JP5971904B2 - 電源装置および電子時計 - Google Patents

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Description

本発明は、電源装置および電子時計に関する。
小型電子機器では、電池を電源に用いる場合が少なくなく、このため、省電力化が重要になっている。このような小型電子機器は、電池の電圧を分圧したり、降圧したりして、各回路に合った電圧を供給している。図12は、TN(Twisted Nematic)液晶を有する電子機器における電源装置900のブロック図である。図12において、負荷は、TN液晶921である。電池901は、初期状態で3Vの、例えばボタン型電池である。
降圧回路902は、ハーバ(Halver)回路であり、電池901の電圧を降圧して1.2Vを生成し、生成した電圧を発振回路用電源回路903とLCD駆動回路用電源回路905に供給する。発振回路用電源回路903は、降圧回路902から供給された電圧1.2Vを用いて、発振回路904に0.9Vを供給する。このため、発振回路用電源回路903は、入力と出力との電圧差ΔV=0.3V(=1.2V−0.9V)による電力を消費する。
発振回路904は、小型装置内で使用されるクロックを生成する。
LCD駆動回路用電源回路905は、自回路に接続されているキャパシタ907〜909により、入力された電圧1.2Vを昇圧して、電圧1.2Vの1倍の電圧VL1=1.2V、電圧VL1の2倍の電圧VL2=2.4V、電圧VL1の3倍の電圧VL3=3.6Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路905は、生成した電圧VL1=1.2V、電圧VL2=2.4V、電圧VL3=3.6VをLCD駆動回路906に供給する。
LCD駆動回路906は、供給された電圧VL1=1.2V、電圧VL2=2.4V、電圧VL3=3.6Vを用いて、TN液晶921の駆動を行う。
すなわち、負荷がTN液晶の場合、発振回路用電源回路903とLCD駆動回路用電源回路905とには、降圧回路902で降圧された電圧が供給されている。また、降圧回路902で、1.2Vに降圧するため、例えば、電池901の電圧は初期状態の3Vから2.4Vまで使用可能である。
図13は、PN(ポリマー・ネットワーク)液晶を有する電子機器における電源装置910のブロック図である。図13において、負荷は、PN液晶922である。
電池901は、初期状態で3Vの、例えばボタン型電池である。
発振回路用電源回路903は、電池901から供給された電圧3V〜2Vを用いて、発振回路904に0.9Vを供給する。
発振回路904は、小型装置内で使用されるクロックを生成する。このため、発振回路用電源回路903は、入力と出力との電圧差ΔV=2.1V(=3V−0.9V)〜1.1V(2V−0.9V)による電力を消費する。
LCD駆動回路用電源回路915は、入力された電圧3V〜2Vを用いて、電圧VL1=1.5Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路915は、自回路に接続されているキャパシタ917〜919により電圧VL1=1.5Vを昇圧し、電圧VL1の2倍の電圧VL2=3.0V、電圧VL1の3倍の電圧VL3=4.5Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路915は、生成した電圧VL1=1.5V、電圧VL2=3.0V、電圧VL3=4.5VをLCD駆動回路916に供給する。
LCD駆動回路916は、LCD駆動回路用電源回路915から供給された電圧VL1=1.5V、電圧VL2=3.0V、電圧VL3=4.5Vを用いて、PN液晶922の駆動を行う。
すなわち、負荷がPN液晶922の場合、TN液晶921より高い最大駆動電圧、例えば4.5Vが必要である。このため、PN液晶922が負荷の場合、発振回路用電源回路903とLCD駆動回路用電源回路915とには、電池901から電圧が直接、供給されている。また、LCD駆動回路用電源回路915で、1.5Vに降圧するため、例えば、電池901の電圧は初期状態の3Vから2Vまで使用可能である。
このような小型電子機器の電源装置において、例えば特許文献1記載の従来技術では、コンデンサの充放電を所定のタイミングで行うことで、昇圧を行っていた。
また、このような電源装置において、例えば特許文献2記載の従来技術では、液晶表示部の負荷状態に応じて、重負荷時は定電圧回路へ電池から供給し、重負荷ではない駆動時は定電圧回路へ降圧回路から供給する。これにより、液晶表示が重負荷で電池の出力電圧が低下した場合に、定電圧回路の出力をロジック部に供給していた。
特開平6―327236号公報 特開昭57−76615号公報
しかしながら、従来技術では、図12のような降圧回路を用いた場合、電池電圧が下がってきて2.4Vになると、降圧電圧は2分の1の1.2Vになる。この場合、LCD駆動用回路905は、1.2Vを3倍に昇圧して3.6Vを生成するため、TN液晶を駆動することは可能である。しかし、この場合、LCD駆動用回路905は、最大駆動電圧が4.5VのPN液晶を駆動できない。このため、液晶を駆動するために最大駆動電圧に応じて、図12または図13の電源装置のいずれかを選択して用いる必要がある。仮に図13の電源装置を選択した場合、発振回路用電源回路903の電力消費が、図12の構成より増加してしまうという課題があった。
また、特許文献1に記載の従来技術では、昇圧回路の電力消費を削減するためのコンデンサや、充放電のタイミングを制御する回路が必要であるという課題があった。
また、特許文献2に記載の従来技術では、液晶表示部に供給する電圧を、液晶表示部の負荷に応じて切り替えていた。このため、高い駆動電圧が必要なPN液晶が負荷の場合には、電池電圧が下がってくると駆動に必要な最大駆動電圧を生成できない。この結果、PN液晶が負荷の場合、降圧回路で降圧した電圧による昇圧が行えず、消費電力を低減できないという課題があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減する電源装置および電子時計を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、負荷部を駆動する負荷駆動部に電圧を供給する第1の電源回路と、前記負荷駆動部以外の回路に電圧を供給する第2の電源回路と、前記負荷駆動部の特性に応じて、前記第1の電源回路へ供給する電圧と、前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替える制御部とを備えることを特徴とする電源装置である。
これにより、本電源装置に接続されている負荷に応じて、第1の電源回路と第2の電源回路に供給する電圧を切り替えることができ、各電源回路の消費電力を低減することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、電源電圧を供給する電源と、当該電源電圧を降圧した降圧電圧を供給する降圧回路と、のいずれかを前記第1の電源回路に接続する第1の切り替え部と、前記電源電圧を供給する電源と、当該電源電圧を降圧した降圧電圧を供給する前記降圧回路と、のいずれかを前記第2の電源回路に接続する第2の切り替え部とをさらに備え、前記制御部は、前記第1の切り替え部における前記接続と前記第2の切り替え部における前記接続を制御し、前記第1の切り替え部と前記第2の切り替え部とが並列に配置されているようにしてもよい。
これにより、本電源装置に接続されている負荷に応じて、第1の電源回路と第2の電源回路に供給する電圧を、電源電圧か電源電圧を降圧した電圧かに切り替えるため、各電源回路の消費電力を低減することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記電源電圧を検出する電池電圧検出部を更に備え、前記制御部による切り替えは、前記検出された電源電圧に基づいて行われることを特徴とする。
これにより、電源電圧の変動を検出し、検出された電源電圧に基づいて第1の電源回路と第2の電源回路に供給する電圧を、電源電圧か電源電圧を降圧した電圧かに切り替えるため、負荷部の駆動時間を伸ばすことができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記検出された電源電圧が、前記降圧回路から供給される降圧電圧を用いて前記負荷部が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧より低くなった場合、第1の切り替え部を前記電源に接続させることを特徴とする。
これにより、検出された電圧が負荷部を駆動するために必要な電圧の下限より低くなった場合、第1の切り替え部を電源に接続するので、負荷部の駆動を継続することができる。
また、本発明の一態様は、前記検出された電源電圧が、前記降圧回路から供給される降圧電圧を用いて前記負荷駆動部以外の回路が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧より低くなった場合、第2の切り替え部を前記電源に接続させることを特徴とする。
これにより、検出された電圧が負荷駆動部以外の回路を駆動するために必要な電圧の下限より低くなった場合、第2の切り替え部を電源に接続するので、負荷駆動部以外の回路の駆動を継続することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記検出された電源電圧が、前記電源から供給される電源電圧を用いて前記負荷部が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧以上となった場合、前記負荷部を駆動させることを特徴とする。
これにより、従来の電源装置より負荷部の駆動を再開することが可能な電圧が下がり、従来の電源装置より充電開始から負荷部の駆動の再開までの時間を短縮することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記制御部は、前記負荷部が予め決められた重負荷駆動を開始する直前に、第1の切り替え部を前記電源に接続させることを特徴とする。
これにより、負荷部が予め決められた重負荷駆動を開始する直前に、第1の切り替え部を電源に接続するので、重負荷駆動を行うことができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記負荷部が予め決められた重負荷駆動をした後に、前記検出された電源電圧が、前記降圧回路から供給される降圧電圧を用いて前記負荷部が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧以上となった場合、第1の切り替え部を前記降圧回路に接続させることを特徴とする。
これにより、負荷部が予め決められた重負荷駆動をした後に、検出された電圧が負荷部を駆動するために必要な電圧の下限より高くなった場合、第1の切り替え部を降圧回路に接続するので、電源電圧が回復した場合に第1の電源回路の消費電力を削減することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、複数の内部クロックをさらに備え、前記制御部は、前記負荷駆動部の特性または動作に応じて、前記第1の電源回路への電圧の切り替え、その後、前記複数の内部クロックを切り替えるようにしてもよい。
これにより、本電源装置に接続されている負荷の特性または動作に応じて、制御部に供給される電圧の切り替えに加えて、内部クロックを切り替えるようにしたので、制御部の動作状態に応じて、適切な電圧を電源回路に供給でき、各電源回路の消費電力を低減することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記制御部は、前記第1の電源回路が電圧を供給する負荷駆動部の特性または動作に応じて、前記複数の内部クロックのうち高速なクロックを用いている場合、前記第1の電源回路に供給する電圧および前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替えないようにしてもよい。
これにより、制御部が高速クロックで動作中に、第1の電源回路に供給する電圧および第2の電源回路に供給する電圧を切り替えることで生じる電圧変動による誤動作を防ぐことができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記負荷部は、液晶表示装置であり、前記第1の電源回路は、前記液晶表示装置を駆動するLCD駆動部に電圧を供給するLCD駆動電源回路であり、前記第2の電源回路は、前記制御部を含むロジック部に電圧を供給するロジック用電源回路であるようにしてもよい。
これにより、本電源装置に液晶表示装置が接続されている場合、制御部が、負荷である液晶表示部の種類等に応じて、第1の電源回路であるLCD駆動電源回路に供給する電圧、第2の電源回路であるロジック用電源回路に電圧を供給する電圧を切り替えるようにしたので、液晶表示部が負荷の場合の電源装置において、各電源回路の消費電力を低減することができる。
また、本発明の一態様は、上記の電源装置において、前記負荷部は、センサーであり、前記第1の電源回路は、前記センサーを駆動するセンサー駆動部に電圧を供給するセンサー駆動電源回路であり、前記第2の電源回路は、前記制御部を含むロジック部に電圧を供給するロジック用電源回路であるようにしてもよい。
これにより、本電源装置にセンサーが接続されている場合、制御部が、負荷であるセンサーの動作状態等に応じて、第1の電源回路であるセンサー駆動電源回路に供給する電圧、第2の電源回路であるロジック用電源回路に電圧を供給する電圧を切り替えるようにしたので、センサーが負荷の場合の電源装置において、各電源回路の消費電力を低減することができる。
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、上記に記載の電源装置を備えていることを特徴とする電子時計である。
これにより、液晶表示部やセンサーを負荷とする電源装置を備える電子時計において、本電子時計の電源装置に接続されている負荷に応じて、第1の電源回路と第2の電源回路に供給する電圧を切り替えることができ、各電源回路の消費電力を低減することができる。
本発明においては、消費電力を低減する電源装置および電子時計を提供することができる。
第1実施形態に係るTN液晶が接続されている電源装置のブロック図である。 同実施形態に係るPN液晶が接続されている電源装置のブロック図である。 第2実施形態に係る電源装置の内部回路の一例である。 同実施形態における接続される液晶表示装置に応じて使用される設定と各回路部の電源の一例を説明する図である。 同実施形態に係るクロック切り替え時の電圧切り替え手順の一例を説明する図ある。 同実施形態に係るTN液晶とPN液晶が接続されている電源装置のブロック図である。 第3実施形態に係る負荷にセンサーが接続されている電源装置の内部回路の一例である。 第4実施形態におけるTN液晶が接続されている電源装置のブロック図である。 第4実施形態における二次電池2の電池電圧に応じて使用される各電源回路の電源と設定の一例を示した図である。 第5実施形態におけるTN液晶が接続されている電源装置のブロック図である。 第5実施形態における二次電池2の電池電圧に応じて使用される各電源回路の電源と設定の一例を示した図である。 従来技術に係るTN液晶を有する電子機器における電源装置のブロック図である。 従来技術に係るPN液晶を有する電子機器における電源装置のブロック図である。
以下、図面用いて本発明について詳細に説明する。なお、本発明は係る実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態におけるTN(Twisted Nematic)液晶が接続されている電源装置10のブロック図である。図1のように、本実施形態における電源回路10は、降圧回路12、ロジック部110、切り替え部14、17、発振回路用電源回路15(第2の電源回路)、発振回路16、LCD駆動回路用電源回路18(第1の電源回路)、およびLCD駆動回路19を備えている。
図1において、負荷は、TN液晶21である。電池11(電源電圧)は、初期状態で3Vの、例えばボタン型電池である。
降圧回路12は、ハーバ(Halver)回路であり、電池11の出力電圧を降圧して1.5V〜1.2Vを生成し、生成した電圧を切り替え部14と17とに出力する。LCD駆動回路用電源回路18が使用する1.2Vを降圧回路12が確保するため、例えば、電池11の出力電圧は初期状態の3Vから2.4Vまで使用可能である。
切り替え部14は、一方の入力には降圧回路12からの出力が接続され、他方の入力には電池11から出力が接続され、出力は発振回路用電源回路15の入力に接続されている。また、切り替え部14は、制御部13の切り替え信号により、降圧回路12からの出力、または電池11からの出力のいずれかを切り替えて、発振回路用電源回路15に出力する。
切り替え部17は、一方の入力には降圧回路12からの出力が接続され、他方の入力には電池11から出力が接続され、出力はLCD駆動回路用電源回路18の入力に接続されている。また、切り替え部17は、制御部13の切り替え信号により、降圧回路12からの出力、または電池11からの出力のいずれかを切り替えて、LCD駆動回路用電源回路18に出力する。
ロジック部110は、制御部13を備えている。
制御部13には、発振回路16から生成されたクロックが入力される。そして、制御部13は、入力されたクロックに基づいたタイミングの各切り替え信号を生成する。
制御部13は、接続されている液晶表示部の種類に応じて切り替え信号を生成し、生成した切り替え信号を切り替え部14と17、LCD駆動回路用電源回路18に出力する。図1において、TN液晶21が接続されているため、制御部13は、降圧回路12からの入力を選択する切り替え信号を生成して、生成した切り替え信号を切り替え部14と17に出力する。また、制御部13は、電圧VL1に基づく切り替え信号を生成し、生成した電圧VL1に基づく切り替え信号をLCD駆動回路用電源回路18に出力する。
なお、切り替え信号は、接続される液晶の種類に応じて予め設定され、製造時に切り替え信号に応じて、非図示の基板上のパターンにより形成することにより設定するようにしてもよい。または、切り替え信号は、接続される液晶の種類に応じて予め設定され、製造時に切り替え信号に応じて、制御部13の記憶部に予め書き込んでおくようにしてもよい。または、制御部13には接続される液晶と非図示の信号ラインを介して接続されている場合、制御部13は、非図示の信号ラインを介して液晶の種類を取得し、取得した信号に基づき切り替え信号を生成するようにしてもよい。
発振回路用電源回路15は、定電圧電源回路であり、切り替え部14から出力された電圧1.5V〜1.0Vを用いて電圧0.9Vを生成し、生成した電圧0.9Vを発振回路16に供給する。このため、発振回路用電源回路15は、入力と出力との電圧差ΔV=0.6V(=1.5V−0.9V)〜0.3V(=1.2V−0.9V)による電力を消費する。
発振回路16は、ロジック部110で使用されるクロック、例えば32kHzを生成する。
LCD駆動回路用電源回路18には、切り替え部17からの出力である電圧1.5V〜1.2Vと、制御部13からVL1=1.2Vに基づく切り替え信号が入力される。LCD駆動回路用電源回路18は、入力されたVL1=1.2Vに基づく切り替え信号に応じて、入力された電圧1.5V〜1.2Vから電圧VL1=1.2Vを生成する。そして、LCD駆動回路用電源回路18は、自回路に接続されているキャパシタC1〜C3により、生成した電圧VL1=1.2Vを昇圧して、電圧VL1の2倍の電圧VL2=2.4V、電圧VL1の3倍の電圧VL3=3.6Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路18は、生成した電圧VL1=1.2V、電圧VL2=2.4V、電圧VL3=3.6VをLCD駆動回路19に供給する。
LCD駆動回路19は、供給された電圧VL1=1.2V、電圧VL2=2.4V、電圧VL3=3.6Vを用いて、TN液晶21の駆動を行う。
すなわち、負荷がTN液晶の場合、発振回路用電源回路15とLCD駆動回路用電源回路18には、降圧回路12で降圧された電圧が供給される。
図2は、本実施形態におけるPN(ポリマー・ネットワーク)液晶が接続されている電源装置10のブロック図である。図2において、負荷は、PN液晶22である。
発振回路用電源回路15が使用する1.0V以上を降圧回路12が確保するため、例えば、電池11の出力電圧は初期状態の3Vから2.0Vまで使用可能である。
図2において、PN液晶22が接続されているため、制御部13は、切り替え部14に、降圧回路12からの入力を選択し、切り替え部17に、電池11からの入力を選択し、LCD駆動回路用電源回路18に電圧VL1=1.5Vに基づく切り替え信号を生成して出力する。
なお、切り替え信号は、接続される液晶の種類に応じて予め設定され、製造時に切り替え信号に応じて、非図示の基板上のパターンにより形成することにより設定するようにしてもよい。または、切り替え信号は、接続される液晶の種類に応じて予め設定され、製造時に切り替え信号に応じて、制御部13の記憶部に予め書き込んでおくようにしてもよい。または、制御部13には接続される液晶と非図示の信号ラインを介して接続されている場合、制御部13は、非図示の信号ラインを介して液晶の種類を取得し、取得した信号に基づき切り替え信号を生成するようにしてもよい。
LCD駆動回路用電源回路18には、切り替え部17からの出力である電圧3.0V〜2.0Vと、制御部13からVL1=1.5Vに基づく切り替え信号が入力される。LCD駆動回路用電源回路18は、入力されたVL1=1.5Vに基づく切り替え信号に応じて、入力された電圧3.0V〜2.0Vから電圧VL1=1.5Vを生成する。そして、LCD駆動回路用電源回路18は、生成した電圧VL1=1.5Vを昇圧して、自回路に接続されているキャパシタC1〜C3により、電圧VL1の2倍の電圧VL2=3.0V、電圧VL1の3倍の電圧VL3=4.5Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路18は、生成した電圧VL1=1.5V、電圧VL2=3.0V、電圧VL3=4.5VをLCD駆動回路19に供給する。
LCD駆動回路19は、供給された電圧VL1=1.5V、電圧VL2=3.0V、電圧VL3=4.5Vを用いて、PN液晶22の駆動を行う。
すなわち、負荷がPN液晶の場合、発振回路用電源回路15には、降圧回路12で降圧された電圧が供給され、LCD駆動回路用電源回路18には、電池11からの出力電圧が直接、供給さる。
以上のように、本実施形態における電源装置は、負荷に応じた各駆動回路を備えるようにした。そして、制御部13は、負荷に応じて各駆動回路に供給する電圧を切り替えるように制御し、さらにLCD駆動回路用電源回路18で生成する1倍の電圧VL1を制御するようにした。この結果、接続される液晶表示装置に応じて、各電源回路に最適な電圧を供給するようにしたので、各電源回路における消費電力を削減することができる。
また、本実施形態では、図2において、発振回路用電源回路15に降圧回路12からの電圧を供給し、LCD駆動回路用電源18に電池11からの出力電圧を供給する例を説明したが、接続される液晶表示装置や液晶表示方式に応じて、発振回路用電源回路15に電池11からの出力電圧を供給し、LCD駆動回路用電源18に降圧回路12からの出力電圧を供給するようにしてもよい。
また、本実施形態では、LCD駆動回路用電源回路18が電圧VL1に基づく電圧として1.2Vと1.5Vの例を説明したが、電圧VL1は、接続される負荷である液晶表示部の種類に応じて他の電圧値であってもよい。また、電池11の出力電圧、降圧回路12で降圧して生成する電圧も接続される液晶表示部の種類や特性に基づき他の電圧値でもよい。
また、本実施形態で説明した電源装置を、例えば電子時計や歩数計などに適用するようにしてもよい。この場合、例えば、図1のTN液晶21、または図2のPN液晶22が電子時計や歩数計の液晶表示部に相当する。また、電子時計に本実施形態の電源装置を適用する場合、液晶表示部を照射する不図示のバックライト、不図示のブザーなどを備えるようにしてもよい。この場合において、これらのバックライトやブザーを駆動する不図示の駆動回路をさらに備えるようにし、各駆動回路に供給する電圧を制御部13が切り替えるようにしてもよい。
[第2実施形態]
図3は、本実施形態における電源装置10aの内部回路の一例である。
電源装置10aは、降圧回路12、切り替え部14と17、発振回路用電源回路15(第2の電源回路)、発振回路16、LCD駆動回路用電源回路18(第1の電源回路)、LCD駆動回路19、ロジック用電源回路101およびロジック部110aを備えている。ロジック部110aは、制御部13a、分周回路111、高速発振回路112、切り替え部113、ROM(Read Only Memory)114、RAM(Random Access Memory)115を備えている。また、電源装置10aには、電池11(電源電圧)とLCD(Liquid Crystal Display)121が接続されている。第1実施形態の図1または図2と同じ機能を有する機能部は、同じ符号を用いて説明を省略する。
ロジック用電源回路101は、定電圧電源回路であり、入力部が切り替え部14から出力が接続され、出力部がロジック部110aに接続されている。ロジック用電源回路101には、電池11または降圧回路12のいずれかの発振回路用電源回路15と同じ電圧が、切り替え部14を介して供給される。ロジック用電源回路101は、供給された電圧を用いてロジック部110aの電圧を生成し、生成した電圧をロジック部110aに供給する。
ロジック部110aの分周回路111には、発振回路16が生成したクロックck1が入力される。分周回路111は、入力されたクロックck1を予め設定されている分周数で分周し、分周したクロックck2を制御部13aに出力する。
制御部13aには、分周回路111から分周されたクロックck2と、切り替え部113が出力するクロック(ck1かck11)とが入力される。制御部13aは、ROM114とRAM115とが接続されている。制御部13aは、接続されているROM114に予め書き込まれている設定に基づき、生成するCPUクロック周波数の指示と高速発振を行うか否かの指示を生成して、生成した指示を高速発振回路112に出力する。制御部13aは、ROM114に予め書き込まれている設定に基づき、切り替え部14、17および113に対する各切り替え信号を生成し、生成した各切り替え信号を切り替え部14、17および113に出力する。制御部13aは、ROM114に記憶されているLCDの設定データを読み出し、読み出した設定データに基づきVL1(1倍の電圧)に基づく切り替え信号をLCD駆動回路用電源回路18に出力する。例えば、接続されているLCDがTN液晶の場合、制御部13aは、LCD駆動回路用電源回路18にVL1=1.2Vに基づく切り替え信号を出力する。あるいは、接続されているLCDがPN液晶の場合、制御部13aは、LCD駆動回路用電源回路18にVL1=1.5Vに基づく切り替え信号を出力する。制御部13aは、クロックck2、クロック(ck1かck11)、LCD駆動回路19から入力された電圧(VL1、VL2、VL3)、およびROM114から読み出した情報に基づき、LCD駆動回路19に対してLCD駆動信号を生成する。制御部13aは、生成したLCD駆動信号をLCD駆動回路19に出力する。
高速発振回路112には、制御部13aから生成するCPUクロック周波数の指示と高速発振を行うか否かの指示が入力される。高速発振を行う指示が入力された場合、高速発振回路112は、入力された生成するCPUクロック周波数の指示に基づき、発振回路16が生成したクロックck1より高速なクロックck11、例えば500kHzを生成し、生成した高速なクロックck11を切り替え部113に出力する。高速発振を行う指示が入力されない場合、高速発振回路112は高速発振を行わず、高速なクロックck11を生成しない。
切り替え部113には、発振回路16が生成したクロックck1と、高速発振回路112が生成したクロックck11と、制御部13aからクロック切り替え信号とが入力される。切り替え部113は、制御部13aからのクロック切り替え信号に基づき、クロックck1またはck11のいずれかを選択し、選択したクロックを制御部13aに出力する。
LCD駆動回路用電源回路18には、切り替え部17を介して電池11の出力電圧または降圧回路12の出力電圧が入力され、制御部13aからVL1に基づく切り替え信号とLCD駆動信号が入力される。
LCD駆動回路用電源回路18は、制御部13aから入力されたVL1に基づく切り替え信号に基づき、切り替え部17から入力された電圧から電圧VL1を生成する。LCD駆動回路用電源回路18は、生成した電圧VL1を昇圧して電圧VL2と電圧VL3を生成する。例えば、接続されているLCDがTN液晶の場合、LCD駆動回路用電源回路18は、電圧VL1=1.2Vを生成し、生成した電圧VL1=1.2Vを昇圧して電圧VL2=2.4V、電圧VL3=3.6Vを生成する。あるいは、接続されているLCDがPN液晶の場合、LCD駆動回路用電源回路18は、電圧VL1=1.5Vを生成し、生成した電圧VL1=1.5Vを昇圧して電圧VL2=3.0Vと電圧VL3=4.5Vを生成する。
図4は、本実施形態における接続される液晶表示装置121に応じて使用される設定と各回路部の電源の一例を説明する図である。この図は、LCDの種類毎に、CPUクロック周波数、発振回路電源で使用する電源の種類、ロジック回路電源で使用する電源の種類、LCD駆動回路電源で使用する電源の種類の各組が設定されていることを表している。
例えば、液晶表示装置がTN液晶またはSTN液晶の場合、制御部13aは、切り替え部113に対して、発振回路16が生成したクロックck1=32kHzを選択するような切り替え信号を出力する。また、制御部13aは、切り替え部14と切り替え部17とに対して、降圧回路12からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
この結果、発振回路用電源部15、ロジック用電源回路101およびLCD駆動回路用電源回路18には、降圧回路12からの入力、すなわちハーバ回路からの出力が供給される。
液晶表示装置がPN液晶の場合、制御部13aは、切り替え部113に対して、発振回路16が生成したクロックck1=32kHzを選択するような切り替え信号を出力する。また、制御部13aは、切り替え部14に対して、降圧回路12からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。また、制御部13aは、切り替え部17に対して、電池11からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
この結果、発振回路用電源部15、ロジック用電源回路101には、降圧回路12からの入力、すなわちハーバ回路からの出力が供給され、LCD駆動回路用電源回路18には、電池11からの入力が供給される。
TN液晶、STN液晶およびPN液晶において高速駆動する場合、制御部13aは、高速発振回路112に対して、高速発振を行う指示と500kHzのクロックを生成する指示を出力する。また、制御部13aは、切り替え部113に対して、高速発振回路112が生成したクロックck11=500kHzを選択するような切り替え信号を出力する。また、制御部13aは、切り替え部14と17に対して、電池11からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
この結果、発振回路用電源部15、ロジック用電源回路101およびLCD駆動回路用電源回路18には、電池11からの入力が供給される。
次に、本実施形態におけるクロック切り替え時の電圧切り替え手順を、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態におけるクロック切り替え時の電圧切り替え手順の一例を説明する図ある。
まず、制御部13aは、通常動作時のクロック周波数である32kHzで動作を開始する(ステップS1)。このとき、制御部13aを含むロジック部110aには、降圧回路12からの出力電圧が供給されている。
次に、制御部13aは、切り替え部14に降圧回路12の出力電圧から電池11の出力電圧に切り替える信号を出力する(ステップS2)。この結果、ロジック用電源回路101には、電池11からの出力電圧が供給される。次に、制御部13aは、高速発振回路112に高速発振を開始する指示を出力する(ステップS3)。高速発振開始後、さらに所定時間が経過し発振波形が安定した後、制御部13aは、切り替え部113に切り替え信号を出力し、高速発振動作時のクロックck11を選択するように切り替える。高速発振回路112は、制御部13aに高速発振のクロックck11を入力する。制御部13aは、入力された高速発振時のクロックck11に基づき高速動作を開始する(ステップS4)。
次に、高速発振動作中に、重負荷動作、例えば、LCD121のバックライトを照射する場合やアラーム動作を行う場合、制御部13aは、重負荷オン状態にする(ステップS5)。
次に、重負荷オン状態が終了後、制御部13aは、切り替え部113に切り替え信号を出力し、通常動作時のクロックck1を選択するように切り替える。この結果、制御部13aは、通常動作時のck1=クロック32kHzによる動作に戻る(ステップS6)。
次に、制御部13aは、高速発振回路112に高速発振を停止する指示を出力して高速動作を終了する(ステップS7)。次に、制御部13aは、電池11の出力電圧から降圧回路12の出力電圧に切り替える信号を切り替え部17に出力する(ステップS8)。
以上のような手順で、制御部13aに入力されるクロック、および制御部13aに供給される電圧を切り替えることで、重負荷時や高速動作切り替え時、制御部13aの電圧変動による誤動作等を防ぐことができる。
以上のように、本実施形態における電源装置は、負荷に応じた各駆動回路を備えるようにした。そして、制御部13aは、負荷に応じて各駆動回路に供給する電圧を切り替えるように制御し、さらにLCD駆動回路用電源回路18で生成する1倍の電圧VL1を制御するようにした。この結果、接続される液晶表示装置に応じて、各電源回路に最適な電圧を供給するようにしたので、各電源回路における消費電力を削減することができる。
また、本実施形態では、発振回路用電源回路15とロジック用電源回路101に同じ電圧を供給する例を説明したが、用途に応じて、発振回路用電源回路15とロジック用電源回路101に各々切り替え部を備えるようにて、制御部13aの切り替え信号に応じて供給する電圧を切り替えるようにしてもよい。
また、本実施形態では、電源装置10aに接続される液晶表示部が1つの例を説明したが、例えばTN液晶21とPN液晶22の両方を備えるようにしてもよい。図6は、本実施形態におけるTN液晶21とPN液晶22が接続されている電源装置10bのブロック図である。
図6のように、本実施形態における電源装置10bは、降圧回路12、制御部13b、切り替え部14、17および17b、発振回路用電源回路15、発振回路16、ロジック部110b、LCD駆動回路用電源回路18と18b、およびLCD駆動回路19と19bを備えている。ロジック部110bは、制御部13bを備えている。
制御部13bは、切り替え部14と17に、降圧回路12からの出力電圧を選択する切り替え信号を生成して出力し、切り替え部17bに、電池11からの出力電圧を選択する切り替え信号を生成して出力する。また、制御部13bは、LCD駆動回路用電源回路18に、電圧VL1=1.2Vに基づく切り替え信号を出力し、LCD駆動回路用電源回路18bに、電圧VL1=1.5Vに基づく切り替え信号を出力する。
LCD駆動回路用電源回路18は、制御部13bから入力された電圧VL1=1.2Vに基づく切り替え信号に基づき電圧VL1=1.2Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路18は、生成した電圧VL1=1.2Vを昇圧して、電圧VL2=2.4V、電圧VL3=3.6Vを生成し、生成した各電圧をLCD駆動回路19に出力する。
LCD駆動回路用電源回路18bは、制御部13bから入力された電圧VL1'=1.5Vに基づく切り替え信号に基づき電圧VL1'=1.5Vを生成する。LCD駆動回路用電源回路18bは、生成した電圧VL1'=1.5Vを昇圧して、電圧VL2'=3.0V、電圧VL3'=4.5Vを生成し、生成した各電圧をLCD駆動回路19bに出力する。
LCD駆動回路19は、入力された電圧に基づき接続されているTN液晶21を駆動する。LCD駆動回路19bは、入力された電圧に基づき接続されているPN液晶22を駆動する。
以上のように、電源装置10bに最大駆動電圧の異なる複数の液晶表示部が接続された場合においても、負荷に応じた各駆動回路を備え、負荷に応じて各駆動回路に供給する電圧を切り替えるように制御し、さらにLCD駆動回路用電源回路18および18bで生成する1倍の電圧VL1を制御するようにした。この結果、接続される液晶表示装置に応じて、各電源回路に最適な電圧を供給するようにしたので、各電源回路における消費電力を削減することができる。
また、本実施形態では、LCD駆動回路用電源回路18および18bが、3種類の電圧VL1と、電圧VL1の2倍の電圧VL2と、電圧VL1の3倍の電圧VL3=3.6Vとを生成する例を説明したが、生成する電圧は、接続される液晶表示部や表示方式に応じて、2種類でもよく、さらに3種類以上であってもよい。
また、本実施形態では、接続されるLCD121の種類に応じて、各電源回路に供給される電圧を切り替える例を説明したが、電池11の電圧検出回路により、電池11の出力電圧を検出し、検出した電圧に基づいて、各電源回路に供給される電圧を切り替えるようにしてもよい。例えば、電池11の出力電圧が所定の電圧より下がってきた場合、制御部13aまたは13bは、ロジック部110bに供給される電圧を降圧回路12からの出力電圧から電池11からの出力電圧に切り替えるようにしてもよい。
また、本実施形態では、LCD駆動回路用電源回路18が電圧VL1に基づく電圧として1.2Vと1.5Vの例を説明したが、電圧VL1は、接続される負荷である液晶表示部の種類に応じて他の電圧値であってもよい。また、電池11の出力電圧、降圧回路12で降圧して生成する電圧も接続される液晶表示部の種類や特性に基づき他の電圧値でもよい。
また、本実施形態で説明した電源装置を、例えば電子時計や歩数計などに適用するようにしてもよい。この場合、例えば、図3のLCD121が電子時計や歩数計の液晶表示部に相当する。また、電子時計に本実施形態の電源装置を適用する場合、液晶表示部を照射する不図示のバックライト、不図示のブザーなどを備えるようにしてもよい。この場合において、これらのバックライトやブザーを駆動する不図示の駆動回路をさらに備えるようにしてもよい。この場合において、これらのバックライトやブザーを駆動する不図示の駆動回路をさらに備えるようにし、各駆動回路に供給する電圧を制御部13aまたは制御部13bが切り替えるようにしてもよい。
[第3実施形態]
第1実施形態および第2実施形態では、接続されているLCDに応じて、各電源回路に供給する電圧、制御部13で用いるクロック、およびLCD駆動回路用電源回路18で生成する1倍の電圧VL1を切り替えて制御する例を説明した。第3実施形態は、電源装置に接続されているセンサーの動作に応じて、各電源回路に供給する電圧、制御部に入力するクロック等を切り替えて制御する。すなわち、センサーの動作時は重負荷となるため、例えば、高速動作を停止し、センサー211に供給する電圧を電池11からの出力電圧に切り替える。
図7は、本実施形態における負荷にセンサー211が接続されている電源装置200の内部回路の一例である。第2実施形態の図3と同じ機能部は、同じ符号を用いて説明を省略する。
電源装置200は、降圧回路12、切り替え部14と17、発振回路用電源回路15、発振回路16、センサー駆動回路用電源回路201、センサー駆動回路202、ロジック用電源回路101およびロジック部110cを備えている。ロジック部110cは、制御部13c、分周回路111、高速発振回路112、切り替え部113、ROM114、RAM115を備えている。また、電源装置200には、電池11とセンサー211が接続されている。
センサー駆動回路用電源回路201には、切り替え部17から選択された電圧と、制御部13cからVL11に基づく切り替え信号が入力される。センサー駆動回路用電源回路18は、制御部13cから入力されたVL11に基づく切り替え信号に基づき、切り替え部17から入力された電圧から電圧VL11を生成する。センサー駆動回路用電源回路201は、自回路に接続されているキャパシタC11〜C13により、生成した電圧VL11を昇圧して、電圧VL11の2倍の電圧VL12、電圧VL11の3倍の電圧VL13を生成する。LCD駆動回路用電源回路18は、生成した電圧VL11、電圧VL12、電圧VL13をセンサー駆動回路202に供給する。
センサー駆動回路202は、供給された電圧VL11、電圧VL12、電圧VL13を用いて、センサー211の駆動を行う。
センサー211は、例えば2軸センサーや3軸センサーなど姿勢を検出するセンサーである。あるいは、3軸加速度センサーなどである。
制御部13cは、接続されるセンサーに応じて、切り替え部14、17および113に出力電圧を切り替える信号と、センサー駆動回路用電源回路201で生成する1倍の電圧VL1に基づく切り替え信号を出力する。
一例として、制御部13cは、接続されているROM114に予め書き込まれている設定等に基づき、高速発振回路112に、生成する発振周波数や高速発振を行うか否かの指示を生成して、生成した指示を高速発振回路112に出力する。制御部13cは、接続されているROM114に予め書き込まれている設定に基づき、切り替え部14、17および113に対する各切り替え信号を生成し、生成した各切り替え信号を切り替え部14、17および113に出力する。制御部13cは、ROM114に記憶されているLCDの設定データを読み出し、読み出した設定データに基づきセンサー駆動回路用電源回路201に電圧VL1に基づく切り替え信号を出力する。
次に、センサーを動作させる場合、制御部13cは、切り替え部17に電池11からの出力電圧を選択する切り替え信号を出力する。この結果、高負荷時、センサー211を駆動するセンサー駆動回路には、電池11からの出力電圧が供給される。
以上のように、本実施形態の電源装置は、負荷の動作に応じた各駆動回路を備えるようにした。そして、制御部13cが、負荷に応じて各駆動回路に供給する電圧を切り替えるように制御し、さらにセンサー駆動回路用電源回路で生成する1倍の電圧VL1を制御するようにした。この結果、接続されるセンサーに応じて、各電源回路に最適な電圧を供給するようにしたので、各電源回路における消費電力を削減することができる。
また、本実施形態では、発振回路用電源回路15とロジック用電源回路101に同じ電圧を供給する例を説明したが、用途に応じて、発振回路用電源回路15とロジック用電源回路101に各々切り替え部を備えるようにて、制御部13cの切り替え信号に応じて供給する電圧を切り替えるようにしてもよい。
また、本実施形態では、接続されるセンサーが1つの例を説明したが、例えば使用する最大電圧の異なるセンサーを備えるようにしてもよい。この場合、例えば、図5において、LCD駆動回路用電源回路18と18bをセンサー駆動回路用電源回路に置き換え、LCD駆動回路19と19bをセンサー駆動回路に置き換え、接続されているTN液晶21とPN液晶22をセンサーに置き換えることで実現できる。
また、液晶表示部とセンサーが接続されていてもよく、この場合、例えば、図5において、LCD駆動回路用電源回路18bをセンサー駆動回路用電源回路に置き換え、LCD駆動回路19bをセンサー駆動回路に置き換え、接続されているPN液晶22をセンサーに置き換えることで実現できる。
また、本実施形態で説明した電源装置200を、例えば電子時計や歩数計などに適用するようにしてもよい。この場合、例えば、図7において、さらに不図示のLCD駆動回路部を備え、制御部13cが各駆動回路に供給される電圧を制御するようにしてもよい。
[第4実施形態]
図8は、第4実施形態に係るTN液晶が接続されている電源装置10dのブロック図である。電源装置10dは、電池電圧検出部3、降圧回路12、切り替え部14と17、発振回路用電源回路15(第2の電源回路)、発振回路16、LCD駆動回路用電源回路18(第1の電源回路)、LCD駆動回路19、ロジック用電源回路101およびロジック部110dを備えている。ここで、本実施形態に係る電源装置10d(図8)は、第2実施形態に係る電源装置10a(図3)に対し、ロジック部110aがロジック部110dに変更され、電池電圧検出部3が追加されたものになっている。
ロジック部110dは、制御部13d、分周回路111、高速発振回路112、切り替え部113、ROM(Read Only Memory)114、RAM(Random Access Memory)115を備えている。ここで、本実施形態に係るロジック部110d(図8)は、第2実施形態に係るロジック部110d(図3)に対し、制御部13aが制御部13dに変更されたものになっている。第2実施形態の図3と同じ機能を有する機能部は、同一の符合を付し、その説明を省略する。
また、図3に対し図8では、電池11が二次電池2に変更されており、電源装置10dは、その二次電池2と接続されている。二次電池2は太陽電池1と接続されている。また、図3に対し図8では、負荷としてのLCD121がTN液晶121dに変更されている。
太陽電池1は、光エネルギーを電気エネルギーに変換することで電力を生成する発電装置である。そのため、太陽電池1は、照射された光の量に応じて、電力を生成する。太陽電池1は、生成した電力を二次電池2に供給することにより、二次電池2を充電する。
二次電池2は、太陽電池1から供給された太陽電池1の電力により充電される。二次電池2は、降圧回路12と切り替え部14と切り替え部17とへ充電された電源電圧を供給する。また、二次電池2は、不図示の電源線を介して、電源装置10dの各部に、その各部を動作させるための電力を供給する。
電池電圧検出部3は、二次電池2の電圧を検出し、検出した電池電圧を示す電池電圧情報をロジック部110dの後述する制御部13dに出力する。
制御部13dは、第2の実施形態に係る制御部13aと同様の機能を持つが以下の点で異なる。
制御部13dは、電池電圧検出部3から入力された電池電圧情報が示す電池電圧に基づいて、切り替え部14と切り替え部17とに対し、切り替え信号を出力する。これにより、制御部13dは、電池電圧に基づいて、二次電池2の出力電圧と降圧回路12の出力電圧との間で、各電源回路(発振回路用電源回路15、LCD駆動回路用電源回路18、又はロジック用電源回路101)に供給する電圧を切り替える。
図9は、第4実施形態に係る二次電池2の電池電圧に応じて使用される各電源回路の電源と設定の一例を示した図である。この図は、二次電池2の電池電圧の範囲毎に、発振用電源回路15で使用する電源の種類、ロジック用電源回路101で使用する電源の種類、LCD駆動回路用電源回路18で使用する電源の種類、発振回路の動作有無、ロジック回路の動作有無、TN液晶121dの表示の種類の各組が設定されていることを表している。
図9において、例えば、二次電池2の電池電圧が2.4V〜3.0Vの範囲の場合、発信用電源回路15、ロジック用電源回路101、LCD駆動回路電源回路19で使用する電源は、全て降圧回路(ハーバ回路)12の出力であり、発振回路16とロジック部110dは両方とも動作しており、TN液晶の表示は時計表示であることが示されている。
以下、図9の例を用いて、本実施形態に係る制御部13dの処理について説明する。
二次電池2の電池電圧が徐々に低下して、電池電圧が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合は3.6V)が得られる電圧(例えば、2.4V)を下回った場合は、制御部13dは、切り替え部17に対して、二次電池2からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
これにより、制御部13dは、LCD駆動回路用電源回路18に供給される電圧を、降圧回路12の出力電圧から二次電池2の出力電圧に切り替えることができる。その結果、従来の電源装置では、時計表示に必要な二次電池2の出力電圧の下限が2.4Vであったのに対し、本実施形態の電源装置10dは、動作に必要な二次電池2の出力電圧の下限を2.0Vに下げることができ、従来の電源装置より長時間、時計表示をすることができる。
なお、本実施形態では、制御部13dによって行われる切り替え部17を二次電池2に接続する制御は、電源電圧が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いてTN液晶121dを駆動するために必要な電圧の下限より低くなった場合としたが、これに限らず、電源電圧が、その下限から予め決められた電圧だけ異なる電圧より低くなった場合であってもよい。
すなわち、制御部13dは、二次電池2の電圧(電源電圧)が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いてTN液晶121d(負荷部)を駆動するために必要な電圧に基づいて定められた電圧より低くなった場合、切り替え部17(第1の切り替え部)を二次電池(電源)2に接続させればよい。
更に、電池電圧が、降圧回路12により発振回路16及びロジック部110dが駆動される下限の電圧(例えば、2.0V)を下回った場合は、制御部13dは、切り替え部14に対して、二次電池2からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。ここで、電池電圧の出力電圧は、降圧回路2の出力電圧の2倍であるので、駆動される下限の電圧が2.0Vを下回った場合とは、降圧回路12の出力電圧が1.0Vを下回った場合を示す。
これにより、制御部13dは、発振回路用電源回路15およびロジック用電源回路101に供給される電圧を、降圧回路12の出力電圧から二次電池2の出力電圧に切り替えることができる。
また、その場合において、制御部13dは、LCD駆動回路19を制御して、TN液晶に121dにおける表示を時計表示から充電警告表示に切り替えさせる。
なお、本実施形態では、制御部13dによって行われる切り替え部14を二次電池2に接続する制御は、二次電池2の電圧(電源電圧)が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いてLCD駆動回路19以外の回路(発振回路16及びロジック部110d)が駆動される下限の電圧より低くなった場合としたが、これに限らず、降圧回路12から供給される降圧電圧によりLCD駆動回路19以外の回路が駆動される下限の電圧から予め決められた電圧だけ異なる電圧より低くなった場合であってもよい。
すなわち、制御部13dは、二次電池2の電圧(電源電圧)が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いてLCD駆動回路19(負荷駆動部)以外の回路を駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧より低くなった場合、切り替え部14(第2の切り替え部)を二次電池(電源)2に接続させればよい。
なお、本実施形態に係る電源装置10dは、二次電池2と接続されているが、これに限ったものではなく、一次電池に接続されていてもよい。電源装置10dに一次電池が接続されている場合において、電池電圧が発振回路16及びロジック部110dの動作下限となる電圧(例えば、2.0V)を下回った場合は、制御部13dは、TN液晶に121dにおける表示を充電警告表示ではなく、電池交換警告表示に切り替えさせる。
なお、本実施形態では、電池電圧が1.7Vから2.0Vの範囲では、制御部13dは、TN液晶に121dにおける表示を時計表示から充電警告表示に切り替えさせたが、これに限らず、時計表示のままでもよい。
これにより、従来の電源装置では、動作に必要な二次電池2の出力電圧の下限が2.4Vであったのに対し、本実施形態の電源装置10dは、動作に必要な二次電池2の出力電圧の下限を1.7Vにすることができるので、従来の電源装置より長時間、時計表示をすることができる。
また、電池電圧が、二次電池2から供給される電圧を用いてLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合には3.6V)が得られる下限の電圧(例えば、1.2V)から予め決められた電圧だけ異なる電圧(例えば、1.7V)を下回った場合は、制御部13dは、LCD駆動回路19の駆動を停止させ(非駆動にさせ)、TN液晶121dにおける表示を消灯させる。
また、電池電圧が、二次電池2から供給される電源電圧を用いて発振回路16及びロジック部110dが駆動される下限の電圧(例えば、1.0V)以下となった場合は、制御部13dは、発振回路16およびロジック部110dを停止させる。
一方、制御部13dは、二次電池2から供給された電源電圧を用いて発振回路16及びロジック部110dが駆動される下限の電圧(例えば、1.0V)以下の電圧(例えば、0V)から電池電圧が上昇した場合でも、同様の電源切り替えを行う。具体的には、電池電圧が発振回路16およびロジック部110dの動作下限となる電圧(例えば、1.0V)を超えた場合は、制御部13dは、発振回路16およびロジック部110dを再開させる。
また、電池電圧が、二次電池2から供給される電源電圧によりLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合には3.6V)が得られる下限の電圧(例えば、1.2V)から予め決められた電圧だけ異なる電圧(例えば、1.7V)以上となった場合は、制御部13dは、LCD駆動回路19の駆動を再開させ、LCD駆動回路19を制御しTN液晶121dにおける表示を充電警告表示にさせる。
すなわち、制御部13dは、検出された電源電圧が、二次電池(電源)2から供給される電源電圧によりTN液晶(負荷)121dが駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧以上となった場合、TN液晶(負荷)121dを駆動させる。
これにより、従来の電源装置は、二次電池2の出力電圧が2.4Vまで回復しないとTN液晶121dの表示を再開できなかったが、本実施形態の制御部13dは、二次電池2の出力電圧が1.7Vまで回復すればTN液晶121dの表示を再開できる。その結果、制御部13dは、充電開始から表示の再開までにかかる時間を短縮することができる。
更に、電池電圧が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて発振回路16及びロジック部110dが駆動される下限の電圧(例えば、2.0V)以上になった場合は、制御部13dは、切り替え部14に対して、降圧回路12からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。これにより、制御部13dは、発振回路用電源回路15およびロジック用電源回路101に供給される電圧を、二次電池2の出力電圧から降圧回路12の出力電圧に切り替えることができる。
また、その場合において、制御部13dは、LCD駆動回路19に、TN液晶121dにおける表示を充電警告表示から時計表示に切り替えさせる。
更に、電池電圧が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧(図8の例では、TN液晶121dが接続されているので、3.6V)が得られる下限の電圧(例えば、2.4V)以上となった場合は、制御部13dは、切り替え部17に対して、降圧回路12からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
以上、本実施形態の電源装置10dは、二次電池2の電池電圧(電源電圧)を検出する電池電圧検出部3を備え、検出された二次電池2の電池電圧(電源電圧)に応じて、降圧回路12の出力電圧と二次電池2の出力電圧との間で、各電源回路に供給される電圧を切り替える。すなわち、制御部13dによって行われる各電源回路に供給される電圧の切り替えは、検出された二次電池2の電池電圧(電源電圧)に基づいて行われる。
具体的には、電源装置10dは、電池電圧が降圧回路12の出力電圧を用いてLCD昇圧電圧が得られる電池電圧(例えば、2.4V)より低い場合には、制御部13dは、LCD駆動回路用電源回路18に供給される電圧を、降圧回路12の出力電圧から二次電池2の出力電圧に切り替えるよう制御する。
これにより、本実施形態の電源装置10dは、従来の電源装置より時計表示に必要な二次電池2の出力電圧の下限を下げることができるので、従来の電源装置より長時間、時計表示をすることができる。
また、本実施形態の電源装置10dは、充電によって二次電池2の電池電圧が二次電池2から供給される電源電圧によりLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合には3.6V)が得られる下限の電圧(例えば、1.2V)から予め決められた電圧だけ異なる電圧(例えば、1.7V)以上になった場合、制御部13dは、液晶の表示を再開するよう制御する。すなわち、制御部13dは、検出された電圧が予め定めされた電圧以上となった場合、負荷であるTN液晶121dを駆動させる。
これにより、本実施形態の電源装置10dは、従来の電源装置より液晶の表示を再開することが可能な電圧が下がり、従来の電源装置より充電開始から充電警告表示の再開までの時間を短縮することができる。
なお、本実施形態では、一例としてTN液晶121dの場合について説明したが、これに限ったものではなく、LCDであればよく、PN液晶でもよい。
[第5実施形態]
図10は、第5実施形態に係るTN液晶が接続されている電源装置10eのブロック図である。電源装置10eは、電池電圧検出部3、入力部4、降圧回路12、切り替え部14と17、発振回路用電源回路15(第2の電源回路)、発振回路16、LCD駆動回路用電源回路18(第1の電源回路)、LCD駆動回路19、ロジック用電源回路101(第1の電源回路)およびロジック部110eを備えている。ここで、本実施形態に係る電源装置10e(図10)は、第4実施形態に係る電源装置10d(図8)に対し、ロジック部110eがロジック部110eに変更され、入力部4が追加されたものになっている。
また、本実施形態に係るロジック部110e(図10)は、第2実施形態に係るロジック部110d(図8)に対し、制御部13dが制御部13eに変更されたものになっている。第4実施形態の図8と同じ機能を有する機能部は、同一の符合を付し、その説明を省略する。
電源装置10eの外部にある負荷部120は、TN液晶121dと、照明部122と、スピーカ(報音部)123とを備える。図8に対し図10では、電源装置10dの制御部13eは、更に、照明部122と、スピーカ123とに接続されている。
入力部4は、バックライト起動用スイッチと、アラーム時刻設定用スイッチとを備える。入力部4は、自装置を使用するユーザによりバックライト起動用スイッチが押された場合、バックライト起動用スイッチが押されたことを示すバックライトON情報を制御部13eに出力する。
また、入力部4は、ユーザによりアラーム時刻設定用スイッチが操作されることにより、アラーム設定時刻を示すアラーム設定時刻情報を制御部13eに出力する。
制御部13eは、第4実施形態に係る制御部13dと同様の機能を持つが以下の点で異なる。
制御部13eは、入力部4からバックライトON情報が入力された場合、予め決められた時間(例えば、3秒)、予め決められた電流値(例えば、10mA)で照明部122に
電流を供給する。これにより、照明部122は、制御部13eから供給された電流を用いて、その予め決められた時間(例えば、3秒)照明を行う。
制御部13eは、入力部4から入力されたアラーム設定時刻情報をRAM115に記憶させる。制御部13eは、RAM115に記憶されているアラーム設定時刻情報が示す時刻になった場合、分周回路111から入力された予め決められた周波数(例えば、2KHz)のクロック信号ck2に合わせて、予め決められた時間(例えば、20秒)予め決められた電流値(例えば、1mA)で電流をスピーカ123に供給する。これにより、スピーカ123は、制御部13eから供給された電流により、予め決められた時間(例えば、20秒)ブザー音を出す。
照明やブザー報音といった重負荷駆動時は、二次電池2の電池電圧が一時的に、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合は3.6V)が得られる閾値電圧(例えば、2.4V)以下まで低下し、重負荷駆動終了後に閾値電圧(例えば、2.4V)以上に復帰する。
制御部13eは、入力部4から入力される入力情報に基づいて、切り替え部14と切り替え部17とに対し、切り替え信号を出力する。これにより、制御部13eは、入力情報に基づいて、二次電池2の出力電圧と降圧回路12の出力電圧との間で、各電源回路(発信用回路用電源回路15、LCD駆動回路用電源回路18、又はロジック用電源回路101)に供給する電圧を切り替える。
図11は、第5実施形態に係る二次電池2の電池電圧に応じて使用される各電源回路の電源と設定の一例を示した図である。この図は、重負荷動作の状態毎に、二次電池2の電池電圧、発振用電源回路15で使用する電源の種類、ロジック用電源回路101で使用する電源の種類、LCD駆動回路用電源回路18で使用する電源の種類の各組が設定されていることを表している。
図11において、例えば、重負荷動作の駆動前において、二次電池2の電池電圧が2.4V〜3.0Vであり、発信用電源回路15、ロジック用電源回路101及びLCD駆動回路電源回路19で使用する電源は全て降圧回路(ハーバ回路)12の出力であることが示されている。
以下、図11の例を用いて、本実施形態に係る制御部13eの処理について説明する。制御部13eは、重負荷駆動を開始する前において、制御部13eは、切り替え部17に対して、降圧回路12からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
制御部13eは、入力部4からバックライトON情報が入力された場合あるいは予めRAM115に記憶されているアラーム設定時刻情報が示す時刻になった場合、すなわち重負荷動作を行う前において、制御部13eは、切り替え部14および切り替え部17に対して、二次電池2からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
すなわち、制御部13eは、負荷部120が予め決められた重負荷駆動を開始する前に、切り替え部14および切り替え部17を二次電池2に接続させる。
これにより、制御部13eは、重負荷動作の前に、各電源回路に供給される電圧を、降圧回路12の出力電圧から二次電池2の出力電圧に切り替えることができる。その結果、制御部13eは通常の液晶表示で消費する電流よりも大きな電流を照明部122またはスピーカ部123に供給することができ、照明または報音を実現することができる。
そして、制御部13eは、入力部4からバックライトON情報が入力された場合、切り替え部14および切り替え部17を二次電池2に接続させた後に、照明部122を予め決められた時間(例えば、3秒)、照明させる。
また、制御部13eは、予めRAM115に記憶されているアラーム設定時刻情報が示す時刻になった場合、切り替え部14および切り替え部17を二次電池2に接続させた後に、スピーカ123に、予め決められた時間(例えば、20秒)、ブザー報音させる。
予め決められた時間(例えば、3秒)の照明または予め決められた時間(例えば、20秒)のブザー報音といった重負荷駆動終了後、制御部13eは、予め決められた時間(例えば、1分)毎に、電池電圧検出部3により検出された二次電池2の電池電圧を示す電池電圧情報を取得する。
制御部13eは、電池電圧検出部3から取得した電池電圧情報が示す電池電圧が、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合は3.6V)が得られる閾値電圧(例えば、2.4V)以上となった場合、制御部13eは、切り替え部14および切り替え部17に対して、降圧回路12からの入力を選択するような切り替え信号を出力する。
すなわち、制御部13eは、前記負荷部が予め決められた重負荷駆動をした後に、検出された電源電圧が、降圧回路12によりTN液晶(負荷)121dが駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧以上となった場合、切り替え部(第1の切り替え部)17および切り替え部14(第2の切り替え部)を降圧回路12に接続させる。
これにより、制御部13eは、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧が得られる閾値電圧以上となった場合、各電源回路に供給される電圧を、二次電池2の出力電圧から降圧回路12の出力電圧に切り替えることができる。その結果、制御部13eは、降圧回路12により低減された電圧を、各電源回路に供給させるようにすることで、電源装置10eにおける消費電力を削減することができる。
以上、本実施形態の電源装置10eにおいて、制御部13eは、入力部4からバックライトON情報が入力された場合あるいは予め決められた時刻になった場合、各電源回路に供給される電圧を、降圧回路12の出力電圧から二次電池2の出力電圧に切り替えるよう制御する。
これにより、従来の電源装置より、本実施形態の電源装置10eは、照明またはブザー報音といった重負荷駆動の期間中に、通常の液晶表示のときよりも大きな電流を照明部122またはスピーカ123に供給することができるので、照明あるいはブザー報音を実現することができる。
また、本実施形態の電源装置10eにおいて、制御部13eは、重負荷駆動後に、降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合は3.6V)が得られる閾値電圧(例えば、2.4V)以上となった場合、各電源回路に供給される電圧を、二次電池2の出力電圧から降圧回路12の出力電圧に切り替えるよう制御する。
これにより、電源装置10eは、各電源回路に二次電池2から直接電源を供給する時間を必要最小限にととめることができるので、照明またはブザー報音といった重負荷の動作を実現しつつ、電源装置10eの低消費電力化を図ることができる。
なお、本実施形態では、一例としてTN液晶121dの場合について説明したが、これに限ったものではなく、LCDであればよく、PN液晶でもよい。
また、本実施形態に係る電源装置10eは、制御部13eによる電源の切り替え時を重負荷駆動の直前としたが、これに限らず、重負荷駆動よりも前であればよく、例えば重負荷駆動を開始する時から予め決められた時間だけ前の時に行われるようにしてもよい。
また、本実施形態では、制御部13eは、照明またはブザー報音といった重負荷駆動の場合に全ての回路電源を二次電池2に接続するようにしたが、これに限ったものではない。制御部13eは、重負荷駆動をしても電池電圧が降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて発振回路16及びロジック部110dが駆動される下限の電圧(例えば、2.0V)を下回らない場合には、LCD駆動回路用電源回路18だけを二次電池2に接続するようにしてもよい。
すなわち、制御部13eは、重負荷駆動の直前に、負荷としてのTN液晶121dを駆動するLCD駆動回路19に電圧を供給するLCD駆動回路用電源回路(第1の電源回路)18だけを二次電池2に接続するようにしてもよい。その場合、制御部13eは、LCD駆動回路19以外の回路に電圧を供給する発振回路用電源回路15とロジック用電源回路101を降圧回路12に接続したままにしてもよい。
換言すれば、制御部13eは、負荷部120が予め決められた重負荷駆動を開始する前に、少なくとも切り替え部(第1の切り替え部)17を二次電池2(電源)に接続させる。
これにより、制御部13eは、予め決められた重負荷駆動を開始する直前に、切り替え部17を電源に接続させるので、重負荷駆動時にでもTN液晶121dに時計を表示させることができる。また、制御部13eは、照明部122またはスピーカ123といった負荷が予め決められた重負荷駆動をした後に、検出された二次電池2の電池電圧が降圧回路12から供給される降圧電圧を用いて所望のLCD昇圧電圧(TN液晶121dの場合は3.6V)が得られる閾値電圧(例えば、2.4V)以上になった場合、切り替え部17を降圧回路12に接続させるので、二次電池2の電池電圧が回復した場合にLCD駆動回路用電源回路18の消費電力を削減することができる。
なお、実施形態の図1〜図3、図6、図7、図8及び図10の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD−ROM等の可搬媒体、USB(Universal Serial Bus) I/F(インタフェース)を介して接続されるUSBメモリー、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
1・・・太陽電池
2・・・二次電池
3・・・電池電圧検出部
4・・・入力部
10、10a、10b、10d、10e、100、200・・・電源装置
11・・・電池
12・・・降圧回路
13、13a、13b、13c・・・制御部
14、17、17b、113・・・切り替え部
15・・・発振回路用電源回路
16・・・発振回路
18、18b・・・LCD駆動回路用電源回路
19、19b・・・LCD駆動回路
21、121d・・・TN液晶
22・・・PN液晶
101・・・ロジック用電源回路
110、110a、110b、110c、110d、110e・・・ロジック部
111・・・分周回路
112・・・高速発振回路
114・・・ROM
115・・・RAM
120・・・負荷部
121・・・LCD
122・・・照明部
123・・・スピーカ
201・・・センサー駆動回路用電源回路
202・・・センサー駆動回路
211・・・センサー

Claims (13)

  1. 電源電圧を供給する電源と、
    当該電源電圧を降圧した降圧電圧を供給する降圧回路と、
    負荷部を駆動する負荷駆動部に電圧を供給する第1の電源回路と、
    前記負荷駆動部以外の回路に電圧を供給する第2の電源回路と、
    前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第1の電源回路に接続する第1の切り替え部と、前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第2の電源回路に接続する第2の切り替え部と、を備え、前記負荷駆動部の特性に応じて、前記第1の電源回路へ供給する電圧と、前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替える制御部と、
    を備えることを特徴とする電源装置。
  2. 前記制御部は、前記第1の切り替え部における前記接続と前記第2の切り替え部における前記接続を制御し、
    前記第1の切り替え部と前記第2の切り替え部とが並列に配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
  3. 前記電源電圧を検出する電池電圧検出部を更に備え、
    前記制御部による切り替えは、前記検出された電源電圧に基づいて行われることを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
  4. 前記制御部は、前記検出された電源電圧が、前記降圧回路から供給される降圧電圧を用いて前記負荷部が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧より低くなった場合、第1の切り替え部を前記電源に接続させることを特徴とする請求項3に記載の電源装置。
  5. 前記制御部は、前記検出された電源電圧が、前記降圧回路から供給される降圧電圧を用いて前記負荷駆動部以外の回路が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧より低くなった場合、第2の切り替え部を前記電源に接続させることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の電源装置。
  6. 前記制御部は、前記検出された電源電圧が、前記電源から供給される電源電圧を用いて前記負荷部が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧以上となった場合、前記負荷部を駆動させることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の電源装置。
  7. 前記制御部は、前記負荷部が予め決められた重負荷駆動を開始する前に、第1の切り替え部を前記電源に接続させることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の電源装置。
  8. 前記制御部は、前記負荷部が予め決められた重負荷駆動をした後に、前記検出された電源電圧が、前記降圧回路から供給される降圧電圧を用いて前記負荷部が駆動されるために必要な電圧に基づいて定められた電圧以上となった場合、第1の切り替え部を前記降圧回路に接続させることを特徴とする請求項3から請求項7のいずれか1項に記載の電源装置。
  9. 電源電圧を供給する電源と、
    当該電源電圧を降圧した降圧電圧を供給する降圧回路と、
    負荷部を駆動する負荷駆動部に電圧を供給する第1の電源回路と、
    前記負荷駆動部以外の回路に電圧を供給する第2の電源回路と、
    前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第1の電源回路に接続する第1の切り替え部と、前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第2の電源回路に接続する第2の切り替え部と、を備え、前記負荷駆動部の特性に応じて、前記第1の電源回路へ供給する電圧と、前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替える制御部と、
    複数の内部クロックをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記負荷駆動部の特性または動作に応じて、前記第1の電源回路への電圧の切り替え、その後、前記複数の内部クロックを切り替える
    ことを特徴とする電源装置。
  10. 前記制御部は、
    前記第1の電源回路が電圧を供給する負荷駆動部の特性または動作に応じて、前記複数の内部クロックのうち最も低速なクロックより高速なクロックを用いている場合、前記第1の電源回路に供給する電圧および前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替えない
    ことを特徴とする請求項9に記載の電源装置。
  11. 電源電圧を供給する電源と、
    当該電源電圧を降圧した降圧電圧を供給する降圧回路と、
    負荷部を駆動する負荷駆動部に電圧を供給する第1の電源回路と、
    前記負荷駆動部以外の回路に電圧を供給する第2の電源回路と、
    前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第1の電源回路に接続する第1の切り替え部と、前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第2の電源回路に接続する第2の切り替え部と、を備え、前記負荷駆動部の特性に応じて、前記第1の電源回路へ供給する電圧と、前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替える制御部と、
    前記負荷部は、液晶表示装置であり、
    前記第1の電源回路は、前記液晶表示装置を駆動するLCD駆動部に電圧を供給するLCD駆動電源回路であり、
    前記第2の電源回路は、前記制御部を含むロジック部に電圧を供給するロジック用電源回路である
    ことを特徴とする電源装置。
  12. 電源電圧を供給する電源と、
    当該電源電圧を降圧した降圧電圧を供給する降圧回路と、
    負荷部を駆動する負荷駆動部に電圧を供給する第1の電源回路と、
    前記負荷駆動部以外の回路に電圧を供給する第2の電源回路と、
    前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第1の電源回路に接続する第1の切り替え部と、前記電源と前記降圧回路とのいずれかを前記第2の電源回路に接続する第2の切り替え部と、を備え、前記負荷駆動部の特性に応じて、前記第1の電源回路へ供給する電圧と、前記第2の電源回路に供給する電圧を切り替える制御部と、
    前記負荷部は、センサーであり、
    前記第1の電源回路は、前記センサーを駆動するセンサー駆動部に電圧を供給するセンサー駆動電源回路であり、
    前記第2の電源回路は、前記制御部を含むロジック部に電圧を供給するロジック用電源回路である
    ことを特徴とする電源装置。
  13. 請求項1、9、11、12のいずれか1項に記載の電源装置を備えていることを特徴とする電子時計。
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