Therefore, D-FF3
5 latches this by the sampling signal φc1,
The output is inverted at time t10. As a result, the AND gate 36 is closed and the OR gate 37 outputs a high level signal. Therefore, the transfer capacitor 29 is
The state of being connected to the side of the capacitor 28 is maintained, and the power transfer is completed.

【0033】このように、本例の電力供給装置20にお
いては、2つの交流成分の双方が半波整流され、その電
力がそれぞれ別のコンデンサ27および28に充電され
る。従って、整流用のダイオードの順方向電圧の損失は
全波整流のほぼ半分まで低減することができる。また、
整流用のダイオードの順方向電圧を低減できるので、順
方向電圧が多少高くとも逆リーク電流が小さく漏れ損失
を抑えることができるシリコンダイオードを整流素子と
して採用することができ、この点でも損失の少ない電力
供給装置20を提供できる。
As described above, in the power supply device 20 of the present example, both of the two AC components are half-wave rectified, and the power is charged in the capacitors 27 and 28, respectively. Therefore, the loss of the forward voltage of the rectifying diode can be reduced to almost half of the full-wave rectification. Also,
Since the forward voltage of the rectifying diode can be reduced, it is possible to use a silicon diode as a rectifying element that can suppress the leakage loss with a small reverse leakage current even if the forward voltage is somewhat high. The power supply device 20 can be provided.

【0034】また、交流成分の双方がそれぞれ別のコン
デンサ27および28に充電されるようになっているの
で、交流成分によってスイッチを切り替える必要はな
く、スイッチング操作なしでそれぞれの交流成分をコン
デンサに蓄積することができる。さらに、本例の電力供
給装置20は、交流電力の周波数が変動してもその電力
をコンデンサ27および28に充電することができる。
このため、携帯型の電子機器に搭載され、安定した周波
数が得られない交流発電機からの電力であっても効率よ
く整流しコンデンサに充電することができる。このよう
に、本例の電力供給装置20においては、周波数に関係
なく交流を効率良く整流することができ、また、スイッ
チングなどによる電力の損失も防止することができるの
で、入力端21に供給された交流電力を効率良くコンデ
ンサ27および28に蓄積することができる。このよう
な2つの交流成分の双方を別個に半波整流して個別のコ
ンデンサに充電する整流方法を以下においてはW(ダブ
ル)半波整流と呼ぶことにする。
Further, since both of the alternating current components are charged in the separate capacitors 27 and 28, it is not necessary to switch the switch depending on the alternating current component, and the respective alternating current components are stored in the capacitors without switching operation. can do. Furthermore, the power supply device 20 of the present example can charge the capacitors 27 and 28 with the AC power even if the frequency of the AC power fluctuates.
Therefore, it is possible to efficiently rectify and charge the capacitor even with electric power from an AC generator that is mounted on a portable electronic device and cannot obtain a stable frequency. As described above, in the power supply device 20 of the present example, alternating current can be efficiently rectified regardless of the frequency, and power loss due to switching or the like can be prevented, so that the power is supplied to the input terminal 21. The AC power can be efficiently stored in the capacitors 27 and 28. A rectification method in which both of the two AC components are separately half-wave rectified and the individual capacitors are charged will be hereinafter referred to as W (double) half-wave rectification.

【0035】本例の電力供給装置20においては、さら
に、第2のコンデンサ28に充電された電力を第1のコ
ンデンサ27に転送用コンデンサ29を介して転送でき
るようにしている。従って、第1および第2のコンデン
サ27および28に充電された電力を出力端22から出
力することができる。このため、本例の電力供給装置2
0を用いることにより、全波整流より大きな電力を高い
効率で出力することが可能であり、発電装置1と組み合
わせることにより給電効率の高い発電装置を提供するこ
とができる。また、本例の電力供給装置20は、入力さ
れた交流電力を効率良く出力端の処理装置6に提供でき
ると共に、第1のコンデンサ27を充電し、発電装置1
から電力が供給されないときは第1のコンデンサ27が
放電した電力で処理装置を稼働させることができる。さ
らに、処理装置6で消費され、第1のコンデンサ27の
電圧が低下したときは、転送用コンデンサ29を用いて
第2のコンデンサ28の側からも処理装置6あるいは第
1のコンデンサ27に電力を供給することも可能であ
る。従って、回転錘などを用いてユーザあるいは自然界
の運動エネルギーを電気エネルギーに変換できる発電装
置1を提供できる。さらに、本例の電力供給装置20お
よび処理装置6を搭載することにより、いつでも何処で
も機能を発揮できる携帯に適した電子機器10を提供す
ることができる。
In the power supply device 20 of this embodiment, the power charged in the second capacitor 28 can be further transferred to the first capacitor 27 via the transfer capacitor 29. Therefore, the electric power charged in the first and second capacitors 27 and 28 can be output from the output end 22. Therefore, the power supply device 2 of this example
By using 0, it is possible to output electric power larger than full-wave rectification with high efficiency, and by combining it with the power generation device 1, it is possible to provide a power generation device with high power supply efficiency. In addition, the power supply device 20 of this example can efficiently supply the input AC power to the processing device 6 at the output end, charge the first capacitor 27, and generate the power generation device 1
When no electric power is supplied from the device, the processing device can be operated with the electric power discharged from the first capacitor 27. Furthermore, when the voltage is consumed in the processing device 6 and the voltage of the first capacitor 27 drops, power is also supplied from the second capacitor 28 side to the processing device 6 or the first capacitor 27 by using the transfer capacitor 29. It is also possible to supply. Therefore, it is possible to provide the power generation device 1 capable of converting kinetic energy of the user or the natural world into electric energy by using the rotary weight or the like. Further, by mounting the power supply device 20 and the processing device 6 of the present example, it is possible to provide the electronic device 10 suitable for carrying, which can exhibit its function anytime and anywhere.

【0036】〔第2の実施の形態〕図4に、本発明に係
る異なった電力供給装置20を搭載した電子機器10の
概要を示してある。本例の電子機器10は、電力供給装
置20の出力端22に、さらに大きな電力を蓄積できる
大容量コンデンサ9を接続してあり、その出力電圧を電
圧制御装置8によって昇圧あるいは降圧して処理回路6
に供給できるようになっている。従って、出力端22の
出力電圧V2が所定の値V0以上であれば、その電圧V
0を電圧制御装置8で昇圧して稼働可能な電圧で処理装
置6に供給することが可能であり、発電装置1の起電圧
が低いときでも処理装置6をスタートできるようにして
いる。さらに、本例の電子機器10は、大容量コンデン
サ9が未充電の際でも電圧制御装置8に所定の電圧を供
給できるように大容量コンデンサ9と直列にスタートア
ップ用のダイオード7aと、このダイオード7aをバイ
パスするスイッチ7bが接続されている。このバイパス
スイッチ7bは大容量コンデンサ9の充電電圧と電圧制
御装置8に入力される電圧を監視する制御回路7cによ
って制御されており、大容量コンデンサ9の充電電圧が
所定の値に達するまではダイオード7aの順方向電圧に
よってスタート用の電圧V0を確保し、大容量コンデン
サ9の充電電圧が高くなればダイオード7aをスイッチ
7bによってバイパスしてダイオード7aの順方向電圧
による損失なく充電された電力を処理装置6に供給でき
るようにしている。大容量コンデンサ9を充電しながら
処理装置が起動するためのスタートアップシステムは、
抵抗や容量などの回路素子を用いて構成することができ
る。
[Second Embodiment] FIG. 4 shows an outline of an electronic device 10 equipped with a different power supply device 20 according to the present invention. In the electronic device 10 of the present example, a large-capacity capacitor 9 capable of accumulating a larger amount of power is connected to an output end 22 of a power supply device 20, and the output voltage thereof is stepped up or down by a voltage control device 8 to process a processing circuit. 6
Can be supplied to. Therefore, if the output voltage V2 of the output end 22 is equal to or higher than the predetermined value V0, the voltage V2
0 can be boosted by the voltage control device 8 and supplied to the processing device 6 at a voltage that can be operated, and the processing device 6 can be started even when the electromotive voltage of the power generation device 1 is low. Further, the electronic device 10 of the present example has a startup diode 7a in series with the large-capacity capacitor 9 so that the predetermined voltage can be supplied to the voltage controller 8 even when the large-capacity capacitor 9 is not charged, and the diode 7a. A switch 7b that bypasses is connected. The bypass switch 7b is controlled by a control circuit 7c that monitors the charging voltage of the large-capacity capacitor 9 and the voltage input to the voltage control device 8. The bypass switch 7b is a diode until the charging voltage of the large-capacity capacitor 9 reaches a predetermined value. The voltage V0 for start is secured by the forward voltage of 7a, and if the charging voltage of the large-capacity capacitor 9 becomes high, the diode 7a is bypassed by the switch 7b to process the charged power without loss due to the forward voltage of the diode 7a. The device 6 can be supplied. The start-up system for starting the processing device while charging the large-capacity capacitor 9 is
It can be configured using circuit elements such as resistors and capacitors.

【0037】また、電圧制御装置8は、降圧機能も備え
ているので、大容量コンデンサ9が充電されて電圧が高
くなれば、電圧制御装置8によって降圧して処理装置6
に電力を供給し、大容量コンデンサ9の電力が無駄に消
費されるのを防止できるようにしている。また、降圧す
ることにより大容量コンデンサ9の充電電圧の上限を高
くすることが可能であり、大容量コンデンサ9に蓄積可
能な電力を増加することができる。
Since the voltage control device 8 also has a step-down function, if the large-capacity capacitor 9 is charged and the voltage becomes high, the voltage control device 8 steps down the voltage to achieve the processing device 6.
To prevent the wasteful consumption of the electric power of the large-capacity capacitor 9. Further, by lowering the voltage, the upper limit of the charging voltage of the large-capacity capacitor 9 can be increased, and the electric power that can be stored in the large-capacity capacitor 9 can be increased.

【0038】本例の電力供給装置20は、上記の例と同
様に、第1の整流回路23と第2の整流回路24を備え
ており、第2のコンデンサ28に蓄積された電力を第1
のコンデンサ27に転送するために転送用コンデンサ2
9を用いている。このため、上述した電力供給装置と共
通する部分については同じ符号を付して説明を省略す
る。本例の接続回路30は、転送用コンデンサ29の接
続を切り替えるスイッチSW11、SW12、SW21
およびSW22に加え、第1のコンデンサ27および第
2のコンデンサ28を出力端22に対し直列および並列
に切り替えて接続するスイッチSW31を備えている。
さらに、転送用コンデンサ29を切り替えるためのスイ
ッチSW12およびSW22を同時にオンすることによ
り、第1および第2のコンデンサ27および28を出力
端22に直列に接続できるようにしている。
The power supply device 20 of the present example is provided with the first rectifier circuit 23 and the second rectifier circuit 24 as in the above example, and the electric power accumulated in the second capacitor 28 is first
Transfer capacitor 2 for transfer to the capacitor 27 of
9 is used. Therefore, the same parts as those of the power supply apparatus described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The connection circuit 30 of this example includes switches SW11, SW12, SW21 for switching the connection of the transfer capacitor 29.
In addition to SW2 and SW22, a switch SW31 for connecting the first capacitor 27 and the second capacitor 28 to the output end 22 in series and in parallel is provided.
Further, the switches SW12 and SW22 for switching the transfer capacitor 29 are turned on at the same time so that the first and second capacitors 27 and 28 can be connected to the output end 22 in series.

