JP3528563B2 - チョッパ回路の給電方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 - Google Patents
チョッパ回路の給電方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計Info
- Publication number
- JP3528563B2 JP3528563B2 JP00046898A JP46898A JP3528563B2 JP 3528563 B2 JP3528563 B2 JP 3528563B2 JP 00046898 A JP00046898 A JP 00046898A JP 46898 A JP46898 A JP 46898A JP 3528563 B2 JP3528563 B2 JP 3528563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- chopper
- comparing
- power supply
- output terminal
- 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
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スタンバイ時の消
費電流を低減するのに好適なチョッパ回路の給電方法、
チョッパ回路、チョッパ式充電回路およびこれらを用い
た電子機器および腕時計に関する。
費電流を低減するのに好適なチョッパ回路の給電方法、
チョッパ回路、チョッパ式充電回路およびこれらを用い
た電子機器および腕時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電機によって発電された交流電圧をコ
ンデンサや電池に充電する充電回路として、ブリッジ型
の充電回路が知られている。図７は、従来の充電回路の
回路図である。この充電回路においては、発電機ＡＧの
出力端子Ａ，Ｂの電圧と電源Vddの電圧とを比較するコ
ンパレータCOM1，COM2、発電機ＡＧの出力端子Ａ，Ｂの
電圧とグランドGNDの電圧を比較するコンパレータCOM
3，COM4、および充電電流を蓄電する大容量のコンデン
サＣが各々設けらている。そして、各コンパレータCOM1
〜COM4の出力によって、ＰチャンネルＦＥＴP1，P2，N
1，N2のオン・オフが制御される。
ンデンサや電池に充電する充電回路として、ブリッジ型
の充電回路が知られている。図７は、従来の充電回路の
回路図である。この充電回路においては、発電機ＡＧの
出力端子Ａ，Ｂの電圧と電源Vddの電圧とを比較するコ
ンパレータCOM1，COM2、発電機ＡＧの出力端子Ａ，Ｂの
電圧とグランドGNDの電圧を比較するコンパレータCOM
3，COM4、および充電電流を蓄電する大容量のコンデン
サＣが各々設けらている。そして、各コンパレータCOM1
〜COM4の出力によって、ＰチャンネルＦＥＴP1，P2，N
1，N2のオン・オフが制御される。
【０００３】ここで、出力端子Ａの電圧がグランドGND
の電圧以下になると、コンパレータCOM3によってＮチャ
ンネルＦＥＴN1がオン状態となり、出力端子Ａが接地さ
れる。また、出力端子Ｂの電圧が電源Vddの電圧を越え
ると、コンパレータCOM2によって、ＰチャンネルＦＥＴ
P2がオンとなり、電荷が矢印の経路でコンデンサＣに充
電される。この場合、出力端子Ｂの電圧が電源Vddの電
圧を越えない限り、ＰチャンネルＦＥＴP2はオンとなら
いので、矢印と逆の経路で電流が流れて、充電効率が低
下するといった不都合が生じないようになっている。
の電圧以下になると、コンパレータCOM3によってＮチャ
ンネルＦＥＴN1がオン状態となり、出力端子Ａが接地さ
れる。また、出力端子Ｂの電圧が電源Vddの電圧を越え
ると、コンパレータCOM2によって、ＰチャンネルＦＥＴ
P2がオンとなり、電荷が矢印の経路でコンデンサＣに充
電される。この場合、出力端子Ｂの電圧が電源Vddの電
圧を越えない限り、ＰチャンネルＦＥＴP2はオンとなら
いので、矢印と逆の経路で電流が流れて、充電効率が低
下するといった不都合が生じないようになっている。
【０００４】このように、従来の充電回路にあっては、
電界効果トランジスタとコンパレータを組み合わせて、
一定の条件の下に一方向に電流を流す一方向性ユニット
を構成し、これによって、充電効率を高めている。
電界効果トランジスタとコンパレータを組み合わせて、
一定の条件の下に一方向に電流を流す一方向性ユニット
を構成し、これによって、充電効率を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一方向性ユ
ニットを用いた充電回路にあっては、コンパレータによ
って各電界効果トランジスタのオン・オフを制御してい
るので、常にコンパレータを動作させる必要がある。し
たがって、発電機ＡＧが発電しない期間、あるいは、発
電しても起電圧が小さく充電できない期間において、コ
ンパレータが電流を消費してしまい、充電効率が低下す
るといった問題がある。
ニットを用いた充電回路にあっては、コンパレータによ
って各電界効果トランジスタのオン・オフを制御してい
るので、常にコンパレータを動作させる必要がある。し
たがって、発電機ＡＧが発電しない期間、あるいは、発
電しても起電圧が小さく充電できない期間において、コ
ンパレータが電流を消費してしまい、充電効率が低下す
るといった問題がある。
【０００６】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、一方向性ユニットを用いたチョッパ式充電回
路において、簡易な構成で充電効率を高めることを目的
とする。また、他の目的は、このチョッパ式充電回路を
電子機器や腕時計に適用することにある。
のであり、一方向性ユニットを用いたチョッパ式充電回
路において、簡易な構成で充電効率を高めることを目的
とする。また、他の目的は、このチョッパ式充電回路を
電子機器や腕時計に適用することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明にあっては、第１のスイッチ
手段と、その出力端子間の電圧を比較することにより前
記第１のスイッチ手段のオン・オフを制御する第１の比
較手段と、第２のスイッチ手段と、交流発電機の出力端
子の電圧と基準電圧とを比較することにより充電条件を
満たしているか否かを検出しこの検出結果に基づいて前
記第２のスイッチ手段のオン・オフを制御する第２の比
較手段であって、前記第１の比較手段よりも消費電流の
低い第２の比較手段とを備え、前記交流発電機の起電圧
を前記第２のスイッチ手段のオンオフによりチョッパ電
圧に変換するチョッパ回路の給電方法において、前記交
流発電機の出力端子の電圧と前記基準電圧よりも小さい
閾値電圧とを比較することにより、前記交流発電機の発
電状態を検出し、前記発電状態が検出されると、前記第
２の比較手段に給電を開始し、前記充電条件を満たして
いることが検出されると、前記第１の比較手段に給電を
開始することを特徴とする。また、請求項２に記載の発
明にあっては、前記第２の比較手段への給電が開始され
ると、前記第１および第２の比較手段への給電を所定時
間継続することを特徴とする。
め、請求項１に記載の発明にあっては、第１のスイッチ
手段と、その出力端子間の電圧を比較することにより前
記第１のスイッチ手段のオン・オフを制御する第１の比
較手段と、第２のスイッチ手段と、交流発電機の出力端
子の電圧と基準電圧とを比較することにより充電条件を
満たしているか否かを検出しこの検出結果に基づいて前
記第２のスイッチ手段のオン・オフを制御する第２の比
較手段であって、前記第１の比較手段よりも消費電流の
低い第２の比較手段とを備え、前記交流発電機の起電圧
を前記第２のスイッチ手段のオンオフによりチョッパ電
圧に変換するチョッパ回路の給電方法において、前記交
流発電機の出力端子の電圧と前記基準電圧よりも小さい
閾値電圧とを比較することにより、前記交流発電機の発
電状態を検出し、前記発電状態が検出されると、前記第
２の比較手段に給電を開始し、前記充電条件を満たして
いることが検出されると、前記第１の比較手段に給電を
開始することを特徴とする。また、請求項２に記載の発
明にあっては、前記第２の比較手段への給電が開始され
ると、前記第１および第２の比較手段への給電を所定時
間継続することを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明にあっては、
第１のスイッチ手段と、その出力端子間の電圧を比較す
ることにより前記第１のスイッチ手段のオン・オフを制
御する第１の比較手段と、第２のスイッチ手段と、交流
発電機の出力端子の電圧と基準電圧とを比較することに
より充電条件を満たしているか否かを検出しこの検出結
果に基づいて前記第２のスイッチ手段のオン・オフを制
御する第２の比較手段であって、前記第１の比較手段よ
りも消費電流の低い第２の比較手段とを備え、前記交流
発電機の起電圧を前記第２のスイッチ手段のオンオフに
よりチョッパ電圧に変換するチョッパ回路において、前
記交流発電機の出力端子の電圧と前記基準電圧よりも小
さい閾値電圧とを比較することにより、前記交流発電機
の発電状態を検出する発電検出手段と、前記発電検出手
段によって発電状態が検出されると、前記第２の比較手
段に給電を開始し、前記第２の制御手段によって充電条
件を満たしていることが検出されると、前記第１の比較
手段に給電を開始する給電制御手段とを備えたことを特
徴とする。また、請求項４に記載の発明にあっては、前
記給電制御手段は、前記第２の比較手段への給電を開始
すると、前記第１および第２の比較手段への給電を所定
時間継続することを特徴とする。
第１のスイッチ手段と、その出力端子間の電圧を比較す
ることにより前記第１のスイッチ手段のオン・オフを制
御する第１の比較手段と、第２のスイッチ手段と、交流
発電機の出力端子の電圧と基準電圧とを比較することに
より充電条件を満たしているか否かを検出しこの検出結
果に基づいて前記第２のスイッチ手段のオン・オフを制
御する第２の比較手段であって、前記第１の比較手段よ
りも消費電流の低い第２の比較手段とを備え、前記交流
発電機の起電圧を前記第２のスイッチ手段のオンオフに
よりチョッパ電圧に変換するチョッパ回路において、前
記交流発電機の出力端子の電圧と前記基準電圧よりも小
さい閾値電圧とを比較することにより、前記交流発電機
の発電状態を検出する発電検出手段と、前記発電検出手
段によって発電状態が検出されると、前記第２の比較手
段に給電を開始し、前記第２の制御手段によって充電条
件を満たしていることが検出されると、前記第１の比較
手段に給電を開始する給電制御手段とを備えたことを特
徴とする。また、請求項４に記載の発明にあっては、前
記給電制御手段は、前記第２の比較手段への給電を開始
すると、前記第１および第２の比較手段への給電を所定
時間継続することを特徴とする。
【０００９】また、請求項５に記載の発明にあっては、
第１のラインと交流発電機の両出力端子との間に各々設
けられた第１および第２のスイッチ手段と、第２のライ
ンと前記交流発電機の両出力端子との間に各々設けられ
た第３および第４のスイッチ手段と、前記第１のライン
の電圧と前記交流発電機の両出力端子電圧とを各々比較
して前記第１および第２のスイッチ手段のオン・オフを
制御する第１および第２の比較手段と、前記交流発電機
の両出力端子と前記第２のラインとの間の電位差を第１
の基準電位差と比較して前記第３および第４のスイッチ
手段のオン・オフを制御する第３および第４の比較手段
であって、それぞれ前記第１および第２の比較手段より
も消費電流の低い第３および第４の比較手段とを備え、
前記交流発電機の起電圧を前記第３または第４のスイッ
チ手段のオンオフによりチョッパ電圧に変換するチョッ
パ回路の給電方法において、前記交流発電機の各出力端
子と前記第２のラインとの間の電位差を前記第１の基準
電位差より小さい第２の基準電位差と比較することによ
り、前記交流発電機が発電状態にあるか否かを判定し、
前記交流発電機が発電状態にあると判定されると、前記
第３および第４の比較手段に給電を開始し、この後、前
記第３および第４の比較手段によって、前記交流発電機
の出力端子のうち一方の端子電圧が前記基準電圧を越え
たことが検出されると、前記第１および前記第２の比較
手段に給電を開始することを特徴とする。
第１のラインと交流発電機の両出力端子との間に各々設
けられた第１および第２のスイッチ手段と、第２のライ
ンと前記交流発電機の両出力端子との間に各々設けられ
た第３および第４のスイッチ手段と、前記第１のライン
の電圧と前記交流発電機の両出力端子電圧とを各々比較
して前記第１および第２のスイッチ手段のオン・オフを
制御する第１および第２の比較手段と、前記交流発電機
の両出力端子と前記第２のラインとの間の電位差を第１
の基準電位差と比較して前記第３および第４のスイッチ
手段のオン・オフを制御する第３および第４の比較手段
であって、それぞれ前記第１および第２の比較手段より
も消費電流の低い第３および第４の比較手段とを備え、
前記交流発電機の起電圧を前記第３または第４のスイッ
チ手段のオンオフによりチョッパ電圧に変換するチョッ
パ回路の給電方法において、前記交流発電機の各出力端
子と前記第２のラインとの間の電位差を前記第１の基準
電位差より小さい第２の基準電位差と比較することによ
り、前記交流発電機が発電状態にあるか否かを判定し、
前記交流発電機が発電状態にあると判定されると、前記
第３および第４の比較手段に給電を開始し、この後、前
記第３および第４の比較手段によって、前記交流発電機
の出力端子のうち一方の端子電圧が前記基準電圧を越え
たことが検出されると、前記第１および前記第２の比較
手段に給電を開始することを特徴とする。
【００１０】また、請求項６に記載の発明にあっては、
交流発電機によって発電される起電力を、クロック信号
に同期したチョッパ電圧に変換して第１のラインと第２
のラインとの間に発生させるチョッパ回路において、前
記交流発電機の一方または他方の出力端子と前記第２の
ラインとの間の電位差が第１の基準電位差を越えるか否
かを検出することにより前記交流発電機の発電状態を検
出する発電検出手段と、前記第１のラインの電圧と前記
一方の出力端子の電圧とを比較する第１の比較手段と、
前記の一方の出力端子と前記第１のラインとの間に設け
られ、前記第１の比較手段の比較結果に基づいてオン・
オフが制御される第１のスイッチ手段と、前記第１のラ
インの電圧と前記他方の出力端子の電圧とを比較する第
２の比較手段と、前記他方の出力端子と前記第１のライ
ンとの間に設けられ、前記第２の比較手段の比較結果に
基づいてオン・オフが制御される第２のスイッチ手段
と、前記他方の出力端子と前記第２のラインとの間の電
位差と、前記第１の基準電位差よりも大きい第２の基準
電位差とを比較する第３の比較手段であって、前記第１
および第２の比較手段よりも消費電流の低い第３の比較
手段と、前記一方の出力端子と前記第２のラインとの間
の電位差と、前記第１の基準電位差よりも大きい第３の
基準電位差とを比較する第４の比較手段であって、前記
第１および第２の比較手段よりも消費電流の低い第４の
比較手段と、前記一方の出力端子と前記第２のラインと
の間に設けられ、前記第３の比較手段によって前記他方
の出力端子の電位差が前記第２の基準電位差を越えるこ
とが検出された場合にはオンにされ、前記第４の比較手
段によって前記一方の出力端子の電位差が前記第３の基
準電位差を越えることが検出された場合には前記クロッ
ク信号に基づいてオン・オフが制御される第３のスイッ
チ手段と、前記他方の出力端子と前記第２のラインとの
間に設けられ、前記第４の比較手段によって前記一方の
出力端子の電位差が前記第３の基準電位差を越えること
が検出された場合にはオンにされ、前記第３の比較手段
によって前記他方の出力端子の電位差が前記第２の基準
電位差を越えることが検出された場合には前記クロック
信号に基づいてオン・オフが制御される第４のスイッチ
手段とを備え、前記発電検出手段には常時給電し、前記
発電検出手段よって発電状態が検出されると、前記第３
の比較手段および前記第４の比較手段への給電を開始
し、前記第３または前記第４の比較手段によって前記出
力端子の電位差が前記第２または第３の基準電圧を越え
ることが検出されると、前記第１の比較手段および前記
第２の比較手段に給電を開始することを特徴とする。
交流発電機によって発電される起電力を、クロック信号
に同期したチョッパ電圧に変換して第１のラインと第２
のラインとの間に発生させるチョッパ回路において、前
記交流発電機の一方または他方の出力端子と前記第２の
ラインとの間の電位差が第１の基準電位差を越えるか否
かを検出することにより前記交流発電機の発電状態を検
出する発電検出手段と、前記第１のラインの電圧と前記
一方の出力端子の電圧とを比較する第１の比較手段と、
前記の一方の出力端子と前記第１のラインとの間に設け
られ、前記第１の比較手段の比較結果に基づいてオン・
オフが制御される第１のスイッチ手段と、前記第１のラ
インの電圧と前記他方の出力端子の電圧とを比較する第
２の比較手段と、前記他方の出力端子と前記第１のライ
ンとの間に設けられ、前記第２の比較手段の比較結果に
基づいてオン・オフが制御される第２のスイッチ手段
と、前記他方の出力端子と前記第２のラインとの間の電
位差と、前記第１の基準電位差よりも大きい第２の基準
電位差とを比較する第３の比較手段であって、前記第１
および第２の比較手段よりも消費電流の低い第３の比較
手段と、前記一方の出力端子と前記第２のラインとの間
の電位差と、前記第１の基準電位差よりも大きい第３の
基準電位差とを比較する第４の比較手段であって、前記
第１および第２の比較手段よりも消費電流の低い第４の
比較手段と、前記一方の出力端子と前記第２のラインと
の間に設けられ、前記第３の比較手段によって前記他方
の出力端子の電位差が前記第２の基準電位差を越えるこ
とが検出された場合にはオンにされ、前記第４の比較手
段によって前記一方の出力端子の電位差が前記第３の基
準電位差を越えることが検出された場合には前記クロッ
ク信号に基づいてオン・オフが制御される第３のスイッ
チ手段と、前記他方の出力端子と前記第２のラインとの
間に設けられ、前記第４の比較手段によって前記一方の
出力端子の電位差が前記第３の基準電位差を越えること
が検出された場合にはオンにされ、前記第３の比較手段
によって前記他方の出力端子の電位差が前記第２の基準
電位差を越えることが検出された場合には前記クロック
信号に基づいてオン・オフが制御される第４のスイッチ
手段とを備え、前記発電検出手段には常時給電し、前記
発電検出手段よって発電状態が検出されると、前記第３
の比較手段および前記第４の比較手段への給電を開始
し、前記第３または前記第４の比較手段によって前記出
力端子の電位差が前記第２または第３の基準電圧を越え
ることが検出されると、前記第１の比較手段および前記
第２の比較手段に給電を開始することを特徴とする。
【００１１】また、請求項７に記載の発明にあっては、
前記第１のラインは電源ラインあり、前記第２のライン
はグランドであることを特徴とする。また、請求項８に
記載の発明にあっては、前記第１のラインはグランドで
あり、前記第２のラインは電源ラインであることを特徴
とする。
前記第１のラインは電源ラインあり、前記第２のライン
はグランドであることを特徴とする。また、請求項８に
記載の発明にあっては、前記第１のラインはグランドで
あり、前記第２のラインは電源ラインであることを特徴
とする。
【００１２】また、請求項９に記載の発明にあっては、
前記発電検出手段の消費電流を前記第３および第４の比
較手段の消費電流よりも低く設定したことを特徴とす
る。また、請求項１０に記載の発明にあっては、前記チ
ョッパ回路と、前記チョッパ回路の前記電源ラインと前
記グランドとに接続され、前記チョッパ電圧を昇圧する
とともに昇圧した電圧を蓄電する昇圧回路とを備えたチ
ョッパ式充電回路であることを特徴とする。
前記発電検出手段の消費電流を前記第３および第４の比
較手段の消費電流よりも低く設定したことを特徴とす
る。また、請求項１０に記載の発明にあっては、前記チ
ョッパ回路と、前記チョッパ回路の前記電源ラインと前
記グランドとに接続され、前記チョッパ電圧を昇圧する
とともに昇圧した電圧を蓄電する昇圧回路とを備えたチ
ョッパ式充電回路であることを特徴とする。
【００１３】また、請求項１１に記載の発明にあって
は、前記チョッパ式充電回路を内蔵するとともに、前記
チョッパ式充電回路から給電される電力によって、動作
する電子機器であることを特徴とする。また、請求項１
２に記載の発明にあっては、前記チョッパ式充電回路
と、前記チョッパ式充電回路から給電され、時刻を計測
する時計回路とを備え、前記時計回路から前記クロック
信号を前記チョッパ式充電回路に供給する腕時計である
ことを特徴とする。
は、前記チョッパ式充電回路を内蔵するとともに、前記
チョッパ式充電回路から給電される電力によって、動作
する電子機器であることを特徴とする。また、請求項１
２に記載の発明にあっては、前記チョッパ式充電回路
と、前記チョッパ式充電回路から給電され、時刻を計測
する時計回路とを備え、前記時計回路から前記クロック
信号を前記チョッパ式充電回路に供給する腕時計である
ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、チョッパ式充電回路を適用
した腕時計を本発明の一実施形態として説明する。 １．実施形態の構成 図１は、本実施形態に係わる腕時計に使用されるチョッ
パ式充電回路の回路図である。チョッパ式充電回路１０
０は、交流発電機ＡＧの発電状態の有無を検出する発電
検出部１０と、交流発電機ＡＧの起電圧をパルス状のチ
ョッパ電圧に変換するチョッパ回路２０と、チョッパ回
路２０によって得られるチョッパ電圧を昇圧するととも
に昇圧された電圧を蓄電する昇圧部３０から大略構成さ
れている。
した腕時計を本発明の一実施形態として説明する。 １．実施形態の構成 図１は、本実施形態に係わる腕時計に使用されるチョッ
パ式充電回路の回路図である。チョッパ式充電回路１０
０は、交流発電機ＡＧの発電状態の有無を検出する発電
検出部１０と、交流発電機ＡＧの起電圧をパルス状のチ
ョッパ電圧に変換するチョッパ回路２０と、チョッパ回
路２０によって得られるチョッパ電圧を昇圧するととも
に昇圧された電圧を蓄電する昇圧部３０から大略構成さ
れている。
【００１５】まず、チョッパ回路の主要部の構成を説明
する。一方向性ユニット１は、ＰチャンネルＦＥＴP1、
コンパレータCOM1、スイッチＳ１，Ｓ２から構成され
る。コンパレータCOM1の正入力端子は電源Vddに接続さ
れ、その負入力端子は交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１
に接続されている。このため、電源Vddの電圧が出力端
子ＡＧ１の電圧を越えると、信号φP1がロ−レベルとな
り、ＰチャンネルＦＥＴP1がオンとなる。一方、電源Vd
dの電圧が出力端子ＡＧ１の電圧を下回ると、信号φP1
がハイレベルとなり、ＰチャンネルＦＥＴP1がオフとな
る。したがって、一方向性ユニット１は、出力端子ＡＧ
１の電圧が電源Vddの電圧を上回った場合にのみ電流を
出力端子ＡＧ１から電源Vddに供給する。
する。一方向性ユニット１は、ＰチャンネルＦＥＴP1、
コンパレータCOM1、スイッチＳ１，Ｓ２から構成され
る。コンパレータCOM1の正入力端子は電源Vddに接続さ
れ、その負入力端子は交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１
に接続されている。このため、電源Vddの電圧が出力端
子ＡＧ１の電圧を越えると、信号φP1がロ−レベルとな
り、ＰチャンネルＦＥＴP1がオンとなる。一方、電源Vd
dの電圧が出力端子ＡＧ１の電圧を下回ると、信号φP1
がハイレベルとなり、ＰチャンネルＦＥＴP1がオフとな
る。したがって、一方向性ユニット１は、出力端子ＡＧ
１の電圧が電源Vddの電圧を上回った場合にのみ電流を
出力端子ＡＧ１から電源Vddに供給する。
【００１６】次に、一方向性ユニット２は、上記した一
方向性ユニット１と同様に構成されており、出力端子Ａ
Ｇ２の電圧が電源Vddの電圧を上回った場合にのみ電流
を出力端子ＡＧ２から電源Vddに供給する。
方向性ユニット１と同様に構成されており、出力端子Ａ
Ｇ２の電圧が電源Vddの電圧を上回った場合にのみ電流
を出力端子ＡＧ２から電源Vddに供給する。
【００１７】ここで、充電効率を考慮すれば、交流発電
機ＡＧの出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が電源Vddの電
圧を上回れば、直ちにＰチャンネルＦＥＴP1，P2をオン
にすることが望ましい。このため、コンパレータCOM1，
COM2の消費電流は、比較的大きく、高速動作に対応でき
るようになっている。しかし、交流発電機ＡＧが発電し
ていない期間や、発電しても起電圧が小さい期間にあっ
ては、昇圧しても充電することができないので、コンパ
レータCOM1，COM2を動作させる必要はない。そこで、本
実施形態にあっては、一方向性ユニット１の内部にスイ
ッチＳ１，Ｓ２を、一方向性ユニット２にスイッチＳ
３，Ｓ４を設け、これらを信号φSによって制御するこ
とにより、コンパレータCOM1，COM2の消費電流を削減し
ている。
機ＡＧの出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が電源Vddの電
圧を上回れば、直ちにＰチャンネルＦＥＴP1，P2をオン
にすることが望ましい。このため、コンパレータCOM1，
COM2の消費電流は、比較的大きく、高速動作に対応でき
るようになっている。しかし、交流発電機ＡＧが発電し
ていない期間や、発電しても起電圧が小さい期間にあっ
ては、昇圧しても充電することができないので、コンパ
レータCOM1，COM2を動作させる必要はない。そこで、本
実施形態にあっては、一方向性ユニット１の内部にスイ
ッチＳ１，Ｓ２を、一方向性ユニット２にスイッチＳ
３，Ｓ４を設け、これらを信号φSによって制御するこ
とにより、コンパレータCOM1，COM2の消費電流を削減し
ている。
【００１８】ここで、スイッチＳ１はＰチャンネルＦＥ
ＴP1のゲートと電源Vddの間に、スイッチＳ２はコンパ
レータCOM1の負電源端子とグランドGNDの間に設けられ
ている。信号φSがハイレベルになるとスイッチＳ１が
オン、スイッチＳ２がオフとなり、信号φSがローレベ
ルになるとスイッチＳ１がオフ、スイッチＳ２がオンと
なるようにスイッチＳ１，Ｓ２は構成されている。した
がって、信号φSをローレベルにすると、コンパレータC
OM1に電源が供給され、その比較結果に応じてＰチャン
ネルＦＥＴP1のオン・オフが制御される。一方、信号φ
Sをハイレベルにすると、コンパレータCOM1への電源供
給が遮断され、また、ＰチャンネルＦＥＴP1がオフとな
る。すなわち、信号φSによって、一方向性ユニット１
を動作させるか否かを制御することができ、動作させな
い場合には、コンパレータCOM1の消費電流を削減するこ
とができる。
ＴP1のゲートと電源Vddの間に、スイッチＳ２はコンパ
レータCOM1の負電源端子とグランドGNDの間に設けられ
ている。信号φSがハイレベルになるとスイッチＳ１が
オン、スイッチＳ２がオフとなり、信号φSがローレベ
ルになるとスイッチＳ１がオフ、スイッチＳ２がオンと
なるようにスイッチＳ１，Ｓ２は構成されている。した
がって、信号φSをローレベルにすると、コンパレータC
OM1に電源が供給され、その比較結果に応じてＰチャン
ネルＦＥＴP1のオン・オフが制御される。一方、信号φ
Sをハイレベルにすると、コンパレータCOM1への電源供
給が遮断され、また、ＰチャンネルＦＥＴP1がオフとな
る。すなわち、信号φSによって、一方向性ユニット１
を動作させるか否かを制御することができ、動作させな
い場合には、コンパレータCOM1の消費電流を削減するこ
とができる。
【００１９】また、一方向性ユニット２のスイッチＳ３
は、一方向性ユニット１のスイッチＳ１に対応してお
り、一方向性ユニット２のスイッチＳ４は、一方向性ユ
ニット１のスイッチＳ２に対応している。この場合、信
号φSがローレベルであるならば、コンパレータCOM2に
電源が供給され、その比較結果に応じてＰチャンネルＦ
ＥＴP1のオン・オフが制御される。一方、信号φSがハ
イレベルであるならば、コンパレータCOM2への電源供給
が遮断され、また、ＰチャンネルＦＥＴP2がオフとな
る。したがって、一方向性ユニット２も一方向性ユニッ
ト１と同様に、信号φSによって、その動作が制御さ
れ、動作させない場合には、コンパレータCOM2の消費電
流を削減することができる。
は、一方向性ユニット１のスイッチＳ１に対応してお
り、一方向性ユニット２のスイッチＳ４は、一方向性ユ
ニット１のスイッチＳ２に対応している。この場合、信
号φSがローレベルであるならば、コンパレータCOM2に
電源が供給され、その比較結果に応じてＰチャンネルＦ
ＥＴP1のオン・オフが制御される。一方、信号φSがハ
イレベルであるならば、コンパレータCOM2への電源供給
が遮断され、また、ＰチャンネルＦＥＴP2がオフとな
る。したがって、一方向性ユニット２も一方向性ユニッ
ト１と同様に、信号φSによって、その動作が制御さ
れ、動作させない場合には、コンパレータCOM2の消費電
流を削減することができる。
【００２０】ところで、腕時計にような小型で軽量の装
置において、交流発電機ＡＧを内蔵しようとすると、交
流発電機ＡＧは非常に小型のものとなるので、交流発電
機ＡＧを構成する出力用コイルの大きさには一定の限度
がある。交流発電機ＡＧの起電圧は出力用コイルの巻線
数に比例するから、このような交流発電機ＡＧによって
高い電圧を発生させることは難しい。このため、交流発
電機ＡＧの起電圧を整流しても、腕時計に内蔵される各
構成を安定して動作させるのに十分な電圧を得ることが
できない。そこで、本実施形態にあっては、一方向性ユ
ニット３，４をチョッパ動作させて、交流発電機ＡＧの
起電圧をスパイク状のチョッパ電圧に変換し、これを昇
圧部３０で昇圧して所望の電圧を得るようにしている。
なお、昇圧部３０としては、いわゆる倍電圧回路等の周
知な構成を用いればよく、例えば、コンデンサと一方向
性ユニットを組み合わせて構成すればよい。
置において、交流発電機ＡＧを内蔵しようとすると、交
流発電機ＡＧは非常に小型のものとなるので、交流発電
機ＡＧを構成する出力用コイルの大きさには一定の限度
がある。交流発電機ＡＧの起電圧は出力用コイルの巻線
数に比例するから、このような交流発電機ＡＧによって
高い電圧を発生させることは難しい。このため、交流発
電機ＡＧの起電圧を整流しても、腕時計に内蔵される各
構成を安定して動作させるのに十分な電圧を得ることが
できない。そこで、本実施形態にあっては、一方向性ユ
ニット３，４をチョッパ動作させて、交流発電機ＡＧの
起電圧をスパイク状のチョッパ電圧に変換し、これを昇
圧部３０で昇圧して所望の電圧を得るようにしている。
なお、昇圧部３０としては、いわゆる倍電圧回路等の周
知な構成を用いればよく、例えば、コンデンサと一方向
性ユニットを組み合わせて構成すればよい。
【００２１】次に、一方向性ユニット４は、Ｎチャンネ
ルＦＥＴN2、オア回路OR2、コンパレータCOM4、および
スイッチＳ７，Ｓ８から構成される。コンパレータCOM4
の正入力端子は交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１に接続
され、その負入力端子には基準電圧Vref1が供給され
る。基準電圧Vref1は、グランドGNDの電圧をわずかに上
回る電圧に設定されている。なお、基準電圧Vref1と発
電検出部１０で発電状態を検出するために用いる基準電
圧Vrefの関係については後述する。
ルＦＥＴN2、オア回路OR2、コンパレータCOM4、および
スイッチＳ７，Ｓ８から構成される。コンパレータCOM4
の正入力端子は交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１に接続
され、その負入力端子には基準電圧Vref1が供給され
る。基準電圧Vref1は、グランドGNDの電圧をわずかに上
回る電圧に設定されている。なお、基準電圧Vref1と発
電検出部１０で発電状態を検出するために用いる基準電
圧Vrefの関係については後述する。
【００２２】この場合、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電
圧Vref1を越えると、信号CN2がハイレベルとなり、出力
端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を下回ると、信号CN2
がローレベルとなる。また、オア回路OR2には、信号CN2
とクロック信号CLK1が供給され、そこでは、両信号の論
理和が演算される。演算結果は信号φN2としてＮチャン
ネルＦＥＴN2のゲートに供給される。したがって、Ｎチ
ャンネルＦＥＴN2は、信号CN2またはクロック信号CLK1
のうち一方がハイレベルとなればオンとなり、両信号が
ローレベルとなればオフとなる。なお、一方向性ユニッ
ト３も一方向性ユニット４と同様に構成されている。
圧Vref1を越えると、信号CN2がハイレベルとなり、出力
端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を下回ると、信号CN2
がローレベルとなる。また、オア回路OR2には、信号CN2
とクロック信号CLK1が供給され、そこでは、両信号の論
理和が演算される。演算結果は信号φN2としてＮチャン
ネルＦＥＴN2のゲートに供給される。したがって、Ｎチ
ャンネルＦＥＴN2は、信号CN2またはクロック信号CLK1
のうち一方がハイレベルとなればオンとなり、両信号が
ローレベルとなればオフとなる。なお、一方向性ユニッ
ト３も一方向性ユニット４と同様に構成されている。
【００２３】ここで、交流発電機ＡＧが発電状態にあ
り、出力端子ＡＧ１の電圧が出力端子ＡＧ２の電圧より
も高いとすると、出力端子ＡＧ２はＮチャンネルＦＥＴ
N2によって接地され、一方、ＮチャンネルＦＥＴN1はク
ロック信号CLK1と同期してオン・オフを繰り返す。これ
により、出力端子ＡＧ１の電圧はパルス状に変動し、こ
の電圧が電源Vddを上回ると、充電電流が、交流発電機
ＡＧ→ＰチャンネルＦＥＴP1→電源Vdd→昇圧部３０の
経路で流れ、昇圧部３０にて昇圧された電圧が蓄電され
る。
り、出力端子ＡＧ１の電圧が出力端子ＡＧ２の電圧より
も高いとすると、出力端子ＡＧ２はＮチャンネルＦＥＴ
N2によって接地され、一方、ＮチャンネルＦＥＴN1はク
ロック信号CLK1と同期してオン・オフを繰り返す。これ
により、出力端子ＡＧ１の電圧はパルス状に変動し、こ
の電圧が電源Vddを上回ると、充電電流が、交流発電機
ＡＧ→ＰチャンネルＦＥＴP1→電源Vdd→昇圧部３０の
経路で流れ、昇圧部３０にて昇圧された電圧が蓄電され
る。
【００２４】一方向性ユニット４において、Ｎチャンネ
ルＦＥＴN2のゲートとグランドGNDの間にはスイッチＳ
７が設けられており、コンパレータCOM4の負電源端子と
グランドGNDの間にはスイッチＳ８が設けられている。
スイッチＳ７，Ｓ８は、信号φSLがハイレベルになる
と、スイッチＳ７がオン、スイッチＳ８がオフとなり、
信号φSLがローレベルになると、スイッチＳ７がオフ、
スイッチＳ８がオンとなるように構成されている。した
がって、信号φSLをローレベルにすると、コンパレータ
COM4に電源が供給され、その比較動作が行われる。一
方、信号φSLをハイレベルにすると、コンパレータCOM4
への電源供給が遮断され、また、ＮチャンネルＦＥＴN2
がオフとなる。したがって、信号φSLによって、一方向
性ユニット４を動作させるか否かを制御することがで
き、動作させない場合には、コンパレータCOM4の消費電
流を削減することができる。
ルＦＥＴN2のゲートとグランドGNDの間にはスイッチＳ
７が設けられており、コンパレータCOM4の負電源端子と
グランドGNDの間にはスイッチＳ８が設けられている。
スイッチＳ７，Ｓ８は、信号φSLがハイレベルになる
と、スイッチＳ７がオン、スイッチＳ８がオフとなり、
信号φSLがローレベルになると、スイッチＳ７がオフ、
スイッチＳ８がオンとなるように構成されている。した
がって、信号φSLをローレベルにすると、コンパレータ
COM4に電源が供給され、その比較動作が行われる。一
方、信号φSLをハイレベルにすると、コンパレータCOM4
への電源供給が遮断され、また、ＮチャンネルＦＥＴN2
がオフとなる。したがって、信号φSLによって、一方向
性ユニット４を動作させるか否かを制御することがで
き、動作させない場合には、コンパレータCOM4の消費電
流を削減することができる。
【００２５】また、一方向性ユニット３のスイッチＳ５
は、一方向性ユニット４のスイッチＳ７に対応してお
り、一方向性ユニット３のスイッチＳ６は、一方向性ユ
ニット４のスイッチＳ８に対応している。ここで、信号
φSLがローレベルであるならば、コンパレータCOM3に電
源が供給され、その比較結果に応じてＮチャンネルＦＥ
ＴN1のオン・オフが制御される。一方、信号φSLがハイ
レベルであるならば、コンパレータCOM3への電源供給が
遮断され、また、ＮチャンネルＦＥＴN1がオフとなる。
したがって、信号φSLによって、一方向性ユニット３を
動作させるか否かを制御することができ、動作させない
場合には、コンパレータCOM3の消費電流を削減すること
ができる。
は、一方向性ユニット４のスイッチＳ７に対応してお
り、一方向性ユニット３のスイッチＳ６は、一方向性ユ
ニット４のスイッチＳ８に対応している。ここで、信号
φSLがローレベルであるならば、コンパレータCOM3に電
源が供給され、その比較結果に応じてＮチャンネルＦＥ
ＴN1のオン・オフが制御される。一方、信号φSLがハイ
レベルであるならば、コンパレータCOM3への電源供給が
遮断され、また、ＮチャンネルＦＥＴN1がオフとなる。
したがって、信号φSLによって、一方向性ユニット３を
動作させるか否かを制御することができ、動作させない
場合には、コンパレータCOM3の消費電流を削減すること
ができる。
【００２６】次に、信号φSLを生成する発電検出部１０
について説明する。発電検出部１０は、交流発電機ＡＧ
の出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧を予め定められた閾値
と比較して、閾値を越えた場合に交流発電機ＡＧが発電
状態にあると判別するものであり、例えば、図２に示す
回路によって構成される。
について説明する。発電検出部１０は、交流発電機ＡＧ
の出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧を予め定められた閾値
と比較して、閾値を越えた場合に交流発電機ＡＧが発電
状態にあると判別するものであり、例えば、図２に示す
回路によって構成される。
【００２７】図において、抵抗R1を介して接地されるコ
ンパレータCOM5の正入力端子は、出力端子ＡＧ１と接続
されており、また、その負入力端子には基準電圧Vrefが
供給されている。一方、抵抗R2を介して接地されるコン
パレータCOM6の正入力端子は、出力端子ＡＧ２と接続さ
れており、また、その負入力端子には基準電圧Vrefが供
給されている。なお、抵抗R1，R2の値は略２００ＫΩに
設定している。また、基準電圧Vrefは、交流発電機ＡＧ
が発電状態にあるか否かを検出できるように、グランド
GNDの電圧をわずかに上回るように設定されている。
ンパレータCOM5の正入力端子は、出力端子ＡＧ１と接続
されており、また、その負入力端子には基準電圧Vrefが
供給されている。一方、抵抗R2を介して接地されるコン
パレータCOM6の正入力端子は、出力端子ＡＧ２と接続さ
れており、また、その負入力端子には基準電圧Vrefが供
給されている。なお、抵抗R1，R2の値は略２００ＫΩに
設定している。また、基準電圧Vrefは、交流発電機ＡＧ
が発電状態にあるか否かを検出できるように、グランド
GNDの電圧をわずかに上回るように設定されている。
【００２８】したがって、コンパレータCOM5，COM6のう
ちいずれか一方の出力信号がハイレベルとなれば発電状
態にあることを検出することができる。このため、オア
回路１１は両信号の論理和を算出し、交流発電機ＡＧが
発電状態にあるか否かを検出し、信号φAGを生成する。
ちいずれか一方の出力信号がハイレベルとなれば発電状
態にあることを検出することができる。このため、オア
回路１１は両信号の論理和を算出し、交流発電機ＡＧが
発電状態にあるか否かを検出し、信号φAGを生成する。
【００２９】また、ノア回路１３の一方の入力端子に
は、後述するラッチ回路６で生成される信号φSが反転
回路１２を介して供給され、その他方の入力端子には、
オア回路１１の出力信号φAGが供給され、これらの信号
に基づいてノア回路１３は信号φSLを生成する。そし
て、信号φSLによって、一方向性ユニット３，４の動作
が制御される。ここで、信号φSLをオア回路１１の出力
信号のみならず、信号φSを考慮して生成するようにし
たのは、発電検出部１０、コンパレータCOM3，COM4の動
作速度を遅く設定したため、発電状態にあった交流発電
機ＡＧが一旦発電を停止し、この後、すぐに発電を開始
したような場合に、充電することができないからであ
る。なお、この点については後述する。
は、後述するラッチ回路６で生成される信号φSが反転
回路１２を介して供給され、その他方の入力端子には、
オア回路１１の出力信号φAGが供給され、これらの信号
に基づいてノア回路１３は信号φSLを生成する。そし
て、信号φSLによって、一方向性ユニット３，４の動作
が制御される。ここで、信号φSLをオア回路１１の出力
信号のみならず、信号φSを考慮して生成するようにし
たのは、発電検出部１０、コンパレータCOM3，COM4の動
作速度を遅く設定したため、発電状態にあった交流発電
機ＡＧが一旦発電を停止し、この後、すぐに発電を開始
したような場合に、充電することができないからであ
る。なお、この点については後述する。
【００３０】次に、図１に示すノア回路NOR1は、信号φ
N1と信号φN2に基づいて、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電
圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えたか否か検出する。こ
こで、一方向性ユニット３，４の基準電圧Vref1，Vref2
は、発電検出部１０の基準電圧Vrefと比較して大きな値
に設定されている。図３は、基準電圧Vref1および基準
電圧Vrefと出力端子ＡＧ１の電圧の関係を示したもので
ある。図において出力端子ＡＧ１の電圧がＶａのように
変化したとすると、時刻ｔａにおいて出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vrefを越えるので、信号φSLがローレベ
ルとなりコンパレータCOM4に電源が供給される。この
後、出力端子ＡＧ１の電圧Ｖａが上昇し、時刻ｔｃにお
いて基準電圧Vref1を越えると、コンパレータCOM4の出
力信号がハイレベルとなり、ノア回路NOR1によって、出
力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を越えたことが検
知される。一方、出力端子ＡＧ１の電圧がＶｂのように
変化したとすると、時刻ｔｂにおいて出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vrefを越えるので、コンパレータCOM4に
電源が供給されるが、基準電圧Vref1を越えないのでノ
ア回路NOR1の出力信号φNはローレベルにならない。
N1と信号φN2に基づいて、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電
圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えたか否か検出する。こ
こで、一方向性ユニット３，４の基準電圧Vref1，Vref2
は、発電検出部１０の基準電圧Vrefと比較して大きな値
に設定されている。図３は、基準電圧Vref1および基準
電圧Vrefと出力端子ＡＧ１の電圧の関係を示したもので
ある。図において出力端子ＡＧ１の電圧がＶａのように
変化したとすると、時刻ｔａにおいて出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vrefを越えるので、信号φSLがローレベ
ルとなりコンパレータCOM4に電源が供給される。この
後、出力端子ＡＧ１の電圧Ｖａが上昇し、時刻ｔｃにお
いて基準電圧Vref1を越えると、コンパレータCOM4の出
力信号がハイレベルとなり、ノア回路NOR1によって、出
力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を越えたことが検
知される。一方、出力端子ＡＧ１の電圧がＶｂのように
変化したとすると、時刻ｔｂにおいて出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vrefを越えるので、コンパレータCOM4に
電源が供給されるが、基準電圧Vref1を越えないのでノ
ア回路NOR1の出力信号φNはローレベルにならない。
【００３１】次に、図１に示すノア回路NOR2は、信号φ
Nとクロック信号CLK1の負論理和を演算し、その出力信
号をオア回路OR1，OR2に供給している。このため、信号
φＮがハイレベルの期間中は、クロック信号が一方向性
ユニット３，４に供給されず、チョッパ動作が行われな
い。この意味において、ノア回路ＮＯＲ２は、クロック
禁止手段として機能する。
Nとクロック信号CLK1の負論理和を演算し、その出力信
号をオア回路OR1，OR2に供給している。このため、信号
φＮがハイレベルの期間中は、クロック信号が一方向性
ユニット３，４に供給されず、チョッパ動作が行われな
い。この意味において、ノア回路ＮＯＲ２は、クロック
禁止手段として機能する。
【００３２】次に、ラッチ手段６は、セット端子Ｓがロ
ーレベルになると、出力信号をローレベルにセットし、
リセット端子Ｒがローレベルになると、出力信号をハイ
レベルにセットするよう構成されており、例えば、反転
型のＳＲフリップフロップを用いることができる。この
例にあっては、セット端子Ｓに信号φNが供給されてい
るので、信号φNがローレベルなると、すなわち、出力
端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を越
えると、ラッチ手段６によってラッチされ、信号φSが
ローレベルとなる。上述したように、一方向性ユニット
１，２は、信号φSがローレベルになるとそれらに電源
が供給され動作するので、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電
圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えると、一方向性ユニッ
ト１，２を動作させることができる。
ーレベルになると、出力信号をローレベルにセットし、
リセット端子Ｒがローレベルになると、出力信号をハイ
レベルにセットするよう構成されており、例えば、反転
型のＳＲフリップフロップを用いることができる。この
例にあっては、セット端子Ｓに信号φNが供給されてい
るので、信号φNがローレベルなると、すなわち、出力
端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を越
えると、ラッチ手段６によってラッチされ、信号φSが
ローレベルとなる。上述したように、一方向性ユニット
１，２は、信号φSがローレベルになるとそれらに電源
が供給され動作するので、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電
圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えると、一方向性ユニッ
ト１，２を動作させることができる。
【００３３】すなわち、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧
が基準電圧Vrefを越えると、コンパレータCOM3，COM4を
動作させ、さらに出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準
電圧Vref1，Vref2を越えるとコンパレータCOM1，COM2を
動作させている。
が基準電圧Vrefを越えると、コンパレータCOM3，COM4を
動作させ、さらに出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準
電圧Vref1，Vref2を越えるとコンパレータCOM1，COM2を
動作させている。
【００３４】このように２段階の閾値を設けて、電源供
給を制御したのは、以下の理由による。この例のように
チョッパ式充電回路では、小さな起電圧を昇圧すること
が目的であり、グランドGNDの電圧をわずかに上回る電
圧を基準電圧として、交流発電機ＡＧの発電状態を検出
し、その検出結果に基づいて一方向性ユニットの電源供
給を制御する必要がある。しかし、基準電圧を小さな値
に設定すると、磁界等の外乱によって出力端子ＡＧ１，
ＡＧ２間に起電圧が誘起された場合や、腕時計の使用者
がわずかに腕を動かして昇圧しても充電できない小さな
起電圧が生じた場合には、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電
圧が、電源Vddの電圧を越えず、結局、充電電流を得る
ことができない。このような場合に、高速ではあるが消
費電流の大きいコンパレータCOM1，COM2に給電して電流
を消費したのでは、充電効率が低下してしまう。そこ
で、本実施形態にあっては、基準電圧Vrefおよび基準電
圧Vref1，Vref2を用いて、交流発電機ＡＧの起電圧を監
視し、必要に応じて各一方向性ユニット１〜４への給電
を制御して消費電流の削減を図っている。
給を制御したのは、以下の理由による。この例のように
チョッパ式充電回路では、小さな起電圧を昇圧すること
が目的であり、グランドGNDの電圧をわずかに上回る電
圧を基準電圧として、交流発電機ＡＧの発電状態を検出
し、その検出結果に基づいて一方向性ユニットの電源供
給を制御する必要がある。しかし、基準電圧を小さな値
に設定すると、磁界等の外乱によって出力端子ＡＧ１，
ＡＧ２間に起電圧が誘起された場合や、腕時計の使用者
がわずかに腕を動かして昇圧しても充電できない小さな
起電圧が生じた場合には、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電
圧が、電源Vddの電圧を越えず、結局、充電電流を得る
ことができない。このような場合に、高速ではあるが消
費電流の大きいコンパレータCOM1，COM2に給電して電流
を消費したのでは、充電効率が低下してしまう。そこ
で、本実施形態にあっては、基準電圧Vrefおよび基準電
圧Vref1，Vref2を用いて、交流発電機ＡＧの起電圧を監
視し、必要に応じて各一方向性ユニット１〜４への給電
を制御して消費電流の削減を図っている。
【００３５】また、上述したように各一方向性ユニット
１〜４への給電を制御するのに伴い、コンパレータCOM1
〜COM6の消費電流を、以下のように設定している。 COM1，COM2＞COM3，COM4＞COM5，COM6 コンパレータCOM5，COM6の消費電流を最も小さく設定し
たのは、これらは発電検出部１０の内部に設けられてお
り、常時、交流発電機ＡＧの起電圧を監視する必要があ
るからである。また、コンパレータCOM1，COM2の消費電
流を最も大きく設定したのは、これらによって、充電の
条件である出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が電源Vddを
越えることを検知するからである。さらに、コンパレー
タCOM3，COM4の消費電流をコンパレータCOM1，COM2に比
較して小さく設定したのは、コンパレータCOM3，COM4は
出力端子ＡＧ１，ＡＧ２が立ち上がり始めるという充電
の前提条件を検知するものであるから、コンパレータCO
M1，COM2に比較して動作速度は遅くてもよいが、出力端
子ＡＧ１，ＡＧ２が電源Vddを越えるまでに一方向性ユ
ニット３，４を動作させる必要があるので、これを満た
す程度の応答速度を持たせる必要があるからである。
１〜４への給電を制御するのに伴い、コンパレータCOM1
〜COM6の消費電流を、以下のように設定している。 COM1，COM2＞COM3，COM4＞COM5，COM6 コンパレータCOM5，COM6の消費電流を最も小さく設定し
たのは、これらは発電検出部１０の内部に設けられてお
り、常時、交流発電機ＡＧの起電圧を監視する必要があ
るからである。また、コンパレータCOM1，COM2の消費電
流を最も大きく設定したのは、これらによって、充電の
条件である出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が電源Vddを
越えることを検知するからである。さらに、コンパレー
タCOM3，COM4の消費電流をコンパレータCOM1，COM2に比
較して小さく設定したのは、コンパレータCOM3，COM4は
出力端子ＡＧ１，ＡＧ２が立ち上がり始めるという充電
の前提条件を検知するものであるから、コンパレータCO
M1，COM2に比較して動作速度は遅くてもよいが、出力端
子ＡＧ１，ＡＧ２が電源Vddを越えるまでに一方向性ユ
ニット３，４を動作させる必要があるので、これを満た
す程度の応答速度を持たせる必要があるからである。
【００３６】このように消費電流を設定することによ
り、消費電流の小さいものから大きいものへ順に給電を
行うことができるので、消費電流をより削減して充電効
率を向上させることができる。具体的には、コンパレー
タCOM1〜COM4における全消費電流は約５００ｎＡであ
り、これに対して、コンパレータCOM5，COM6の消費電流
は約１０ｎＡである。したがって、スタンバイ時の消費
電流を通常動作時の約１／５０にすることができる。
り、消費電流の小さいものから大きいものへ順に給電を
行うことができるので、消費電流をより削減して充電効
率を向上させることができる。具体的には、コンパレー
タCOM1〜COM4における全消費電流は約５００ｎＡであ
り、これに対して、コンパレータCOM5，COM6の消費電流
は約１０ｎＡである。したがって、スタンバイ時の消費
電流を通常動作時の約１／５０にすることができる。
【００３７】ところで、コンパレータの動作速度は消費
電流が少ないほど遅くなるので、上述したように消費電
流を設定すると、交流発電機ＡＧが発電状態から非発電
状態に変化しても、すぐには非発電状態を検出できな
い。そして、さらに交流発電機ＡＧが非発電状態から発
電状態に変化すると、コンパレータCOM5，COM6の遅延時
間が経過した後、状態変化が検知される。
電流が少ないほど遅くなるので、上述したように消費電
流を設定すると、交流発電機ＡＧが発電状態から非発電
状態に変化しても、すぐには非発電状態を検出できな
い。そして、さらに交流発電機ＡＧが非発電状態から発
電状態に変化すると、コンパレータCOM5，COM6の遅延時
間が経過した後、状態変化が検知される。
【００３８】したがって、交流発電機ＡＧが短い周期で
発電状態と非発電状態を繰り返すと、発電状態において
交流発電機ＡＧの起電圧が電源Vddの電圧を越えて、充
電の条件を満たしている期間があるにも拘わらず、当該
期間の一部でしか充電を行うことができないという不都
合がある。
発電状態と非発電状態を繰り返すと、発電状態において
交流発電機ＡＧの起電圧が電源Vddの電圧を越えて、充
電の条件を満たしている期間があるにも拘わらず、当該
期間の一部でしか充電を行うことができないという不都
合がある。
【００３９】そこで、本実施形態にあっては、コンパレ
ータCOM3，COM4において出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧
が基準電圧Vref1，Vref2を下回ったことが検出されてか
ら、一定の時間は、各一方向性ユニット１〜４への給電
を継続して行い、一定時間が経過した後、給電を停止す
るように構成している。
ータCOM3，COM4において出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧
が基準電圧Vref1，Vref2を下回ったことが検出されてか
ら、一定の時間は、各一方向性ユニット１〜４への給電
を継続して行い、一定時間が経過した後、給電を停止す
るように構成している。
【００４０】具体的には、ノア回路NOR1の出力信号φN
がローレベルからハイレベルに変化することによって、
出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2
を下回ったことが検出されると、信号φNがノア回路NOR
2，NOR3を介して信号φRとしてタイマカウンタ５のリセ
ット端子Ｒに供給される。
がローレベルからハイレベルに変化することによって、
出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2
を下回ったことが検出されると、信号φNがノア回路NOR
2，NOR3を介して信号φRとしてタイマカウンタ５のリセ
ット端子Ｒに供給される。
【００４１】ここで、タイマカウンタ５は、クロック信
号CLKをカウントしてカウント値が所定値に達するとロ
ーレベルになるリップルキャリイ信号を信号φR1として
出力し、そのリセット端子Ｒがローレベルになるとカウ
ント値を０にリセットするように構成されている。
号CLKをカウントしてカウント値が所定値に達するとロ
ーレベルになるリップルキャリイ信号を信号φR1として
出力し、そのリセット端子Ｒがローレベルになるとカウ
ント値を０にリセットするように構成されている。
【００４２】したがって、信号φNがローレベルからハ
イレベルに変化すると、これに伴い信号φRがローレベ
ルからハイレベルに変化してリセットが解除され、タイ
マカウント５による時間計測が開始される。そして、信
号φNがハイレベルの状態、すなわち、非発電状態が所
定時間継続しカウント値が所定値に達すると、信号φR1
がローレベルとなりラッチ手段６がリセットされる。上
述したようにラッチ手段６はリセットされると出力信号
φSをハイレベルにするので、これにより、始めて信号
φSがハイレベルとなり、コンパレータCOM1,COM2の給電
が停止される。また、信号φSが発電検出部１０に供給
されると、信号φSは反転回路１２とノア回路１３を介
して信号φSLとして出力され、これによりコンパレータ
COM3，COM4の給電が停止される。
イレベルに変化すると、これに伴い信号φRがローレベ
ルからハイレベルに変化してリセットが解除され、タイ
マカウント５による時間計測が開始される。そして、信
号φNがハイレベルの状態、すなわち、非発電状態が所
定時間継続しカウント値が所定値に達すると、信号φR1
がローレベルとなりラッチ手段６がリセットされる。上
述したようにラッチ手段６はリセットされると出力信号
φSをハイレベルにするので、これにより、始めて信号
φSがハイレベルとなり、コンパレータCOM1,COM2の給電
が停止される。また、信号φSが発電検出部１０に供給
されると、信号φSは反転回路１２とノア回路１３を介
して信号φSLとして出力され、これによりコンパレータ
COM3，COM4の給電が停止される。
【００４３】一方、タイマカウンタ５による計測中に、
出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2
を越えて信号φNがローレベルになると、タイマカウン
タ５は再びリセットされるので、ラッチ手段６はリセッ
トされず、信号φSはローレベルのまま維持される。す
なわち、タイマカウンタ５による時間計測はリトリガブ
ルで行われ、非発電状態が所定時間継続したときのみ、
コンパレータCOM1〜COM4の給電が停止されることにな
る。
出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2
を越えて信号φNがローレベルになると、タイマカウン
タ５は再びリセットされるので、ラッチ手段６はリセッ
トされず、信号φSはローレベルのまま維持される。す
なわち、タイマカウンタ５による時間計測はリトリガブ
ルで行われ、非発電状態が所定時間継続したときのみ、
コンパレータCOM1〜COM4の給電が停止されることにな
る。
【００４４】次に、交流発電機ＡＧとその周辺機構の構
成を説明する。図４は交流発電機ＡＧとその周辺機構の
構成を示す斜視図である。図示のように、交流発電機Ａ
Ｇは、ロータ１４とステータ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１６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。また、図において、１３
は腕時計本体ケース内で旋回運動を行う回転錘であり、
１１は回転錘１３の回転運動を発電機ＡＧに伝達する輪
列機構である。回転錘１３は腕時計を装着した人の腕の
振りに応じて回転し、これに伴って交流発電機ＡＧから
起電力が得られるようになっている。
成を説明する。図４は交流発電機ＡＧとその周辺機構の
構成を示す斜視図である。図示のように、交流発電機Ａ
Ｇは、ロータ１４とステータ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１６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。また、図において、１３
は腕時計本体ケース内で旋回運動を行う回転錘であり、
１１は回転錘１３の回転運動を発電機ＡＧに伝達する輪
列機構である。回転錘１３は腕時計を装着した人の腕の
振りに応じて回転し、これに伴って交流発電機ＡＧから
起電力が得られるようになっている。
【００４５】交流発電機ＡＧから出力された交流は、本
実施形態であるチョッパ式充電回路１００で整流され、
処理装置９に供給される。処理装置９は、チョッパ式充
電回路１００から放電される電力によって時計装置７を
駆動する。この時計装置７は、水晶発振器やカウンタ回
路等で構成されており、水晶発振器で生成されるマスタ
クロック信号をカウンタ回路で分周し、この分周結果に
基づいて時刻を計測している。この例にあっては、マス
タクロック信号あるいはこれを分周した信号を、クロッ
ク信号CLKとして、上述したチョッパ式充電回路１００
に供給している。したがって、クロック信号CLKを生成
する回路をチョッパ式充電回路１００と時計装置７とで
兼用することができる。この結果、回路構成を簡易にす
るとともに、腕時計全体として消費電流を削減すること
ができる。
実施形態であるチョッパ式充電回路１００で整流され、
処理装置９に供給される。処理装置９は、チョッパ式充
電回路１００から放電される電力によって時計装置７を
駆動する。この時計装置７は、水晶発振器やカウンタ回
路等で構成されており、水晶発振器で生成されるマスタ
クロック信号をカウンタ回路で分周し、この分周結果に
基づいて時刻を計測している。この例にあっては、マス
タクロック信号あるいはこれを分周した信号を、クロッ
ク信号CLKとして、上述したチョッパ式充電回路１００
に供給している。したがって、クロック信号CLKを生成
する回路をチョッパ式充電回路１００と時計装置７とで
兼用することができる。この結果、回路構成を簡易にす
るとともに、腕時計全体として消費電流を削減すること
ができる。
【００４６】２．実施形態の動作
次に、本実施形態の動作を、図面を参照しつつ説明す
る。 ２−１：給電開始動作 まず、交流発電機ＡＧが非発電状態にあり、一方向性ユ
ニット１〜４に給電がされていない状態から、給電が開
始されるまでの動作を説明する。図５は、本実施形態に
係わるチョッパ式充電回路１００のタイミングチャート
である。
る。 ２−１：給電開始動作 まず、交流発電機ＡＧが非発電状態にあり、一方向性ユ
ニット１〜４に給電がされていない状態から、給電が開
始されるまでの動作を説明する。図５は、本実施形態に
係わるチョッパ式充電回路１００のタイミングチャート
である。
【００４７】いま、時刻ｔ１において、腕時計を装着し
た腕を使用者が動かしたとすると、交流発電機ＡＧが発
電を開始する。この場合、出力端子ＡＧ１の電圧が図５
（ａ）に示すように変化したとすると、時刻ｔ２におい
て出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vrefを上回る。する
と、発電検出部１０は、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電
圧Vrefを越えたことを検知して信号φAGをローレベルか
らハイレベルにする。ただし、検出に用いられるコンパ
レータCOM5，COM6は消費電流が小さく応答速度の遅いも
のが使用されるので、信号φAGが変化するには遅れが伴
う。ここで遅延時間をｔｄとすれば、信号φAGは図５
（ｂ）に示すように、時刻ｔ３(=t1+td)においてハイレ
ベルとなる。
た腕を使用者が動かしたとすると、交流発電機ＡＧが発
電を開始する。この場合、出力端子ＡＧ１の電圧が図５
（ａ）に示すように変化したとすると、時刻ｔ２におい
て出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vrefを上回る。する
と、発電検出部１０は、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電
圧Vrefを越えたことを検知して信号φAGをローレベルか
らハイレベルにする。ただし、検出に用いられるコンパ
レータCOM5，COM6は消費電流が小さく応答速度の遅いも
のが使用されるので、信号φAGが変化するには遅れが伴
う。ここで遅延時間をｔｄとすれば、信号φAGは図５
（ｂ）に示すように、時刻ｔ３(=t1+td)においてハイレ
ベルとなる。
【００４８】そして、信号φAGはノア回路１３によって
反転され、図５（ｃ）に示す信号φSLとして、一方向性
ユニット３のスイッチＳ５，Ｓ６および一方向性ユニッ
ト４のスイッチＳ７，Ｓ８に出力される。これにより、
図５（ｄ）および（ｅ）に示すように、時刻ｔ３におい
て、スイッチＳ５，Ｓ７がオフ、スイッチＳ６，Ｓ８が
オンとなるので、一方向性ユニット３，４に給電が行わ
れ、時刻ｔ３から基準電圧Vref1，Vref2と出力端子ＡＧ
１，ＡＧ２の電圧の比較が開始される。したがって、出
力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vrefに満たない
場合には、コンパレータCOM3，COM4に給電されないの
で、消費電流を低減することができる。
反転され、図５（ｃ）に示す信号φSLとして、一方向性
ユニット３のスイッチＳ５，Ｓ６および一方向性ユニッ
ト４のスイッチＳ７，Ｓ８に出力される。これにより、
図５（ｄ）および（ｅ）に示すように、時刻ｔ３におい
て、スイッチＳ５，Ｓ７がオフ、スイッチＳ６，Ｓ８が
オンとなるので、一方向性ユニット３，４に給電が行わ
れ、時刻ｔ３から基準電圧Vref1，Vref2と出力端子ＡＧ
１，ＡＧ２の電圧の比較が開始される。したがって、出
力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vrefに満たない
場合には、コンパレータCOM3，COM4に給電されないの
で、消費電流を低減することができる。
【００４９】この後、出力端子ＡＧ１の電圧が上昇し、
図５（ａ）に示すように時刻ｔ４において基準電圧Vref
1を越えると、信号φN2がローレベルからハイレベルに
変化する（図５（ｆ）参照）。信号φN2は、ノア回路NO
R1によって反転され、図５（ｇ）に示す信号φNとし
て、ノア回路NOR2に供給される。ノア回路NOR2は、図５
（ｉ）に示すクロック信号CLKと信号φNの負論理和を演
算して、その演算結果を図５（ｊ）に示すクロック信号
CLK1として一方向性ユニット３，４に出力する。ここ
で、信号φNがハイレベルの期間中はクロック信号CLK1
がローレベルとなるので、一方向性ユニット３，４はチ
ョッパ動作を行わない。すなわち、出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えると、チョッ
パ動作が開始する。
図５（ａ）に示すように時刻ｔ４において基準電圧Vref
1を越えると、信号φN2がローレベルからハイレベルに
変化する（図５（ｆ）参照）。信号φN2は、ノア回路NO
R1によって反転され、図５（ｇ）に示す信号φNとし
て、ノア回路NOR2に供給される。ノア回路NOR2は、図５
（ｉ）に示すクロック信号CLKと信号φNの負論理和を演
算して、その演算結果を図５（ｊ）に示すクロック信号
CLK1として一方向性ユニット３，４に出力する。ここ
で、信号φNがハイレベルの期間中はクロック信号CLK1
がローレベルとなるので、一方向性ユニット３，４はチ
ョッパ動作を行わない。すなわち、出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えると、チョッ
パ動作が開始する。
【００５０】また、信号φNは、ラッチ手段６のセット
端子Ｓに供給されている。ラッチ手段６はセット端子Ｓ
がハイレベルになると、出力端子をローレベルにセット
するので、信号φSは、図５（ｋ）に示すように時刻ｔ
４においてローレベルとなる。信号φSは、一方向性ユ
ニット１のスイッチＳ１，Ｓ２および一方向性ユニット
２のスイッチＳ３，Ｓ４に供給される。これにより、図
５（ｌ）および（ｍ）に示すように、時刻ｔ４におい
て、スイッチＳ１，Ｓ３がオフ、スイッチＳ２，Ｓ４が
オンとなるので、一方向性ユニット１，２に給電が行わ
れ、時刻ｔ４から電源Vddの電圧と出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧の比較が開始される。
端子Ｓに供給されている。ラッチ手段６はセット端子Ｓ
がハイレベルになると、出力端子をローレベルにセット
するので、信号φSは、図５（ｋ）に示すように時刻ｔ
４においてローレベルとなる。信号φSは、一方向性ユ
ニット１のスイッチＳ１，Ｓ２および一方向性ユニット
２のスイッチＳ３，Ｓ４に供給される。これにより、図
５（ｌ）および（ｍ）に示すように、時刻ｔ４におい
て、スイッチＳ１，Ｓ３がオフ、スイッチＳ２，Ｓ４が
オンとなるので、一方向性ユニット１，２に給電が行わ
れ、時刻ｔ４から電源Vddの電圧と出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧の比較が開始される。
【００５１】一方、図５（ａ）に示すように、出力端子
ＡＧ１の電圧が時刻ｔ７において基準電圧Vrefを越え、
基準電圧Vref1を越えないまま、時刻ｔ８において基準
電圧Vref1を下回ったとすると、一方向性ユニット３，
４には給電が行われるが、一方向性ユニット１，２には
給電が行われない。したがって、出力端子ＡＧ１，ＡＧ
２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2に満たない場合には、
コンパレータCOM1，COM2に給電されないから、起電圧が
小さく充電を行うことができない期間において、電流が
消費されることがない。この結果、消費電流を低減して
充電効率を高めることができる。
ＡＧ１の電圧が時刻ｔ７において基準電圧Vrefを越え、
基準電圧Vref1を越えないまま、時刻ｔ８において基準
電圧Vref1を下回ったとすると、一方向性ユニット３，
４には給電が行われるが、一方向性ユニット１，２には
給電が行われない。したがって、出力端子ＡＧ１，ＡＧ
２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2に満たない場合には、
コンパレータCOM1，COM2に給電されないから、起電圧が
小さく充電を行うことができない期間において、電流が
消費されることがない。この結果、消費電流を低減して
充電効率を高めることができる。
【００５２】２−２：給電停止動作
次に、交流発電機ＡＧが発電状態にあり一方向性ユニッ
ト１〜４に給電されている状態から、給電が停止される
までの動作を説明する。
ト１〜４に給電されている状態から、給電が停止される
までの動作を説明する。
【００５３】交流発電機ＡＧの起電力が次第に減少し、
図５（ａ）に示すように時刻ｔ５において、出力端子Ａ
Ｇ１の電圧が基準電圧Vref1を下回ると、コンパレータC
OM4は、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を下回っ
たことを検出する。この結果、信号φNは時刻ｔ５にお
いてハイレベルとなる。すると、図５（ｎ）に示すよう
に信号φRがハイレベルになるので、タイマカウンタ５
によって時間計測が開始される。この例にあっては、時
刻ｔ５以降、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を
越えることはないので、図５（ｏ）に示すように時刻ｔ
５からタイマ設定時間ＴＭが経過した時刻ｔ６におい
て、タイマカウンタ５の出力信号φR1はローレベルとな
る。
図５（ａ）に示すように時刻ｔ５において、出力端子Ａ
Ｇ１の電圧が基準電圧Vref1を下回ると、コンパレータC
OM4は、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を下回っ
たことを検出する。この結果、信号φNは時刻ｔ５にお
いてハイレベルとなる。すると、図５（ｎ）に示すよう
に信号φRがハイレベルになるので、タイマカウンタ５
によって時間計測が開始される。この例にあっては、時
刻ｔ５以降、出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vref1を
越えることはないので、図５（ｏ）に示すように時刻ｔ
５からタイマ設定時間ＴＭが経過した時刻ｔ６におい
て、タイマカウンタ５の出力信号φR1はローレベルとな
る。
【００５４】ここで、ラッチ手段６は信号φR1によって
リセットされるので、時刻ｔ６において信号φSはロー
レベルからハイレベルに変化する。この信号φSによっ
てスイッチＳ１〜Ｓ４が制御され、時刻ｔ６において、
スイッチＳ１，Ｓ３がオン、スイッチＳ２，Ｓ４がオフ
なる。これにより、一方向性ユニット１，２への給電が
停止される。また、信号φSが発電検出部１０に供給さ
れると、信号φSは反転回路１２およびノア回路１３を
介して、信号φSLとして一方向性ユニット３，４に供給
される。したがって、時刻ｔ６において信号φSがハイ
レベルになると、信号φSLもハイレベルとなり、一方向
性ユニット３，４への給電が停止される。
リセットされるので、時刻ｔ６において信号φSはロー
レベルからハイレベルに変化する。この信号φSによっ
てスイッチＳ１〜Ｓ４が制御され、時刻ｔ６において、
スイッチＳ１，Ｓ３がオン、スイッチＳ２，Ｓ４がオフ
なる。これにより、一方向性ユニット１，２への給電が
停止される。また、信号φSが発電検出部１０に供給さ
れると、信号φSは反転回路１２およびノア回路１３を
介して、信号φSLとして一方向性ユニット３，４に供給
される。したがって、時刻ｔ６において信号φSがハイ
レベルになると、信号φSLもハイレベルとなり、一方向
性ユニット３，４への給電が停止される。
【００５５】したがって、給電停止は、出力端子ＡＧ
１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2の電圧を継続
して所定時間下回ることを条件に行われる。これによ
り、発電検出部１０に用いるコンパレータCOM5，COM6に
消費電流が小さいく応答速度が遅いものを使用しても、
確実に非発電状態を検出して、給電を停止するように制
御することができる。
１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2の電圧を継続
して所定時間下回ることを条件に行われる。これによ
り、発電検出部１０に用いるコンパレータCOM5，COM6に
消費電流が小さいく応答速度が遅いものを使用しても、
確実に非発電状態を検出して、給電を停止するように制
御することができる。
【００５６】２−３：全体動作
次に、本実施形態のチョッパ式充電回路における給電の
全体動作を説明する。図６はコンパレータCOM1〜COM4の
状態遷移図である。まず、交流発電機ＡＧの非発電状態
が継続している場合には、コンパレータCOM1〜COM4の給
電が停止された状態Ａになっている。状態Ａにおいて、
出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vrefよりも下回り、か
つ、出力端子ＡＧ２の電圧が基準電圧Vrefよりも下回っ
ている場合には、状態Ａが維持される（経路Ｋ１）。
全体動作を説明する。図６はコンパレータCOM1〜COM4の
状態遷移図である。まず、交流発電機ＡＧの非発電状態
が継続している場合には、コンパレータCOM1〜COM4の給
電が停止された状態Ａになっている。状態Ａにおいて、
出力端子ＡＧ１の電圧が基準電圧Vrefよりも下回り、か
つ、出力端子ＡＧ２の電圧が基準電圧Vrefよりも下回っ
ている場合には、状態Ａが維持される（経路Ｋ１）。
【００５７】次に、状態Ａにおいて、出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vref以上になるか、または、出力端子Ａ
Ｇ２の電圧が基準電圧Vref以上になると、状態Ａから状
態Ｂに遷移する（経路Ｋ２）。この場合には、コンパレ
ータCOM1，COM2への給電は停止されたままであるが、コ
ンパレータCOM3，COM4への給電が開始される。したがっ
て、状態Ｂにあっては、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧
と基準電圧Vref1，Vref2の電圧との比較が併せて行われ
る。
電圧が基準電圧Vref以上になるか、または、出力端子Ａ
Ｇ２の電圧が基準電圧Vref以上になると、状態Ａから状
態Ｂに遷移する（経路Ｋ２）。この場合には、コンパレ
ータCOM1，COM2への給電は停止されたままであるが、コ
ンパレータCOM3，COM4への給電が開始される。したがっ
て、状態Ｂにあっては、出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧
と基準電圧Vref1，Vref2の電圧との比較が併せて行われ
る。
【００５８】次に、状態Ｂにおいて、出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vrefよりも下回り、かつ、出力端子ＡＧ
２の電圧が基準電圧Vrefよりも下回っている場合には、
状態Ｂから状態Ａに遷移する（経路Ｋ３）。したがっ
て、交流発電機ＡＧの起電圧が小さく充電に至らない場
合には、コンパレータCOM3，COM4の給電が停止されるの
で、消費電流を削減することができる。
電圧が基準電圧Vrefよりも下回り、かつ、出力端子ＡＧ
２の電圧が基準電圧Vrefよりも下回っている場合には、
状態Ｂから状態Ａに遷移する（経路Ｋ３）。したがっ
て、交流発電機ＡＧの起電圧が小さく充電に至らない場
合には、コンパレータCOM3，COM4の給電が停止されるの
で、消費電流を削減することができる。
【００５９】次に、状態Ｂにおいて、出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vref1以上になるか、あるいは、出力端
子ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref2以上になると、状態Ｂ
から状態Ｃに遷移する（経路４）。この場合には、コン
パレータCOM1〜COM4に給電が行われ、電源Vddに充電電
流を供給する準備が整う。ここで、出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧が電源Vddの電圧を越えると充電が行われ
る。
電圧が基準電圧Vref1以上になるか、あるいは、出力端
子ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref2以上になると、状態Ｂ
から状態Ｃに遷移する（経路４）。この場合には、コン
パレータCOM1〜COM4に給電が行われ、電源Vddに充電電
流を供給する準備が整う。ここで、出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧が電源Vddの電圧を越えると充電が行われ
る。
【００６０】次に、状態Ｃにおいて、出力端子ＡＧ１の
電圧が基準電圧Vref1を下回り、かつ、出力端子ＡＧ２
の電圧が基準電圧Vref2を下回る時間が、タイマ設定時
間ＴＭ以上継続すると、状態Ｃから状態Ａに遷移して
（経路Ｋ５）、コンパレータCOM1〜COM4への給電が停止
される。これにより、発電検出部１０に用いるコンパレ
ータCOM5，COM6に消費電流が小さいく応答速度が遅いも
のを使用しても、確実に非発電状態を検出して、給電を
停止するように制御することができる。
電圧が基準電圧Vref1を下回り、かつ、出力端子ＡＧ２
の電圧が基準電圧Vref2を下回る時間が、タイマ設定時
間ＴＭ以上継続すると、状態Ｃから状態Ａに遷移して
（経路Ｋ５）、コンパレータCOM1〜COM4への給電が停止
される。これにより、発電検出部１０に用いるコンパレ
ータCOM5，COM6に消費電流が小さいく応答速度が遅いも
のを使用しても、確実に非発電状態を検出して、給電を
停止するように制御することができる。
【００６１】３．まとめ
上述したように本実施形態によれば、基準電圧Vrefを用
いて交流発電機ＡＧの発電状態を検出し、発電状態が検
出された場合にのみコンパレータCOM3，COM4に給電する
ようにしたので、コンパレータCOM3，COM4で消費される
電流を削減することができる。また、コンパレータCOM
3，COM4によって交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えたことが検出
された場合にのみコンパレータCOM1，COM2に給電するよ
うにしたので、コンパレータCOM1，COM2で消費される電
流を削減することができる。しかも、各コンパレータの
消費電流を「COM1，COM2＞COM3，COM4＞COM5，COM6」の
順に設定したので、消費電流の少ない順に給電がなされ
るから、消費電流を一層低減することができる。
いて交流発電機ＡＧの発電状態を検出し、発電状態が検
出された場合にのみコンパレータCOM3，COM4に給電する
ようにしたので、コンパレータCOM3，COM4で消費される
電流を削減することができる。また、コンパレータCOM
3，COM4によって交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を越えたことが検出
された場合にのみコンパレータCOM1，COM2に給電するよ
うにしたので、コンパレータCOM1，COM2で消費される電
流を削減することができる。しかも、各コンパレータの
消費電流を「COM1，COM2＞COM3，COM4＞COM5，COM6」の
順に設定したので、消費電流の少ない順に給電がなされ
るから、消費電流を一層低減することができる。
【００６２】また、給電を停止する場合においては、出
力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を
下回ることを条件としたので、基準電圧Vrefを条件とす
る場合に比較して速く給電を停止することができる。一
方、コンパレータの消費電流を削減すると、応答速度が
遅くなるため、一旦、非発電状態になった後、すぐに発
電状態に移行すると充電できない事態も起こり得るが、
この例にあってはタイマカウンタ５によって、出力端子
ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を連続し
て下回る時間を計測し、この時間が所定時間に達した場
合に非発電状態とみなして給電を停止するようにしたの
で、上述した問題が起こらない。したがって、消費電流
の少ないコンパレータを用いても確実に非発電状態を検
知して、給電を停止することができるので、消費電流を
大幅に削減することができる。また、一旦、コンパレー
タCOM1，COM2に給電が開始されると、少なくともタイマ
カウンタ５に設定されたタイマ設定時間ＴＭが経過する
までは、継続してコンパレータCOM1〜COM4に給電が行わ
れるので、小さな起電圧に対しても良好な応答性をもっ
て充電することが可能となる。
力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を
下回ることを条件としたので、基準電圧Vrefを条件とす
る場合に比較して速く給電を停止することができる。一
方、コンパレータの消費電流を削減すると、応答速度が
遅くなるため、一旦、非発電状態になった後、すぐに発
電状態に移行すると充電できない事態も起こり得るが、
この例にあってはタイマカウンタ５によって、出力端子
ＡＧ１，ＡＧ２の電圧が基準電圧Vref1，Vref2を連続し
て下回る時間を計測し、この時間が所定時間に達した場
合に非発電状態とみなして給電を停止するようにしたの
で、上述した問題が起こらない。したがって、消費電流
の少ないコンパレータを用いても確実に非発電状態を検
知して、給電を停止することができるので、消費電流を
大幅に削減することができる。また、一旦、コンパレー
タCOM1，COM2に給電が開始されると、少なくともタイマ
カウンタ５に設定されたタイマ設定時間ＴＭが経過する
までは、継続してコンパレータCOM1〜COM4に給電が行わ
れるので、小さな起電圧に対しても良好な応答性をもっ
て充電することが可能となる。
【００６３】このように本実施形態にあっては、制御系
統の消費電流を大幅に削減したので、充電効率の高いチ
ョッパ式充電回路１００を提供することができる。ま
た、軽薄で小型であることが要求される腕時計では、そ
の内部に設ける交流発電機ＡＧは小型のものにせざるを
得ない。このため、交流発電機ＡＧで発生する起電圧は
小さく、整流効率はよくない。したがって、上述したチ
ョッパ式充電回路１００のように充電効率の良いものを
腕時計に適用することは極めて有用である。特に、上述
したチョッパ式充電回路１００では、使用者が腕時計を
腕に装着していない期間にあっては、最も消費電流の少
ないコンパレータCOM5，COM6にのみ給電して発電の状態
を監視するようにしたので、その間に消費される電流は
ごく少ない。このため、使用者が腕時計を長期間使用し
なかった場合であっても、時計が止まってしまい使いた
い時に時間がわからないといった事態を大幅に少なくす
ることができる。
統の消費電流を大幅に削減したので、充電効率の高いチ
ョッパ式充電回路１００を提供することができる。ま
た、軽薄で小型であることが要求される腕時計では、そ
の内部に設ける交流発電機ＡＧは小型のものにせざるを
得ない。このため、交流発電機ＡＧで発生する起電圧は
小さく、整流効率はよくない。したがって、上述したチ
ョッパ式充電回路１００のように充電効率の良いものを
腕時計に適用することは極めて有用である。特に、上述
したチョッパ式充電回路１００では、使用者が腕時計を
腕に装着していない期間にあっては、最も消費電流の少
ないコンパレータCOM5，COM6にのみ給電して発電の状態
を監視するようにしたので、その間に消費される電流は
ごく少ない。このため、使用者が腕時計を長期間使用し
なかった場合であっても、時計が止まってしまい使いた
い時に時間がわからないといった事態を大幅に少なくす
ることができる。
【００６４】４．変形例
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではな
く、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。 （１）上述した実施形態においては、チョッパ式充電回
路１００を用いた電子機器の一例として腕時計を取り上
げ説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、携帯型の血圧計、携帯電話機、ページャ、
万歩計等に適用することができる。要は電力を消費する
電子機器であればどのようなものに適用してもよい。こ
のような電子機器においては、電池がなくてもそこに内
蔵される電子回路や機構系を継続して動作させることが
できるので、何時でも電子機器を使用することができ、
また、煩わしい電池の交換を不要にできる。さらには、
電池の廃棄に伴う問題が生ずることもない。
く、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。 （１）上述した実施形態においては、チョッパ式充電回
路１００を用いた電子機器の一例として腕時計を取り上
げ説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、携帯型の血圧計、携帯電話機、ページャ、
万歩計等に適用することができる。要は電力を消費する
電子機器であればどのようなものに適用してもよい。こ
のような電子機器においては、電池がなくてもそこに内
蔵される電子回路や機構系を継続して動作させることが
できるので、何時でも電子機器を使用することができ、
また、煩わしい電池の交換を不要にできる。さらには、
電池の廃棄に伴う問題が生ずることもない。
【００６５】なお、電池と上述したチョッパ式充電回路
１００と兼用してもよく、この場合は、電子機器を長時
間持ち歩かなっかった場合に、電池からの電力により即
座に電子機器を動作させることができ、その後、使用者
が電子機器を持ち歩くことによって、発電された電力に
よって電子機器を動作させることができる。
１００と兼用してもよく、この場合は、電子機器を長時
間持ち歩かなっかった場合に、電池からの電力により即
座に電子機器を動作させることができ、その後、使用者
が電子機器を持ち歩くことによって、発電された電力に
よって電子機器を動作させることができる。
【００６６】（２）上述した実施形態においては、スイ
ッチ手段の一例として、ＰチャンネルＦＥＴP1，P2、Ｎ
チャンネルＦＥＴN1，N2を例示したが、ＰチャンネルＦ
ＥＴP1，P2の替わりにＰＮＰ型のトランジスタ、Ｎチャ
ンネルＦＥＴN1，N2の替わりにＮＰＮ型のバイポーラト
ランジスタを使用してもよい。ただし、これらのバイポ
ーラトランジスタにあっては、エミッタ・コレクタ間の
飽和電圧が０．３Ｖ程度あるのが通常であるから、交流
発電機ＡＧの起電圧が小さい場合には、上述した実施形
態のようにＦＥＴを使用することが望ましい。
ッチ手段の一例として、ＰチャンネルＦＥＴP1，P2、Ｎ
チャンネルＦＥＴN1，N2を例示したが、ＰチャンネルＦ
ＥＴP1，P2の替わりにＰＮＰ型のトランジスタ、Ｎチャ
ンネルＦＥＴN1，N2の替わりにＮＰＮ型のバイポーラト
ランジスタを使用してもよい。ただし、これらのバイポ
ーラトランジスタにあっては、エミッタ・コレクタ間の
飽和電圧が０．３Ｖ程度あるのが通常であるから、交流
発電機ＡＧの起電圧が小さい場合には、上述した実施形
態のようにＦＥＴを使用することが望ましい。
【００６７】（３）上述した実施形態において、コンパ
レータCOM1〜COM4、各論理回路をＦＥＴを使用して構成
し、チョッパ式充電回路１００全体を１チップのＩＣに
内蔵するようにしてもよい。
レータCOM1〜COM4、各論理回路をＦＥＴを使用して構成
し、チョッパ式充電回路１００全体を１チップのＩＣに
内蔵するようにしてもよい。
【００６８】（４）上述した実施形態においては、グラ
ンドGND側のＮチャンネルＦＥＴN1，N2をクロック信号C
LK1に同期してスイッチングを行うことによりチョッパ
動作させたが、コンパレータCOM1〜COM4や論理回路等を
上下反転するように構成して、電源Vdd側のＰチャンネ
ルＦＥＴP1，P2をスイッチングするように構成してもよ
い。この場合には、電源VddとグランドGNDの関係が逆転
するので、図２示す抵抗R1，R2は電源Vddに接続され、
基準電圧Vrefは電源Vddに対して与えられる。また、基
準電圧Vref1，Vref2は電源Vddに対して与えられる。す
なわち、スイッチングを行うＦＥＴが接続されるライン
に対して各基準電圧が与えられることになる。また、グ
ランドGNDの代わりに一定電位のラインを用いてもよ
い。要は、二つのライン間でチョッパ動作をさせるに際
し、交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧を
二つの閾値と比較し、その比較結果に応じてコンパレー
タに給電し、消費電流を削減するのであればどのような
ものであってもよい。
ンドGND側のＮチャンネルＦＥＴN1，N2をクロック信号C
LK1に同期してスイッチングを行うことによりチョッパ
動作させたが、コンパレータCOM1〜COM4や論理回路等を
上下反転するように構成して、電源Vdd側のＰチャンネ
ルＦＥＴP1，P2をスイッチングするように構成してもよ
い。この場合には、電源VddとグランドGNDの関係が逆転
するので、図２示す抵抗R1，R2は電源Vddに接続され、
基準電圧Vrefは電源Vddに対して与えられる。また、基
準電圧Vref1，Vref2は電源Vddに対して与えられる。す
なわち、スイッチングを行うＦＥＴが接続されるライン
に対して各基準電圧が与えられることになる。また、グ
ランドGNDの代わりに一定電位のラインを用いてもよ
い。要は、二つのライン間でチョッパ動作をさせるに際
し、交流発電機ＡＧの出力端子ＡＧ１，ＡＧ２の電圧を
二つの閾値と比較し、その比較結果に応じてコンパレー
タに給電し、消費電流を削減するのであればどのような
ものであってもよい。
【００６９】（５）上述した実施形態においては、全波
整流を行うチョッパ回路を一例として説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、半波整流に用いら
れるチョッパ回路や、二つの一方向性ユニットとコンデ
ンサを組み合わせて倍電圧整流を行う際に用いられるチ
ョッパ回路に適用できることは勿論である。例えば、半
波整流に本発明を適用する場合にあっては、上述した一
方向性ユニット１，２のいずれか一方を削除すればよ
い。要は、発電状態を検出する手段と、充電条件を検出
する手段を設け、交流発電機の発電状態が検出される
と、充電条件を検出する手段に給電を開始し、当該手段
によって充電条件を満たしていることが検出されると、
全ての構成部分に給電を開始するチョッパ回路であれば
どのようなものであってもよい。
整流を行うチョッパ回路を一例として説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、半波整流に用いら
れるチョッパ回路や、二つの一方向性ユニットとコンデ
ンサを組み合わせて倍電圧整流を行う際に用いられるチ
ョッパ回路に適用できることは勿論である。例えば、半
波整流に本発明を適用する場合にあっては、上述した一
方向性ユニット１，２のいずれか一方を削除すればよ
い。要は、発電状態を検出する手段と、充電条件を検出
する手段を設け、交流発電機の発電状態が検出される
と、充電条件を検出する手段に給電を開始し、当該手段
によって充電条件を満たしていることが検出されると、
全ての構成部分に給電を開始するチョッパ回路であれば
どのようなものであってもよい。
【００７０】（６）上述した実施形態においては、発電
検出部１０は、交流発電機ＡＧの各出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧を常時監視していたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、所定周期毎に各出力端子ＡＧ１，
ＡＧ２の電圧を監視するようにしてもよい。さらに、タ
イマ設定時間ＴＭを適宜設定して各出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２のうちいずれか一方の電圧に基づいて、発電状態を
監視するようにしてもよい。例えば、タイマ設定時間Ｔ
Ｍを３０ｍｓに設定し、一方の出力端子の電圧に基づい
て発電状態を監視した場合と両方の出力端子に基づいて
発電状態を監視した場合とで発電電力を比較すると、両
者はほぼ一致する。したがって、タイマ設定時間ＴＭを
適宜設定することによって、一方の出力端子の電圧に基
づいて発電状態を検出することが可能となる。この場合
には、コンパレータCOM5，COM6のうちいずれか一方を削
減できるので、スタンバイ時の消費電流をさらに低減す
ることができる。具体的には、スタンバイ時の消費電流
を略５．５ｎＡにすることができるので、通常動作時の
約１／１００に削減できる。また、従来のショットキー
ダイオードを使用した整流回路にあっては、一素子当た
り約２０ｎＡのリーク電流があるので、これと比較して
も消費電流を低減することができる。
検出部１０は、交流発電機ＡＧの各出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２の電圧を常時監視していたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、所定周期毎に各出力端子ＡＧ１，
ＡＧ２の電圧を監視するようにしてもよい。さらに、タ
イマ設定時間ＴＭを適宜設定して各出力端子ＡＧ１，Ａ
Ｇ２のうちいずれか一方の電圧に基づいて、発電状態を
監視するようにしてもよい。例えば、タイマ設定時間Ｔ
Ｍを３０ｍｓに設定し、一方の出力端子の電圧に基づい
て発電状態を監視した場合と両方の出力端子に基づいて
発電状態を監視した場合とで発電電力を比較すると、両
者はほぼ一致する。したがって、タイマ設定時間ＴＭを
適宜設定することによって、一方の出力端子の電圧に基
づいて発電状態を検出することが可能となる。この場合
には、コンパレータCOM5，COM6のうちいずれか一方を削
減できるので、スタンバイ時の消費電流をさらに低減す
ることができる。具体的には、スタンバイ時の消費電流
を略５．５ｎＡにすることができるので、通常動作時の
約１／１００に削減できる。また、従来のショットキー
ダイオードを使用した整流回路にあっては、一素子当た
り約２０ｎＡのリーク電流があるので、これと比較して
も消費電流を低減することができる。
【００７１】（７）上述した実施形態に係わるチョッパ
回路は、ゼンマイ式発電機を備えた電子制御機械時計に
応用してもよい。図８は、電子制御機械時計の機械構造
を示す斜視図である。この腕時計において、ゼンマイ１
１０はリューズ（図示せず）に連結されており、リュー
ズを巻くことによって、ゼンマイ１１０に機械エネルギ
が蓄積されるようになっている。ゼンマイ１１０と発電
機１３０のロータ１３１の間には、増速輪列１２０が設
けられている。増速輪列１２０は、分針１２４が固定さ
れている二番車１２１、三番車１２２、および秒針１２
５が固定されている四番車１２３等から構成されてい
る。そして、この増速輪列１２０によってゼンマイ１１
０の運動が発電機１３０のロータ１３１に伝達され、発
電が行われるようになっている。ここで、発電機１３０
は電磁ブレーキとしても作用し、増速輪列１２０に固定
された指針を定速で回転させている。この意味におい
て、発電機１３０は調速機としても機能する。
回路は、ゼンマイ式発電機を備えた電子制御機械時計に
応用してもよい。図８は、電子制御機械時計の機械構造
を示す斜視図である。この腕時計において、ゼンマイ１
１０はリューズ（図示せず）に連結されており、リュー
ズを巻くことによって、ゼンマイ１１０に機械エネルギ
が蓄積されるようになっている。ゼンマイ１１０と発電
機１３０のロータ１３１の間には、増速輪列１２０が設
けられている。増速輪列１２０は、分針１２４が固定さ
れている二番車１２１、三番車１２２、および秒針１２
５が固定されている四番車１２３等から構成されてい
る。そして、この増速輪列１２０によってゼンマイ１１
０の運動が発電機１３０のロータ１３１に伝達され、発
電が行われるようになっている。ここで、発電機１３０
は電磁ブレーキとしても作用し、増速輪列１２０に固定
された指針を定速で回転させている。この意味におい
て、発電機１３０は調速機としても機能する。
【００７２】次に、図９は、電子制御機械時計の電気的
構成を示すブロック図である。図において、チョッパ回
路２００は、発電機１３０と整流回路１４０とによって
構成されている。発電機１３０の起電圧は、整流回路１
４０によって整流され、コンデンサ１５０に充電され
る。コンデンサ１５０は、チョッパ回路２００、調速回
路１７０、および発振回路１６０に電力を給電してい
る。発振回路１６０は水晶振動子１６１を用いてクロッ
ク信号CLKを生成している。この調速回路１７０におい
て、検出回路１０２が発電機１３０の発電周波数を検出
すると、制御回路１０３は、この検出結果に基づいて、
ロータ１３１の回転周期がクロック信号CLKの周期と合
うように電磁ブレーキを調整してロータ１３１の回転速
度を一定にするように整流回路１４０を制御している。
この場合、整流回路１４０は、クロック信号CLKに基づ
いて生成された制御信号によって制御される。
構成を示すブロック図である。図において、チョッパ回
路２００は、発電機１３０と整流回路１４０とによって
構成されている。発電機１３０の起電圧は、整流回路１
４０によって整流され、コンデンサ１５０に充電され
る。コンデンサ１５０は、チョッパ回路２００、調速回
路１７０、および発振回路１６０に電力を給電してい
る。発振回路１６０は水晶振動子１６１を用いてクロッ
ク信号CLKを生成している。この調速回路１７０におい
て、検出回路１０２が発電機１３０の発電周波数を検出
すると、制御回路１０３は、この検出結果に基づいて、
ロータ１３１の回転周期がクロック信号CLKの周期と合
うように電磁ブレーキを調整してロータ１３１の回転速
度を一定にするように整流回路１４０を制御している。
この場合、整流回路１４０は、クロック信号CLKに基づ
いて生成された制御信号によって制御される。
【００７３】ここで、発電機１３０の回転制御は、発電
機１３０のコイル両端を短絡可能なスイッチでオン・オ
フしてチョッパリングすることで行っている。このスイ
ッチは、例えば、上述した実施形態におけるＮチャンネ
ルＦＥＴN1，N2が相当する。このチョッパリングによっ
て、スイッチをオンした時には、発電機１３０にショー
トブレーキが掛かり、かつ発電機１３０のコイルに電気
エネルギが蓄積される。一方、スイッチをオフすると、
発電機１３０が動作し、コイルに蓄積されていた電気エ
ネルギが開放され起電圧が生じる。この時の起電圧に
は、スイッチをオフしていた時の電気エネルギが加わる
ので、その値を高めることができる。このため、発電機
１３０をチョッパリングで制御すると、ブレーキ時の発
電電力の低下をスイッチオフ時の起電圧の高まり分で補
填でき、発電電力を一定以上に保ちながら、制動トルク
を増加でき、持続時間の長い電子制御式機械時計を構成
することができる。このような電子制御式機械時計にお
いて、上述した実施形態で詳述したチョッパ回路の給電
方法および給電停止方法を適用してもよい。この場合に
は、充電効率を更に向上させ、持続時間のより長い電子
制御式機械時計を提供することができる。
機１３０のコイル両端を短絡可能なスイッチでオン・オ
フしてチョッパリングすることで行っている。このスイ
ッチは、例えば、上述した実施形態におけるＮチャンネ
ルＦＥＴN1，N2が相当する。このチョッパリングによっ
て、スイッチをオンした時には、発電機１３０にショー
トブレーキが掛かり、かつ発電機１３０のコイルに電気
エネルギが蓄積される。一方、スイッチをオフすると、
発電機１３０が動作し、コイルに蓄積されていた電気エ
ネルギが開放され起電圧が生じる。この時の起電圧に
は、スイッチをオフしていた時の電気エネルギが加わる
ので、その値を高めることができる。このため、発電機
１３０をチョッパリングで制御すると、ブレーキ時の発
電電力の低下をスイッチオフ時の起電圧の高まり分で補
填でき、発電電力を一定以上に保ちながら、制動トルク
を増加でき、持続時間の長い電子制御式機械時計を構成
することができる。このような電子制御式機械時計にお
いて、上述した実施形態で詳述したチョッパ回路の給電
方法および給電停止方法を適用してもよい。この場合に
は、充電効率を更に向上させ、持続時間のより長い電子
制御式機械時計を提供することができる。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の発明特定事
項によれば、交流発電機の発電状態に応じて必要な構成
部分に給電することができるので、チョッパ回路の消費
電流を低減して、充電効率を向上することができる。ま
た、チョッパ式充電回路においては、交流発電機によっ
て発電される電圧を高電圧に変換し、これを蓄電するこ
とができる。また、チョッパ式充電回路を用いた電子機
器にあっては、例えば、電池がなくてもそこに内蔵され
る電子回路や機構系を継続して動作させることができ、
煩わしい電池の交換を不要にできる。また、チョッパ式
充電回路を用いた腕時計にあっては、クロック信号を時
計回路で生成するので、チョッパ式充電回路において、
クロック信号を生成するための回路構成を省略すること
ができる。
項によれば、交流発電機の発電状態に応じて必要な構成
部分に給電することができるので、チョッパ回路の消費
電流を低減して、充電効率を向上することができる。ま
た、チョッパ式充電回路においては、交流発電機によっ
て発電される電圧を高電圧に変換し、これを蓄電するこ
とができる。また、チョッパ式充電回路を用いた電子機
器にあっては、例えば、電池がなくてもそこに内蔵され
る電子回路や機構系を継続して動作させることができ、
煩わしい電池の交換を不要にできる。また、チョッパ式
充電回路を用いた腕時計にあっては、クロック信号を時
計回路で生成するので、チョッパ式充電回路において、
クロック信号を生成するための回路構成を省略すること
ができる。
【図１】 本実施形態に係わる腕時計に使用されるチョ
ッパ式充電回路の回路図である。
ッパ式充電回路の回路図である。
【図２】 同実施形態に係わる発電検出部の回路図であ
る。
る。
【図３】 同実施形態に係わる基準電圧Vref1および基
準電圧Vrefと出力端子ＡＧ１の電圧の関係を示したもの
である。
準電圧Vrefと出力端子ＡＧ１の電圧の関係を示したもの
である。
【図４】 同実施形態に係わる交流発電機とその周辺機
構の構成を示す斜視図である。
構の構成を示す斜視図である。
【図５】 同実施形態のチョッパ式充電回路のタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図６】 同実施形態に係わるコンパレータCOM1〜COM4
の状態遷移図である。
の状態遷移図である。
【図７】 従来の充電回路の回路図である。
【図８】 変形例に係わる電子制御機械時計の機械構造
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図９】 変形例に係わる電子制御機械時計の電気的構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
１〜４…一方向性ユニット
５…昇圧部（昇圧回路）
１０…発電検出部（発電検出手段）
COM1〜COM4…コンパレータ（第１〜第４の比較手段）
P1，P2…ＰチャンネルＦＥＴ（第１，第２のスイッチ手
段） N1，N2…ＮチャンネルＦＥＴ（第３，第４のスイッチ手
段） ＡＧ…交流発電機 ＡＧ１，ＡＧ２…出力端子（一方，他方の出力端子）
段） N1，N2…ＮチャンネルＦＥＴ（第３，第４のスイッチ手
段） ＡＧ…交流発電機 ＡＧ１，ＡＧ２…出力端子（一方，他方の出力端子）
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｈ０２Ｐ 9/00 Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 7/00
G04C 10/00
G04G 1/00
H02M 7/219
H02P 9/00
Claims (12)
- 【請求項１】 第１のスイッチ手段と、 その出力端子間の電圧を比較することにより前記第１の
スイッチ手段のオン・オフを制御する第１の比較手段
と、 第２のスイッチ手段と、 交流発電機の出力端子の電圧と基準電圧とを比較するこ
とにより充電条件を満たしているか否かを検出しこの検
出結果に基づいて前記第２のスイッチ手段のオン・オフ
を制御する第２の比較手段であって、前記第１の比較手
段よりも消費電流の低い第２の比較手段とを備え、前記
交流発電機の起電圧を前記第２のスイッチ手段のオンオ
フによりチョッパ電圧に変換するチョッパ回路の給電方
法において、 前記交流発電機の出力端子の電圧と前記基準電圧よりも
小さい閾値電圧とを比較することにより、前記交流発電
機の発電状態を検出し、 前記発電状態が検出されると、前記第２の比較手段に給
電を開始し、前記充電条件を満たしていることが検出さ
れると、前記第１の比較手段に給電を開始することを特
徴とするチョッパ回路の給電方法。 - 【請求項２】 前記第２の比較手段への給電が開始され
ると、前記第１および第２の比較手段への給電を所定時
間継続することを特徴とする請求項１に記載のチョッパ
回路の給電方法。 - 【請求項３】 第１のスイッチ手段と、 その出力端子間の電圧を比較することにより前記第１の
スイッチ手段のオン・オフを制御する第１の比較手段
と、 第２のスイッチ手段と、 交流発電機の出力端子の電圧と基準電圧とを比較するこ
とにより充電条件を満たしているか否かを検出しこの検
出結果に基づいて前記第２のスイッチ手段のオン・オフ
を制御する第２の比較手段であって、前記第１の比較手
段よりも消費電流の低い第２の比較手段とを備え、前記
交流発電機の起電圧を前記第２のスイッチ手段のオンオ
フによりチョッパ電圧に変換するチョッパ回路におい
て、 前記交流発電機の出力端子の電圧と前記基準電圧よりも
小さい閾値電圧とを比較することにより、前記交流発電
機の発電状態を検出する発電検出手段と、 前記発電検出手段によって発電状態が検出されると、前
記第２の比較手段に給電を開始し、前記第２の制御手段
によって充電条件を満たしていることが検出されると、
前記第１の比較手段に給電を開始する給電制御手段とを
備えたことを特徴とするチョッパ回路。 - 【請求項４】 前記給電制御手段は、前記第２の比較手
段への給電を開始すると、前記第１および第２の比較手
段への給電を所定時間継続することを特徴とする請求項
３に記載のチョッパ回路。 - 【請求項５】 第１のラインと交流発電機の両出力端子
との間に各々設けられた第１および第２のスイッチ手段
と、 第２のラインと前記交流発電機の両出力端子との間に各
々設けられた第３および第４のスイッチ手段と、 前記第１のラインの電圧と前記交流発電機の両出力端子
電圧とを各々比較して前記第１および第２のスイッチ手
段のオン・オフを制御する第１および第２の比較手段
と、 前記交流発電機の両出力端子と前記第２のラインとの間
の電位差を第１の基準電位差と比較して前記第３および
第４のスイッチ手段のオン・オフを制御する第３および
第４の比較手段であって、それぞれ前記第１および第２
の比較手段よりも消費電流の低い第３および第４の比較
手段とを備え、前記交流発電機の起電圧を前記第３また
は第４のスイッチ手段のオンオフによりチョッパ電圧に
変換するチョッパ回路の給電方法において、 前記交流発電機の各出力端子と前記第２のラインとの間
の電位差を前記第１の基準電位差より小さい第２の基準
電位差と比較することにより、前記交流発電機が発電状
態にあるか否かを判定し、 前記交流発電機が発電状態にあると判定されると、前記
第３および第４の比較手段に給電を開始し、 この後、前記第３および第４の比較手段によって、前記
交流発電機の出力端子のうち一方の端子電圧が前記基準
電圧を越えたことが検出されると、前記第１および前記
第２の比較手段に給電を開始することを特徴とするチョ
ッパ回路の給電方法。 - 【請求項６】 交流発電機によって発電される起電力
を、クロック信号に同期したチョッパ電圧に変換して第
１のラインと第２のラインとの間に発生させるチョッパ
回路において、 前記交流発電機の一方または他方の出力端子と前記第２
のラインとの間の電位差が第１の基準電位差を越えるか
否かを検出することにより前記交流発電機の発電状態を
検出する発電検出手段と、 前記第１のラインの電圧と前記一方の出力端子の電圧と
を比較する第１の比較手段と、 前記の一方の出力端子と前記第１のラインとの間に設け
られ、前記第１の比較手段の比較結果に基づいてオン・
オフが制御される第１のスイッチ手段と、 前記第１のラインの電圧と前記他方の出力端子の電圧と
を比較する第２の比較手段と、 前記他方の出力端子と前記第１のラインとの間に設けら
れ、前記第２の比較手段の比較結果に基づいてオン・オ
フが制御される第２のスイッチ手段と、 前記他方の出力端子と前記第２のラインとの間の電位差
と、前記第１の基準電位差よりも大きい第２の基準電位
差とを比較する第３の比較手段であって、前記第１およ
び第２の比較手段よりも消費電流の低い第３の比較手段
と、 前記一方の出力端子と前記第２のラインとの間の電位差
と、前記第１の基準電位差よりも大きい第３の基準電位
差とを比較する第４の比較手段であって、前記第１およ
び第２の比較手段よりも消費電流の低い第４の比較手段
と、 前記一方の出力端子と前記第２のラインとの間に設けら
れ、前記第３の比較手段によって前記他方の出力端子の
電位差が前記第２の基準電位差を越えることが検出され
た場合にはオンにされ、前記第４の比較手段によって前
記一方の出力端子の電位差が前記第３の基準電位差を越
えることが検出された場合には前記クロック信号に基づ
いてオン・オフが制御される第３のスイッチ手段と、 前記他方の出力端子と前記第２のラインとの間に設けら
れ、前記第４の比較手段によって前記一方の出力端子の
電位差が前記第３の基準電位差を越えることが検出され
た場合にはオンにされ、前記第３の比較手段によって前
記他方の出力端子の電位差が前記第２の基準電位差を越
えることが検出された場合には前記クロック信号に基づ
いてオン・オフが制御される第４のスイッチ手段とを備
え、 前記発電検出手段には常時給電し、前記発電検出手段よ
って発電状態が検出されると、前記第３の比較手段およ
び前記第４の比較手段への給電を開始し、前記第３また
は前記第４の比較手段によって前記出力端子の電位差が
前記第２または第３の基準電圧を越えることが検出され
ると、前記第１の比較手段および前記第２の比較手段に
給電を開始することを特徴とするチョッパ回路。 - 【請求項７】 前記第１のラインは電源ラインであり、
前記第２のラインはグランドであることを特徴とする請
求項６に記載のチョッパ回路。 - 【請求項８】 前記第１のラインはグランドであり、前
記第２のラインは電源ラインであることを特徴とする請
求項６に記載のチョッパ回路。 - 【請求項９】 前記発電検出手段の消費電流を前記第３
および第４の比較手段の消費電流よりも低く設定したこ
とを特徴とする請求項６に記載のチョッパ回路。 - 【請求項１０】 請求項６記載のチョッパ回路と、前記
チョッパ回路の前記電源ラインと前記グランドとに接続
され、前記チョッパ電圧を昇圧するとともに昇圧した電
圧を蓄電する昇圧回路とを備えたチョッパ式充電回路。 - 【請求項１１】 請求項１０記載のチョッパ式充電回路
を内蔵するとともに、前記チョッパ式充電回路から給電
される電力によって、動作することを特徴とする電子機
器。 - 【請求項１２】 請求項１１記載のチョッパ式充電回路
と、前記チョッパ式充電回路から給電され、時刻を計測
する時計回路とを備え、前記時計回路から前記クロック
信号を前記チョッパ式充電回路に供給することを特徴と
する腕時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00046898A JP3528563B2 (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | チョッパ回路の給電方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00046898A JP3528563B2 (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | チョッパ回路の給電方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11206031A JPH11206031A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3528563B2 true JP3528563B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=11474642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00046898A Expired - Fee Related JP3528563B2 (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | チョッパ回路の給電方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3528563B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3726666B2 (ja) | 1999-10-15 | 2005-12-14 | セイコーエプソン株式会社 | チョッパ回路、チョッパ回路の制御方法、チョッパ式充電回路、電子機器及び計時装置 |
| JP4546184B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2010-09-15 | 株式会社ニデック | 整流回路及びこれを備えた視覚再生補助装置 |
-
1998
- 1998-01-05 JP JP00046898A patent/JP3528563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11206031A (ja) | 1999-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3472879B2 (ja) | 過充電防止方法、充電回路、電子機器および時計 | |
| JP2652057B2 (ja) | 発電装置 | |
| JP3678075B2 (ja) | 電源装置およびその制御方法、携帯型電子機器、計時装置およびその制御方法 | |
| US6693851B1 (en) | Electronic device and control method for electronic device | |
| JP3726666B2 (ja) | チョッパ回路、チョッパ回路の制御方法、チョッパ式充電回路、電子機器及び計時装置 | |
| US6373789B2 (en) | Electronically controlled mechanical timepiece and method controlling the same | |
| EP1055981B1 (en) | Electronically controlled mechanical watch and method of preventing overcharge | |
| US6421263B1 (en) | AC voltage detection circuit and method, charging circuit and method, chopper circuit and chopping method, chopper charging circuit and method, electronic apparatus, and timepiece | |
| JP3472878B2 (ja) | 過充電防止方法、充電回路、電子機器および時計 | |
| JP3830289B2 (ja) | 電子機器および計時装置 | |
| US6466519B1 (en) | Electronic device, electronic timepiece and power control method | |
| JP3601375B2 (ja) | 携帯用電子機器及び携帯用電子機器の制御方法 | |
| WO2000059091A1 (fr) | Equipement electronique et son procede de commande | |
| JP3528563B2 (ja) | チョッパ回路の給電方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 | |
| JP3575262B2 (ja) | チョッパ回路の給電停止方法、チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 | |
| US6630852B2 (en) | Power-generation detection circuit for use in an electronic device and power-generation detection method and power consumption control method for use in connection therewith | |
| JP4349388B2 (ja) | 電子機器、電子機器の制御方法、計時装置、および計時装置の制御方法 | |
| JP3575256B2 (ja) | チョッパ回路、チョッパ式充電回路、電子機器および腕時計 | |
| JP2000287376A (ja) | 過充電防止方法、充電回路、電子機器および時計 | |
| JP2004032980A (ja) | 過充電防止方法、充電回路、電子機器および時計 | |
| JP3582338B2 (ja) | スイッチングユニット、電源装置および電子機器 | |
| JP3799978B2 (ja) | 交流電圧検出回路および方法、充電回路および方法、チョッパ充電回路および方法、電子機器ならびに計時装置 | |
| JP4055446B2 (ja) | 電子機器、電子機器の制御方法、計時装置、および計時装置の制御方法 | |
| JP2002156474A (ja) | 電子機器及び電子機器の制御方法 | |
| JP3294194B2 (ja) | 発電装置付電子時計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031204 |
|
| 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: 20040203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040216 |
|
| 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: 20080305 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |