JP4063261B2 - 昇圧充電回路 - Google Patents

Description

本発明は、発電手段とコンデンサと蓄電手段とを備え、発電手段とコンデンサとの接続を直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで発電手段の出力電圧を昇圧して蓄電手段を充電する昇圧充電回路に関する。

電子時計には、外部エネルギを電気エネルギに変換する発電手段を内蔵し、この発電手段によって発電が行われている場合には発電電力によって時計モジュールを駆動するとともに二次電池等の蓄電手段を充電し、発電が行われていない場合には蓄電エネルギによって時計モジュールを駆動するものが知られている。例えば、発電手段として光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池（ソーラセル）を用いた太陽電池式の電子時計や、回転錘（ロータ）の回転によって発電する機械式の電子時計、熱電対の両端の温度差により発電する熱電対発電式の電子時計等がある。

このような電子時計の内、太陽電池式の電子時計では、蓄電手段の充電電圧以上の発電電圧を得るためにソーラセルを複数段直列接続している。ソーラセルの出力電流は照度にほぼ比例するため、複数のソーラセルの内、受光面積が最も小さいセルによって全体の出力電流が決まる。このため、アナログ時計の文字盤に太陽電池（ソーラセル）を設けた場合、針がかかることで受光面積が変化したり、また、セル同士の接続部分や絶縁部分等の発電に寄与しない部分が増加したりすることで、面積効率が悪くなる。従って、少ないセル数で発電して昇圧する方が面積効率を高くすることができると考えられる。

尚、このような発電手段を内蔵する電子時計では、発電が行われていない状態で蓄電エネルギを放電しきってしまうとその動作を停止するが、発電が再開されると、再度動作を開始する。しかし、１段のソーラセルの出力電圧では発振回路（クォーツ）の発振起動に充分な電圧が得られない。これに対処するため、発電再開時に、発電電圧を昇圧して発振回路に印加することで発振起動性を向上させた技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−８４０８５号公報

変換効率がより良い昇圧回路を用いることが望ましいが、昇圧回路の電力変換効率は１００％にはなり得ない。そこで、変換効率が比較的高い昇圧回路であるチャージポンプ型の昇圧回路が一般的に用いられている。従来のチャージポンプ型の昇圧回路では、発電手段と昇圧用のコンデンサの並列／直列接続を固定クロックに従って切り替えることで昇圧を行っている。即ち、並列接続されている間、太陽電池の出力電流によってコンデンサを充電し、直列接続されている間、コンデンサの放電電圧で蓄電手段を充電する。

ところで、太陽電池の出力電流は、例えば比較的暗い室内と太陽光下とでは数百倍程度の差が生じる等、照度によって大きく変化する。つまり、照度が大きい程、出力電流が大きく、コンデンサがフル充電されるまでの時間が短い。フル充電されるまでの時間が並列／直列接続の切り替え間隔よりも短いと、コンデンサがフル充電された後も、暫くの間充電され続けることになり、その分の発電電力が蓄電されずに無駄となる。反対に、照度が小さい場合、出力電流が小さく、コンデンサがフル充電される前に並列接続から直列接続に切り替わってしまうと、充分な昇圧が為されないまま蓄電手段への充電がなされることになってしまう。即ち、固定クロックによって昇圧用のコンデンサの並列／直列接続を切り替える従来のチャージポンプ型の昇圧回路では、昇圧充電の効率が非常に悪いものとなっていた。

上記事情に鑑み、本発明は、発電手段の出力電圧を昇圧して蓄電手段を充電する昇圧回路において、発電手段の発電状態に応じた適切な昇圧及び充電を実現することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
発電手段（例えば、図１の太陽電池ＳＣ）と、コンデンサ（例えば、図１のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３）と、蓄電手段（例えば、図１の二次電池ＢＡＴ）とを備え、前記発電手段と前記コンデンサとを直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで前記発電手段の出力電圧を昇圧して前記蓄電手段を充電する昇圧充電回路（例えば、図１の昇圧充電回路１）において、
前記発電手段の出力電圧と第１の基準電圧（例えば、実施形態の第１の基準電圧Ｖ_AL）とを比較する第１の比較手段（例えば、図１のコンパレータＣＯＭ１）と、
この第１の比較手段による比較結果に基づいて前記発電手段と前記コンデンサとの接続を切り替える切替制御手段（例えば、図１のスイッチ制御回路３）と、
前記発電手段の出力電圧と前記第１の基準電圧より高い第２の基準電圧（例えば、実施形態の第２の基準電圧Ｖ _AH ）とを比較する第２の比較手段（例えば、図１のコンパレータＣＯＭ３）と、
この第２の比較手段により前記出力電圧が前記第２の基準電圧を超えたと判定された場合に、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧を上昇させる制御を行う基準電圧上昇制御手段（例えば、図１の基準電圧生成回路４）と、
を更に備えることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、前記発電手段が太陽電池であることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の昇圧充電回路において、
前記第２の比較手段により前記出力電圧が前記第２の基準電圧を超えていないと所定時間以上継続して判定されたか否かを判断する判断手段（例えば、図１の基準電圧生成回路４）と、
この判断手段により所定時間以上継続して判定されたと判断された場合に、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧を下降させる制御を行う基準電圧下降制御手段（例えば、基準電圧生成回路４）と、
を更に備えることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、
発電手段（例えば、図７の太陽電池ＳＣ）と、複数のコンデンサ（例えば、図７のコンデンサＣ１，Ｃ２）と、蓄電手段（例えば、図７の二次電池ＢＡＴ）とを備え、前記発電手段と前記各コンデンサとを直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで前記発電手段の出力電圧を昇圧して前記蓄電手段を充電する昇圧充電回路（例えば、図７の昇圧充電回路２）において、
前記複数のコンデンサの内、接続切替抵抗が他のコンデンサよりも高い一のコンデンサの前記発電手段に現在接続されている側の端子電圧を、所定の基準電圧と比較する比較手段（例えば、図７のコンパレータＣＯＭ４）と、
この比較手段による比較結果に応じて前記発電手段と前記各コンデンサとの接続を切り替える切替制御手段（例えば、図７のスイッチ制御回路９）と、
を更に備えることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の昇圧充電回路において、
前記切替制御手段による切り替え周期より長い周期で前記発電手段の出力を一時短絡する短絡制御手段（例えば、図１の強制放電回路５）を更に備えることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の昇圧充電回路において、
前記蓄電手段の充電電圧と所定の過充電防止基準電圧（例えば、実施形態の過充電防止基準電圧Ｖ_ref）とを比較する過電圧比較手段（例えば、図１のコンパレータＣＯＭ２）と、
前記充電電圧比較手段により前記充電電圧が前記過充電防止基準電圧を超えていると判定されている間、前記切替制御手段による切り替えを停止させる切替停止制御手段（例えば、図１の過充電防止回路７）と、
を更に備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、発電手段とコンデンサとを直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで発電手段の出力電圧を昇圧して蓄電手段を充電する、いわゆるチャージポンプ型の昇圧回路において、発電手段の出力電圧と第１の基準電圧とが比較され、この比較結果に基づいて直列接続及び並列接続が切り替えられる。従って、発電手段の出力電圧の上昇速度は、コンデンサが充電される速度、即ち発電手段の出力電流の大きさによって異なるため、この出力電圧によって直列接続及び並列接続を切り替えることで、出力電流が大きい／小さいといった発電手段の状態に応じた適切な昇圧及び充電が実現される。また、発電手段の出力電圧と第１の基準電圧より高い第２の基準電圧とが比較され、出力電圧が第２の基準電圧を超えたと判定された場合に、第１の基準電圧及び第２の基準電圧が上昇される。従って、例えば発電手段の出力電流の大きさに伴う電圧降下等によって、第１の比較手段による比較結果が一定のままとなり、接続の切り替え時がなされない状態となっても、第１の基準電圧を上昇させることで、出力電圧が第１の基準電圧よりも低い状態を作り出して、接続の切り替えの再開を促すことができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、発電手段の出力電圧が第２の基準電圧を超えていないと所定時間の間継続して判定された場合に、第１の基準電圧及び第２の基準電圧が下降される。従って、例えば発電手段の出力電流が小さくなった場合に、先に上昇させた第１の基準電圧を元の値に戻すといったことが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、発電手段と複数のコンデンサとを直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで発電手段の出力電圧を昇圧して蓄電手段を充電する、いわゆるチャージポンプ型の昇圧回路において、接続切替抵抗が他のコンデンサより大きい一のコンデンサの現在発電手段と接続されている側の端子電圧が、所定の基準電圧と比較され、この比較結果に基づいて直列接続及び並列接続が切り替えられる。従って、コンデンサが充電される速度は発電手段の出力電流によって異なるため、コンデンサの端子電圧によって直列接続及び並列接続を切り替えることで、出力電流が大きい／小さいといった発電手段の状態に応じた適切な昇圧及び充電が実現される。

また、発電手段の出力電流が大きくなる程、一のコンデンサに対する接続切替抵抗による電圧降下が、他のコンデンサに対する接続切替抵抗による電圧降下よりも大きくなる。そして、一のコンデンサの発電手段に現在接続されている側の端子電圧が所定の基準電圧と比較されるため、発電手段と各コンデンサとの接続切替抵抗により生じる電圧降下によって接続の切り替えがなされないといった状態に陥ることを防止できる。

また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、太陽電池とコンデンサとの直列接続及び並列接続の切り替え周期よりも長い周期で発電手段の出力が一時短絡される。従って、例えば発電手段の出力電流の大きさに伴う電圧降下等によって、第１の比較手段による比較結果が一定のままとなり、接続の切り替え時がなされない状態となっても、発電手段の出力を短絡させることで出力電圧を低下させ、接続の切り替えの再開を促すことができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の作用効果を奏するとともに、蓄電電圧の充電電圧と所定の過充電防止基準電圧とが比較され、充電電圧が過充電防止基準電圧を超えていると判定されている間、直列接続及び並列接続の切り替えが停止される。従って、充電電圧が過充電防止基準電圧を超えている間は、接続の切り替えが停止される、即ち蓄電手段への充電が停止されるので、蓄電手段が過充電防止電圧以上に充電（過充電）されることを防止できる。

以下、図面を参照して本発明に好適な２つの実施形態を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［第１実施形態］
先ず、第１実施形態を説明する。
図１は、第１実施形態における昇圧充電回路１の回路構成図である。第１実施形態の昇圧充電回路１は、太陽電池の出力を昇圧して二次電池（バッテリ）を充電する回路であり、従来のいわゆるチャージポンプ式の昇圧回路を基本として、太陽電池と昇圧用コンデンサとの並列／直列接続の切り替えを太陽電池の出力電圧に応じて行う点に特徴がある。

同図に示すように、昇圧充電回路１は、太陽電池ＳＣと、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、二次電池ＢＡＴと、スイッチ制御回路３と、強制放電回路５と、過充電防止回路７と、を備えて構成される。

太陽電池ＳＣは、光エネルギを電気エネルギに変換するソーラセルが直列接続された発電手段であり、ここでは、ソーラセルを二段直列接続して実現している。各ソーラセルは、その受光面積及び照度にほぼ比例した電流を出力する。

二次電池ＢＡＴは、太陽電池ＳＣの発電電力によって充電される蓄電手段であり、例えばリチウムイオン二次電池によって実現される。

スイッチＳ１〜Ｓ７は、ＭＯＳＦＥＴにより実現されるアナログスイッチであり、スイッチ制御回路３から出力され、ゲート端子に印加されるスイッチ制御信号のレベルに応じてＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）される。具体的には、ゲート端子にＨｉｇｈレベルの信号が印加されるとＯＮとなり、Ｌｏｗレベルの信号が印加されるとＯＦＦとなる。

スイッチＳ１〜Ｓ４は、ゲート端子にＡＮＤゲート３２の出力端子が接続されており、ＡＮＤゲート３２の出力信号（スイッチ制御信号１）によってＯＮ／ＯＦＦされる。また、スイッチＳ５〜Ｓ７は、ゲート端子にＮＯＲゲート３３の出力端子が接続されており、ＮＯＲゲート３３の出力信号（スイッチ制御信号２）によってＯＮ／ＯＦＦされる。

コンデンサＣ１，Ｃ２は昇圧用のコンデンサである。コンデンサＣ１は、一端がスイッチＳ１を介して太陽電池ＳＣの出力端に接続され、他端がスイッチＳ２を介して接地されている。また、コンデンサＣ２は、一端がスイッチＳ３を介して太陽電池ＳＣの出力端に接続され、他端がスイッチＳ４を介して接地されている。

コンデンサＣ３は、二次電池ＢＡＴの抵抗補償用のコンデンサであり、二次電池ＢＡＴに並列接続されている。

つまり、昇圧充電回路１では、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続を順次に切り替えることで、太陽電池ＳＣの出力電圧を昇圧して二次電池ＢＡＴを充電する。具体的には、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＮであり、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＦＦである状態、即ち太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが並列接続された「状態１」と、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＦＦであり、Ｓ５〜Ｓ７がＯＮである状態、即ち太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが直列接続された「状態２」と、を繰り返す。「状態１」では、太陽電池ＳＣの出力によってコンデンサＣ１，Ｃ２が充電され、「状態２」では、コンデンサＣ１，Ｃ２が放電することで二次電池ＢＡＴが充電される。そして、スイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ／ＯＦＦは、スイッチ制御回路３によって制御される。

＜スイッチ制御回路＞
スイッチ制御回路３は、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCに応じて、スイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチ制御信号１，２を生成・出力する。具体的には、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが所定の第１の基準電圧Ｖ_ALを超える毎に、スイッチＳ１〜Ｓ４を制御するスイッチ制御信号１と、スイッチＳ５〜Ｓ７を制御するスイッチ制御信号２と、のそれぞれのレベル（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ）を変化させて、スイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

スイッチ制御回路３は、コンパレータＣＯＭ１，ＣＯＭ３と、フリップフロップＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３と、パルス発生器３１と、インバータＩＮＶと、ＡＮＤゲート３２と、ＮＯＲゲート３３と、ＮＡＮＤゲート３４と、基準電圧生成回路４と、を有して構成される。

コンパレータＣＯＭ１は、＋入力端子に太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが印加され、−入力端子に基準電圧生成回路４によって生成された第１の基準電圧Ｖ_ALが印加される。そして、コンパレータＣＯＭ１は、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCと第１の基準電圧Ｖ_ALとを比較して、出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超えている場合にはＨｉｇｈレベルの信号を出力し、そうでない場合にはＬｏｗレベルの信号を出力する。

コンパレータＣＯＭ３は、＋入力端子に太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが印加され、−入力端子に基準電圧生成回路４によって生成された第２の基準電圧Ｖ_AHが印加される。そして、コンパレータＣＯＭ３は、出力電圧Ｖ_SCと第２の基準電圧Ｖ_AHとを比較して、出力電圧Ｖ_SCが第２の基準電圧Ｖ_AHを超えている場合にはＨｉｇｈレベルの信号を出力し、そうでない場合にはＬｏｗレベルの信号を出力する。

ＮＡＮＤゲート３４は、２つの入力端子それぞれに、コンパレータＣＯＭ１，ＣＯＭ３それぞれの出力端子が接続され、コンパレータＣＯＭ１，ＣＯＭ３それぞれの出力信号の否定論理積（ＮＡＮＤ）を演算して基準電圧生成回路４に出力する。

基準電圧生成回路４は、第１の基準電圧Ｖ_ALと、この第１の基準電圧Ｖ_ALより所定電圧だけ高い第２の基準電圧Ｖ_AHと、の２つの基準電圧を生成する。ここでは、０．９［Ｖ］の第１の基準電圧Ｖ_ALと、これより０．１［Ｖ］だけ高い１．０［Ｖ］の第２の基準電圧Ｖ_AHと、を生成する。

ここで、第１の基準電圧Ｖ_ALは、「状態１」又は「状態２」に切り替える際の判断基準となる電圧であり、何倍昇圧であるのか、二次電池ＢＡＴの定格充電電圧Ｖ_BATはいくらか等によって決定される。具体的には、コンデンサＣ１，Ｃ２をある程度の電圧に充電し、且つ並列／直列接続の切り替え時には、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが、この第１の基準電圧Ｖ_AL以下に低下するように決定される。

パルス発生器３１は、周波数が数十［ｋＨｚ］程度のパルス信号１を生成して出力する。

インバータＩＮＶは、入力端子にパルス発生器３１によって生成されたパルス信号１が印加され、入力されたパルス信号１のレベルを反転して出力する。

フリップフロップＦＦ１は、ポジティブエッジトリガ形（立ち上がりエッジ動作）のＤ−ＦＦであり、入力端子にコンパレータＣＯＭ１の出力端子が接続され、ＣＬＫ端子にパルス発生器３１の出力が印加される。そして、フリップフロップＦＦ１は、ＣＬＫ端子に入力されるパルス信号１の立ち上がりタイミングに同期して、入力端子に入力されるコンパレータＣＯＭ１の出力信号をラッチして出力する。

フリップフロップＦＦ２は、Ｔ−ＦＦとして機能するポジティブエッジ形のＤ−ＦＦであり、ＣＬＫ端子にはフリップフロップＦＦ１の出力端子が接続されている。そして、フリップフロップＦＦ２は、ＣＬＫ端子に入力されるフリップフロップＦＦ１の出力信号の立ち上がりタイミングに同期して出力信号を反転させる。また、フリップフロップＦＦ２のＳＥＴ端子にコンパレータＣＯＭ２の出力端子が接続されており、ＳＥＴ端子に入力されるコンパレータＣＯＭ２の出力信号がＨｉｇｈレベルの間、出力信号を強制的にＨｉｇｈレベルとする。

フリップフロップＦＦ３は、ポジティブエッジ型のＤ−ＦＦであり、入力端子にフリップフロップＦＦ２の出力端子が接続され、ＣＬＫ端子にインバータＩＮＶの出力端子が接続されている。そして、フリップフロップＦＦ３は、ＣＬＫ端子に入力されるインバータＩＮＶの出力信号の立ち上がりタイミングに同期して、入力端子に入力されるフリップフロップＦＦ２の出力信号をラッチして出力する。また、フリップフロップＦＦ３のＳＥＴ端子にコンパレータＣＯＭ２の出力端子が接続されており、ＳＥＴ端子に入力されるコンパレータＣＯＭ２の出力信号がＨｉｇｈレベルの間、出力信号を強制的にＨｉｇｈレベルとする。

ＡＮＤゲート３２は、２つの入力端子それぞれに、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３それぞれの出力端子が接続され、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３それぞれの出力信号の論理積（ＡＮＤ）を演算して出力する。また、ＡＮＤゲート３２の出力端子はスイッチＳ１〜Ｓ４のゲート端子に接続されており、ＡＮＤゲート３２の出力信号が、スイッチ制御信号１としてスイッチＳ１〜Ｓ４のゲート端子に印加される。

ＮＯＲゲート３３は、２つの入力端子それぞれに、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３それぞれの出力端子が接続され、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３それぞれの出力信号の否定論理和（ＮＯＲ）を演算して出力する。また、ＮＯＲゲート３３の出力端子はスイッチＳ５〜Ｓ７それぞれのゲート端子に接続されており、ＮＯＲゲート３３の出力信号が、スイッチ制御信号２としてスイッチＳ５〜Ｓ７のゲート端子に印加される。

＜昇圧充電動作＞
ここで、昇圧充電回路１の基本的な動作として、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCを昇圧して二次電池ＢＡＴを充電する昇圧充電動作を説明する。尚、ここでは、説明の簡明のため、強制放電回路５や過充電防止回路７は機能していないものとする。また、具体例として、第１の基準電圧Ｖ_AL＝０．９［Ｖ］、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT＝２．６［Ｖ］、として説明する。

図２は、昇圧充電動作を説明するためのタイムチャートであり、横軸を共通の時間軸として、図中上から順に、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SC、ＡＮＤゲート３２の出力信号（スイッチ制御信号１）、ＮＯＲゲート３３の出力信号（スイッチ制御信号２）、コンデンサＣ３の電圧Ｖ_C3（即ち、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT）、のそれぞれのレベル変化（信号波形）を示している。また、時刻ｔ₀〜ｔ₁の区間、ｔ₂〜ｔ₃の区間、・・・、が「状態１」であり、時刻ｔ₁〜ｔ₂の区間、時刻ｔ₃〜ｔ₄の区間、・・・、が「状態２」である。

先ず、「状態１」では、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＮ、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＦＦである。即ち、ＡＮＤゲート３２からの出力信号（スイッチ制御信号１）がＨｉｇｈレベルであり、ＮＯＲゲート３３からの出力信号（スイッチ制御信号２）がＬｏｗレベルとなっている。

そして、「状態１」では、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，２とが並列接続されており、太陽電池ＳＣの出力電流によってコンデンサＣ１，Ｃ２が充電される。また、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが並列接続されているので、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCと、コンデンサＣ１，Ｃ２それぞれの電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2とが等しく、コンデンサＣ１，Ｃ２それぞれの電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2の上昇とともに、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが上昇する。つまり、太陽電池ＳＣは、コンデンサＣ１，Ｃ２を定電流充電しながら、その出力電圧Ｖ_SCが上昇する。

尚このとき、スイッチＳ７がＯＦＦである、即ち二次電池ＢＡＴと太陽電池ＳＣとは切り離されているので、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATはほとんど変化せずに自然放電等によって僅かに低下する程度、若しくは、負荷への電力供給によって低下する。

そして、時刻ｔ₁において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超えると、後述するスイッチ制御回路３のスイッチ制御動作によって、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化して、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＮからＯＦＦに切り替わるとともに、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化して、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＦＦからＯＮに切り替わる。即ち、「状態１」から「状態２」へ遷移する。

「状態２」では、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＦＦ、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＮである。即ち、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルであり、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルとなっている。つまり、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが直列接続されており、次式（１）が成立する。
Ｖ_BAT＝Ｖ_C1＋Ｖ_C2＋Ｖ_SC ・・・（１）

「状態１」から「状態２」への遷移直前では、Ｖ_C1＝Ｖ_C2＝Ｖ_SC＝Ｖ_AL＝０．９［Ｖ］、となっている。従って、「状態１」から「状態２」への遷移直後には、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが、式（１）が成立する電圧まで低下する。具体的には、２．６［Ｖ］＝０．９［Ｖ］＋０．９［Ｖ］＋Ｖ_SC、が成立する、Ｖ_SC＝０．８［Ｖ］、まで低下する。

尚、同図において、状態が遷移する時刻ｔ₁、ｔ₂、・・・、で太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが大きく変化（上昇）しているのは、後述のように、スイッチＳ１〜Ｓ７の全てＯＦＦになる瞬間が有るためであり、この間、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが開路電圧（開放電圧）まで上昇するからである。

「状態２」では、コンデンサＣ１，Ｃ２が放電することで、コンデンサＣ３及び二次電池ＢＡＴを充電する。このとき、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2が放電によって低下するが、式（１）が成立するため、その電圧低下分だけ太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが上昇する。

そして、時刻ｔ₂において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超えると、後述するスイッチ制御回路３のスイッチ制御動作によって、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化して、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＦＦからＯＮに切り替わるとともに、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化して、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＦＦからＯＮに切り替わる。即ち、「状態２」から「状態１」へ遷移する。

「状態２」から「状態１」への遷移直前では、コンデンサＣ１，Ｃ２の電圧Ｖ_C1、Ｖ_C2は、式（１）において、Ｖ_SC＝Ｖ_AL＝０．９［Ｖ］、が成立する電圧まで低下している。具体的には、コンデンサＣ１，Ｃ２を同容量とすると、２．６＝０．９＋Ｖ_C1＋Ｖ_C2、が成立する、Ｖ_C1＝Ｖ_C2＝０．８５［Ｖ］、となっている。従って、「状態１」への遷移直後には、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCは、遷移直前のコンデンサＣ１，Ｃ２の電圧Ｖ_C1、Ｖ_C2に等しい、Ｖ_SC＝０．８５［Ｖ］、まで低下する。

その後は、上述のように、太陽電池ＳＣの出力電流によってコンデンサＣ１，Ｃ２を充電しながら、その出力電圧Ｖ_SCが上昇する。

このように、昇圧充電回路１では、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超える毎に、スイッチＳ１〜Ｓ４，Ｓ５〜Ｓ７それぞれのＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続が切り替えられる。即ち、昇圧用コンデンサＣ１，Ｃ２がある一定まで充電された状態で並列接続から直列接続に切り替わるため、照度、即ち太陽電池ＳＣの出力電流に合わせた効率の良い昇圧充電が実現される。尚、太陽電池ＳＣでは、照度にほぼ比例した出力電流となるため、照度が大きい程、直列／並列接続の切り替え周期が短く（切り替え速度が速く）なり、反対に照度が小さい程、切り替え周期が長くなる。

＜スイッチ制御動作＞
次に、スイッチ制御回路３によるスイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ／ＯＦＦ制御（スイッチ制御動作）を説明する。

図３は、スイッチ制御回路３によるスイッチ制御動作を説明するタイムチャートであり、横軸を共通の時間軸として、図中上から順に、パルス信号１、コンパレータＣＯＭ１の出力信号、フリップフロップＦＦ１の出力信号、フリップフロップＦＦ２の出力信号、インバータＩＮＶの出力信号、フリップフロップＦＦ３の出力信号、ＡＮＤゲート３２の出力信号、ＮＯＲゲート３３の出力信号、のそれぞれのレベル変化（信号波形）を示している。

先ず、「状態１」から「状態２」への遷移する際の動作を説明する。
時刻ｔ₁₁において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超えると、コンパレータＣＯＭ１の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。すると、時刻ｔ₁₂において、次のパルス信号１の立ち上がりタイミングで、フリップフロップＦＦ１の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、次いでフリップフロップＦＦ２の出力信号のレベルが反転する、即ちＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する。そして、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化し、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＮからＯＦＦに切り替わる。

続いて、時刻ｔ₁₃において、インバータＩＮＶの出力信号の立ち上がりタイミングで、フリップフロップＦＦ３の出力信号が反転する、即ちＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。そして、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＦＦからＯＮに切り替わる。

「状態２」への遷移直後では、上述のように太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが低下し、時刻ｔ₁₄において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下となると、コンパレータＣＯＭ１の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗに変化する。すると、時刻ｔ₁₅において、次のパルス信号１の立ち上がりタイミングで、フリップフロップＦＦ１の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗに変化するが、フリップフロップＦＦ２の出力信号のレベルは変化しないので、その後段のフリップフロップＦＦ３、ＡＮＤゲート３２及びＮＯＲゲート３３のそれぞれの出力信号のレベルも変化せずそのままである。

このように、スイッチ制御回路３では、「状態１」から「状態２」に遷移する際、時刻ｔ₁₂においてＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化した後、遅れて、時刻ｔ₁₃においてＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する。つまり、パルス信号１の半周期に相当する時刻ｔ₁₂から時刻ｔ₁₃までの間、スイッチＳ１〜Ｓ７が全てＯＦＦとなり、太陽電池ＳＣは開放された状態となって出力電圧Ｖ_SCは開路電圧（開放電圧）まで上昇する。

次に、「状態２」から「状態１」へ遷移する際の動作を説明する。
時刻ｔ₂₁において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超えると、コンパレータＣＯＭ１の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。すると、時刻ｔ₂₂において、次のパルス信号１の立ち上がりタイミングで、フリップフロップＦＦ１の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、次いでフリップフロップＦＦ２の出力信号のレベルが反転する、即ちＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。そして、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗに変化し、スイッチＳ５〜Ｓ７がＯＮからＯＦＦに切り替わる。

続いて、時刻ｔ₂₃において、インバータＩＮＶの出力信号の立ち上がりタイミングで、フリップフロップＦＦ３の出力信号が反転する、即ちＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。そして、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、スイッチＳ１〜Ｓ４がＯＦＦからＯＮに切り替わる。

「状態１」への遷移直後では、上述のように太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが低下し、時刻ｔ₂₄において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下となると、コンパレータＣＯＭ１の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する。すると、時刻ｔ₂₅において、次のパルス信号１の立ち上がりタイミングで、フリップフロップＦＦ１の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化するが、フリップフロップＦＦ２の出力信号のレベルは変化しないので、その後段のフリップフロップＦＦ３、ＡＮＤゲート３２及びＮＯＲゲート３３の出力信号も変化せずそのままである。

このように、スイッチ制御回路３では、「状態２」から「状態１」に遷移する際、時刻ｔ₂₂においてＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化した後、遅れて、時刻ｔ₂₃においてＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。つまり、パルス信号１の半周期に相当する時刻ｔ₂₂から時刻ｔ₂₃までの間、スイッチＳ１〜Ｓ７が全てＯＦＦとなり、太陽電池ＳＣは開放された状態となって出力電圧Ｖ_SCは開路電圧（開放電圧）まで上昇する。

即ち、スイッチ制御回路３では、一瞬でもスイッチＳ１〜Ｓ７の全てがＯＮとならないよう、現在ＯＮとなっているスイッチをＯＦＦにした後、遅れて他のＯＦＦとなっているスイッチをＯＮとするように制御している。

＜強制放電回路＞
図１において、強制放電回路５は、周期的に太陽電池ＳＣの出力を一時的に短絡させる回路である。理想的な昇圧充電動作を実現するためには、上述のように、太陽電池ＳＣのコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続が切り替わった直後には、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下する必要がある。しかし、照度が比較的高い場合、即ち太陽電池ＳＣの出力電流が比較的大きい場合には、スイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ抵抗により生じる電圧降下によって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下せず、昇圧充電動作が行われなくなる恐れがある。このような事態を想定して、太陽電池ＳＣの出力を一時的に短絡させることで出力電圧Ｖ_SCを第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下させ、並列／直列接続の切り替えを促し、昇圧充電動作をスムーズに継続させることができる。

同図に示すように、強制放電回路５は、パルス発生器２と、スイッチＳ８と、を有して構成される。

パルス発生器５１は、昇圧充電動作を妨害しないよう、並列／直列接続の切り替え周期（切り替えサイクル）に比較して非常にゆっくりした周期のパルス信号２を生成して出力する。パルス信号２のパルス幅は、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCを第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下させるのに充分な長さであれば良い。ここでは、４［Ｈｚ］の周期でパルス幅３０［μｓ］のパルスを持つパルス信号２が生成・出力される。

スイッチＳ８は、ＭＯＳＦＥＴにより実現されるアナログスイッチであり、パルス発生器２から出力され、ゲート端子に印加されるパルス信号２によってＯＮ／ＯＦＦされる。具体的には、ゲート端子にＨｉｇｈレベルの信号が印加されるとＯＮとなり、Ｌｏｗレベルの信号が印加されるとＯＦＦとなる。また、スイッチＳ８は太陽電池ＳＣに並列接続されており、パルス信号２のパルス発生に合わせてＯＮされ、太陽電池ＳＣの出力を短絡する。

強制放電回路５による強制放電動作を説明する。
図４は、強制放電動作を説明するタイムチャートであり、横軸を共通な時間軸として、図中上から順に、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SC、ＡＮＤゲート３２の出力信号、ＮＯＲゲート３３の出力信号、パルス信号２、のそれぞれのレベル変化（信号波形）を示している。

例えば「状態２」から「状態１」に遷移したとき、太陽電池ＳＣの出力電流が大きいと、スイッチＳ１〜Ｓ４のＯＮ抵抗によってスイッチＳ１〜Ｓ４の両端に電圧降下が生じ、これによって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下しない。そして、「状態１」への遷移直後は、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCは、コンデンサＣ１，Ｃ２を充電しながら開路電圧（開放電圧）まで上昇する。

このような状態で、時刻ｔ₃₁において、パルス信号２のパルスの立ち上がりタイミングでスイッチＳ８がＯＮとなると、太陽電池ＳＣの両端が短絡されて出力電圧Ｖ_SCが低下する。その後、出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下した時刻ｔ₃₂において、パルス信号２がＬｏｗレベルに戻ると、その後は、上述した昇圧充電動作が再開される。

＜過充電防止回路＞
図１において、過充電防止回路７は、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATを監視し、所定の過充電防止基準電圧Ｖ_refBを超えた場合に、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との接続を強制的に並列接続に切り替え、二次電池ＢＡＴへの充電を停止させる。即ち、昇圧充電動作の進行に伴って二次電池ＢＡＴが充電され、電圧Ｖ_BATが徐々に上昇するが、電圧Ｖ_BATが所定の電圧を超えて過充電状態となってしまう場合がある。そこで、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATが過充電防止基準電圧を超えた場合に、太陽電池ＳＣとコンデンサＶ１，Ｃ２とを強制的に並列接続させて二次電池ＢＡＴへの充電を停止させることで、二次電池ＢＡＴが過充電されることを防止することができる。

同図に示すように、過充電防止回路７は、電圧発生器７１と、コンパレータＣＯＭ２と、を有して構成される。

電圧発生器７１は、所定レベルの過充電防止基準電圧Ｖ_refBを生成して出力する。この過充電防止基準電圧Ｖ_refBは、二次電池ＢＡＴに応じて設定される。具体的には、例えば二次電池ＢＡＴがほぼフル充電されたときの電圧に設定される。

コンパレータＣＯＭ２は、＋入力端子に二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATが印加され、−入力端子に電圧発生器７１により発生された過充電防止基準電圧Ｖ_refBが印加される。そして、コンパレータＣＯＭ２は、電圧Ｖ_BATと過充電防止基準電圧Ｖ_refBとを比較し、電圧Ｖ_BATが過充電防止基準電圧Ｖ_refBを超えた場合にはＨｉｇｈレベルの信号を出力し、そうでない場合にはＬｏｗレベルの信号を出力する。また、コンパレータＣＯＭ２の出力端子は、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３それぞれのセット端子に接続されている。

過充電防止回路７による過充電防止動作を説明する。
図５は、過充電防止動作を説明するタイムチャートであり、横軸を共通な時間軸として、図中上から順に、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SC、ＡＮＤゲート３２の出力信号、ＮＯＲゲート３３の出力信号、コンデンサＣ３の電圧Ｖ_C3（二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT）、コンパレータ２の出力信号、パルス信号２、のそれぞれのレベルの変化（信号波形）を示している。

上述のように昇圧充電動作が行われることで、二次電池ＢＡＴが充電され、電圧Ｖ_BATが上昇していく。そして、時刻ｔ₄₁において、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATが過充電防止基準電圧Ｖ_refBを超えると、コンパレータＣＯＭ２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３のＳＥＴ端子にＨｉｇｈレベルの信号が印加されて、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３の出力信号が、ともにＨｉｇｈレベルとなる。

すると、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＨｉｇｈレベルに変化し、ＮＯＲゲート３３の出力信号のレベルがＬｏｗレベルに変化する。即ち、スイッチＳ１〜４がＯＮとなり、スイッチＳ５〜７がＯＦＦとなって、「状態２」から「状態１」に遷移する。

「状態１」に遷移した直後では、上述のように、遷移直前のコンデンサＣ１，Ｃ２の電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2まで太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが低下し、その後、コンデンサＣ１、Ｃ２を充電しながらＶ_SCが上昇する。

そして、時刻ｔ₄₂において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALに達すると、コンパレータＣＯＭ１の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、フリップフロップＦＦ１の出力信号がＨｉｇｈレベルに変化するが、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３のＳＥＴ端子にＨｉｇｈレベルの信号が印加されているため、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３の出力信号のレベルは、変化せずにＨｉｇｈレベルのままである。従って、スイッチＳ１〜Ｓ７が切り替えられず、「状態１」のままであり、太陽電池ＳＣの出力電流によってコンデンサＣ１，Ｃ２が充電され続け、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが、第１の基準電圧Ｖ_ALを超えて更に上昇し、開路電圧に達する。またこのとき、コンパレータＣＯＭ２の出力信号はＨｉｇｈレベルのままである、

一方、コンデンサＣ３の電圧Ｖ_C3（二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT）は、スイッチＳ７がＯＦＦであり太陽電池ＳＣと切り離されているので、時間経過とともに、自然放電等によって徐々に低下する。そして、時刻ｔ₄₃において、コンデンサの電圧Ｖ_C3（二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT）が過充電防止基準電圧Ｖ_refB以下となると、コンパレータＣＯＭ２の出力信号がＬｏｗレベルに変化し、フリップフロップＦＦ２，ＦＦ３のＳＥＴ端子に印加される信号がＬｏｗレベルに変化する。しかしこのとき、コンパレータＣＯＭ１の出力信号のレベルはＨｉｇｈレベルを保持しているため、フリップフロップＦＦ１，ＦＦ２の出力信号は変化せず、Ｈｉｇｈレベルのままである。つまり、「状態１」が継続される。

その後、時刻ｔ₄₄において、パルス信号２のパルスが発生すると、これによって、上述のように、太陽電池ＳＣが短絡され、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下し、その後、通常の昇圧充電動作が再開される。

このように、過充電防止回路７では、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATが過充電防止基準電圧Ｖ_refBを超えた場合に、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との接続を並列接続に強制的に切り替えるとともに二次電池ＢＡＴを切り離し、二次電池ＢＡＴへの充電を停止させる。その後、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATが低下して過充電防止基準電圧Ｖ_refB以下となると、上述した強制放電動作によって太陽電池ＳＣの電圧Ｖ_SCが低下され、昇圧充電動作が再開される。

尚、基本的には、コンデンサＣ３の電圧Ｖ_C3（即ち、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT）が上昇するのは「状態２」のときのみであるので、過充電防止回路７により、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが強制的に並列接続されるのは、「状態２」の場合のみである。

＜基準電圧生成回路＞
また、上述のように照度が高い場合、即ち太陽電池ＳＣの出力電流が大きい場合には、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続の切り替え時に、スイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ抵抗によって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下せず、以降の昇圧充電動作が行われなくなる場合がある。このような場合に、上述した強制放電回路５の強制放電動作によって太陽電池ＳＣの出力を短絡して出力電圧Ｖ_SCを一時的に低下させても、また直ぐ、次の並列／直列接続の切り替え時に出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下しない状態となり、同様の状態が繰り返される。そこで、このような場合には第１の基準電圧Ｖ_ALを上昇させることで、並列／直列接続の切り替え時に、太陽電池ＳＣの出力電圧ＶＳＣが第１の基準電圧Ｖ_ALとなる状態を作り出すことで、昇圧充電動作を再開・継続させることが可能となる。

即ち、基準電圧生成回路４は、ＮＡＮＤゲート３４の出力信号のレベルに応じて、生成する２つの基準電圧Ｖ_AH、Ｖ_ALそれぞれのレベルを変化（上昇／下降）させる。具体的には、ＮＡＮＤゲート３４からＬｏｗレベルの信号が入力されると、２つの基準電圧Ｖ_AH、Ｖ_ALそれぞれのレベルを所定電圧（例えば、０．２［Ｖ］）だけ上昇させる。また、パルス発生器５１から入力されるパルス信号２のパルス数をカウントし、所定時間以上の間（例えば、１２８パルス分以上の間）、ＮＡＮＤゲート３４からＨｉｇｈレベルの信号が継続して出力されているならば、２つの基準電圧Ｖ_AH、Ｖ_ALそれぞれのレベルを所定電圧（例えば、０．２［Ｖ］）だけ下降させる。

また、コンパレータＣＯＭ３は、パルス発生器５１により生成されるパルス信号２のパルス発生から所定時間経過後のタイミングで、短時間の間のみ動作する。これは、強制放電回路５の強制放電動作によって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCを低下させても、また直ぐ、次の並列／直列接続の切り替え時に出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下しない状態となった場合に、基準電圧生成回路４に上述した２つの基準電圧Ｖ_AL，Ｖ_AHの上昇を行わせるためである。

基準電圧生成回路４による基準電圧切替動作の動作を説明する、
図６は、基準電圧切替動作を説明するタイムチャートであり、横軸を共通の時間軸として、図中上から順に、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SC、ＡＮＤゲート３２の出力信号、ＮＯＲゲート３３の、パルス信号２、コンパレータＣＯＭ１の出力信号、コンパレータＣＯＭ３の出力信号、ＮＡＮＤゲート３４の出力信号、のそれぞれのレベル変化（信号波形）を示している。

理想的な昇圧充電動作では、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２の並列／直列接続の切り替え時には、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを僅かに超えた状態からそれ以下の電圧に低下する。従って、Ｖ_SC＜Ｖ_AH、の状態が維持され、コンパレータＣＯＭ２の出力信号はＬｏｗレベルを維持し、ＮＡＮＤゲート３４の出力信号はＨｉｇｈレベルを維持する。

しかしながら、上述のように、照度が高い場合には、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続が切り替わった後、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下せずに開路電圧（開放電圧）まで上昇する。

そして、このような状態となっている時刻ｔ５１において、コンパレータＣＯＭ３が動作すると、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第２の基準電圧Ｖ_AH以上であるため、コンパレータＣＯＭ３からＨｉｇｈレベルの信号が出力され、ＮＡＮＤゲート３４の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する。すると、基準電圧生成回路４により、第１の基準電圧Ｖ_AL及び第２の基準電圧Ｖ_AHそれぞれのレベルが所定レベルだけ上昇される。

次いで、時刻ｔ₅₂において、パルス信号２のパルス発生によって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが低下し、時刻ｔ₅₃において、出力電圧Ｖ_SCが上昇後の第１の基準電圧Ｖ_ALを超えて太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが並列接続に切り替わるが、出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下せずに上昇し、次にコンパレータＣＯＭ３が動作する時刻ｔ₅₄においても同様に、出力電圧Ｖ_SCが第２の基準電圧Ｖ_AHを超えているため、第１の基準電圧Ｖ_AL及び第２の基準電圧Ｖ_AHが、再度、所定レベルだけ上昇される。

続いて、時刻ｔ₅₅において、パルス信号２のパルス発生によって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第２の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下することで、次に太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが並列接続に切り替わる時刻ｔ₅₆において、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下まで低下し、その後は通常の昇圧充電動作が継続される。

この状態で、次にコンパレータＣＯＭ３が動作する時刻ｔ₅₇においては、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第２の基準電圧Ｖ_AHを超えないので、コンパレータＣＯＭ３の出力信号は変化せずＬｏｗレベルのままであり、従ってＮＡＮＤゲート３４の出力信号のレベルも変化せずにＨｉｇｈレベルのままであるので、第１の基準電圧Ｖ_AL及び第２の基準電圧Ｖ_AHはともに変化しない。

＜作用・効果＞
以上のように、昇圧充電回路１によれば、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_ALを超える毎に、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続が切り替えられるため、照度によって数百倍の差が生じる太陽電池ＳＣの出力電流の全レンジに亘って、効率の良い昇圧及び充電が実現される。また、過充電防止回路７によって、二次電池ＢＡＴの過充電が防止される。更に、太陽電池ＳＣの出力電流が大きく、スイッチＳ１〜Ｓ７のＯＮ抵抗によって出力電圧Ｖ_SCが第１の基準電圧Ｖ_AL以下に低下しない場合であっても、強制放電回路５により太陽電池ＳＣの出力が周期的に短絡されることや、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが第２の基準電圧Ｖ_AHを超えると基準電圧切替回路４によって第１の基準電圧Ｖ_ALが上昇されることで、スムーズな昇圧充電動作を行わせることができる。

尚、上述した実施形態では、昇圧用のコンデンサとしてコンデンサＣ１，Ｃ２の二つを備え、３倍昇圧を行うこととしたが、昇圧用のコンデンサの数は幾つであっても良い。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態を説明する。
図７は、第２実施形態における昇圧充電回路２の回路構成図である。尚、同図において、第１実施形態において図１に示した昇圧充電回路１と同一の構成要素については同符合を付し、詳細な説明を省略する。

第２実施形態における昇圧充電回路２は、第１実施形態における昇圧充電回路１と同様に、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続を切り替えることで、出力電圧Ｖ_SCを昇圧して二次電池ＢＡＴを充電する回路であり、コンデンサＣ１の＋側及び−側に電圧降下用の抵抗を設け、コンデンサＣ１の＋側端子電圧及び−側端子電圧に応じて並列／直列接続を切り替える点が、第１実施形態における昇圧充電回路１と異なる。

図７によれば、昇圧充電回路２は、太陽電池ＳＣと、スイッチＳ１〜Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１０と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、二次電池ＢＡＴと、スイッチ制御回路９と、強制放電回路５と、過充電防止回路７と、を備えて構成される。

抵抗Ｒ１，Ｒ２は、コンデンサＣ１の＋側及び−側それぞれに設けられた電圧降下用の抵抗である。具体的には、抵抗Ｒ１は、スイッチＳ１とコンデンサＣ１との間に設けられ、抵抗Ｒ２は、スイッチＳ５とコンデンサＣ１との間に設けられている。即ち、抵抗Ｒ１はスイッチＳ１のＯＮ抵抗を、抵抗Ｒ２はスイッチＳ５のＯＮ抵抗を、それぞれ、他のスイッチのＯＮ抵抗に比較して大きくすることに等価である。別の見方をすると、スイッチＳ１及び抵抗Ｒ１から成るスイッチ回路ＳＷ１と、スイッチＳ５及び抵抗Ｒ２から成るスイッチＳＷ５とは、他のスイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７と比較してＯＮ抵抗（接続切替抵抗）が高いスイッチであるといえる。

スイッチＳ９，Ｓ１０は、ＭＯＳＦＥＴにより実現されるアナログスイッチであり、スイッチ制御回路９から出力され、ゲート端子に印加されるスイッチ制御信号のレベルに応じてＯＮ／ＯＦＦされる。

具体的には、スイッチＳ９は、一端が抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間に接続され、他端がコンパレータの＋入力端子に接続されているとともに、ゲート端子にＡＮＤゲート３２の出力端子が接続されており、ＡＮＤゲート３２の出力信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。また、スイッチＳ１０は、一端が抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１との間に接続され、他端がコンパレータの＋入力端子に接続されているているとともに、ゲート端子にＮＯＲゲート３３の出力端子が接続されており、ＮＯＲゲート３３の出力信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。

即ち、「状態１」では、スイッチＳ９がＯＮ、スイッチＳ１０がＯＦＦであり、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との間の電位（コンデンサＣ１の＋側端子電圧）が電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される。また、「状態２」では、スイッチＳ９がＯＦＦ、スイッチＳ１０がＯＮであり、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２との間の電位（コンデンサＣ１の−側端子電圧）が電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される。従って、電圧Ｖ_C1Tは、「状態１」或いは「状態２」に関わらず、コンデンサＣ１にとって太陽電池ＳＣとの接続側の端子電圧になる。

＜スイッチ制御回路＞
スイッチ制御回路９は、電圧Ｖ_C1Tに応じて、スイッチＳ１〜Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１０のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチ制御信号１，２を生成する。

具体的には、電圧Ｖ_C1Tが所定の基準電圧Ｖ_refAを超える毎に、スイッチＳ１〜４，Ｓ９を制御するスイッチ制御信号１と、スイッチＳ５〜Ｓ７，Ｓ１０を制御するスイッチ制御信号２のそれぞれのレベル（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ）を変化させて、スイッチＳ１〜Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１０のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

スイッチ制御回路９は、コンパレータＣＯＭ４と、コンデンサＣ４と、基準電圧発生器９１と、パルス発生器３１と、フリップフロップＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３と、インバータＩＮＶと、ＮＯＲゲート３３と、ＡＮＤゲート３２と、を備えて構成される。

コンパレータＣＯＭ４は、＋入力端子が、コンデンサＣ４を介して接地されているとともに、スイッチＳ９を介してコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との間（コンデンサＣ１の＋側端子）、及び、スイッチＳ１０を介してコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２との間（コンデンサＣ１の−側端子）にそれぞれ接続されている。即ち、コンパレータＣＯＭ４の＋入力端子には、「状態１」の場合には、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間の電位（コンデンサＣ１の＋側端子電圧）が電圧Ｖ_C1Tとして印加され、「状態２」の場合には、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１との間の電位（コンデンサＣ１の−側端子電圧）が電圧Ｖ_C1Tとして印加される。

また、コンパレータＣＯＭ４の−入力端子には、基準電圧発生器９１により生成された基準電圧Ｖ_refAが印加されており、コンパレータＣＯＭ４は、電圧Ｖ_C1Tと基準電圧Ｖ_refAとを比較して、電圧Ｖ_C1Tが基準電圧Ｖ_refAを超えている場合にはＨｉｇｈレベルの信号を出力し、そうでない場合にはＬｏｗレベルの信号を出力する。コンパレータＣＯＭ４の出力端子は、フリップフロップＦＦ１の入力端子に接続されている。

基準電圧発生器９１は、基準電圧Ｖ_refAを生成・出力する。この基準電圧Ｖ_refAは、第１実施形態における第１の基準電圧Ｖ_ALに相当し、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続の切替時に、コンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される電圧Ｖ_C1Tが、照度に関わらずに基準電圧Ｖ_refA以下に低下する値に設定される。

＜昇圧充電動作＞
昇圧充電回路２による昇圧充電動作を説明する。
図８は、昇圧充電回路２の昇圧充電動作を説明するためのタイムチャートであり、同図（ａ）は高照度の場合を示し、（ｂ）は低照度の場合を示している。同図（ａ）、（ｂ）それぞれにおいては、横軸を共通の時間軸として、図中上から順に、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SC及びコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される電圧Ｖ_C1T、ＡＮＤゲート３２の出力信号（スイッチ制御信号１）、ＮＯＲゲート３３の出力信号（スイッチ制御信号２）、コンデンサＣ３の電圧（二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BAT）、のそれぞれのレベル変化（信号波形）を示している。

また、同図（ａ）において、時刻ｔ₆₁〜ｔ₆₂の区間、時刻ｔ₆₃〜ｔ₆₄の区間、・・・が「状態１」であり、時刻ｔ₆₂〜ｔ₆₃の区間、時刻ｔ₆₄〜ｔ₆₅の区間、・・・が「状態２」である。同図（ｂ）において、時刻ｔ₇₁〜ｔ₇₂の区間、時刻ｔ₇₃〜ｔ₇₄の区間、・・・が「状態１」であり、時刻ｔ₇₂〜ｔ₇₃の区間、時刻ｔ₇₄〜ｔ₇₅の区間、・・・が「状態２」である。

先ず、「状態１」では、スイッチＳ１〜Ｓ４，Ｓ９がＯＮであり、スイッチＳ５〜Ｓ７，Ｓ１０がＯＦＦである。即ち、ＡＮＤゲート３２からの出力信号（スイッチ制御信号１）がＨｉｇｈレベルであり、ＮＯＲゲート３３からの出力信号（スイッチ制御信号２）がＬｏｗレベルである。

つまり、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２とが並列接続されており、太陽電池ＳＣの出力電流によってコンデンサＣ１，Ｃ２が充電され、これに伴って太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが徐々に上昇していく。従って、「状態１」では、抵抗Ｒ１での電圧降下（抵抗Ｒ１の両端電圧）をＶ_R1とすると、次式（２）が成立する。
Ｖ_SC＝Ｖ_R1＋Ｖ_C1＝Ｖ_C2 ・・・（２）

また、スイッチＳ９がＯＮであるので、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間の電位が電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される。このとき、電圧Ｖ_C1Tは、抵抗Ｒ１による電圧降下によって太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCより低くなっている。

ここで、抵抗Ｒ１による電圧降下（Ｖ_R1）は、太陽電池ＳＣの出力電流の大きさ、即ち照度によって決まる。つまり、照度が高い程、太陽電池ＳＣの出力電流が大きいため、抵抗Ｒ１での電圧降下が大きく、同図（ａ）に示すように、電圧Ｖ_C1Tと太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCとは離れた値となる。一方、照度が低い程、太陽電池ＳＣの出力電流が小さいため、抵抗Ｒ１での電圧降下が小さく、同図（ｂ）に示すように、電圧Ｖ_C1Tと出力電圧Ｖ_SCとは近い値となる。

そして、同図（ａ）の時刻ｔ₆₂、或いは、同図（ｂ）の時刻ｔ₇₂において、電圧Ｖ_C1Tが基準電圧Ｖ_refAを超えると、コンパレータＣＯＭ４の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化し、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化してスイッチＳ１〜Ｓ４，Ｓ９がＯＮからＯＦＦに切り替わるとともに、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化してスイッチＳ５〜Ｓ７，Ｓ１０がＯＦＦからＯＮに切り替わる。即ち、「状態１」から「状態２」に遷移する。

「状態２」では、スイッチＳ１〜Ｓ４，Ｓ９がＯＦＦ、スイッチＳ５〜Ｓ７，Ｓ１０がＯＮである。つまり、太陽電池ＳＣと、コンデンサＣ１，Ｃ２と、抵抗Ｒ２とが直列接続される。抵抗Ｒ２での電圧降下（抵抗Ｒ２の両端電圧）をＶ_R2とすると、式（３ａ）が成立する。
Ｖ_BAT＝Ｖ_SC−Ｖ_R2＋Ｖ_C1＋Ｖ_C2 ・・・（３ａ）

また、スイッチＳ１０がＯＮであるので、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との接続点の電位（コンデンサＣ１の−側端子電圧）が、電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される。

更に、Ｖ_C1T＝Ｖ_SC−Ｖ_R2、であるので、式（３ａ）は次式（３ｂ）で表すことができる。
Ｖ_BAT＝Ｖ_C1T＋Ｖ_C1＋Ｖ_C2 ・・・（３ｂ）

「状態１」から「状態２」への遷移直前では、Ｖ_C1T＝Ｖ_refA、且つ、Ｖ_C2＝Ｖ_SC（＞Ｖ_refA）、となっている。出力電圧Ｖ_SCは、式（２）に示したように、コンデンサＣ１の電圧Ｖ_C1即ち基準電圧Ｖ_refAと、抵抗Ｒ１での電圧降下（Ｖ_R1）との和となっている。抵抗Ｒ１での電圧降下は太陽電池ＳＣの出力電流にほぼ比例するため、出力電圧Ｖ_SCは、高照度の場合には、同図（ａ）に示すように、基準電圧Ｖ_refAを大きく超えた値となり、低照度の場合には、同図（ｂ）に示すように、基準電圧Ｖ_refAを僅かに超えた値となる。

そして、「状態１」から「状態２」への遷移直後では、電圧Ｖ_C1Tが、式（３ｂ）が成立するように基準電圧Ｖ_refA以下まで低下する。式（３ｂ）によれば、二次電池ＢＡＴの電圧Ｖ_BATが一定であるとすると、電圧Ｖ_C1と電圧Ｖ_C2との和が大きい程、遷移直後の電圧Ｖ_C1Tの低下量は大きくなる。つまり、遷移直前では、Ｖ_C2＝Ｖ_SC、であるので、照度が高い程、電圧Ｖ_C1Tの低下量が大きくなる。また、電圧Ｖ_C1Tの低下に伴って、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが、式（３ａ）即ち、Ｖ_C1T＝Ｖ_SC−Ｖ_R2、が成立するように低下する。

「状態２」では、太陽電池ＳＣの出力電流及びコンデンサＣ１，Ｃ２の放電によってコンデンサＣ３及び二次電池ＢＡＴが充電され、コンデンサＣ１，Ｃ２が放電によってその電圧ＶＣ１，ＶＣ２が低下すると、式（３ａ）が成立するように太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが上昇する。

そして、同図（ａ）の時刻ｔ₆₃、或いは、同図（ｂ）の時刻ｔ₇₃において、電圧Ｖ_C1Tが基準電圧Ｖ_refAを超えると、コンパレータＣＯＭ４の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化して、ＡＮＤゲート３２の出力信号がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化してスイッチＳ１〜Ｓ４，Ｓ９がＯＦＦからＯＮに切り替わるとともに、ＮＯＲゲート３３の出力信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化してスイッチＳ５〜Ｓ７，Ｓ１０がＯＮからＯＦＦに切り替わる。即ち、「状態２」から「状態１」に遷移する。

「状態２」から「状態１」への遷移直前では、電圧Ｖ_C1，Ｖ_C2は、式（３ｂ）において、Ｖ_C1T＝Ｖ_refA、となる電圧まで低下している。そして、「状態２」から「状態１」への遷移直後では、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが、式（２）が成立するように低下するとともに、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間の電位が電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される。

その後は、上述のように、太陽電池ＳＣの出力電流によってコンデンサＣ１，Ｃ２を充電しながら、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SC、及び、コンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される電圧Ｖ_C1Tが上昇する。

尚、照度が低い場合には、同図（ｂ）に示すように、「状態１」において、抵抗Ｒ１での電圧降下が小さいため、コンデンサＣ１の電圧Ｖ_C1は太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCにほぼ等しい。即ち、式（１）がほぼ成立する。そして、出力電圧Ｖ_SCにほぼ等しい電圧が電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印可される。従って、「状態１」から「状態２」への遷移直前では、Ｖ_C1＝Ｖ_C2＝Ｖ_refA、がほぼ成立する。

また、「状態２」においては、抵抗Ｒ２での電圧降下が小さいため、式（１）が成立するように太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCが低下する。そして、出力電圧Ｖ_SCにほぼ等しい電圧が電圧Ｖ_C1TとしてコンパレータＣＯＭ４の＋入力端子に印加される。
従って、低照度の場合の昇圧充電動作は、第１実施形態とほぼ同様の動作となる。

＜作用・効果＞
以上のように、昇圧充電回路２によれば、コンデンサＣ１の太陽電池ＳＣとの接続側の端子電圧Ｖ_C1Tが基準電圧Ｖ_refAを超える毎に、太陽電池ＳＣとコンデンサＣ１，Ｃ２との並列／直列接続が切り替えられる。つまり、抵抗Ｒ１，Ｒ２を挿入することでスイッチＳ１，Ｓ５それぞれのＯＮ抵抗を他のスイッチよりも大きくし、太陽電池ＳＣの出力電圧Ｖ_SCを抵抗Ｒ１，Ｒ２によって電圧降下させた後の電圧を、基準電圧Ｖ_refAと比較することとした。

照度が高い、即ち太陽電池ＳＣの出力電流が大きい程、抵抗Ｒ１，Ｒ２での電圧降下が大きいため、照度が高い場合には、並列／直列接続の切替時の出力電圧Ｖ_SCと基準電圧Ｖ_refAとの差が大きくなる。従って、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を適切に設定することで、並列／直列接続の切替時の出力電圧Ｖ_SCを照度に応じて変更することができ、第１実施形態において、基準電圧生成回路４が、出力電圧Ｖ_SCに応じて第１の基準電圧Ｖ_ALを上昇させる場合と同様の効果を得ることが可能となる。

尚、上述した第２実施形態では、電圧降下用の抵抗として、コンデンサＣ１の＋側に抵抗Ｒ１を、−側に抵抗Ｒ２をそれぞれ設けることとしたが、コンデンサＣ１ではなく、コンデンサＣ２の＋側及び−側のそれぞれに電圧降下用の抵抗を設け、コンデンサＣ２の＋側端子電圧及び−側端子電圧に応じて直列／並列接続を切り替えることとしても良い。

第１実施形態における昇圧充電回路の回路構成図。 昇圧充電動作を説明するタイムチャート。 スイッチ制御動作を説明するタイムチャート。 強制放電動作を説明するタイムチャート。 過充電防止動作を説明するタイムチャート。 基準電圧切替動作を説明するタイムチャート。 第２実施形態における昇圧充電回路の回路構成図。 昇圧充電動作を説明するタイムチャート。

符号の説明

１，２ 昇圧充電回路
ＳＣ 太陽電池
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５、Ｓ６，Ｓ７、Ｓ９，Ｓ１０ スイッチ
ＢＡＴ 二次電池
３，９ スイッチ制御回路
ＣＯＭ１，ＣＯＭ３，ＣＯＭ４ コンパレータ
ＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３ フリップフロップ
３１ パルス発生器
３２ ＡＮＤゲート
３３ ＮＯＲゲート
３４ ＮＡＮＤゲート
９１ 基準電圧発生器
４ 基準電圧生成回路
５ 強制放電回路
Ｓ８ スイッチ
５１ パルス発生器
７ 過充電防止回路
ＣＯＭ２ コンパレータ
７１ 基準電圧発生器
Ｖ_SC 太陽電池の出力電圧
Ｖ_BAT 二次電池の電圧
Ｖ_AL 第１の基準電圧
Ｖ_AH 第２の基準電圧
Ｖ_refA 基準電圧
Ｖ_refB 過充電防止基準電圧

Claims (6)

1. 発電手段と、コンデンサと、蓄電手段とを備え、前記発電手段と前記コンデンサとを直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで前記発電手段の出力電圧を昇圧して前記蓄電手段を充電する昇圧充電回路において、
   前記発電手段の出力電圧と第１の基準電圧とを比較する第１の比較手段と、
   この第１の比較手段による比較結果に基づいて前記発電手段と前記コンデンサとの接続を切り替える切替制御手段と、
   前記発電手段の出力電圧と前記第１の基準電圧より高い第２の基準電圧とを比較する第２の比較手段と、
   この第２の比較手段により前記出力電圧が前記第２の基準電圧を超えたと判定された場合に、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧を上昇させる制御を行う基準電圧上昇制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする昇圧充電回路。
2. 前記発電手段が太陽電池であることを特徴とする請求項１に記載の昇圧充電回路。
3. 前記第２の比較手段により前記出力電圧が前記第２の基準電圧を超えていないと所定時間以上継続して判定されたか否かを判断する判断手段と、
   この判断手段により所定時間以上継続して判定されたと判断された場合に、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧を下降させる制御を行う基準電圧下降制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の昇圧充電回路。
4. 発電手段と、複数のコンデンサと、蓄電手段とを備え、前記発電手段と前記各コンデンサとを直列接続又は並列接続に順次に切り替えることで前記発電手段の出力電圧を昇圧して前記蓄電手段を充電する昇圧充電回路において、
   前記複数のコンデンサの内、接続切替抵抗が他のコンデンサよりも高い一のコンデンサの前記発電手段に現在接続されている側の端子電圧を、所定の基準電圧と比較する比較手段と、
   この比較手段による比較結果に応じて前記発電手段と前記各コンデンサとの接続を切り替える切替制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする昇圧充電回路。
5. 前記切替制御手段による切り替え周期より長い周期で前記発電手段の出力を一時短絡する短絡制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の昇圧充電回路。
6. 前記蓄電手段の充電電圧と所定の過充電防止基準電圧とを比較する充電電圧比較手段と、
   この充電電圧比較手段により前記充電電圧が前記過充電防止基準電圧を超えていると判定されている間、前記切替制御手段による切り替えを停止させる切替停止制御手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の昇圧充電回路。

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