【0039】本例の接続回路30は、第1および第2の
コンデンサ27および28の接続切り替えを制御回路3
1から出力されたスタート信号φsによって行えるよう
になっている。このため、制御回路31には入力端21
の入力電圧V1と、出力端22の出力電圧V2が入力さ
れている。接続回路30は、スタート信号φsによって
それぞれのスイッチSW11〜SW31に供給される信
号を切り替える直並切替回路40を備えている。本例の
直並切替回路40は、パルス信号φaをスイッチSW1
1およびSW12に制御信号φ1として供給するための
オアゲート41と、パルス信号φbをスイッチSW21
の制御信号φ21として供給するためのアンドゲート4
2と、パルス信号φbをスイッチSW22の制御信号φ
22として供給するためのオアドゲート43と、スター
ト信号φsを反転してスイッチSW31の制御信号φ3
として出力するためのインバータ44を備えている。こ
れらのオアゲート41および43にはスタート信号φs
が入力されており、また、アンドゲート42には反転し
たスタート信号φsが入力されている。従って、直並切
替回路40からは、スタート信号φsが高レベルのとき
は、高レベルの制御信号φ1およびφ22と、低レベル
の制御信号φ21およびφ3が出力される。このため、
第1および第2のコンデンサ27および28は出力端2
2に対し直列に接続され、入力端21に入力された電圧
が2倍に昇圧されて出力端22から出力される。従っ
て、本例の電力供給装置20は、スタート信号φsが高
レベルのときは昇圧整流を行って、その電力を出力端2
2から大容量コンデンサ9に供給することができる。
The connection circuit 30 of this example controls the connection switching of the first and second capacitors 27 and 28 by the control circuit 3.
It can be performed by the start signal φs output from 1. Therefore, the control circuit 31 has the input terminal 21
Input voltage V1 and the output voltage V2 of the output end 22 are input. The connection circuit 30 includes a serial / parallel switching circuit 40 that switches the signals supplied to the switches SW11 to SW31 by the start signal φs. The serial / parallel switching circuit 40 of this example outputs the pulse signal φa to the switch SW1.
1 and SW12, and an OR gate 41 for supplying it as a control signal φ1 and a pulse signal φb to the switch SW21.
AND gate 4 for supplying as control signal φ21 of
2, and the pulse signal φb is the control signal φ of the switch SW22.
22 and the control signal φ3 of the switch SW31 by inverting the start signal φs.
Inverter 44 for outputting as. A start signal φs is applied to these OR gates 41 and 43.
Is input, and the inverted start signal φs is input to the AND gate 42. Therefore, when the start signal φs is at the high level, the serial-parallel switching circuit 40 outputs the high-level control signals φ1 and φ22 and the low-level control signals φ21 and φ3. For this reason,
The first and second capacitors 27 and 28 are connected to the output terminal 2
2 is connected in series, and the voltage input to the input end 21 is doubled and output from the output end 22. Therefore, the power supply device 20 of this example performs boost rectification when the start signal φs is at a high level, and outputs the power to the output terminal 2.
2 to the large-capacity capacitor 9.

【0040】一方、スタート信号φsが低レベルのとき
は、制御信号φ3が高レベルになるのでスイッチSW3
1がオンとなる。このため、第1および第2のコンデン
サ27および28が出力端22に対し並列に接続され
る。さらに、制御信号φ1としてパルス信号φaが出力
され、制御信号φ21およびφ22としてパルス信号φ
bが出力される。このため、上記の電力供給装置20と
同様に第2のコンデンサ28から第1のコンデンサ27
に電力が転送される。従って、本例の電力供給装置20
においては、スタート信号φsが低レベルのときはW半
波整流を行って、その電力を出力端22から大容量コン
デンサ8に供給することができる。
On the other hand, when the start signal φs is at low level, the control signal φ3 is at high level, so that the switch SW3
1 turns on. Therefore, the first and second capacitors 27 and 28 are connected in parallel to the output terminal 22. Further, the pulse signal φa is output as the control signal φ1, and the pulse signal φa is output as the control signals φ21 and φ22.
b is output. Therefore, like the power supply device 20 described above, the second capacitor 28 to the first capacitor 27
Power is transferred to. Therefore, the power supply device 20 of this example
In (1), when the start signal φs is at a low level, W half-wave rectification can be performed and the electric power can be supplied from the output end 22 to the large capacity capacitor 8.

【0041】図5および図6に、W半波整流を行った場
合の出力電力Wdと、昇圧整流を行った場合の出力電力
Wuを出力端の電圧V2に対して示してある。また、全
波整流を行った場合の出力電力Waと、半波整流を行っ
た場合の出力電力Whも合わせて示してある。図5は、
発電装置1の動きの大きく電磁発電機12を駆動する回
転錘13の旋回角が大きな場合に得られる出力電力の変
化を示し、図6は、発電装置1の動きの小さく回転錘1
3の旋回角が小さな場合に得られる出力電力の変化を示
してある。図5および図6から判るように、W半波整流
によって得られる電力Wdは、全波整流によって得られ
る電力Waおよび半波整流によって得られる電力Whよ
り全領域で大きくなっている。従って、本例の電力供給
装置20を採用してW半波整流を行うことにより、発電
装置1から供給された電力を効率良く整流し、大きな出
力電力を得ることができる。
5 and 6 show the output power Wd when the W half-wave rectification is performed and the output power Wu when the boost rectification is performed with respect to the voltage V2 at the output end. Further, the output power Wa when the full-wave rectification is performed and the output power Wh when the half-wave rectification is performed are also shown together. Figure 5
FIG. 6 shows changes in the output power obtained when the rotating weight 13 that drives the electromagnetic generator 12 has large movements and the turning angle of the rotating weight 13 is large. FIG.
The change in output power obtained when the turning angle of 3 is small is shown. As can be seen from FIGS. 5 and 6, the electric power Wd obtained by the W half-wave rectification is larger than the electric power Wa obtained by the full-wave rectification and the electric power Wh obtained by the half-wave rectification in the entire region. Therefore, by adopting the W half-wave rectification by adopting the power supply device 20 of the present example, it is possible to efficiently rectify the power supplied from the power generation device 1 and obtain a large output power.

【0042】一方、昇圧整流によって得られる電力Wu
と比較すると、動きの大きな場合および小さな場合にお
いて、所定の電圧を越えると昇圧整流を行った方が高い
出力を得られることが判る。出力電力が大きくなると2
次側の充電装置が充電されて出力電圧V2が高くなるの
で、これに対してさらに電力を効率良く供給するために
は整流後に得られる電圧が高い方が望ましいためであ
る。すなわち、昇圧整流を行う場合は、整流回路内で直
列に接続される個々のコンデンサの充電電圧が低くなる
ので充電効率が高くなり、出力電圧が高くなるとダイオ
ードの順方向電圧による損失を差し引いても出力電力を
大きくできるからである。従って、本例においては、大
容量コンデンサ9の充電電圧があるレベルを越えてさら
に充電を行う場合は、電力供給装置20において昇圧整
流を行うことが適していることが判る。
On the other hand, electric power Wu obtained by step-up rectification
Comparing with, it can be seen that when the movement is large and small, higher output can be obtained by performing the step-up rectification when the voltage exceeds the predetermined voltage. 2 when output power increases
This is because the secondary charging device is charged and the output voltage V2 becomes high. Therefore, in order to supply power more efficiently to this, it is desirable that the voltage obtained after rectification is high. That is, in the case of performing boost rectification, the charging voltage of each capacitor connected in series in the rectifying circuit becomes low, so the charging efficiency becomes high, and even if the output voltage becomes high, the loss due to the forward voltage of the diode is subtracted. This is because the output power can be increased. Therefore, in this example, when the charging voltage of the large-capacity capacitor 9 exceeds a certain level and further charging is performed, it is suitable to perform boost rectification in the power supply device 20.

【0043】また、入力端21の入力電圧V1が低い場
合は、大容量コンデンサ9に直列に接続されているスタ
ートアップ用のダイオード7aの順方向電圧を利用して
処理装置6が起動するのに必要な電圧V0以上の電圧を
電圧制御装置8に供給することができる。従って、電力
供給装置20の側で電圧V0以上に昇圧して出力端22
から供給することにより早期に処理装置6を起動でき
る。このため、本例の電力供給装置20においては、図
7にフローチャートで示すように、入力電圧V1が低い
ときは昇圧整流を行い、入力電圧V1が高くなるとW半
波整流に移行し、さらに、出力電圧V2が高くなると再
び昇圧整流に移行するようにしている。まず、ステップ
ST11において、入力電圧V1を第1の基準電圧V0
1と比較する。この第1の基準電圧V01は、出力電圧
V2として電圧制御装置8の最小電圧V0を確保できる
電圧である。従って、入力電圧V1が第1の基準電圧V
01より低いときは、出力電圧を高くするためにステッ
プST13に移行し、スタート信号φsを高レベルにし
て昇圧整流を行う。一方、入力電圧V1が第1の基準電
圧V01以上の場合は、さらに、ステップST12にお
いて、出力電圧V2を第2の基準電圧V02と比較す
る。第2の基準電圧V02は、図5および6で示したよ
うに、出力電圧V2に対しより大きな出力電力W2を出
力するために整流方法をW半波整流から昇圧整流に切り
替える基準電圧である。この基準電圧V02は発電装置
1の動きの大小によって最適な値は異なるが本例におい
ては平均的な電圧をとって基準電圧V02としている。
ステップST12において、出力電圧V2が基準電圧V
02以上であれば、再びステップST13において昇圧
整流を行う。また、入力電圧V1が基準電圧V01を越
えており、出力電圧V2が基準電圧V02に達していな
ければ、ステップST14において、効率よく電力を整
流して出力できるW半波整流を行う。このようなW半波
整流を行うモード(モード1)と、昇圧整流を行うモー
ド(モード2)を切り替える制御は、論理回路や、マイ
クロプログラムなどで制御されるマイクロプロセッサな
どの制御機構を制御回路31に用意することにより実現
できる。また、制御用のプログラムは、ROMなどの制
御機構に読み取り可能な媒体に収納して提供することが
できる。さらに、基準電圧V01あるいはV02の値
は、ROMなどに設定されたデータを書き換えることで
調整することが可能であり、電子機器の用途あるいは固
体差などを加味して決定することができる。
When the input voltage V1 at the input terminal 21 is low, it is necessary for the processing device 6 to start using the forward voltage of the start-up diode 7a connected in series to the large capacity capacitor 9. The voltage control device 8 can be supplied with a voltage equal to or higher than the appropriate voltage V0. Therefore, the power supply device 20 boosts the voltage to V0 or more and outputs the voltage to the output terminal 22.
It is possible to start the processing device 6 early by supplying from the above. Therefore, in the power supply device 20 of the present example, as shown in the flowchart in FIG. 7, boost rectification is performed when the input voltage V1 is low, and W half-wave rectification is performed when the input voltage V1 is high. When the output voltage V2 increases, the boost rectification is performed again. First, in step ST11, the input voltage V1 is set to the first reference voltage V0.
Compare with 1. The first reference voltage V01 is a voltage that can ensure the minimum voltage V0 of the voltage control device 8 as the output voltage V2. Therefore, the input voltage V1 is the first reference voltage V
When it is lower than 01, the process proceeds to step ST13 in order to increase the output voltage, the start signal φs is set to high level, and boost rectification is performed. On the other hand, when the input voltage V1 is equal to or higher than the first reference voltage V01, the output voltage V2 is further compared with the second reference voltage V02 in step ST12. The second reference voltage V02 is a reference voltage that switches the rectification method from W half-wave rectification to boost rectification in order to output a larger output power W2 with respect to the output voltage V2, as shown in FIGS. 5 and 6. The optimum value of the reference voltage V02 varies depending on the magnitude of the movement of the power generator 1, but in this example, an average voltage is set as the reference voltage V02.
In step ST12, the output voltage V2 is the reference voltage V
If it is 02 or more, boost rectification is performed again in step ST13. If the input voltage V1 exceeds the reference voltage V01 and the output voltage V2 does not reach the reference voltage V02, W half-wave rectification that can efficiently rectify and output electric power is performed in step ST14. The control for switching between the mode for performing the W half-wave rectification (mode 1) and the mode for performing the step-up rectification (mode 2) is performed by a control circuit such as a logic circuit or a control mechanism such as a microprocessor controlled by a microprogram. It can be realized by preparing 31. Further, the control program can be provided by being stored in a medium readable by a control mechanism such as a ROM. Further, the value of the reference voltage V01 or V02 can be adjusted by rewriting the data set in the ROM or the like, and can be determined in consideration of the application of the electronic device or individual difference.

【0044】図8に、本例の電力供給装置20の制御回
路31から供給されるパルス信号と、これらのパルス信
号から直並切替回路40によって生成される制御信号を
示してある。発電装置1が発電を開始した当初の時刻t
11においては、発電装置1から得られる入力電圧V1
は低い。このため、スタート信号φsは高レベルとなっ
ており、直並切替回路40からは高レベルの制御信号φ
1およびφ22と、低レベルの制御信号φ21およびφ
3が供給され、第1および第2のコンデンサ27および
28が直列に接続される。従って、電力供給装置20
は、昇圧整流を行う回路構成となり、入力電圧V1が約
2倍に昇圧されて出力される。このため、入力電圧V1
に対し高い出力電圧V2を出力できるので、入力電圧V
1が低くても電圧制御装置8に対し高い電圧、例えば、
基準電圧V0を越える電圧を供給することが可能であ
り、処理装置6を稼働状態(即スタート状態)にするこ
とができる。しかしながら、第1および第2のコンデン
サ27および28が直列に接続された昇圧整流では、ダ
イオード25および26の双方の順方向電圧による損失
が発生するので、整流効率は図13に基づき説明した従
来の電圧制御装置と同程度になってしまう。
FIG. 8 shows pulse signals supplied from the control circuit 31 of the power supply device 20 of this example and control signals generated by the serial / parallel switching circuit 40 from these pulse signals. Initial time t when the power generation device 1 starts power generation
11, the input voltage V1 obtained from the power generator 1
Is low. Therefore, the start signal φs is at a high level, and the serial-parallel switching circuit 40 outputs a high-level control signal φs.
1 and φ22 and low level control signals φ21 and φ
3 and the first and second capacitors 27 and 28 are connected in series. Therefore, the power supply device 20
Has a circuit configuration for performing boost rectification, and the input voltage V1 is boosted to about twice and output. Therefore, the input voltage V1
Output voltage V2 higher than that of the input voltage V
Even if 1 is low, a high voltage with respect to the voltage control device 8, for example,
A voltage exceeding the reference voltage V0 can be supplied, and the processing device 6 can be brought into an operating state (immediate start state). However, in the step-up rectification in which the first and second capacitors 27 and 28 are connected in series, a loss due to the forward voltage of both the diodes 25 and 26 occurs, so the rectification efficiency is the same as that of the conventional one described with reference to FIG. It is almost the same as the voltage control device.

【0045】時刻t12に、入力電圧V1が基準電圧V
01を越えると、制御回路31から供給されるスタート
信号φsが低レベルになる。従って、制御信号φ3は高
レベルになってスイッチSW31がオンする。これによ
って、第1のコンデンサ27が出力端22に対し並列に
接続され、第2のコンデンサ28は、転送用コンデンサ
29を介して電力を転送するW半波整流のモードに移行
する。直並切替回路40からは、パルス信号φaが制御
信号φ1として出力され、パルス信号φbが制御信号φ
21およびφ22として出力される。従って、上記の図
3に基づき説明したのと同じ手順で第2のコンデンサ2
8から転送用コンデンサ29を介して第1のコンデンサ
27に電力が転送される。
At time t12, the input voltage V1 changes to the reference voltage V
When 01 is exceeded, the start signal φs supplied from the control circuit 31 becomes low level. Therefore, the control signal φ3 becomes high level and the switch SW31 is turned on. As a result, the first capacitor 27 is connected in parallel to the output end 22, and the second capacitor 28 shifts to the W half-wave rectification mode in which electric power is transferred via the transfer capacitor 29. The serial / parallel switching circuit 40 outputs the pulse signal φa as the control signal φ1 and the pulse signal φb as the control signal φb.
21 and φ22. Therefore, in the same procedure as described above with reference to FIG.
The electric power is transferred from 8 to the first capacitor 27 via the transfer capacitor 29.

【0046】W半波整流によって出力端22から大容量
コンデンサ9に電力が供給されて充電が進むと時刻t1
3に充電電圧が基準電圧V02を越えるようになる。上
述したように、本例の電力供給装置20は、この時点で
スタート信号φsを再び高レベルにして昇圧整流を開始
する。これによって、大容量コンデンサ9の電圧に対し
適当な出力電圧V2を確保できるので、電圧の上昇した
大容量コンデンサ9に対しさらに効率良く充電を行うこ
とができる。
When electric power is supplied from the output terminal 22 to the large-capacity capacitor 9 by W half-wave rectification and charging proceeds, time t1
3, the charging voltage exceeds the reference voltage V02. As described above, the power supply device 20 of the present example sets the start signal φs to the high level again at this point to start boost rectification. As a result, an appropriate output voltage V2 for the voltage of the large capacity capacitor 9 can be secured, so that the large capacity capacitor 9 having an increased voltage can be charged more efficiently.

【0047】このように、本例の電力供給装置20にお
いては、交流電力を整流して効率良く供給できるW半波
整流に加え、W半波整流を行う第1および第2の整流回
路23および24を用いて昇圧整流を行えるようにして
いる。W半波整流を行うと、図5および図6に示したよ
うに全波あるいは半波整流を行った場合よりも高い出力
を得ることが可能である。特に、処理装置に給電する場
合や、充電が進んでいない大容量コンデンサなどの充電
装置に給電する場合においては、昇圧整流よりも大きな
電力を供給することができる。さらに、本例の電力供給
装置20は、昇圧整流も可能なので、入力電圧が低いと
きは昇圧して出力電圧を確保し、また、出力電圧が高く
なったときも昇圧整流に切り替えて、広い出力電圧範囲
にわたって発電装置1から大きな電力を出力することが
できる。このため、上記の例と同様に、本例の電力供給
装置20を介して発電装置1からの電力を供給すること
により、効率よく給電できる発電装置を構成することが
可能であり、また、処理装置6と共に搭載することによ
り、いつでも何処でも機能を発揮できる携帯に適した電
子機器10を提供することができる。
As described above, in the power supply device 20 of this embodiment, in addition to the W half-wave rectification that can rectify and efficiently supply AC power, the first and second rectifying circuits 23 and 23 that perform W half-wave rectification and 24 is used to perform boosting rectification. When W half-wave rectification is performed, it is possible to obtain a higher output than when full-wave or half-wave rectification is performed as shown in FIGS. In particular, when supplying power to the processing device or supplying power to a charging device such as a large-capacity capacitor that has not been charged, it is possible to supply more power than the boost rectification. Further, since the power supply device 20 of the present example is also capable of step-up rectification, it boosts the voltage when the input voltage is low to secure the output voltage, and switches to the step-up rectification when the output voltage becomes high to output a wide output. A large amount of power can be output from the power generation device 1 over the voltage range. Therefore, similarly to the above example, by supplying the electric power from the power generation device 1 via the power supply device 20 of the present example, it is possible to configure a power generation device that can efficiently supply power, and the processing By mounting the electronic device 10 together with the device 6, it is possible to provide an electronic device 10 suitable for carrying, which can perform its function anytime and anywhere.

【0048】〔第3の実施の形態〕図9に、本発明に係
る異なった電力供給装置20を搭載した電子機器10の
概要を示してある。本例の電子機器10は、電力供給装
置20の入力端21に図13に示した発電装置と同様の
発電装置1が接続されており、出力端22に計時機能な
どを備えた処理装置6が接続されている。電力供給装置
20は、第1の整流回路23と第2の整流回路24を備
え、第1および第2のコンデンサ27および28にそれ
ぞれの交流成分を蓄積可能となっており、上記の電力供
給装置と同様にW半波整流を行えるようになっている。
従って、上述した例の電力供給装置と共通する部分につ
いては、同じ符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 9 shows an outline of an electronic device 10 equipped with a different power supply device 20 according to the present invention. In the electronic device 10 of this example, a power generation device 1 similar to the power generation device shown in FIG. 13 is connected to an input end 21 of a power supply device 20, and a processing device 6 having a timekeeping function or the like is provided at an output end 22. It is connected. The power supply device 20 includes a first rectifier circuit 23 and a second rectifier circuit 24, and can store respective AC components in the first and second capacitors 27 and 28. Similarly, the W half-wave rectification can be performed.
Therefore, the same parts as those of the power supply device of the above-described example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0049】本例の電力供給装置20は、第1および第
2のコンデンサ27および28に蓄積された電力を一方
のコンデンサに転送する代わりに、出力端22を充電電
圧の高くなったコンデンサの側に接続して、その電力を
出力できるようにしている。このため、本例の電力供給
装置20は、出力端22の接続を切り替える接続回路3
0を備えている。本例の接続回路30は、出力端22の
接続を切り替える機能を備えており、そのためのスイッ
チSW11、SW12、SW21、SW22としては、
図1あるいは図4に基づき説明した、それぞれのコンデ
ンサ27あるいは28に転送用コンデンサを切り替えて
接続するスイッチの配置をそのまま使用することができ
る。また、本例の電力供給装置20は、第1および第2
のコンデンサ27および28を出力端22に対し直列に
接続して昇圧整流が可能なようにも構成されており、そ
のために図4で説明したものと同様のスイッチSW31
が配置されている。
In the power supply device 20 of this example, instead of transferring the power stored in the first and second capacitors 27 and 28 to one of the capacitors, the output terminal 22 is provided on the side of the capacitor having the higher charging voltage. It can be connected to the power output. For this reason, the power supply device 20 of the present example has the connection circuit 3 that switches the connection of the output end 22.
It has 0. The connection circuit 30 of this example has a function of switching the connection of the output end 22, and the switches SW11, SW12, SW21, and SW22 for that purpose are as follows.
The switch arrangement for switching and connecting the transfer capacitors to the respective capacitors 27 or 28 described with reference to FIG. 1 or 4 can be used as it is. In addition, the power supply device 20 of the present example includes the first and second
The capacitors 27 and 28 are connected in series to the output end 22 so that boost rectification is possible. Therefore, the switch SW31 similar to that described in FIG.
Are arranged.

【0050】これらのスイッチSW11〜SW31を制
御するために、本例の接続回路30は、幾つかのパルス
信号を出力する制御回路31と、第1のコンデンサの充
電電圧Vs1と第2のコンデンサの充電電圧Vs2を比
較する比較回路33と、出力端22の接続を切り替える
接続切替回路32と、さらに、第1および第2のコンデ
ンサ27および28の直列および並列の接続切替を行う
直並切替回路40を備えている。本例の制御回路31に
は、入力電圧V1が入力されており、この値に基づき、
図7に示したようなロジックで第1および第2のコンデ
ンサ27および28の接続を制御するスタート信号φs
が出力される。さらに制御回路31からは、サンプリン
グのタイミングを指示する第1のクロック信号φc1
と、この第1のクロック信号φc1の組み合わせてスイ
ッチの操作用の制御信号を生成するための第2のクロッ
ク信号φc2が出力され、比較回路33および接続切替
回路32に供給されている。
In order to control these switches SW11 to SW31, the connection circuit 30 of this example includes a control circuit 31 that outputs several pulse signals, a charging voltage Vs1 of the first capacitor, and a second capacitor. A comparison circuit 33 that compares the charging voltage Vs2, a connection switching circuit 32 that switches the connection of the output terminal 22, and a serial-parallel switching circuit 40 that switches the series and parallel connection of the first and second capacitors 27 and 28. Is equipped with. The input voltage V1 is input to the control circuit 31 of this example, and based on this value,
A start signal φs for controlling the connection of the first and second capacitors 27 and 28 with the logic as shown in FIG.
Is output. Further, from the control circuit 31, the first clock signal φc1 for instructing the timing of sampling
And a second clock signal φc2 for generating a control signal for operating the switch in combination with the first clock signal φc1 is output and supplied to the comparison circuit 33 and the connection switching circuit 32.

【0051】本例の比較回路33は、図1に基づき説明
した回路と同様であり、第1のコンデンサ27の充電電
圧Vs1を、抵抗分割して求められた第2のコンデンサ
28の充電電圧Vs2と比較し、その結果が、コンパレ
ータ34の出力信号φvとして得られるようになってい
る。本例の比較回路33においては、コンパレータ34
の作動電源が出力端22と同じポイントから、すなわ
ち、第1または第2のコンデンサ27または28の出力
側から得られており、安定した電源でコンパレータ34
が作動するようになっている。
The comparison circuit 33 of this example is similar to the circuit described based on FIG. 1, and the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 obtained by resistance division of the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27 is obtained. And the result is obtained as the output signal φv of the comparator 34. In the comparison circuit 33 of this example, the comparator 34
Is obtained from the same point as the output terminal 22, that is, from the output side of the first or second capacitor 27 or 28, and a stable power source is used for the comparator 34.
Is working.

【0052】接続切替回路32は、コンパレータ出力信
号φvをラッチし、その結果に基づき第1および第2の
クロック信号φc1およびφc2を組み合わせて出力端
22の接続方法を切り替えられる信号φ1’およびφ
2’を生成できるようになっている。このため、2つの
D−FF35aおよび35bが用いられている。D−F
F35aには、コンパレータ出力信号φvがデータ入力
Dに接続され、第1のクロック信号φc1がクロック入
力CLに接続されている。従って、クロック信号φc1
のタイミングで出力信号φvの結果がラッチされて非反
転出力Qおよび反転出力Q(バー)から出力される。第
2のD−FF35bには、第1のD−FF35aの非反
転出力Qがデータ入力Dに接続され、さらに、第2のク
ロック信号φc2がクロック入力CLに接続されてい
る。第2のクロック信号φc2は第1のクロック信号φ
c1よりタイミングが遅れた信号であり、第2のD−F
F35bの非反転出力Qおよび反転出力Q(バー)から
は第1のD−FF35aの出力と同じ出力が遅延して出
力される。
The connection switching circuit 32 latches the comparator output signal φv and, based on the result, combines the first and second clock signals φc1 and φc2 to switch the connection method of the output end 22 from the signals φ1 ′ and φ.
2'can be generated. Therefore, two D-FFs 35a and 35b are used. DF
The comparator output signal φv is connected to the data input D and the first clock signal φc1 is connected to the clock input CL at F35a. Therefore, the clock signal φc1
The result of the output signal φv is latched at the timing of and output from the non-inverted output Q and the inverted output Q (bar). To the second D-FF 35b, the non-inverted output Q of the first D-FF 35a is connected to the data input D, and the second clock signal φc2 is connected to the clock input CL. The second clock signal φc2 is the first clock signal φ
This signal is delayed in timing from c1 and is the second DF
The same output as the output of the first D-FF 35a is delayed and output from the non-inverted output Q and the inverted output Q (bar) of the F35b.

【0053】本例の接続切替回路32は、さらに、第1
および第2のD−FF35aおよび35bの非反転出力
Qのアンドをとって接続切替用の信号φ2’を出力する
アンドゲート38bと、第1および第2のD−FF35
aおよび35bの反転出力Q(バー)のアンドをとって
接続切替用の信号φ1’を出力するアンドゲート38a
を備えている。コンパレータ出力信号φvは、第2のコ
ンデンサの充電電圧Vs2が第1のコンデンサの充電電
圧Vs1より高くなったときに高レベルになる。このた
め、本例の接続切替回路32からは、充電電圧Vs2が
充電電圧Vs1より高くなると、クロック信号φc1の
タイミングで信号φ1’が低レベルになり、次にクロッ
ク信号φc2のタイミングで信号φ2’が高レベルにな
る。また、充電電圧Vs1が充電電圧Vs2より高くな
ると、逆に、クロック信号φc1のタイミングで信号φ
2’が低レベルになり、次にクロック信号φc2のタイ
ミングで信号φ1’が高レベルになる。従って、先に図
1または図4で説明した切替用のパルス信号φaおよび
φbに対応した信号を比較結果である信号φvによって
得ることができる。
The connection switching circuit 32 of the present example further includes the first
And an AND gate 38b for taking the AND of the non-inverted outputs Q of the second D-FFs 35a and 35b and outputting a connection switching signal φ2 ', and the first and second D-FFs 35.
AND gate 38a for taking the AND of the inverted outputs Q (bar) of a and 35b and outputting the signal φ1 ′ for connection switching.
Is equipped with. The comparator output signal φv becomes high level when the charging voltage Vs2 of the second capacitor becomes higher than the charging voltage Vs1 of the first capacitor. Therefore, from the connection switching circuit 32 of this example, when the charging voltage Vs2 becomes higher than the charging voltage Vs1, the signal φ1 ′ becomes low level at the timing of the clock signal φc1 and then the signal φ2 ′ at the timing of the clock signal φc2. Becomes a high level. When the charging voltage Vs1 becomes higher than the charging voltage Vs2, conversely, the signal φ is generated at the timing of the clock signal φc1.
2'becomes low level, and then the signal .phi.1 'becomes high level at the timing of the clock signal .phi.c2. Therefore, the signals corresponding to the switching pulse signals φa and φb described above with reference to FIG. 1 or 4 can be obtained from the signal φv which is the comparison result.

【0054】本例の直並切替回路40は、図4に示した
回路と同一の構成が採用されており、信号φ1’をスイ
ッチSW11およびSW12に制御信号φ1として供給
するためのオアゲート41と、信号φ2’をスイッチS
W21の制御信号φ21として供給するためのアンドゲ
ート42と、信号φ2’をスイッチSW22の制御信号
φ22として供給するためのオアドゲート43と、さら
に、スタート信号φsを反転してスイッチSW31の制
御信号φ3として出力するためのインバータ44を備え
ている。これらのオアゲート41および43にスタート
信号φsが入力されており、また、アンドゲート42に
は反転したスタート信号φsが入力されているのも同様
である。従って、本例の直並切替回路40からは、スタ
ート信号φsによって上述した例と同じ過程で制御信号
がそれぞれ出力される。
The serial / parallel switching circuit 40 of this example has the same configuration as the circuit shown in FIG. 4, and has an OR gate 41 for supplying a signal φ1 ′ to the switches SW11 and SW12 as a control signal φ1. Switch the signal φ2 'to S
An AND gate 42 for supplying as a control signal φ21 of W21, an add gate 43 for supplying a signal φ2 ′ as a control signal φ22 of the switch SW22, and further, a start signal φs is inverted to form a control signal φ3 of the switch SW31. An inverter 44 for outputting is provided. Similarly, the start signal φs is input to the OR gates 41 and 43, and the inverted start signal φs is input to the AND gate 42. Therefore, the serial-parallel switching circuit 40 of the present example outputs the control signals in response to the start signal φs in the same process as the above example.

【0055】図10に、本例の電力供給装置20におけ
るそれぞれの制御信号の様子をタイミングチャートを用
いて示してある。まず、時刻t21においては、入力電
圧V1が低く、いずれのコンデンサ27および28にも
十分な電力が蓄えられていない。従って、発電装置1が
発電するとすぐに処理装置6が稼働を開始できるような
即スタートモードになっており、スタート信号φsが高
レベルになっている。このため、直並切替回路40から
高レベルの制御信号φ1およびφ22と、低レベルの制
御信号φ21およびφ3が出力され、コンデンサ27お
よび28が直列に接続されて昇圧整流が行われる。従っ
て、出力電圧V2としては充電電圧Vs1およびVs2
の和が得られ、処理装置6を稼働するために必要な電圧
を確保することができる。
FIG. 10 shows the state of each control signal in the power supply device 20 of this example using a timing chart. First, at time t21, the input voltage V1 is low, and sufficient electric power is not stored in any of the capacitors 27 and 28. Therefore, the processing device 6 is in the immediate start mode in which the operation can be started immediately after the power generation device 1 generates power, and the start signal φs is at a high level. Therefore, the parallel-parallel switching circuit 40 outputs the high-level control signals φ1 and φ22 and the low-level control signals φ21 and φ3, and the capacitors 27 and 28 are connected in series to perform boost rectification. Therefore, as the output voltage V2, the charging voltages Vs1 and Vs2
Therefore, the voltage necessary for operating the processing device 6 can be secured.

【0056】時刻t22に、発電装置1の起電圧が上昇
して入力電圧V1が基準電圧V01を越えると、即スタ
ートモードが解除され、スタート信号φsが低レベルに
なる。これによって、制御信号φ3が低レベルになって
スイッチSW31がオンし、W半波整流がスタートす
る。この段階では、第1および第2のコンデンサ27お
よび28の充電電圧Vs1およびVs2がほぼ等しくな
っている。従って、本例においては、充電電圧Vs2を
求めるために抵抗分割するR1およびR2の比率に差を
持たせ、充電電圧Vs2にバイアスを設け、時刻t22
以前のサンプリング時におけるコンパレータ出力φvを
低レベルとしている。このため、時刻t22において
は、信号φ1’が高レベル、φ2’が低レベルとなって
いる。これにより、制御信号φ1が高レベル、制御信号
φ21およびφ22が低レベルとなり、スイッチSW1
1およびSW12がオンし、スイッチSW21およびS
W22がオフとなる。従って、出力端22は第1のコン
デンサ27の側に接続され、第1のコンデンサ27を介
して電力が出力される。一方、第2のコンデンサ28
は、出力端22から切り離されるので、一方の交流成分
が半波整流された電力で充電され、充電電力Vs2が上
昇する。
At time t22, when the electromotive voltage of the generator 1 rises and the input voltage V1 exceeds the reference voltage V01, the immediate start mode is released and the start signal φs becomes low level. As a result, the control signal φ3 becomes low level, the switch SW31 is turned on, and the W half-wave rectification is started. At this stage, the charging voltages Vs1 and Vs2 of the first and second capacitors 27 and 28 are almost equal. Therefore, in this example, in order to obtain the charging voltage Vs2, the ratio of R1 and R2 to be resistance-divided is made different, and the charging voltage Vs2 is biased.
The comparator output φv at the time of the previous sampling is set to the low level. Therefore, at time t22, the signal φ1 ′ is at high level and φ2 ′ is at low level. As a result, the control signal φ1 goes high, the control signals φ21 and φ22 go low, and the switch SW1
1 and SW12 turn on, and switches SW21 and S
W22 is turned off. Therefore, the output end 22 is connected to the side of the first capacitor 27, and electric power is output via the first capacitor 27. On the other hand, the second capacitor 28
Is separated from the output end 22, so that one of the AC components is charged with the power half-wave rectified, and the charging power Vs2 rises.

【0057】時刻t23にサンプリング用のクロック信
号φc1が高レベルになると、比較回路33によって充
電電圧Vs1とVs2が比較される。第2のコンデンサ
28の充電電圧Vs2が第1のコンデンサ27の充電電
圧Vs1より大きくなっていると、コンパレータ出力φ
vは高レベルになる。従って、D−FF35aがクロッ
ク信号φc1の立ち下がり(時刻t24)でこれをラッ
チし、出力QおよびQ(バー)が反転する。これによ
り、信号φ1’が低レベルになり、直並切替回路40か
ら出力される制御信号φ1が低レベルになる。従って、
出力端22が第1および第2のコンデンサ27および2
8の両方から切り離された状態になる。
When the sampling clock signal φc1 goes high at time t23, the comparison circuit 33 compares the charging voltages Vs1 and Vs2. When the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 is higher than the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27, the comparator output φ
v goes high. Therefore, the D-FF 35a latches the clock signal φc1 at the falling edge (time t24), and the outputs Q and Q (bar) are inverted. As a result, the signal φ1 ′ goes low and the control signal φ1 output from the serial-parallel switching circuit 40 goes low. Therefore,
The output terminal 22 has the first and second capacitors 27 and 2
It becomes the state separated from both of 8.

【0058】時刻t25に第2のクロック信号φc2が
オンになると、その立ち下がりでD−FF35bが前段
のD−FF35aの出力がラッチされる。この結果、信
号φ2’が高レベルになり、直並切替回路40を通して
高レベルの制御信号φ21およびφ22が出力される。
従って、スイッチSW21およびSW22がオンにな
り、出力端22は第2のコンデンサ28の側に接続され
る。従って、出力端22からは第2のコンデンサ28を
介して電力が供給される。第1のコンデンサ27は出力
端22から切り離されるので、一方の交流成分を半波整
流した電力によって充電され、充電電力Vs1が上昇す
る。次のサンプリングのタイミングの時刻t26には、
充電電圧Vs1とVs2との大小関係が代わっていない
ので、コンパレータ出力φvは高レベルとなり、これを
ラッチして上記と同様の制御信号φ1およびφ21、φ
22が継続して出力される。
When the second clock signal φc2 is turned on at time t25, the output of the preceding D-FF 35a is latched by the D-FF 35b at the fall. As a result, the signal φ2 ′ goes high, and the high-level control signals φ21 and φ22 are output through the serial-parallel switching circuit 40.
Therefore, the switches SW21 and SW22 are turned on, and the output end 22 is connected to the second capacitor 28 side. Therefore, electric power is supplied from the output end 22 through the second capacitor 28. Since the first capacitor 27 is separated from the output end 22, it is charged by the power obtained by half-wave rectifying one of the AC components, and the charging power Vs1 rises. At time t26 of the next sampling timing,
Since the magnitude relationship between the charging voltages Vs1 and Vs2 has not changed, the comparator output φv becomes a high level, which is latched to control signals φ1 and φ21, φ similar to the above.
22 is continuously output.

【0059】時刻t27の次のサンプリングタイミング
において、第1のコンデンサ27の充電電圧Vs1が第
2のコンデンサ28の充電電圧Vs2以上になっている
と、コンパレータ出力φvは、低レベルのままとなる。
従って、時刻t28にD−FF35aがコンパレータ出
力φvをラッチして出力QおよびQ(バー)が反転す
る。このため、制御信号φ21およびφ22は低レベル
になり、スイッチSW21およびSW22がオフとなっ
て出力端22は第2のコンデンサ28から切り離され
る。そして、時刻t29に、第2のクロック信号φc2
が高レベルになるとこれによってD−FF35bが前段
のD−FF35aの出力をラッチし、出力QおよびQ
(バー)が反転する。このため、制御信号φ1が高レベ
ルになり、スイッチSW11およびSW12がオンとな
って出力端22は充電電圧Vs1が上昇した第1のコン
デンサ27の側に接続される。
When the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27 is equal to or higher than the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 at the next sampling timing at time t27, the comparator output φv remains at the low level.
Therefore, at time t28, the D-FF 35a latches the comparator output φv and the outputs Q and Q (bar) are inverted. Therefore, the control signals φ21 and φ22 become low level, the switches SW21 and SW22 are turned off, and the output end 22 is disconnected from the second capacitor 28. Then, at time t29, the second clock signal φc2
Becomes high level, this causes the D-FF 35b to latch the output of the preceding D-FF 35a, and to output Q and Q
(Bar) is reversed. Therefore, the control signal φ1 goes high, the switches SW11 and SW12 are turned on, and the output end 22 is connected to the side of the first capacitor 27 where the charging voltage Vs1 has risen.

【0060】このようにして、本例の電力供給装置20
においては、それぞれに半波整流された電力が充電され
ている第1および第2のコンデンサ27および28の電
圧の高い方に出力端22を切り替えて接続し、それぞれ
のコンデンサ27および28に蓄電された電力を出力端
22から処理装置6に供給できるようにしている。ま
た、図10に示したタイミングチャートでも判るよう
に、充電電圧の高くなったコンデンサの側から充電電圧
の低いコンデンサに向かって電流が流れてしまわないよ
うに、出力端22を各コンデンサ27および28からい
ったん切り離してから他方のコンデンサに接続するよう
にしている。従って、この間に継続して処理装置6に電
力を供給できるように出力端22に補助コンデンサ49
を並列に接続し、この補助コンデンサ49から処理装置
6に電力を供給できるようにしている。また、この補助
コンデンサ49に電荷が一時的に蓄えられるので、電圧
が低下したコンデンサから電圧の高いコンデンサに切り
替えられる際の電圧差を緩和する能力も備えている。さ
らに、本例の電力供給装置20においては、出力端22
に直列に抵抗48を接続してあり、これによっても電圧
の急激な変動を緩和し、安定した電力を処理装置6に給
電できるようにしている。また、本例の電力供給装置2
0においては、第1および第2のコンデンサ27および
28は回路的に等価であり、それぞれの容量を大きく
し、電力供給装置20のトータルの充電容量を大きくす
ることも可能である。もちろん、いずれか一方のコンデ
ンサの容量を小さくしておくことも可能である。
In this way, the power supply device 20 of this example
, The output terminal 22 is connected to the higher voltage of the first and second capacitors 27 and 28, which are charged with the half-wave rectified electric power, respectively, and is stored in the respective capacitors 27 and 28. The electric power can be supplied from the output end 22 to the processing device 6. Further, as can be seen from the timing chart shown in FIG. 10, the output terminal 22 is connected to the capacitors 27 and 28 so that the current does not flow from the side of the capacitor having the higher charging voltage toward the capacitor having the lower charging voltage. After disconnecting from once, it is connected to the other capacitor. Therefore, during this period, the auxiliary capacitor 49 is provided at the output end 22 so that the processing device 6 can be continuously supplied with electric power.
Are connected in parallel so that electric power can be supplied to the processing device 6 from the auxiliary capacitor 49. Further, since electric charges are temporarily stored in the auxiliary capacitor 49, the auxiliary capacitor 49 also has the ability to reduce the voltage difference when switching from a capacitor having a lowered voltage to a capacitor having a higher voltage. Further, in the power supply device 20 of this example, the output end 22
A resistor 48 is connected in series to the above, and this also alleviates a sudden change in voltage and enables stable power supply to the processing device 6. Further, the power supply device 2 of this example
At 0, the first and second capacitors 27 and 28 are equivalent in circuit, and it is possible to increase their respective capacities and increase the total charging capacity of the power supply device 20. Of course, it is possible to reduce the capacity of either one of the capacitors.

【0061】このように、本例の電力供給装置20は、
上述した電力供給装置と同様にW半波整流が可能であ
り、各コンデンサ27および28にはダイオードの順方
向電圧による損失が少ない電力が充電されるので整流効
率を高くできる。そして、それぞれのコンデンサ27お
よび28に交流の各成分の電力が充電され、その電力を
出力端22から処理装置6に供給することができるの
で、全波整流より高い電力を出力することが可能にな
る。このため、本例の電力供給装置20を用いることに
より、上記の例と同様に給電効率の高い発電装置を提供
することができ、また、生活のエネルギーや自然エネル
ギーを効率良く電力に変換していつでも何処でも機能を
発揮できる電子機器を提供することができる。
As described above, the power supply device 20 of this example is
W half-wave rectification is possible as in the power supply device described above, and the capacitors 27 and 28 are charged with electric power with less loss due to the forward voltage of the diode, so that the rectification efficiency can be increased. Then, the respective capacitors 27 and 28 are charged with electric power of each component of the alternating current, and the electric power can be supplied from the output end 22 to the processing device 6, so that it is possible to output electric power higher than full-wave rectification. Become. Therefore, by using the power supply device 20 of the present example, it is possible to provide a power generation device with high power supply efficiency as in the above example, and also to efficiently convert living energy and natural energy into electric power. It is possible to provide an electronic device that can exert its function anytime and anywhere.

【0062】〔第4の実施の形態〕図11に、本発明に
係る異なった電力供給装置20を搭載した電子機器10
の概要を示してある。本例の電子機器10も電力供給装
置20の入力端21に図13に示した発電装置と同様の
発電装置1が接続されており、出力端22に計時機能な
どを備えた処理装置6が接続されている。また、本例の
電力供給装置20も第1の整流回路23と第2の整流回
路24を備えており、第1および第2のコンデンサ27
および28にそれぞれの交流成分を蓄積可能となってい
る。従って、上記の電力供給装置と同様にW半波整流を
行うことができる。なお、上述した例の電力供給装置な
どと共通する部分については、同じ符号を付して説明を
省略する。
[Fourth Embodiment] FIG. 11 shows an electronic device 10 equipped with a different power supply device 20 according to the present invention.
Is shown. Also in the electronic device 10 of this example, the power generation device 1 similar to the power generation device shown in FIG. 13 is connected to the input end 21 of the power supply device 20, and the processing device 6 having a timing function or the like is connected to the output end 22. Has been done. Further, the power supply device 20 of this example also includes a first rectifier circuit 23 and a second rectifier circuit 24, and the first and second capacitors 27 are provided.
It is possible to store respective AC components in and 28. Therefore, W half-wave rectification can be performed similarly to the above power supply device. It should be noted that parts that are common to the power supply device and the like of the above-described example are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0063】本例の電力供給装置20は、第1のコンデ
ンサ27に出力端22が接続されており、第1のコンデ
ンサ27に対し第2のコンデンサ28を並列に繋いで第
2のコンデンサ28に充電された電力を第1のコンデン
サ27に転送できるようにしている。このため、本例の
電力供給装置20は、第2のコンデンサ28を第2の整
流回路24から切り離し、第1のコンデンサ27と並列
に接続可能な接続回路30を備えている。本例の接続回
路30は、上述した例の接続回路とほぼ同様であり、第
2のコンデンサ28を第1のコンデンサ27の側に接続
するためのスイッチSW11およびSW12と、第2の
コンデンサ28を第2の整流回路24に接続するための
スイッチSW21およびSW22と、これらのスイッチ
を制御するためのクロック信号を出力する制御回路31
と、スイッチを制御するための制御信号φ1およびφ2
を生成する接続切替回路32と、第1および第2のコン
デンサ27および28の充電電圧Vs1およびVs2を
比較する比較回路33を備えている。比較回路33の構
成は、上述した例と同様であり、比較した結果はコンパ
レータ出力φvで接続切替回路32に供給される。
In the power supply device 20 of this example, the output end 22 is connected to the first capacitor 27, and the second capacitor 28 is connected in parallel to the first capacitor 27 so that the second capacitor 28 is connected to the second capacitor 28. The charged power can be transferred to the first capacitor 27. For this reason, the power supply device 20 of the present example includes the connection circuit 30 that can disconnect the second capacitor 28 from the second rectifier circuit 24 and connect the second capacitor 28 in parallel with the first capacitor 27. The connection circuit 30 of this example is substantially the same as the connection circuit of the above-described example, and includes switches SW11 and SW12 for connecting the second capacitor 28 to the first capacitor 27 side, and the second capacitor 28. Switches SW21 and SW22 for connecting to the second rectifier circuit 24, and a control circuit 31 for outputting a clock signal for controlling these switches.
And control signals φ1 and φ2 for controlling the switch
And a comparison circuit 33 for comparing the charging voltages Vs1 and Vs2 of the first and second capacitors 27 and 28. The configuration of the comparison circuit 33 is similar to that of the above-described example, and the comparison result is supplied to the connection switching circuit 32 as the comparator output φv.

【0064】本例の接続切替回路32は、コンパレータ
出力φvをクロック信号φc1 でラッチし、リセット入
力に接続されている第2のクロック信号φc2でリセッ
トされるまで出力信号QおよびQ(バー)を出力するD
−FF35によって構成されている。そして、D−FF
35の非反転出力Qが制御信号φ1としてスイッチSW
11およびSW12に供給されており、反転出力Q(バ
ー)が制御信号φ2としてスイッチSW21およびSW
22に供給されている。従って、図12にタイミングチ
ャートを用いて示すように、時刻t31にクロック信号
φc1でサンプリングされたときに、第2のコンデンサ
28の充電電圧Vs2が第1のコンデンサ27の充電電
圧Vs1よりも高くなっていれば、高レベルのコンパレ
ータ出力φvが出力される。これにより、時刻t32に
クロック信号φc1の立ち下がりでD−FF35が信号
φvがラッチされ、高レベルの制御信号φ1と低レベル
の制御信号φ2が出力される。このため、スイッチSW
11およびSW12がオンし、SW21およびSW22
がオフする。従って、第2のコンデンサ28が第1のコ
ンデンサ27に並列に接続される。このとき、第2のコ
ンデンサ28の充電電圧Vs2の方が第1のコンデンサ
27の充電電圧Vs1より高くなっているので第2のコ
ンデンサ28から第1のコンデンサ27の側に電荷が転
送される。時刻t33に第2のクロック信号φc2が入
力されて立ち下がると、D−FF35はリセットされ、
制御信号φ1は低レベルに、また、制御信号φ2は高レ
ベルになる。従って、第2のコンデンサ28は第2の整
流回路24の側に接続され、W半波整流が開始される。
このように本例の電力供給装置20においても、上述し
た例と同様にダイオードによる順方向電圧の損失の影響
を低減することが可能であり、高い整流効率で交流電力
を第1および第2のコンデンサ27および28に蓄える
ことができる。そして、それぞれのコンデンサ27およ
び28に蓄えられた電力を上述したように第1のコンデ
ンサ27に転送することにより出力端22から処理装置
6に供給することができる。
The connection switching circuit 32 of this example latches the comparator output φv with the clock signal φc1 and outputs the output signals Q and Q (bar) until it is reset with the second clock signal φc2 connected to the reset input. D to output
-FF35. And D-FF
The non-inverting output Q of the switch 35 is used as the control signal φ1 for the switch SW
11 and SW12, and the inverted output Q (bar) is output as the control signal φ2 to the switches SW21 and SW.
22 are supplied. Therefore, as shown in the timing chart of FIG. 12, when the clock signal φc1 is sampled at the time t31, the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 becomes higher than the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27. If so, the high-level comparator output φv is output. As a result, at time t32, the signal φv is latched by the D-FF 35 at the fall of the clock signal φc1, and the high-level control signal φ1 and the low-level control signal φ2 are output. Therefore, the switch SW
11 and SW12 turn on, and SW21 and SW22
Turns off. Therefore, the second capacitor 28 is connected in parallel with the first capacitor 27. At this time, since the charging voltage Vs2 of the second capacitor 28 is higher than the charging voltage Vs1 of the first capacitor 27, charges are transferred from the second capacitor 28 to the first capacitor 27 side. When the second clock signal φc2 is input and falls at time t33, the D-FF 35 is reset,
The control signal φ1 goes low and the control signal φ2 goes high. Therefore, the second capacitor 28 is connected to the second rectifier circuit 24 side, and the W half-wave rectification is started.
As described above, also in the power supply device 20 of the present example, it is possible to reduce the influence of the loss of the forward voltage due to the diode as in the above-described example, and the AC power is supplied to the first and second AC power sources with high rectification efficiency. It can be stored in capacitors 27 and 28. Then, the electric power stored in the respective capacitors 27 and 28 can be supplied to the processing device 6 from the output end 22 by transferring the electric power to the first capacitor 27 as described above.

【0065】本例の電力供給装置20においては、第2
のコンデンサ28自体を整流回路から切り離して第1の
コンデンサ27と接続できるようにしてあるので、転送
用のコンデンサは不要である。また、出力端22は第1
のコンデンサ27に接続されたままにしてあるので出力
端22の側にも補助コンデンサを設ける必要がない。従
って、簡易で安価な構成でW半波整流が可能であり、そ
れぞれのコンデンサ27および28に充電された電力を
出力端22から処理装置6に供給できる小型の電子機器
10を実現することができる。しかしながら、本例の電
力供給装置20においては、第2のコンデンサ28を直
に回路切替して第1のコンデンサの側に接続している。
従って、第2のコンデンサ28が第1のコンデンサ27
に充電している間は、第2の整流回路24で整流された
電力を蓄えることができず、出力電力は若干低下する。
このため、本例の電力供給装置20においては、第2の
クロックφc2によって強制的に第2のコンデンサ28
の接続を第2の整流回路24の側に戻し、整流された電
力を第2のコンデンサ28で蓄えられるようにしてい
る。従って、第2のコンデンサ28から第1のコンデン
サ27へは短時間に電荷を転送することが望ましく、そ
のためには、第2のコンデンサの充電電圧Vs2を第1
のコンデンサの充電電圧Vs1に対し十分高くしておく
ことが望ましい。そこで、本例の電力供給装置20にお
いては、第2のコンデンサ28の容量を第1のコンデン
サ27に対し十分に小さくし、電力の転送速度を速くで
きるようにしている。また、第1のコンデンサ27が本
例の電力供給装置20においてはメインのコンデンサに
なるので処理装置6に対し継続して電力を供給するため
に十分な容量を備えていることが望ましい。
In the power supply device 20 of this example, the second
Since the capacitor 28 itself is separated from the rectifier circuit and can be connected to the first capacitor 27, the transfer capacitor is unnecessary. Also, the output end 22 is the first
Since it is still connected to the capacitor 27, it is not necessary to provide an auxiliary capacitor also on the output end 22 side. Therefore, the W half-wave rectification is possible with a simple and inexpensive structure, and the small electronic device 10 capable of supplying the electric power charged in the capacitors 27 and 28 from the output end 22 to the processing device 6 can be realized. . However, in the power supply device 20 of this example, the circuit of the second capacitor 28 is directly switched and connected to the side of the first capacitor.
Therefore, the second capacitor 28 is replaced by the first capacitor 27.
While the battery is being charged, the power rectified by the second rectifier circuit 24 cannot be stored, and the output power is slightly reduced.
Therefore, in the power supply device 20 of the present example, the second capacitor 28 is forcibly forced by the second clock φc2.
Is returned to the side of the second rectifier circuit 24 so that the rectified power can be stored in the second capacitor 28. Therefore, it is desirable to transfer the charge from the second capacitor 28 to the first capacitor 27 in a short time, and for that purpose, the charging voltage Vs2 of the second capacitor is set to the first value.
It is desirable to keep the voltage sufficiently higher than the charging voltage Vs1 of the capacitor. Therefore, in the power supply device 20 of this example, the capacity of the second capacitor 28 is made sufficiently smaller than that of the first capacitor 27 so that the power transfer speed can be increased. Further, since the first capacitor 27 serves as the main capacitor in the power supply device 20 of this example, it is desirable that the first capacitor 27 has a sufficient capacity to continuously supply power to the processing device 6.

【0066】以上に説明したように、本発明の電力供給
装置は、圧電素子を用いた振動型の発電装置や、図13
に示したロータおよびステータを備えた回転型の電磁式
の発電装置などから供給された交流電力を効率良く整流
することが可能であり、さらに、交流電力の双方の成分
を整流して出力することが可能である。従って、発電装
置が発電した電力を少ない損失で処理装置や大容量コン
デンサなどの充電装置に供給することができる。このた
め、処理装置と共に本発明の電力供給装置あるいは発電
装置を搭載することにより、ユーザの動きなどを捉えて
発電を行い安定した起電力が得られない電子機器におい
ても、発電装置から供給された電力を有効に活用するこ
とができる。従って、電池なしで様々な環境下において
長時間、継続して処理装置を稼働させることが可能な電
子機器を提供することができる。本発明の電子機器は、
上記で説明した腕時計装置に限定されることなく、その
他の携帯型、あるいは車両搭載型などの電子機器として
利用でき、何時でも何処でも処理装置の機能を発揮でき
る電子機器を実現することができる。例えば、本発明は
上記の例で説明した時計機能を備えた電子機器に加え、
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と共に搭載
し電子機器を構成することが可能である。
As described above, the power supply device of the present invention is a vibration type power generation device using a piezoelectric element, or a power generation device of FIG.
It is possible to efficiently rectify AC power supplied from a rotary electromagnetic power generator including the rotor and stator shown in Fig. 1, and to rectify and output both components of AC power. Is possible. Therefore, the electric power generated by the power generation device can be supplied to the processing device and the charging device such as the large-capacity capacitor with a small loss. Therefore, by mounting the power supply device or the power generation device of the present invention together with the processing device, the power generation device supplies power even to an electronic device that does not generate stable electromotive force by capturing the power of the user. Power can be effectively utilized. Therefore, it is possible to provide an electronic device capable of continuously operating the processing device for a long time in various environments without a battery. The electronic device of the present invention is
The present invention is not limited to the wristwatch device described above, and can be used as other portable or vehicle-mounted electronic devices, and can realize electronic devices that can exhibit the function of the processing device anytime and anywhere. For example, the present invention, in addition to the electronic device having the clock function described in the above example,
Pager, telephone, radio, hearing aid, pedometer, calculator,
An electronic device can be configured by mounting together with various processing devices that operate by consuming electric power, such as an information terminal such as an electronic notebook, an IC card, and a radio receiver.

【0067】なお、本発明が上述した幾つかの回路例に
限定されないことはもちろんである。例えば、それぞれ
の例で説明した接続回路は、その他の例においても適用
することができ、電力供給装置が搭載される電子機器の
用途や目的、あるいは処理装置の機能などに応じて適当
に組み合わせることが可能である。さらに、同等の機能
を有する他の回路あるいはプログラム制御などを採用す
ることももちろん可能である。また、各スイッチとして
バイポーラあるいあユニポーラのトランジスタスイッチ
を用いることも可能であり、電力供給装置をIC化して
提供したり、あるいは処理装置と共に同一の半導体基板
に搭載するなど様々なバリエーションが可能である。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned some circuit examples. For example, the connection circuits described in each example can be applied to other examples, and can be appropriately combined depending on the use or purpose of the electronic device in which the power supply device is mounted, or the function of the processing device. Is possible. Further, it is of course possible to adopt another circuit having the same function or program control. It is also possible to use a bipolar or unipolar transistor switch as each switch, and various variations are possible such as providing an electric power supply device in the form of an IC or mounting it on the same semiconductor substrate together with a processing device. .

【0068】[0068]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電力供
給装置は、交流電力のそれぞれの成分を半波整流してい
ったんコンデンサなどの蓄電手段に充電し、転送用のコ
ンデンサを用いたり、あるいは、コンデンサを直に接続
することにより一方の蓄電手段に電力を集めて蓄電手段
の電力を出力端から出力できるようにしている。あるい
は、出力端の接続をそれぞれの蓄電手段に切り替えて電
力を出力できるようにしている。従って、ダイオードの
順方向電圧Vfによる損失は半波整流程度に低減するこ
とができ、高い整流効率が得られる。これと共に、全波
整流と同様に双方の交流成分を整流して出力することが
できる。このため、本発明により、整流効率が高く、全
波整流以上の電力を出力可能な電力供給装置を提供する
ことができる。従って、本発明の電力供給装置を用いて
腕時計装置などに内蔵される小型の発電装置からの電力
を効率良く充電装置に充電でき、また、処理装置に供給
することができる。さらに、本発明の発電装置を処理装
置や充電装置と共に搭載することにより、様々な環境下
で継続して処理装置を稼働できる携帯型に適した電子機
器を提供することができ、電池の有無などに係わらず、
何時でも、どこでも処理装置の機能を十分に発揮させら
れる電子機器を提供することができる。
As described above, in the power supply device of the present invention, the components of AC power are half-wave rectified and once charged in a storage means such as a capacitor, and a transfer capacitor is used. Alternatively, the capacitor is directly connected to collect power in one of the power storage means so that the power of the power storage means can be output from the output end. Alternatively, the connection of the output end is switched to each power storage means so that electric power can be output. Therefore, the loss due to the forward voltage Vf of the diode can be reduced to about half-wave rectification, and high rectification efficiency can be obtained. Together with this, it is possible to rectify and output both AC components, as in full-wave rectification. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a power supply device having high rectification efficiency and capable of outputting electric power equal to or higher than full-wave rectification. Therefore, the power supply device of the present invention can be used to efficiently charge the charging device with the power from the small power generator built into the wristwatch device or the like, and to supply the power to the processing device. Further, by mounting the power generation device of the present invention together with the processing device and the charging device, it is possible to provide an electronic device suitable for a portable type capable of continuously operating the processing device under various environments. Regardless of
It is possible to provide an electronic device that allows the functions of the processing device to be fully exerted at any time and anywhere.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電力供給装置
を備えた電子機器の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device including a power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電力供給装置の制御方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a control method of the power supply device shown in FIG.

【図3】図1に示す電力供給装置を構成するスイッチを
操作する制御信号などを示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 3 is a timing chart showing a control signal for operating a switch included in the power supply device shown in FIG.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る電力供給装置
を備えた電子機器の概略構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device including a power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す電力供給装置から出力可能な電力を
出力電圧に対して示すグラフであり、他の整流方法と共
に示してある。
5 is a graph showing the power that can be output from the power supply device shown in FIG. 4 against the output voltage, and is shown together with another rectification method.

【図6】図4に示す電力供給装置から出力可能な電力を
出力電圧に対して示すグラフであり、発電装置の回転錘
の旋回角が小さなときに出力可能な電力を示す図であ
る。
6 is a graph showing the power that can be output from the power supply device shown in FIG. 4 against the output voltage, and is a diagram that shows the power that can be output when the turning angle of the rotary weight of the power generator is small.

【図7】図4に示す電力供給装置の制御方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control method of the power supply device shown in FIG.

【図8】図4に示す電力供給装置を構成するスイッチを
操作する制御信号などを示すタイミングチャートであ
る。
8 is a timing chart showing control signals and the like for operating switches included in the power supply device shown in FIG.

【図9】本発明の第3の実施の形態に係る電力供給装置
を備えた電子機器の概略構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device including a power supply device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】図9に示す電力供給装置を構成するスイッチ
を操作する制御信号などを示すタイミングチャートであ
る。
10 is a timing chart showing control signals and the like for operating switches that form the power supply device shown in FIG.

【図11】本発明の第4の実施の形態に係る電力供給装
置を備えた電子機器の概略構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device including a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】図11に示す電力供給装置を構成するスイッ
チを操作する制御信号などを示すタイミングチャートで
ある。
12 is a timing chart showing control signals and the like for operating switches that form the power supply apparatus shown in FIG.

【図13】従来の発電装置を備えた腕時計装置の概略構
成を示す図であり、ロータおよびステータを備えた電磁
式の回転型の発電装置を備えたものを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a wristwatch device including a conventional power generation device, which is a diagram including an electromagnetic rotary power generation device including a rotor and a stator.

【図14】ダイオードの順方向電圧の特性を示すグラフ
である。
FIG. 14 is a graph showing the characteristics of the forward voltage of a diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・発電装置 5・・大容量コンデンサ 6・・処理装置 7a・・スタートアップ用ダイオード 7b・・バイパススイッチ 7c・・スタートアップ用の制御回路 10・・携帯用電子機器 12・・電磁発電機 13・・回転錘 20・・電力供給装置 21・・入力端 22・・出力端 23・・第1の整流回路 24・・第2の整流回路 25・・第1のダイオード 26・・第2のダイオード 27・・第1のコンデンサ 28・・第2のコンデンサ 29・・転送用コンデンサ 30・・接続回路 31・・制御回路 32・・接続切替回路 33・・比較回路 34・・コンパレータ 35・・フリップフロップ 40・・直並切替回路 SW11、SW12、SW21、SW22、SW31・
・コンデンサの接続切り替え用スイッチ Vs1、Vs2・・コンデンサの充電電圧 R1、R2・・充電電圧検出用の抵抗
1.-Power generator 5-Large-capacity capacitor 6-Processing device 7a-Startup diode 7b-Bypass switch 7c-Startup control circuit 10-Portable electronic device 12-Electromagnetic generator 13- -Rotating weight 20-Power supply device 21-Input terminal 22-Output terminal 23-First rectifier circuit 24-Second rectifier circuit 25-First diode 26-Second diode 27 -First capacitor 28-Second capacitor 29-Transfer capacitor 30-Connection circuit 31-Control circuit 32-Connection switching circuit 33-Comparison circuit 34-Comparator 35-Flip-flop 40 ..Sequential parallel switching circuits SW11, SW12, SW21, SW22, SW31
・ Switch for switching connection of capacitors Vs1, Vs2 ・ ・ Charge voltage R1, R2 of capacitor ・ ・ Resistance for detecting charge voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04G 1/00 G04C 10/00 H02M 3/07 H02M 7/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G04G 1/00 G04C 10/00 H02M 3/07 H02M 7/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電力が入力される入力端と、 前記交流電力の第1の交流成分を半波整流して第1の蓄
電手段に充電する第1の整流手段と、 前記交流電力の第2の交流成分を半波整流して第2の蓄
電手段に充電する第2の整流手段と、 前記第1および第2の蓄電手段の少なくとも一方に接続
された出力端とを有する電力供給装置であって、 前記第2の蓄電手段から前記第1の蓄電手段に電荷を転
送する補助蓄電手段を有する ことを特徴とする電力供給
装置。
1. An input terminal to which AC power is input, a first rectifying unit that half-wave rectifies a first AC component of the AC power to charge a first storage unit, and a first rectifying unit of the AC power. in the power supply device having a second rectifier means for charging the second alternating component in the half-wave rectified by the second power storage unit, and an output connected to at least one of said first and second storage means there are, rolling a charge to the first storage means from said second storage means
An electric power supply device having an auxiliary power storage means for transmitting the electric power.
【請求項2】 請求項1において、前記第2の蓄電手段
の充電電圧が前記第1の蓄電手段の充電電圧より高いと
きに前記補助蓄電手段の接続を切り替えることにより電
力を転送可能とする接続手段を有することを特徴とする
電力供給装置。
2. The second electric storage means according to claim 1.
Is higher than the charging voltage of the first storage means
Power by switching the connection of the auxiliary power storage means
Characterized by having a connection means capable of transferring force
Power supply equipment.
【請求項3】 請求項1において、前記出力端は前記第
1の蓄電手段に接続されており、前記第2の蓄電手段の
充電電圧が前記第1の蓄電手段の充電電圧より高くなっ
たときに前記第2の蓄電手段を前記入力端から切り離し
て前記第1の蓄電手段と並列に接続する接続手段を有す
ることを特徴とする電力供給装置。
3. The output terminal according to claim 1, wherein the output terminal is the first terminal.
Of the second power storage means connected to the first power storage means.
The charging voltage is higher than the charging voltage of the first storage means.
The second storage means is disconnected from the input end when
And a connecting means connected in parallel with the first power storage means.
A power supply device characterized by the above.
【請求項4】 請求項1において、前記第1および第2
の蓄電手段の充電電圧の高い方に前記出力端を接続する
接続手段を有することを特徴とする電力供給装置。
4. The first and second elements according to claim 1.
Connect the output terminal to the one with the higher charging voltage of the storage means
A power supply device comprising a connecting means.
【請求項5】 請求項4において、前記接続手段と前記
補助蓄電手段が抵抗成分を介して接続されていることを
特徴とする電力供給装置。
5. The connection means and the connection device according to claim 4,
Check that the auxiliary storage means is connected via the resistance component.
Characteristic power supply device.
【請求項6】 請求項2、3または4のいずれかにおい
て、前記接続手段は、前記第1の蓄電手段の第1の充電
電圧と、前記第1および第2の蓄電手段が直列に接続さ
れた合成電圧を抵抗分割して得られた第2の充電電圧と
を比較する比較手段を備えていることを特徴とする電力
供給装置。
6. The odor according to claim 2, 3 or 4.
And the connection means is configured to perform the first charging of the first power storage means.
The voltage and the first and second power storage means are connected in series.
The second charging voltage obtained by resistance division of the combined voltage
Power characterized by comprising a comparison means for comparing
Supply device.
【請求項7】 請求項6において、前記第2の充電電圧
は、前記合成電圧を不均等に分割して得られた電圧であ
ることを特徴とする電力供給装置。
7. The second charging voltage according to claim 6,
Is a voltage obtained by unevenly dividing the combined voltage.
A power supply device characterized by the above.
【請求項8】 請求項1において、前記第1および第2
の蓄電手段の少なくともいずれかに前記出力端を並列に
接続する第1のモードと、前記第1および第2の蓄電手
段を前記出力端に対し直列に接続する第2のモードとを
備えた接続手段を有することを特徴とする電力供給装
置。
8. The first and second elements according to claim 1.
The output end in parallel with at least one of the storage means of
A first mode for connection and the first and second power storage hands
A second mode in which a stage is connected in series to the output
Power supply device characterized by having a connecting means provided
Place
【請求項9】 請求項8において、前記接続手段は、前
記入力端の電圧が所定の値より低いときに前記第2のモ
ードを選択することを特徴とする電力供給装置。
9. The connecting means according to claim 8,
When the voltage at the input terminal is lower than a predetermined value, the second mode
A power supply device characterized by selecting a mode.
【請求項10】 請求項8において、前記接続手段は、
前記出力端の電圧が所定の値より高いときに前記第2の
モードを選択することを特徴とする電力供給装置。
10. The connecting means according to claim 8,
When the voltage at the output end is higher than a predetermined value, the second
A power supply device characterized by selecting a mode.
【請求項11】 請求項1に記載の電力供給装置と、 前記入力端に前記交流電力を供給可能な発電手段とを有
することを特徴とする発電装置。
11. A power supply device according to claim 1, and a power generation means capable of supplying the AC power to the input end.
A power generation device characterized by:
【請求項12】 請求項1に記載の電力供給装置と、 前記入力端に前記交流電力を供給可能な発電手段と、 前記出力端からの直流電力によって動作する処理装置と
を有することを特徴とする電子機器。
12. A power supply device according to claim 1, a power generation unit capable of supplying the AC power to the input end, and a processing device operated by the DC power from the output end.
An electronic device comprising:
【請求項13】 交流電力の第1の交流成分を半波整流
して第1の蓄電手段に充電し、前記交流電力の第2の交
流成分を半波整流して第2の蓄電手段に充電し、前記第
2の蓄電手段から前記第1の蓄電手段に電荷を転送し、
前記第1の蓄電手段に蓄積された電力を出力することを
特徴とする電力供給方法。
13. A half-wave rectifier for a first AC component of AC power.
Then, the first power storage means is charged and the second AC power is exchanged.
Current component is half-wave rectified to charge the second power storage means,
Transfer the electric charge from the second storage means to the first storage means,
Outputting the electric power stored in the first power storage means
Characteristic power supply method.
【請求項14】 入力された交流電力の第1の交流成分
を半波整流して第1の蓄電手段に充電し、第2の交流成
分を半波整流して第2の蓄電手段に充電し、前記第1お
よび第2の蓄電手段に蓄えられた電力を出力端に供給す
る電力供給装置の制御方法であって、次のステップを有
することを特徴とする電力供給装置の制御方法。 1.前記第1および第2の蓄電手段の少なくともいずれ
かに前記出力端を並列に接続する第1のステップ。 2.前記第1および第2の蓄電手段を前記出力端に直列
に接続する第2のステップ。
14. A first AC component of input AC power.
Half-wave rectified to charge the first power storage means and generate a second alternating current
Half-wave rectified by half-wave to charge the second storage means,
And the electric power stored in the second power storage means is supplied to the output end.
Method for controlling a power supply device, which includes the following steps:
A method for controlling a power supply device, comprising: 1. At least one of the first and second power storage means
A first step of connecting the outputs of the crabs in parallel. 2. The first and second power storage means are connected in series to the output end.
Second step of connecting to.
JP26339096A 1996-10-03 1996-10-03 Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device Expired - Fee Related JP3525644B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26339096A JP3525644B2 (en) 1996-10-03 1996-10-03 Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26339096A JP3525644B2 (en) 1996-10-03 1996-10-03 Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10111371A JPH10111371A (en) 1998-04-28
JP3525644B2 true JP3525644B2 (en) 2004-05-10

Family

ID=17388833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26339096A Expired - Fee Related JP3525644B2 (en) 1996-10-03 1996-10-03 Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3525644B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1965463A (en) * 2004-07-14 2007-05-16 罗姆股份有限公司 Power source device
JP4463635B2 (en) * 2004-07-20 2010-05-19 株式会社リコー Switching regulator, power supply circuit using switching regulator, and rechargeable battery charging circuit using switching regulator
JP2013102639A (en) * 2011-11-09 2013-05-23 Panasonic Corp Environment power generation device
CN107209479B (en) * 2015-02-13 2019-08-27 米克罗杜尔有限公司 The electronic circuit of operation for control table

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10111371A (en) 1998-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3632209B2 (en) Power supply device and portable electronic device
JP3624665B2 (en) Power generation device, charging method and timing device
US8624432B2 (en) Power assist using ambient heat
JP3472879B2 (en) Overcharge prevention method, charging circuit, electronic device and watch
JP2002171748A (en) Dc/dc converter
JP4105314B2 (en) DC-DC converter circuit and battery-driven device
US6396772B1 (en) Electronic apparatus and control method for electronic apparatus
JP3596383B2 (en) Charging device for electronic timepiece having generator, electronic timepiece, and control method for charging device
JP3525644B2 (en) Power supply device, power generation device, electronic device, power supply method, and control method for power supply device
JP3661856B2 (en) Step-down DC / DC converter
US6628572B1 (en) Electronic equipment and method of controlling electronic equipment
JP3903911B2 (en) Power supply device and portable electronic device
JP3677893B2 (en) Watches
JPH1073675A (en) Continuous electric power supply circuit controlled by reversible converter
JP2870516B2 (en) Electronic clock with generator
JP3624531B2 (en) Power control device, power generation device and electronic device
JP3675060B2 (en) Power supply device, power generation device and electronic device
JP4259039B2 (en) Electronic circuit
JP2004047947A (en) Thermal power generating apparatus and electric equipment
JP3611954B2 (en) Electronics
JP2004032980A (en) Overcharge-preventing method, circuit for charging, and electronic equipment and time-piece
JP3849449B2 (en) Electronic device, electronically controlled mechanical watch, electronic device control method
JP3632495B2 (en) Electronic device and control method of electronic device
JPH09257961A (en) Power generator and carrying type equipment with power generator
JPH03148092A (en) Electronic clock

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040209

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees