JPH11122098A

JPH11122098A - 電子機器

Info

Publication number: JPH11122098A
Application number: JP9280925A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Yoshida; 宜史吉田; Fumiyasu Utsunomiya; 文靖宇都宮; Matsuo Kishi; 松雄岸
Original assignee: Seiko Instruments Inc; SII R&D Center Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc; SII R&D Center Inc
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-14
Also published as: JP3611954B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発振回路最低駆動電圧より低い電圧を発振回
路最低駆動電圧以上に昇圧し、システム全体の電力効率
を上げる。【解決手段】電圧が時間により変動する発電機２と、
発電機２の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路
３を駆動させる発振回路４で構成する。そして、発電機
の電圧が時間により変化して発振回路最低駆動電圧を越
えたとき、発振回路４は発振開始の電力を発電機から得
る。発振を開始した発振回路４は、昇圧回路３を駆動
し、発電機から発生した出力電圧を昇圧する。発振開始
後の発振回路４は昇圧回路３で昇圧された電力を用いて
発振を継続するので、発電機２の電圧が時間により変化
して、発振回路最低駆動電圧より低い電圧になっても発
振回路最低駆動電圧以上の電圧に昇圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電した電力の電
圧が時間的に変動する発電機または電圧が時間的に変動
する電源の電力を用いて駆動する電子機器、特に携帯電
子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子機器は、発電した電力の電圧
が時間的に変動する発電機、または電圧が時間的に変動
する電源を有していた。該電子機器では、電子機器駆動
回路の動作を継続させるために、発電機または電源の電
圧は、時間的に変化しても電子機器駆動回路の最低駆動
電圧を下回らないように、発電機または電源の電力供給
能力を設定していた。

【０００３】また、従来の電子機器は、発電した電力の
電圧が時間的に変動する発電機または電圧が時間的に変
動する電源と、発電した電力または電源の電力を昇圧す
る昇圧回路と、昇圧回路を駆動する発振回路を有してい
た。すなわち、発電した電力の電圧が時間的に変化する
発電機または電圧が時間的に変化する電源により発振回
路を駆動し、発振回路の出力パルスで昇圧回路を駆動
し、供給する電力の電圧が時間的に変化する発電機の電
力または電源の電力を昇圧回路で昇圧して、電子機器駆
動回路を駆動していた。そのため、電子機器駆動回路の
動作を継続させるために、発電機または電源の電圧は、
時間的に変化しても発振回路の最低駆動電圧を下回らな
いように、発電機または電源の電力供給能力を設定して
いた。

【０００４】また、従来の電子機器は、発電した電力の
電圧が時間的に変動する発電機、または電圧が時間的に
変動する電源と、該発電した電力または該電源の電力を
昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路を駆動する発振回路
と、昇圧された電力を蓄電し、電子機器駆動回路に電力
を供給する蓄電器を有していた。該電子機器では、蓄電
器に蓄えられた電力を用いて発振回路を駆動し、発振回
路の出力パルスで昇圧回路を駆動し、供給する電力の電
圧が時間的に変化する発電機、または電源の電力を昇圧
回路で昇圧し、蓄電器に昇圧した電力を蓄えて、蓄電器
の電力で電子機器駆動回路を駆動していた。そのため、
電子機器駆動回路の動作を継続させるために、蓄電器の
電力が空にならず、かつ、蓄電器の電圧が発振回路の最
低駆動電圧を下回らないように、常に蓄電器に充電され
ていた。

【０００５】ここで、従来の技術として発電機に熱電変
換素子を用いた電子機器を例に挙げる。熱電変換素子
は、Ｐ型熱電材料エレメントとＮ型熱電材料エレメント
が二枚の基板に挟まれ、基板上でＰ型熱電材料エレメン
トとＮ型熱電材料エレメントが金属等の導電性物質を介
してＰＮ接合され、複数個直列に接続されている。熱電
変換素子は、上記二枚の基板間に温度差をつけることで
起電力を生じ、発電を行う。熱電材料エレメントの１本
の発電量は、約２００μＶ／℃であるから、仮に１．５
Ｖで駆動する回路を直接熱電変換素子で駆動するには、
基板間温度差＝２℃として、ＰＮ接合が最低１８７５対
必要となる。さらに、熱電変換素子は、周囲の温度に影
響されるため、発電マージンを大きくとり、ＰＮ接合対
を増やしていた。このため、熱電変換素子を用いた電子
機器は、熱電変換素子の部分が大型化するとともに、熱
の流動経路も多くなるので大きな放熱板を必要とした。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子機器におい
ては、電子機器駆動回路の動作を継続させるために、発
電機または電源の電圧は、時間的に変化しても電子機器
駆動回路の最低駆動電圧を下回らないように、発電機ま
たは電源の電力供給能力を設定していた。そのため、発
電機または電源の電圧が、電子機器駆動回路の最低駆動
電圧より越えた部分の電力は無駄となっている。そのた
め、システム全体の効率は、劣ったものになっていた。
また、発電機または電源が電子機器駆動回路の最低駆動
電圧を下回らないように電力供給能力が設定されている
ため、発電機または電源が大型化してしまう。特に、携
帯機器に上記の電子機器を用いる場合、発電機または電
源が大型化してしまうのが問題であった。

【０００７】さらに従来の電子機器は、発電機または電
源の電力で発振回路を駆動し、発振回路からのパルス信
号で昇圧回路を駆動していた。そのため、発電機または
電源の電圧が発振回路の最低駆動電圧を僅かに下回った
だけで、発振回路が停止し、昇圧回路が停止して、シス
テム全体が停止してしまう。この時、発電機または電源
は発振回路の最低駆動電圧をわずかに下回った電力を昇
圧回路に供給しているにもかかわらず、システムが停止
しているので、システム全体の効率は非常に悪いもので
あった。そこで、電子機器駆動回路に電力を供給し続け
るために、発電機または電源の電圧が時間的に変化して
も発振回路の最低駆動電圧を下回らないようにする必要
がある。しかし、逆に、発電機または電源の電圧が発振
回路の最低駆動電圧を大きく上回った時、昇圧後の電圧
は電子機器駆動回路に必要な電圧を大きく越え、必要以
上の電力は、熱などの無駄なエネルギーになっていた。
さらに、発電機または電源は発振回路の最低駆動電圧を
下回らないように電力供給能力が設定されているため、
発電機または電源が大型化してしまうという課題があっ
た。

【０００８】また、従来の電子機器では、蓄電器に蓄え
られた電力を用いて発振回路を駆動し、発電機または電
源の出力電力を昇圧して、蓄電器に蓄え、蓄電器の電力
で電子機器駆動回路を駆動していた。そこで、電子機器
駆動回路の動作を継続させるために、蓄電器の電力が空
にならず、かつ、蓄電器の電圧が発振回路の最低駆動電
圧を下回らないように、常に蓄電器に充電しなければな
らない。よって、電子機器駆動回路で消費される電力以
上に充電していかなければ、蓄電器は空になってしまう
ので、発電機、または電源は大きな電力供給能力を必要
とする。また、蓄電器の電圧が発振回路の最低駆動電圧
を下回ってしまうと、システム全体が停止してしまうと
いう課題があった。

【０００９】例えば、上記の電子機器の発電機として熱
電変換素子を用いた場合を考えると、熱電変換素子の出
力電圧が、常に電子機器駆動回路または発振回路の最低
駆動電圧を上回るように、熱電材料エレメントを直列に
接続しなければならない。さらに、熱電変換素子は温度
差で発電し、周囲の温度に大きく影響されるため、より
多くの熱電材料エレメントを直列に接続しなければなら
ない。このため、熱電変換素子はより大型なものとなっ
てしまうと同時に、熱の流動経路も多くなるのでより大
きな放熱板を必要とする。よって、上記のような電子機
器では、携帯機器に適用することが困難であった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、発振回路の最低
駆動電圧より低い電圧を発振回路最低駆動電圧以上に昇
圧し、システム全体の電力効率の良い電子機器を得るこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子機器１は、
発電した電力の電圧が時間により変動する発電機、また
は、電圧が時間により変動する電源２と、前記発電機ま
たは電源２の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、前記昇
圧回路３を駆動させる発振回路４から構成される。そし
て、発振回路４を動作させ、発振回路４の出力パルスで
昇圧回路３を駆動することにより、発電機または電源２
から発生した電圧を昇圧する。この時、本発明の電子機
器１は、発電機または電源２の電圧が時間により変化し
て、発振回路の最低駆動電圧より低い電圧になっても発
振回路の最低駆動電圧以上の電圧に昇圧する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態では、発電し
た電力の電圧が時間により変動する発電機、または電圧
が時間により変動する電源２と、前記発電機または電源
２の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、前記昇圧回路３
を駆動させる発振回路４で構成する。そして、発振回路
４を動作させ、発振回路４の出力パルスで昇圧回路３を
駆動することにより、発電機または電源２から発生した
出力電圧を昇圧する。この時、本発明の電子機器１は、
発電機または電源２の電圧が時間により変化して、発振
回路最低駆動電圧より低い電圧になっても、発振回路最
低駆動電圧以上の電圧、または、電子機器駆動回路１１
３の駆動電圧以上に昇圧する。これにより、発電機また
は電源２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に
保つ必要がなくなり、発電機または電源２の大きさを小
型化することができる。発電機または電源２を小型化で
きることによって、携帯機器への応用が高まる。また、
従来の電子機器では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧
以下の電圧を昇圧することができるので、システム全体
の電力効率が向上する効果がある。

【００１３】また、本発明の別の実施の形態では、発電
した電力の電圧が時間により変動する発電機または電圧
が時間により変動する電源２と、発電機または電源２の
出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動さ
せる発振回路４で構成する。そして、発電機または電源
２の電圧が時間により変化して発振回路最低駆動電圧を
越えたとき、発振回路４は発振開始のための電力を発電
機または電源２から得る。発振を開始した発振回路４
は、昇圧回路３を駆動し、発電機または電源２から発生
した出力電圧を昇圧する。この時、本発明の電子機器１
は、発電機または電源２の電圧が時間により変化して、
発振回路最低駆動電圧より低い電圧になっても発振回路
最低駆動電圧以上の電圧、または電子機器駆動回路１１
３の駆動電圧以上に昇圧する。これにより、発電機また
は電源２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に
保つ必要がなくなり、一度、発振回路最低駆動電圧を越
えれば、昇圧回路３を駆動させることができるので、発
電機または電源２の大きさを小型化することができる。
発電機または電源２を小型化できることによって、携帯
機器への応用が高まる。また、従来の電子機器では昇圧
しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧するこ
とができるので、システム全体の電力効率が向上する効
果がある。

【００１４】また、本発明の別の実施の形態では、発電
した電力の電圧が時間により変動する発電機または電圧
が時間により変動する電源２と、発電機または電源２の
出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動さ
せる発振回路４で構成する。そして、発電機または電源
２の電圧が時間により変化して発振回路最低駆動電圧を
越えたとき、発振回路４は発振開始のための電力を発電
機または電源２から得る。発振を開始した発振回路４
は、昇圧回路３を駆動し、発電機または電源２から発生
した出力電圧を昇圧する。発振開始後の発振回路４は昇
圧回路３で昇圧された電力を用いて発振を継続する。こ
の時、本発明の電子機器１は、発電機または電源２の電
圧が時間により変化して、発振回路最低駆動電圧より低
い電圧になっても発振回路最低駆動電圧以上の電圧、ま
たは電子機器駆動回路１１３の駆動電圧以上に昇圧す
る。これにより、発電機または電源２の出力電圧を常に
発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、発電
機または電源２の大きさを小型化することができる。発
電機または電源２を小型化できることによって、携帯機
器への応用が高まる。また、一度、発電機または電源２
の出力電圧が発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回
路４が動作を始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用い
て発振回路４を駆動するので、他の電力供給源なしに電
子機器駆動回路１１３を駆動し続けることが可能とな
る。さらに、従来の電子機器では昇圧しない発振回路最
低駆動電圧以下の電圧を昇圧することができるので、シ
ステム全体の電力効率が向上する効果がある。

【００１５】また、本発明の別の実施の形態では、発電
した電力の電圧が時間により変動する発電機、または電
圧が時間により変動する電源２と、発電機または電源２
の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動
させる発振回路４と、発電機または電源とは別に具備さ
れた電力供給源１０１で構成する。そして、発振回路４
は発振開始のための電力を、電力供給源１０１から得
る。発振を開始した発振回路４は、昇圧回路３を駆動
し、発電機または電源２から発生した出力電圧を昇圧す
る。この時、本発明の電子機器１は、発電機または電源
２の電圧が時間により変化して、発振回路最低駆動電圧
より低い電圧になっても発振回路最低駆動電圧以上の電
圧、または電子機器駆動回路１１３の駆動電圧以上に昇
圧する。これにより、発電機または電源２の出力電圧を
常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、
さらに、発電機または電源２が時間的変化で発振回路最
低駆動電圧を越えることができなくても、本発明の電子
機器１は動作を続けることができるので、発電機または
電源２の大きさを小型化することができる。発電機また
は電源２を小型化できることによって、携帯機器への応
用が高まる。また、従来の電子機器では昇圧しない、発
振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧することができる
ので、システム全体の電力効率が向上する効果がある。

【００１６】また、本発明の別の実施の形態では、発電
した電力の電圧が時間により変動する発電機、または電
圧が時間により変動する電源２と、発電機または電源２
の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動
させる発振回路４と、発電機または電源とは別に具備さ
れた電力供給源１０１で構成する。そして、発振回路４
は発振開始のための電力を、電力供給源１０１から得
る。発振を開始した発振回路４は、昇圧回路３を駆動
し、発電機または電源２から発生した出力電圧を昇圧す
る。発振開始後の発振回路４は昇圧回路３で昇圧された
電力を用いて発振を継続する。この時、本発明の電子機
器１は、発電機または電源２の電圧が時間により変化し
て、発振回路最低駆動電圧より低い電圧になっても発振
回路最低駆動電圧以上の電圧、または電子機器駆動回路
１１３の駆動電圧以上に昇圧する。これにより、発電機
または電源２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以
上に保つ必要がなくなり、さらに、発電機または電源２
が時間的変化で発振回路最低駆動電圧を越えることがで
きなくても、本発明の電子機器１は動作を続けることが
できるので、発電機または電源２の大きさを小型化する
ことができる。発電機または電源２を小型化できること
によって、携帯機器への応用が高まる。また、一度、発
電機または電源２とは別に具備された電力供給源１０１
の出力電圧が発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回
路４が動作を始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用い
て発振回路４を駆動するので、他の電力供給源なしに電
子機器駆動回路１１３を駆動し続けることが可能とな
る。さらに、発電機または電源２とは別に具備された電
力供給源１０１は、常に発振回路４に電力を供給する必
要がないので、小型化することが可能である。また、従
来の電子機器では昇圧しない発振回路最低駆動電圧以下
の電圧を昇圧することができるので、システム全体の電
力効率が向上する効果がある。

【００１７】また、本発明の別の実施の形態では、発電
した電力の電圧が時間により変動する発電機、または電
圧が時間により変動する電源２と、発電機または電源２
の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動
させる発振回路４と、発電機または電源で発電した電力
と昇圧回路３で昇圧された電力を整流するショットキー
ダイオード９１と、昇圧回路３で昇圧された電圧値に応
じて電子機器駆動回路１１３、蓄電器１１２、または蓄
電器１１２から電子機器駆動回路１１３に電力を振り分
ける制御回路１１１と、昇圧された電力を蓄電し電子機
器駆動回路１１３に電力を供給する蓄電器１１２と、昇
圧回路３で昇圧された電力あるいは蓄電器１１２に蓄え
られた電力を用いて動作する電子機器駆動回路１１３、
で構成する。そして、発振回路４は発振開始のための電
力を、発電機または電源２の電圧が時間により変化して
発振回路最低駆動電圧を越えたときに得る、あるいは、
蓄電器１１２から得る。発振を開始した発振回路４は、
昇圧回路３を駆動し、発電機または電源２から発生した
出力電圧を昇圧する。発振開始後の発振回路４は昇圧回
路３で昇圧された電力を用いて発振を継続する。この
時、本発明の電子機器１は、発電機または電源２の電圧
が時間により変化して、発振回路最低駆動電圧より低い
電圧になっても発振回路最低駆動電圧以上の電圧、また
は電子機器駆動回路１１３の駆動電圧以上に昇圧する。
これにより、発電機または電源２の出力電圧を常に発振
回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、発電機ま
たは電源２の大きさを小型化することができる。発電機
または電源２を小型化できることによって、携帯機器へ
の応用が高まる。また、発電機または電源２の出力電圧
が一度発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回路４が
動作を始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用いて発振
回路４を駆動するので、他の電力供給源なしに電子機器
駆動回路１１３を駆動し続けることが可能となる。さら
に、従来の電子機器では昇圧しない、発振回路最低駆動
電圧以下の電圧を昇圧することができるので、システム
全体の電力効率が向上する効果がある。また、蓄電器１
１２に電力が充電されていないときに蓄電器１１２に充
電をしようとすると、内部抵抗の大きい発電機や電源の
場合、発電機または電源２の出力電圧がドロップしてし
まい、蓄電器１１２への充電時間が非常に多くかかって
しまう。しかし、本発明の電子機器１では、昇圧回路３
で昇圧された電圧の値に応じて、昇圧後の電力を蓄電器
１１２や電子機器駆動回路１１３に振り分けるので、発
電機や電源から供給された電力を効率よく消費すること
ができるという効果がある。

【００１８】また、本発明の別の実施の形態では、Ｐ型
熱電材料エレメント１２３とＮ型熱電材料エレメント１
２４が二枚の基板に挟まれ、基板上でＰ型熱電材料エレ
メント１２３とＮ型熱電材料エレメント１２４が金属等
の導電性物質を介してＰＮ接合され、複数個直列に接続
されている熱電変換素子１４２と、熱電変換素子１４２
の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動
させる発振回路４と、発電機または前記電源で発電した
電力と昇圧回路３で昇圧された電力を整流するショット
キーダイオード９１と、昇圧回路３で昇圧された電圧値
に応じて電子機器駆動回路１１３、蓄電器１１２、また
は蓄電器１１２から電子機器駆動回路１１３に電力を振
り分ける制御回路１１１と、昇圧された電力を蓄電し、
電子機器駆動回路１１３に電力を供給する蓄電器１１２
と、昇圧回路３で昇圧された電力、あるいは、前記蓄電
器１１２に蓄えられた電力を用いて動作する電子機器駆
動回路１１３で構成する。そして、発振回路４は発振開
始のための電力を、熱電変換素子１４２の電圧が時間に
より変化して発振回路最低駆動電圧を越えたときに得
る、あるいは、蓄電器１１２から得る。発振を開始した
発振回路４は、昇圧回路３を駆動し、発電機または電源
２から発生した出力電圧を昇圧する。発振開始後の発振
回路４は昇圧回路３で昇圧された電力を用いて発振を継
続する。この時、本発明の電子機器１は、熱電変換素子
１４２の電圧が時間により変化して、発振回路最低駆動
電圧より低い電圧になっても発振回路最低駆動電圧以上
の電圧、または電子機器駆動回路１１３の駆動電圧以上
に昇圧する。これにより、電子機器１を駆動し続ける場
合、熱電変換素子１４２の出力電圧を常に発振回路最低
駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、熱電変換素子１４
２の大きさを小型化することができる。発電機または電
源２を小型化できることによって、携帯機器への応用が
高まる。また、一度、熱電変換素子１４２の出力電圧が
発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回路４が動作を
始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用いて発振回路４
を駆動するので、他の電力供給源なしに電子機器駆動回
路１１３を駆動し続けることが可能となる。特に熱電変
換素子１４２は、温度差ができた瞬間の出力電圧が、時
間的に経過した定常状態の発電電圧の数倍出力されるの
で、本発明の電子機器１に非常に良く適応できる。さら
に、従来の電子機器では昇圧しない発振回路最低駆動電
圧以下の電圧を昇圧することができるので、システム全
体の電力効率が向上する効果がある。また、蓄電器１１
２に電力が充電されていないときに蓄電器１１２に充電
をしようとすると、内部抵抗の大きい発電機や電源の場
合、発電機または電源２の出力電圧がドロップしてしま
い、蓄電器１１２への充電時間が非常に多くかかってし
まう。しかし、本発明の電子機器１では、昇圧回路３で
昇圧された電圧の値に応じて、昇圧後の電力を蓄電器１
１２や電子機器駆動回路１１３に振り分けるので、前記
熱電変換素子１４２から供給された電力を効率よく消費
することができるという効果がある。

【００１９】また、本発明の別の実施の形態では、発電
した電力の電圧が時間により変動する発電機、または電
圧が時間により変動する電源２と、発電機または電源２
の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動
させる発振回路４と、発電機または電源で発電した電力
と昇圧回路３で昇圧された電力を整流するショットキー
ダイオード９１と、昇圧回路３で昇圧された電圧値に応
じて時計ムーブメント１５３、蓄電器１１２、または蓄
電器１１２から時計ムーブメント１５３に電力を振り分
ける制御回路１１１と、昇圧された電力を蓄電し、時計
ムーブメント１５３に電力を供給する蓄電器１１２と、
昇圧回路３で昇圧された電力あるいは蓄電器１１２に蓄
えられた電力を用いて動作する時計表示機能を有する時
計ムーブメント１５３で構成する。そして、発振回路４
は発振開始のための電力を、発電機または電源２の電圧
が時間により変化して発振回路最低駆動電圧を越えたと
きに得る、あるいは、蓄電器１１２から得る。発振を開
始した発振回路４は、昇圧回路３を駆動し、発電機また
は電源２から発生した出力電圧を昇圧する。発振開始後
の発振回路４は昇圧回路３で昇圧された電力を用いて発
振を継続する。この時、本発明の電子機器１は、発電機
または電源２の電圧が時間により変化して、発振回路最
低駆動電圧より低い電圧になっても発振回路最低駆動電
圧以上の電圧、または時計ムーブメント１５３の駆動電
圧以上に昇圧する。これにより、発電機または電源２の
出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要が
なくなり、発電機または電源２の大きさを小型化するこ
とができる。発電機または電源２を小型化できることに
よって、特に携帯時計機器への応用が高い。また、一
度、発電機または電源２の出力電圧が発振回路最低駆動
電圧を越えれば、発振回路４が動作を始め、昇圧を行
い、昇圧された電力を用いて発振回路４を駆動するの
で、他の電力供給源なしに時計ムーブメント１５３を駆
動し続けることが可能となる。さらに、従来の電子機器
では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇
圧することができるので、システム全体の電力効率が向
上する効果がある。また、蓄電器１１２に電力が充電さ
れていないときに蓄電器１１２に充電をしようとする
と、内部抵抗の大きい発電機や電源の場合、発電機また
は電源２の出力電圧がドロップしてしまい、蓄電器１１
２への充電時間が非常に多くかかってしまう。しかし、
本発明の電子機器１では、昇圧回路３で昇圧された電圧
の値に応じて、昇圧後の電力を蓄電器１１２や時計ムー
ブメント１５３に振り分けるので、発電機や電源から供
給された電力を効率よく消費することができるという効
果がある。

【００２０】

【実施例】（実施例１）以下に本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の実施例1の構成を示すブロック
図である。本実施例の電子機器１の構成は、発電した電
力の電圧が時間により変動する発電機、または電圧が時
間により変動する電源２と、発電機または電源２の出力
電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる
発振回路４で構成する。

【００２１】各回路の接続は、発電機または電源２の出
力端子と昇圧回路３の起電圧入力端子３４を接続する。
昇圧回路３のパルス信号入力端子３６と発振回路４のパ
ルス信号出力端子２４を接続する。そして、昇圧回路３
の昇圧電圧出力端子５から昇圧された電力を取り出す。
図２に本実施例の発振回路４の回路図を示す。インバー
タ回路１１の出力が、インバータ回路１２の入力と、コ
ンデンサ１９の第１の電極とインバータ回路１５の入力
に接続され、インバータ回路１２の出力が、インバータ
回路１３の入力とコンデンサ２０の第１の電極に接続さ
れ、インバータ回路１３の出力が、インバータ回路１
１、１４の入力とコンデンサ２１の第１の電極に接続さ
れる。２入力ＮＡＮＤ回路１６は、インバータ回路１４
の出力と２入力ＮＡＮＤ回路１６の第１入力を接続し、
インバータ回路１５の出力と２入力ＮＡＮＤ回路１６の
第２入力を接続する。２入力ＮＡＮＤ回路１６の出力
が、インバータ回路１７の入力に接続され、インバータ
回路１７の出力がインバータ回路１８の入力に接続され
る。インバータ回路１８の出力は、パルス信号Ｐ１を出
力するパルス信号出力端子２４に接続され、コンデンサ
１９、２０、２１の第２の電極は、発電機または電源２
の低電位側電極であるＧＮＤ端子２３と接続する。ここ
で、各インバータ回路と２入力ＮＡＮＤ回路１６の電源
は、発振回路電源端子２２と接続され、各インバータ回
路と２入力ＮＡＮＤ回路１６の接地端子は前記ＧＮＤ端
子２３と接続する。上記構成を採ることで、デューティ
約６７％のパルス信号を得る。また、本発明の発振回路
４では、インバータ回路内のＮチャネル型トランジス
タ、Ｐチャネル型トランジスタのしきい値電圧を、例え
ば、それぞれ０．３Ｖとすると、発振回路最低駆動電圧
は０．７Ｖとなる。

【００２２】また、図３に本実施例の昇圧回路３の回路
図を示す。この回路はコイルを用いた昇圧回路３であ
る。発電機または電源２の電圧を入力する起電圧入力端
子３４と昇圧用コイル３１の片側電極が接続され、昇圧
用コイル３１のもう一方の電極は、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ３２のドレインとショットキーダイオード
３３のＰ型の電極に接続され、Ｎチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ３２のソースは、前記発電機または電源２の低
電位側電極であるＧＮＤ端子３５と接続する。Ｎチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ３２のゲートは、発振回路４の
パルス信号出力端子２４と接続されたパルス信号入力端
子３６と接続され、ショットキーダイオード３３のＮ型
の電極は昇圧電圧出力端子５と接続する。上記構成を採
ることで、発振回路４からのパルス信号を利用して、発
電機または電源２の出力電圧を昇圧する。ここで、本発
明の昇圧回路３を発振回路４と同一のプロセスで作製し
た場合、例えば、発振回路４のＮ、Ｐチャネル型トラン
ジスタのしきい値電圧を０．３Ｖとすると、昇圧回路３
内のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ３２のしきい値電
圧も０．３Ｖとなる。この時、発振回路４の発振回路最
低駆動電圧は０．７Ｖとなる。しかし、本昇圧回路３
は、コイルの一方とトランジスタのドレインを接続した
トランジスタがＮチャネル型のため、前記起電圧入力端
子３４の電圧が０．１Ｖでも、昇圧することが可能であ
り、発振回路４の出力パルス信号が１〜５ｋＨｚ、デュ
ーティ６７％の場合、起電圧入力端子３４の電圧が０．
１Ｖのものを１．５Ｖに昇圧する。

【００２３】また、昇圧回路３にコンデンサのスイッチ
ングで昇圧するスイッチドキャパシタ方式を用いること
もできる。ここに、スイッチドキャパシタ方式の昇圧回
路について説明する。図４にスイッチドキャパシタ方式
の昇圧回路ブロック図を示す。この昇圧回路３は、第１
昇圧回路、第２昇圧回路、第３昇圧回路、第４昇圧回
路、インバータ回路、平滑コンデンサで構成されてい
る。各要素の接続は、昇圧回路３の起電圧入力端子３４
と第１昇圧回路４２の入力端子を接続する。第１昇圧回
路４２の出力端子を、一方の電極をＧＮＤ端子に接続し
た平滑コンデンサ４６のもう一方の電極と第２昇圧回路
４３の入力端子に接続する。第２昇圧回路４３の出力端
子を、一方の電極をＧＮＤ端子に接続した平滑コンデン
サ４７のもう一方の電極と第３昇圧回路４４の入力端子
に接続する。第３昇圧回路４４の出力端子を、一方の電
極をＧＮＤ端子に接続した平滑コンデンサ４８のもう一
方の電極と第４昇圧回路４５の入力端子に接続する。第
４昇圧回路４５の出力端子が昇圧回路３の昇圧電圧出力
端子５となる。また、発振回路４からのパルス信号を入
力するパルス信号入力端子３６を、インバータ回路４１
の入力端子と第１昇圧回路４２から第４昇圧回路４５そ
れぞれの第１パルス信号入力端子６１、７１、８１に接
続する。インバータ回路４１の出力端子は、第１昇圧回
路４２から第４昇圧回路４５それぞれの第２パルス信号
入力端子６２、７２、８２に接続する。

【００２４】本昇圧回路３の動作は、発振回路４からの
パルス信号を第１昇圧回路４２から第４昇圧回路４５の
第１パルス信号入力端子６１、７１、８１と第２パルス
信号入力端子６２、７２、８２に入力して回路を駆動
し、先ず起電圧入力端子３４に入力された電圧を第１昇
圧回路４２で約２倍に昇圧し、第２昇圧回路４３で約２
倍に、第３昇圧回路４４で約２倍に、第４昇圧回路４５
で約２倍に、トータル約１６倍に昇圧する。

【００２５】次に、スイッチドキャパシタ方式の昇圧回
路３で用いられる発振回路４について説明する。図５に
発振回路図を示す。インバータ回路５１の出力が、イン
バータ回路５２の入力と、コンデンサ５６の第１の電極
に接続され、インバータ回路５２の出力が、インバータ
回路５３の入力とコンデンサ５７の第１の電極に接続さ
れ、インバータ回路５３の出力が、インバータ回路５
１、５４の入力とコンデンサ５８の第１の電極に接続さ
れる。インバータ回路５４の出力が、インバータ回路５
５の入力に接続され、インバータ回路５５の出力がパル
ス信号Ｐ１を出力するパルス信号出力端子２４に接続さ
れ、コンデンサ５６、５７、５８の第２の電極は、発電
機または電源２の低電位側電極であるＧＮＤ端子２３と
接続する。ここで、各インバータ回路の電源は、発振回
路電源端子２２と接続され、各インバータ回路の接地端
子はＧＮＤ端子２３と接続する。上記構成を採ること
で、デューティ約５０％のパルス信号を得る。また、本
発明の発振回路４では、インバータ回路内のＮチャネル
型トランジスタ、Ｐチャネル型トランジスタのしきい値
電圧を、例えば、それぞれ０．３Ｖとすると、発振回路
最低駆動電圧は０．７Ｖとなる。

【００２６】次に、第１昇圧回路から第４昇圧回路の回
路図と動作について説明する。図６に第１昇圧回路の回
路図を示す。昇圧回路３の起電圧入力端子３４を、Ｎチ
ャネル型ＭＯＳトランジスタ６３のドレインと、Ｎチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタ６４のソースに接続し、第１
パルス信号入力端子６１を、Ｎチャネル型ＭＯＳトラン
ジスタ６４とＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ６５のゲ
ートに接続し、第２パルス信号入力端子６２を、Ｎチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタ６３と６６のゲートと接続
し、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６３のソースを、
Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６５のドレインとコン
デンサ６７の第２電極に接続し、コンデンサ６７の第１
電極を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６４のドレイ
ンとＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ６６のソースに接
続し、昇圧電圧を出力する出力端子６８を、Ｎチャネル
型ＭＯＳトランジスタ６６のドレインに接続し、ＧＮＤ
端子６９を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６５のソ
ースに接続する。

【００２７】動作原理は、先ず、第１パルス信号入力端
子６１から入力される第１パルス信号が、“Ｈｉｇｈ”
の時、第２パルス信号入力端子６２から入力される第２
パルス信号は、“Ｌｏｗ”となり、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ６４と６５がオンし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ６３と６６がオフするので、コンデンサ６
７の第１電極は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６４
を介して起電圧入力端子３４に供給された電圧が供給さ
れるので、ある電圧Ｖａまで上昇し、コンデンサ６７の
第２電極は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６５を介
してＧＮＤの電圧が供給されるので、“Ｌｏｗ”にな
る。次に、第１パルス信号入力端子６１から入力される
第１パルス信号が、“Ｌｏｗ”の時、第２パルス信号入
力端子６２から入力される第２パルス信号は、“Ｈｉｇ
ｈ”となり、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６４と６
５がオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６３と６
６がオンするので、コンデンサ６７の第２電極は、Ｎチ
ャネル型ＭＯＳトランジスタ６３を介して起電圧入力端
子３４に供給された電圧が供給されるので、ある電圧Ｖ
ｂまで上昇する。したがって、コンデンサ６７の第１電
極は、ＶａとＶｂをプラスした電圧まで上昇し、該電圧
は、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６６を介して、出
力端子６８に供給されるので、出力端子６８の電圧はあ
る電圧Ｖｃまで上昇する。

【００２８】ここで、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの値は、Ｎチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタがオンしたときにソース・ド
レイン間に流すことが可能な最大電圧値と関係がある。
Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタは、ソース・ドレイン
間を流れる電圧が、最大電圧値以下であれば、どんな小
さい電圧でも流すことができるが、ソース・ドレイン間
を流れる電圧が最大電圧値より高い場合は、どんなに大
きな電圧でも、最大電圧値までしか流すことができな
い。つまり、Ｖａは、起電圧入力端子３４から供給され
る電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６４の最大
電圧値以下のときは、起電圧入力端子３４から供給され
る電圧とＶａは同じになるが、起電圧入力端子３４から
供給される電圧が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６
４の最大電圧値より高いときは、ＶａはＮチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ６４の最大電圧値となる。また、Ｖｂ
は、起電圧入力端子３４から供給される電圧が、Ｎチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタ６３の最大電圧値以下のとき
は、起電圧入力端子３４から供給される電圧とＶｂは同
じになるが、起電圧入力端子３４から供給される電圧
が、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６３の最大電圧値
より高いときは、ＶｂはＮチャネル型ＭＯＳトランジス
タ６３の最大電圧値となる。また、コンデンサ６７の第
１電極に発生するＶａとＶｂをプラスした値が、Ｎチャ
ネル型ＭＯＳトランジスタ６６の最大電圧値以下のとき
は、ＶｃはＶａとＶｂをプラスした値と同じ電圧とな
り、ＶａとＶｂをプラスした値がＮチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ６６の最大電圧値より高いときは、ＶｃはＮ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ６６の最大電圧値とな
る。なお、上記した各Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
の最大電圧値とは、各Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
がオンしているときに、各Ｎチャネル型ＭＯＳトランジ
スタのゲートに入力される各パルス信号の“Ｈｉｇｈ”
の電圧、つまり、Ｎチャネル型トランジスタにかかる電
圧からしき位置電圧分をマイナスした値である。

【００２９】上記の構成にしたことで、第１昇圧回路４
２は、昇圧入力電圧が低い電圧を効率よく昇圧する特徴
を有する。特に、起電圧入力端子の電圧がＭＯＳトラン
ジスタのしきい値電圧より低い場合に有効な手段であ
る。なお、第１昇圧回路４２は、第１昇圧回路４２のオ
ンしているＭＯＳトランジスタがオフすると同時に、オ
フしていたＭＯＳトランジスタがオンする構成である
が、オンしているＭＯＳトランジスタをオフしてから、
その後、オフしているＭＯＳトランジスタをオンする構
成とすることで、貫通電流をなくすことができ、昇圧効
率を向上させることができる。

【００３０】図７に第２昇圧回路の回路図を示す。接続
は、第１昇圧回路４２の出力端子６８と接続された第２
昇圧回路４３の入力端子７０を、Ｎチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ７３のドレインと、Ｎチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタ７４のソースに接続し、第１パルス信号入力端
子７１を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ７４と７５
と７６のゲートに接続し、第２パルス信号入力端子７２
を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ７３のゲートと接
続し、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ７３のソース
を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ７５のドレインと
コンデンサ７７の第２電極に接続し、コンデンサ７７の
第１電極を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ７４のド
レインとＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ７６のドレイ
ンに接続し、昇圧電圧を出力する出力端子７８を、Ｐチ
ャネル型ＭＯＳトランジスタ７６の基板接地されたソー
スに接続し、ＧＮＤ端子７９を、Ｎチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ７５のソースに接続する。

【００３１】動作原理は、先ず、第１パルス信号入力端
子７１から入力される第１パルス信号が、“Ｈｉｇｈ”
の時、第２パルス信号入力端子７２から入力される第２
パルス信号は、“Ｌｏｗ”となり、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ７４と７５がオンし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ７３とＰチャネル型トランジスタ７６がオ
フするので、コンデンサ７７の第１電極は、Ｎチャネル
型ＭＯＳトランジスタ７４を介して、入力端子７０に供
給された電圧が供給されるので、ある電圧Ｖａ１まで上
昇し、コンデンサ７７の第２電極は、Ｎチャネル型ＭＯ
Ｓトランジスタ７５を介してＧＮＤの電圧が供給される
ので、“Ｌｏｗ”になる。次に、第１パルス信号入力端
子７１から入力される第１パルス信号が、“Ｌｏｗ”の
時、第２パルス信号入力端子７２から入力される第２パ
ルス信号は、“Ｈｉｇｈ”となり、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ７４と７５がオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ７３とＰチャネル型トランジスタ７６がオ
ンするので、コンデンサ７７の第２電極は、Ｎチャネル
型ＭＯＳトランジスタ７３を介して入力端子７０に供給
された電圧が供給され、ある電圧Ｖｂ１まで上昇する。
したがって、コンデンサ７７の第１電極は、Ｖａ１とＶ
ｂ１をプラスした電圧まで上昇し、該電圧は、Ｐチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ７６を介して、出力端子７８に
供給されるので、出力端子７８の電圧はある電圧Ｖｃ１
まで上昇する。

【００３２】ここで、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ
７６は、コンデンサ７７の第１電極の電圧が、ソース・
ドレイン間を流すことができる最低電圧より低い場合、
２つのモードがある。コンデンサ７７の第１電極の電圧
が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタのドレインから基
板方向に順方向に流れる０．６Ｖ未満のとき、出力端子
７８には電圧を送ることはできないが、コンデンサ７７
の第１電極の電圧が０．６Ｖ以上、ソース・ドレイン間
を流すことができる最低電圧以下のとき、「コンデンサ
７７の第１電極の電圧」−０．６Ｖの電圧が出力端子７
８に供給される。一方、コンデンサ７７の第１電極の電
圧がＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ７６のソース・ド
レイン間を流すことができる最低電圧以上であれば、コ
ンデンサ７７の第１電極の電圧がどんなに高い電圧でも
出力端子７８に供給することができる。

【００３３】なお、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタの
ソース・ドレイン間に流すことができる最低電圧とは、
該トランジスタのゲートの電圧から該トランジスタのし
きい値電圧をマイナスした値である。従って、図７のＰ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ７６の最低電圧は、Ｐチ
ャネル型ＭＯＳトランジスタ７６のゲートの“Ｌｏｗ”
の電圧からしきい値電圧をマイナスした値、つまり、Ｇ
ＮＤ電位からしきい値電圧をマイナスした値であるの
で、しきい値電圧の絶対値となる。上記の構成にしたこ
とで、第２昇圧回路４２は、入力端子の電圧がＰチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタの最低電圧以上の場合、効率よ
く昇圧する特徴を有する。なお、第２昇圧回路４３は、
第２昇圧回路４３のオンしているＭＯＳトランジスタが
オフすると同時に、オフしていたＭＯＳトランジスタが
オンする構成であるが、オンしているＭＯＳトランジス
タをオフしてから、その後、オフしているＭＯＳトラン
ジスタをオンする構成とすることで、貫通電流をなくす
ことができ、昇圧効率を向上させることができる。

【００３４】図８に第３、第４昇圧回路の回路図を示
す。接続は、第２昇圧回路４３の出力端子７８、あるい
は第３昇圧回路の出力端子８８と接続された第３、第４
昇圧回路４４、４５の入力端子８０を、Ｐチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ８３の基板接地されたソースと、Ｐチ
ャネル型ＭＯＳトランジスタ８４のドレインに接続し、
第１パルス信号入力端子８１を、Ｐチャネル型ＭＯＳト
ランジスタ８３、８６とＮチャネル型ＭＯＳトランジス
タ８５のゲートに接続し、第２パルス信号入力端子８２
を、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８４のゲートと接
続し、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８３のドレイン
を、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ８５のドレインと
コンデンサ８７の第２電極に接続し、コンデンサ８７の
第１電極を、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８４の基
板接地されたソースとＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ
８６のドレインに接続し、昇圧電圧を出力する出力端子
８８を、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８６の基板接
地されたソースに接続し、ＧＮＤ端子８９を、Ｎチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ８５のソースに接続する。

【００３５】動作原理は、先ず、第１パルス信号入力端
子８１から入力される第１パルス信号が、“Ｈｉｇｈ”
の時、第２パルス信号入力端子８２から入力される第２
パルス信号は、“Ｌｏｗ”となり、Ｎチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ８５とＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ８
４がオンし、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８３と８
６がオフする。コンデンサ８７の第１電極は、Ｐチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ８４を介して、入力端子８０に
供給された電圧が供給されるので、ある電圧Ｖａ２まで
上昇し、コンデンサ８７の第２電極は、Ｎチャネル型Ｍ
ＯＳトランジスタ８５を介してＧＮＤの電圧が供給され
るので、“Ｌｏｗ”になる。次に、第１パルス信号入力
端子８１から入力される第１パルス信号が、“Ｌｏｗ”
の時、第２パルス信号入力端子８２から入力される第２
パルス信号は、“Ｈｉｇｈ”となり、Ｎチャネル型ＭＯ
Ｓトランジスタ８５とＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ
８４がオフし、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８３と
８６がオンするので、コンデンサ８７の第２電極は、Ｐ
チャネル型ＭＯＳトランジスタ８３を介して入力端子８
０に供給された電圧が供給され、ある電圧Ｖｂ２まで上
昇する。したがって、コンデンサ８７の第１電極は、Ｖ
ａ２とＶｂ２をプラスした電圧まで上昇し、該電圧は、
Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８６を介して、出力端
子８８に供給されるので、出力端子８８の電圧はある電
圧Ｖｃ２まで上昇する。

【００３６】ここで、上述したように、コンデンサ８７
の第１電極の電圧が、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ
のソース・ドレイン間を流すことができる最低電圧より
低い場合は、効率よく昇圧することはできないが、最低
電圧より高い場合は、コンデンサ８７の第１電極の電圧
がどんなに高い電圧でも出力端子８８に電圧を供給する
ことができる。なお、第３、４昇圧回路４４、４５は、
第３、４昇圧回路４４、４５のオンしているＭＯＳトラ
ンジスタがオフすると同時に、オフしていたＭＯＳトラ
ンジスタがオンする構成であるが、オンしているＭＯＳ
トランジスタをオフしてから、その後、オフしているＭ
ＯＳトランジスタをオンする構成とすることで、貫通電
流をなくすことができ、昇圧効率を向上させることがで
きる。

【００３７】よって、図４に示す昇圧回路３は、上記し
た特徴を示す第１から第４昇圧回路から構成され、第１
昇圧回路が昇圧した電圧を第２昇圧回路が昇圧し、第２
昇圧回路が昇圧した電圧を第３昇圧回路が昇圧し、第３
昇圧回路が昇圧した電圧を第４昇圧回路が昇圧する。こ
のような構成にすると同時に、Ｎチャネル型ＭＯＳトラ
ンジスタとＰチャネル型ＭＯＳトランジスタの特徴に応
じて、用いる個所を変えることで、起電圧入力端子３４
の電圧が発振回路４の最低駆動電圧以下の電圧を、第１
昇圧回路４２で昇圧し、第２、３、４昇圧回路で大きく
昇圧することが可能となる。

【００３８】次に、本実施例の電子機器の動作原理につ
いて説明する。動作原理は、まず始めに、発振回路４の
発振回路電源端子２２に電圧を印加して、発振回路４を
動作させ、目的の周波数のパルス信号をパルス信号出力
端子２４に出力する。このパルス信号を昇圧回路３のパ
ルス信号入力端子３６に入力し、昇圧を行う。昇圧回路
３は、起電圧入力端子３４から入力された発電機または
電源２の電圧を、パルス信号の周波数、デューティに応
じて昇圧し、昇圧電圧出力端子５に出力する。ここで、
上述したように、図３や図４に示すような回路を用いる
ことで、発振回路最低駆動電圧より低い電圧が昇圧回路
３の起電圧入力端子３４に入力されても、電子機器内の
全回路が動作可能な電圧まで昇圧することができる。こ
の昇圧された電力を用いて電子機器１が動作する。

【００３９】以上のことにより、発電機または電源２の
出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要が
なくなり、発電機または電源２の大きさを小型化するこ
とができる。発電機または電源２を小型化できることに
よって、携帯機器への応用が高まる。また、従来の電子
機器では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧
を昇圧することができるので、システム全体の電力効率
が向上する効果がある。

【００４０】（実施例２）図１４は本発明の実施例２の
構成を示すブロック図である。

【００４１】本実施例の電子機器１の構成は、発電した
電力の電圧が時間により変動する発電機、または電圧が
時間により変動する電源２と、発電機または電源２の出
力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させ
る発振回路４と、発電機または電源２の電力と昇圧回路
３出力後の電力を整流するショットキーダイオード９１
で構成する。

【００４２】各回路の接続は、発電機または電源２の出
力端子と昇圧回路３の起電圧入力端子３４を接続し、シ
ョットキーダイオード９１のＰ型の電極と発電機または
電源２の出力端子を接続し、ショットキーダイオード９
１のＮ型の電極と発振回路４の発振回路電源端子２２を
接続し、昇圧回路３のパルス信号入力端子３６と発振回
路４のパルス信号出力端子２４を接続し、昇圧回路３の
昇圧電圧出力端子５と発振回路４の発振回路電源端子２
２を接続する。そして、昇圧回路３の昇圧電圧出力端子
５から昇圧された電力を取り出す。

【００４３】本実施例の発振回路４、昇圧回路３は、実
施例１で述べた図２、５の発振回路４、図３、４の昇圧
回路３と同様である。本実施例の動作原理は、発電機ま
たは電源２の出力電圧が出力されていない状態（出力電
圧＝０Ｖ）から時間的に変化して発振回路最低駆動電圧
を超えた時、ショットキーダイオード９１を通して、発
振回路４の発振回路電源端子２２に発電機または電源２
の電圧が入力され、発振回路４を駆動し、発振が開始さ
れる。発振が開始された発振回路４は、パルス信号出力
端子２４にパルス信号を出力し、昇圧回路３のパルス信
号入力端子３６に信号を入力する。昇圧回路３はパルス
信号をＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ３２のゲートに
受けて、発電機または電源２の出力電圧の昇圧を開始す
る。この時、昇圧回路３の昇圧電圧出力端子５と発振回
路４の発振回路電源端子２２が接続されているため、昇
圧された電圧が発振回路４の電源となる。発電機または
電源２の出力端子と発振回路電源端子２２の間にはショ
ットキーダイオード９１が接続されているため、一旦、
発振回路４が動作して昇圧が開始されると、発振回路４
は昇圧回路３で昇圧した電圧を電源として使う。このた
め、発電機または電源２の電圧が、一旦発振回路最低駆
動電圧を越えれば、時間により変化して発振回路最低駆
動電圧を下回っても、昇圧を続けることができ、電子機
器１を駆動し続ける。

【００４４】従来、発電機または電源２の出力電圧で発
振回路４を駆動していた場合は、常に発電機または電源
２の出力電圧が発振回路最低駆動電圧を下回らないよう
に、出力に大きなマージンを必要とした。このため、発
電機または電源２が大型化していた。しかし、本発明で
は、上記の実施例のような構成を採用したため、発電機
または電源２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以
上に保つ必要がなくなり、発電機または電源２の大きさ
を小型化することができる。発電機または電源２を小型
化できることによって、携帯機器への応用が高まる。ま
た、一度、発電機または電源２の出力電圧が発振回路最
低駆動電圧を越えれば、発振回路４が動作を始め、昇圧
を行い、昇圧された電力を用いて発振回路４を駆動する
ので、他の電力供給源なしに電子機器駆動回路１１３を
駆動し続けることが可能となる。さらに、従来の電子機
器では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を
昇圧することができるので、システム全体の電力効率が
向上する効果がある。

【００４５】（実施例３）図１５は本発明の実施例３の
構成を示すブロック図である。本実施例の電子機器１の
構成は、発電した電力の電圧が時間により変動する発電
機、または電圧が時間により変動する電源２と、発電機
または電源２の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧
回路３を駆動させる発振回路４と、発電機または電源２
の電力と昇圧回路３出力後の電力を整流するショットキ
ーダイオード１０２と、発電機または電源とは別に具備
された電力供給源１０１で構成する。

【００４６】各回路の接続は、発電機または電源２の出
力端子と昇圧回路３の起電圧入力端子３４を接続し、昇
圧回路３のパルス信号入力端子３６と発振回路４のパル
ス信号出力端子２４を接続し、ショットキーダイオード
１０２のＰ型の電極と電力供給源１０１の出力端子を接
続し、ショットキーダイオード１０２のＮ型の電極と発
振回路４の発振回路電源端子２２を接続し、昇圧回路３
の昇圧電圧出力端子５と発振回路４の発振回路電源端子
２２を接続する。そして、昇圧回路３の昇圧電圧出力端
子５から昇圧された電力を取り出す。

【００４７】本実施例の発振回路４、昇圧回路３は、実
施例１で述べた図２、５の発振回路４、図３、４の昇圧
回路３と同様である。本実施例の動作原理は、まず、発
電機または電源２とは別に具備された電力供給源１０１
から発振回路最低駆動電圧を超えた電圧を、ショットキ
ーダイオード１０２を通して発振回路４の発振回路電源
端子２２に入力し、その電力供給源１０１からの電圧で
発振回路４を駆動し、発振が開始される。発振が開始さ
れた発振回路４は、パルス信号出力端子２４にパルス信
号を出力し、昇圧回路３のパルス信号入力端子３６に信
号を入力する。昇圧回路３は前記パルス信号をＮチャネ
ル型ＭＯＳトランジスタ３２のゲートに受けて、発電機
または電源２の出力電圧の昇圧を開始する。この時、昇
圧回路３の昇圧電圧出力端子５と発振回路４の発振回路
電源端子２２が接続されているため、昇圧された電圧が
発振回路４の電源となる。このため、一旦、発振回路４
が動作して昇圧が開始されると、発振回路４は昇圧回路
３で昇圧した電圧を電源として使い、電力供給源１０１
から電力を供給する必要はなくなる。よって、発電機ま
たは電源２の電圧が、時間により変化して発振回路最低
駆動電圧を下回っても、昇圧を続けることができ、電子
機器１を駆動し続ける。これにより、発電機または電源
２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必
要がなくなり、さらに、発電機または電源２が時間的変
化で発振回路最低駆動電圧を越えることができなくて
も、本発明の電子機器１は動作を続けることができるの
で、発電機または電源２の大きさを小型化することがで
きる。発電機または電源２を小型化できることによっ
て、携帯機器への応用が高まる。また、一度、発電機ま
たは電源２とは別に具備された電力供給源１０１の出力
電圧が発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回路４が
動作を始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用いて発振
回路４を駆動するので、他の電力供給源なしに電子機器
駆動回路１１３を駆動し続けることが可能となる。さら
に、発電機または電源２とは別に具備された電力供給源
は、常に発振回路４に電力を供給する必要がないので、
小型化することが可能である。また、従来の電子機器で
は昇圧しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧
することができるので、システム全体の電力効率が向上
する効果がある。

【００４８】（実施例４）図１１は本発明の実施例４の
構成を示すブロック図である。本実施例の電子機器１の
構成は、発電した電力の電圧が時間により変動する発電
機、または電圧が時間により変動する電源２と、発電機
または電源２の出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧
回路３を駆動させる発振回路４と、発電機または電源で
発電した電力と昇圧回路３で昇圧された電力を整流する
ショットキーダイオード９１と、昇圧回路３で昇圧され
た電圧値に応じて電子機器駆動回路１１３、蓄電器１１
２、または蓄電器１１２から電子機器駆動回路１１３に
電力を振り分ける制御回路１１１と、昇圧された電力を
蓄電し、電子機器駆動回路１１３に電力を供給する蓄電
器１１２と、昇圧回路３で昇圧された電力、あるいは、
蓄電器１１２に蓄えられた電力を用いて動作する電子機
器駆動回路１１３で構成する。

【００４９】各回路の接続は、発電機または電源２の出
力端子と昇圧回路３の起電圧入力端子３４を接続し、シ
ョットキーダイオード９１のＰ型の電極と発電機または
電源２の出力端子を接続し、ショットキーダイオード９
１のＮ型の電極と発振回路４の発振回路電源端子２２を
接続し、昇圧回路３のパルス信号入力端子３６と発振回
路４のパルス信号出力端子２４を接続し、昇圧回路３の
昇圧電圧出力端子５と発振回路４の発振回路電源端子２
２を接続する。そして、昇圧回路３の昇圧電圧出力端子
５と制御回路１１１入力端子を接続し、制御回路１１１
蓄電端子と蓄電器１１２入力端子を接続し、制御回路１
１１出力端子と電子機器駆動回路１１３の電源端子を接
続する。ここで、発電機または電源２の出力端子の電圧
をＶｐ、昇圧回路３の昇圧電圧出力端子５の電圧をＶｐ
ｐ、電子機器駆動回路１１３の電源端子の電圧をＶｉ
ｃ、蓄電器１１２の入力端子の電圧をＶｃａとする。以
降の説明では、上記記号を用いて説明する。

【００５０】本実施例の動作原理は、発電機または電源
２の出力電圧Ｖｐが出力されていない状態（出力電圧＝
０Ｖ）から時間的に変化して発振回路最低駆動電圧を超
えた時、ショットキーダイオード９１を通して、発振回
路４の発振回路電源端子２２に発電機または電源２の出
力電圧Ｖｐが入力され、発振回路４を駆動し、発振が開
始される。発振が開始された発振回路４は、パルス信号
出力端子２４にパルス信号を出力し、昇圧回路３のパル
ス信号入力端子３６に信号を入力する。昇圧回路３はパ
ルス信号をＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ３２のゲー
トに受けて、発電機または電源２の出力電圧の昇圧を開
始する。この時、昇圧回路３の昇圧電圧出力端子５と発
振回路４の発振回路電源端子２２が接続されているた
め、昇圧された電圧が発振回路４の電源となる。ここ
で、発電機または電源２の出力端子と発振回路電源端子
２２の間にはショットキーダイオード９１が接続されて
いるため、一旦、発振回路４が動作して昇圧が開始され
ると、発振回路４は昇圧回路３で昇圧した電圧を電源と
して使う。このため、発電機または電源２の電圧が、一
旦発振回路最低駆動電圧を越えれば、時間により変化し
て発振回路最低駆動電圧を下回っても、昇圧を続けるこ
とができる。また、このシステムでは、蓄電器１１２の
電圧を発振回路４の発振開始電圧に使うことも可能であ
る。つまり、制御回路１１１を通して発振回路電源端子
２２に電圧を供給し、発振を開始させる。一旦、発振回
路４が動作して昇圧が開始されると、後は上記動作と同
じように、昇圧された電圧が発振回路４の電源となる。
昇圧された電圧Ｖｐｐを受ける制御回路１１１は、昇圧
された電圧Ｖｐｐの値により、電子機器駆動回路１１３
や蓄電器１１２に電力を振り分ける。昇圧された電圧Ｖ
ｐｐが、電子機器駆動回路１１３を駆動するのに丁度必
要な電圧の場合、制御回路１１１は昇圧回路３で昇圧さ
れた電力を電子機器駆動回路１１３に供給する。そし
て、昇圧された電圧Ｖｐｐが、電子機器駆動回路１１３
を駆動するのに充分の電圧であった場合、制御回路１１
１は昇圧された電力を電子機器駆動回路１１３と蓄電器
１１２の両方に供給する。そして、昇圧された電圧Ｖｐ
ｐが、電子機器駆動回路１１３を駆動することができな
い電圧の場合、制御回路１１１は蓄電器１１２から電子
機器駆動回路１１３に電力を供給する。この動作によ
り、昇圧された電圧が下がって電子機器駆動回路１１３
を駆動することができなくても、蓄電器１１２からの電
力で動作することができるので、電子機器駆動回路１１
３を駆動させ続けることが可能となる。

【００５１】以上のような構成としたため、発電機また
は電源２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に
保つ必要がなくなり、発電機または電源２の大きさを小
型化することができる。発電機または電源２を小型化で
きることによって、携帯機器への応用が高まる。また、
一度、発電機または電源２の出力電圧が発振回路最低駆
動電圧を越えれば、発振回路４が動作を始め、昇圧を行
い、昇圧された電力を用いて発振回路４を駆動するの
で、他の電力供給源なしに電子機器駆動回路１１３を駆
動し続けることが可能となる。さらに、従来の電子機器
では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇
圧することができるので、システム全体の電力効率が向
上する効果がある。また、蓄電器１１２に電力が充電さ
れていないときに蓄電器１１２に充電をしようとする
と、内部抵抗の大きい発電機や電源の場合、発電機また
は電源２の出力電圧がドロップしてしまい、蓄電器１１
２への充電時間が非常に多くかかってしまう。しかし、
本発明の電子機器１では、昇圧回路３で昇圧された電圧
の値に応じて、昇圧後の電力を蓄電器１１２や電子機器
駆動回路１１３に振り分けるので、電子機器駆動回路１
１３は昇圧された電圧Ｖｐｐが電子機器駆動回路１１３
の駆動可能電圧以上であれば、すぐに動作することが可
能であり、発電機や電源から供給された電力を効率よく
消費することができるという効果がある。

【００５２】（実施例５）本発明の実施例５では、発電
機または電源２が、熱電変換素子１４２で構成される。
図１２の熱電変換素子１４２の上面図と側面図に示すよ
うに、Ｐ型熱電材料エレメント１２３とＮ型熱電材料エ
レメント１２４が二枚の基板１２１と１２２に挟まれ、
基板上でＰ型熱電材料エレメント１２３とＮ型熱電材料
エレメント１２４が金属等の導電性物質１２５、１２６
を介してＰＮ接合され、複数個直列に、Ｐ、Ｎ、Ｐ、Ｎ
というように接続されている。熱電変換素子１４２はＰ
Ｎ接合部とＰＮ接合部の間に温度差を与えると、温度差
に応じた電位差を生じ、ＰＮ接合を増やすことで高い発
生電圧を得る。そこで、基板１２１と基板１２２の間に
温度差を与えると熱電変換素子１４２の電極１２７と１
２８の間に電位差を生じる。本発明では、基板１２１を
高温側、基板１２２を低温側にして発電させた。図１３
に熱電変換素子１４２の基板１２１と１２２に温度差を
与えた時、生じた起電圧の時間変化を示したものであ
る。この測定結果より、熱電変換素子１４２の基板間に
温度差が与えられた直後は急激に電圧が上がっていく
が、あるピークを過ぎると電圧が下がっていき、ある値
で飽和する。これは、基板間に温度差が与えられた直後
は、与えられた温度差がそのまま熱電変換素子１４２に
かかるため、大きな電圧を発生させることができるが、
時間が経つと、基板１２１から基板１２２にＰ、Ｎ型熱
電材料エレメント１２３、１２４を通して熱が伝わるた
め、基板１２１と基板１２２の間の温度差が小さくなっ
ていく。そのため、発生する電圧も小さくなる。この現
象は、熱電変換素子１４２を用いる上で、避けることの
できない問題である。そのため、従来は、熱電変換素子
１４２の出力電圧が、飽和した状態でも常に電子機器駆
動回路１１３または発振回路４の最低駆動電圧以上にな
るように、熱電材料エレメントを直列に接続しなければ
ならない。

【００５３】さらに、熱電変換素子１４２は温度差で発
電し、周囲の温度に大きく影響されるため、より多くの
熱電材料エレメントを直列に接続しなければならない。
このため、熱電変換素子１４２はより大型なものとなっ
てしまうと同時に、熱の流動経路も多くなるのでより大
きな放熱板を基板１２２に必要とする。しかし、本発明
の電子機器１では、熱電変換素子１４２の出力電圧が出
力されていない状態（出力電圧＝０Ｖ）から時間的に変
化して発振回路最低駆動電圧を超えた時、ショットキー
ダイオード９１を通して、発振回路４の発振回路電源端
子２２に発電機または電源２の電圧が入力され、発振回
路４を駆動し、発振が開始される。発振が開始された発
振回路４は、パルス信号出力端子２４にパルス信号を出
力し、昇圧回路３のパルス信号入力端子３６に信号を入
力する。昇圧回路３はパルス信号をＮチャネル型ＭＯＳ
トランジスタ３２のゲートに受けて、発電機または電源
２の出力電圧の昇圧を開始する。この時、昇圧回路３の
昇圧電圧出力端子５と発振回路４の発振回路電源端子２
２が接続されているため、昇圧された電圧が発振回路４
の電源となる。発電機または電源２の出力端子と発振回
路電源端子２２の間にはショットキーダイオード９１が
接続されているため、一旦、発振回路４が動作して昇圧
が開始されると、発振回路４は昇圧回路３で昇圧した電
圧を電源として使う。このため、熱電変換素子１４２の
出力電圧が、一旦発振回路最低駆動電圧を越えれば、時
間により変化して発振回路最低駆動電圧を下回っても、
昇圧を続けることができ、電子機器１を駆動し続ける。
よって、図１３に示した熱電変換素子１４２の出力電圧
のピーク値が、発振回路最低駆動電圧以上であれば、熱
電変換素子１４２の出力電圧が飽和状態でも昇圧を行
い、電子機器１を駆動し続ける。この発明により、従来
より熱電変換素子１４２の大きさを小型化することがで
きる。

【００５４】（実施例６）実施例５を腕時計に用いた場
合について説明する。尚、本実施例を他の時刻表示機能
を有する電子機器１に用いた場合も同様である。実施例
５を腕時計に用いた場合の構成は、熱電変換素子１４２
と、熱電変換素子１４２の出力電圧を昇圧する昇圧回路
３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４と、熱電変換
素子１４２で発電した電力と昇圧回路３で昇圧された電
力を整流するショットキーダイオード９１と、昇圧回路
３で昇圧された電圧値に応じて時計ムーブメント１５
３、蓄電器１１２、または蓄電器１１２から時計ムーブ
メント１５３に電力を振り分ける制御回路１１１と、昇
圧された電力を蓄電し、時計ムーブメント１５３に電力
を供給する蓄電器１１２と、昇圧回路３で昇圧された電
力、あるいは、蓄電器１１２に蓄えられた電力を用いて
動作する時計ムーブメント１５３で構成する。以上の構
成の接続は、実施例４で説明した接続と同様である。

【００５５】図１４は腕時計に熱電変換素子１４２を組
み込んだ場合の断面図である。腕時計は、金属等の熱伝
導のよい材料で作られたケース１４１、裏ブタ１５１、
腕の体表温度をケース１４１に伝えるのを防ぐプラスチ
ック部材１５２、時計ムーブメント１５３、文字板１４
３、文字板１４３上の表面ガラス１５４、そして熱電変
換素子１４２から構成される。本実施例で用いられる回
路は、時計ムーブメント１５３内に作られる。裏ブタ１
５１と熱電変換素子１４２の基板１２１を接触させ、腕
の体表熱を熱電変換素子１４２の基板１２１に伝える。
熱電変換素子１４２のもう一方の基板１２２は、時計ケ
ース１４１と接触させ、外気の熱を伝える放熱板の役割
を果たす。プラスチック部材１５２は、腕の体表熱で暖
められた裏ブタ１５１の熱が、時計ケース１４１に伝わ
らないようにするための断熱材である。上記のような構
成の腕時計を腕に装着することで、熱電変換素子１４２
の基板間に温度差を生じ、電圧を発生する。ここで、熱
電変換素子１４２の基板間に効率よく温度差を与えるに
は、基板上下の熱容量に差を持たせることで行う。つま
り、裏ブタ１５１と熱電変換素子の基板１２１の合計熱
容量より熱電変換素子の基板１２２とケース１４１の合
計熱容量を大きくすることで、基板１２１の熱が熱電材
料エレメントを伝わって基板１２２に伝わり、基板間の
温度差がなくなって飽和に達するのを防ぎ、熱電変換素
子１４２の基板間に効率よく温度差を与える。また、図
１５は熱電変換素子１４２のＰＮ接合を複数個直列に接
続した素子を1モジュールとして腕時計内部に12個直列
に接続してならべた上面透視図である。このようになら
べて接続することで、熱電変換素子１４２の出力電圧を
かせぐ。

【００５６】本実施例の腕時計では、熱電変換素子１４
２がＰＮ接合５０対のモジュールを１２対直列に接続
し、発振回路４、昇圧回路３内のトランジスタのしきい
値電圧を０．３Ｖとした。これらの値は、時計の大き
さ、時計の吸発熱量により変えていかなければならな
い。熱電変換素子１４２は、熱電材料エレメントの１本
の発電量が約２００μＶ／℃であるから、１．５Ｖで駆
動する時計ムーブメント１５３を直接熱電変換素子１４
２で駆動するには、基板間温度差＝２℃として、ＰＮ接
合が最低１８１２５対必要となる。しかし、約２０００
対の素子を腕時計の中に納めるのは技術的に難しい。そ
のため、ＰＮ接合対を少なくして昇圧して１．５Ｖを稼
ぐ方法になるが、その方法でも、熱電変換素子１４２か
ら発生される定常状態の電圧は、昇圧回路３を駆動する
発振回路４の最低駆動電圧を越えなければならなかっ
た。これに対し、本実施例では、図１３に示す熱電変換
素子１４２の特性を利用しているので、腕時計を腕に装
着した直後の発電電圧が発振回路最低駆動電圧を越えれ
ば、定常状態の発電電圧が発振回路最低駆動電圧を下回
っても昇圧が可能である。本実施例では、腕に装着した
直後の電圧が２Ｖ前後、定常状態で約０．５Ｖの発電力
である。また、発振回路４は、トランジスタのしきい値
電圧が０．３Ｖの時、発振回路最低駆動電圧が約０．７
Ｖとなる。

【００５７】本実施例の動作原理は、熱電変換素子１４
２の出力電圧が出力されていない状態（出力電圧＝０
Ｖ）から、腕に装着して熱電変換素子１４２の出力電圧
が発振回路最低駆動電圧を超えた時、ショットキーダイ
オード１４１を通して、発振回路４の発振回路電源端子
２２に出力電圧が入力され、発振回路４を駆動し、発振
が開始される。発振が開始された発振回路４は、パルス
信号出力端子２４にパルス信号を出力し、昇圧回路３の
パルス信号入力端子３６に信号を入力する。昇圧回路３
はパルス信号をＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ３２の
ゲートに受けて、熱電変換素子１４２の出力電圧の昇圧
を開始する。この時、昇圧回路３の昇圧電圧出力端子５
と発振回路４の発振回路電源端子２２が接続されている
ため、昇圧された電圧が発振回路４の電源となる。熱電
変換素子１４２の出力端子と発振回路電源端子２２の間
にはショットキーダイオード１４１が接続されているた
め、一旦、発振回路４が動作して昇圧が開始されると、
発振回路４は昇圧回路３で昇圧した電圧を電源として使
う。このため、熱電変換素子１４２の出力電圧が、一旦
発振回路最低駆動電圧を越えれば、定常状態で発振回路
最低駆動電圧を下回っても、昇圧を続けることができ
る。また、このシステムでは、蓄電器１１２の電圧を発
振回路４の発振開始電圧に使うことも可能である。つま
り、制御回路１１１を通して発振回路電源端子２２に電
圧を供給し、発振を開始させる。一旦、発振回路４が動
作して昇圧が開始されると、後は上記動作と同じよう
に、昇圧された電圧が発振回路４の電源となる。昇圧さ
れた電圧Ｖｐｐを受ける制御回路１１１は、昇圧された
電圧Ｖｐｐの値により、時計ムーブメント１５３や蓄電
器１１２に電力を振り分ける。昇圧された電圧Ｖｐｐ
が、時計ムーブメント１５３を駆動するのに丁度必要な
電圧１．２から１．５Ｖの場合、制御回路１１１は昇圧
回路３で昇圧された電力を時計ムーブメント１５３に供
給する。そして、昇圧された電圧Ｖｐｐが、時計ムーブ
メント１５３を駆動するのに充分の電圧１．５Ｖ以上で
あった場合、制御回路１１１は昇圧された電力を時計ム
ーブメント１５３と蓄電器１１２の両方に供給する。そ
して、昇圧された電圧Ｖｐｐが、時計ムーブメント１５
３を駆動することができない電圧１．２Ｖ以下の場合、
制御回路１１１は蓄電器１１２から時計ムーブメント１
５３に電力を供給する。この動作により、昇圧された電
圧が下がって時計ムーブメント１５３を駆動することが
できなくても、蓄電器１１２からの電力で動作すること
ができるので、時計ムーブメント１５３を駆動させ続け
ることが可能となる。

【００５８】以上の構成としたことにより、熱電変換素
子１４２の出力電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に
保つ必要がなくなり、熱電変換素子１４２の大きさを小
型化することができる。熱電変換素子１４２を小型化で
きることによって、特に携帯時計機器への応用が高い。
また、一度、熱電変換素子の出力電圧が発振回路最低駆
動電圧を越えれば、発振回路４が動作を始め、昇圧を行
い、昇圧された電力を用いて発振回路４を駆動するの
で、他の電力供給源なしに時計ムーブメント１５３を駆
動し続けることが可能となる。さらに、従来の電子機器
では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇
圧することができるので、システム全体の電力効率が向
上する効果がある。また、蓄電器１１２に電力が充電さ
れていないときに蓄電器１１２に充電をしようとする
と、素子を直列接続した内部抵抗の大きい熱電変換素子
１４２は、熱電変換素子１４２の出力電圧がドロップし
てしまい、蓄電器１１２への充電時間が非常に多くかか
ってしまう。しかし、本発明の電子機器１では、昇圧回
路３で昇圧された電圧の値に応じて、昇圧後の電力を蓄
電器１１２や時計ムーブメント１５３に振り分けるの
で、熱電変換素子１４２から供給された電力を効率よく
消費することができるという効果がある。

【００５９】

【発明の効果】本発明では、発電した電力の電圧が時間
により変動する発電機、または電圧が時間により変動す
る電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧する昇
圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４で構成
するため、発電機または電源２の出力電圧を常に発振回
路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、発電機また
は電源２の大きさを小型化することができる。発電機ま
たは電源２を小型化できることによって、携帯機器への
応用が高まる。また、従来の電子機器では昇圧しない、
発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧することができ
るので、システム全体の電力効率が向上する効果があ
る。

【００６０】また、本発明では、発電した電力の電圧が
時間により変動する発電機、または電圧が時間により変
動する電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧す
る昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４で
構成するため、発電機または電源２の出力電圧を常に発
振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、一度、
発振回路最低駆動電圧を越えれば、昇圧回路３を駆動さ
せることができるので、発電機または電源２の大きさを
小型化することができる。発電機または電源２を小型化
できることによって、携帯機器への応用が高まる。ま
た、従来の電子機器では昇圧しない、発振回路最低駆動
電圧以下の電圧を昇圧することができるので、システム
全体の電力効率が向上する効果がある。

【００６１】また、本発明では、発電した電力の電圧が
時間により変動する発電機、または電圧が時間により変
動する電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧す
る昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４で
構成するため、発電機または電源２の出力電圧を常に発
振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、発電機
または電源２の大きさを小型化することができる。発電
機または電源２を小型化できることによって、携帯機器
への応用が高まる。また、一度、発電機または電源２の
出力電圧が発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回路
４が動作を始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用いて
発振回路４を駆動するので、他の電力供給源なしに電子
機器駆動回路１１３を駆動し続けることが可能となる。
さらに、従来の電子機器では昇圧しない、発振回路最低
駆動電圧以下の電圧を昇圧することができるので、シス
テム全体の電力効率が向上する効果がある。

【００６２】また、本発明では、発電した電力の電圧が
時間により変動する発電機、または電圧が時間により変
動する電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧す
る昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４
と、発電機または電源とは別に具備された電力供給源１
５１で構成するため、発電機または電源２の出力電圧を
常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、
さらに、発電機または電源２が時間的変化で発振回路最
低駆動電圧を越えることができなくても、本発明の電子
機器１は動作を続けることができるので、発電機または
電源２の大きさを小型化することができる。発電機また
は電源２を小型化できることによって、携帯機器への応
用が高まる。また、従来の電子機器では昇圧しない、発
振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧することができる
ので、システム全体の電力効率が向上する効果がある。

【００６３】また、本発明では、発電した電力の電圧が
時間により変動する発電機、または電圧が時間により変
動する電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧す
る昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４
と、発電機または電源とは別に具備された電力供給源１
５１で構成するため、発電機または電源２の出力電圧を
常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、
さらに、発電機または電源２が時間的変化で発振回路最
低駆動電圧を越えることができなくても、本発明の電子
機器１は動作を続けることができるので、発電機または
電源２の大きさを小型化することができる。発電機また
は電源２を小型化できることによって、携帯機器への応
用が高まる。また、一度、発電機または電源２とは別に
具備された電力供給源１５１の出力電圧が発振回路最低
駆動電圧を越えれば、発振回路４が動作を始め、昇圧を
行い、昇圧された電力を用いて発振回路４を駆動するの
で、他の電力供給源なしに電子機器駆動回路１１３を駆
動し続けることが可能となる。さらに、発電機または電
源２とは別に具備された電力供給源１５１は、常に発振
回路４に電力を供給する必要がないので、小型化するこ
とが可能である。また、従来の電子機器では昇圧しな
い、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧することが
できるので、システム全体の電力効率が向上する効果が
ある。

【００６４】また、本発明では、発電した電力の電圧が
時間により変動する発電機、または電圧が時間により変
動する電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧す
る昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４
と、発電機または電源で発電した電力と昇圧回路３で昇
圧された電力を整流するショットキーダイオード１４１
と、昇圧回路３で昇圧された電圧値に応じて電子機器駆
動回路１１３、蓄電器１１２、または蓄電器１１２から
電子機器駆動回路１１３に電力を振り分ける制御回路１
１１と、昇圧された電力を蓄電し、電子機器駆動回路１
１３に電力を供給する蓄電器１１２と、昇圧回路３で昇
圧された電力、あるいは、蓄電器１１２に蓄えられた電
力を用いて動作する電子機器駆動回路１１３で構成する
ため、発電機または電源２の出力電圧を常に発振回路最
低駆動電圧以上に保つ必要がなくなり、発電機または電
源２の大きさを小型化することができる。発電機または
電源２を小型化できることによって、携帯機器への応用
が高まる。また、一度、発電機または電源２の出力電圧
が発振回路最低駆動電圧を越えれば、発振回路４が動作
を始め、昇圧を行い、昇圧された電力を用いて発振回路
４を駆動するので、他の電力供給源なしに電子機器駆動
回路１１３を駆動し続けることが可能となる。さらに、
従来の電子機器では昇圧しない、発振回路最低駆動電圧
以下の電圧を昇圧することができるので、システム全体
の電力効率が向上する効果がある。また、蓄電器１１２
に電力が充電されていないときに蓄電器１１２に充電を
しようとすると、内部抵抗の大きい発電機や電源の場
合、発電機または電源２の出力電圧がドロップしてしま
い、蓄電器１１２への充電時間が非常に多くかかってし
まう。しかし、本発明の電子機器１では、昇圧回路３で
昇圧された電圧の値に応じて、昇圧後の電力を蓄電器１
１２や電子機器駆動回路１１３に振り分けるので、発電
機や電源から供給された電力を効率よく消費することが
できるという効果がある。

【００６５】また、本発明では、Ｐ型熱電材料エレメン
ト１２３とＮ型熱電材料エレメント１２４が二枚の基板
に挟まれ、基板上でＰ型熱電材料エレメント１２３とＮ
型熱電材料エレメント１２４が金属等の導電性物質１２
５、１２６を介してＰＮ接合され、複数個直列に接続さ
れている熱電変換素子１４２と、熱電変換素子１４２の
出力電圧を昇圧する昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動さ
せる発振回路４と、発電機または電源で発電した電力と
昇圧回路３で昇圧された電力を整流するショットキーダ
イオード１４１と、昇圧回路３で昇圧された電圧値に応
じて電子機器駆動回路１１３、蓄電器１１２、または蓄
電器１１２から電子機器駆動回路１１３に電力を振り分
ける制御回路１１１と、昇圧された電力を蓄電し、電子
機器駆動回路１１３に電力を供給する蓄電器１１２と、
昇圧回路３で昇圧された電力、あるいは、蓄電器１１２
に蓄えられた電力を用いて動作する電子機器駆動回路１
１３で構成するため、電子機器１を駆動し続ける場合、
熱電変換素子１４２の出力電圧を常に発振回路最低駆動
電圧以上に保つ必要がなくなり、熱電変換素子１４２の
大きさを小型化することができる。発電機または電源２
を小型化できることによって、携帯機器への応用が高ま
る。また、一度、熱電変換素子１４２の出力電圧が発振
回路最低駆動電圧を越えれば、発振回路４が動作を始
め、昇圧を行い、昇圧された電力を用いて発振回路４を
駆動するので、他の電力供給源なしに電子機器駆動回路
１１３を駆動し続けることが可能となる。特に熱電変換
素子１４２は、温度差ができた瞬間の出力電圧が、時間
的に経過した定常状態の発電電圧の数倍出力されるの
で、本発明の電子機器１に非常に良く適応できる。さら
に、従来の電子機器では昇圧しない、発振回路最低駆動
電圧以下の電圧を昇圧することができるので、システム
全体の電力効率が向上する効果がある。また、蓄電器１
１２に電力が充電されていないときに蓄電器１１２に充
電をしようとすると、内部抵抗の大きい発電機や電源の
場合、発電機または電源２の出力電圧がドロップしてし
まい、蓄電器１１２への充電時間が非常に多くかかって
しまう。しかし、本発明の電子機器１では、昇圧回路３
で昇圧された電圧の値に応じて、昇圧後の電力を蓄電器
１１２や電子機器駆動回路１１３に振り分けるので、熱
電変換素子１４２から供給された電力を効率よく消費す
ることができるという効果がある。

【００６６】また、本発明では、発電した電力の電圧が
時間により変動する発電機、または電圧が時間により変
動する電源と、発電機または電源２の出力電圧を昇圧す
る昇圧回路３と、昇圧回路３を駆動させる発振回路４
と、発電機または電源で発電した電力と昇圧回路３で昇
圧された電力を整流するショットキーダイオード１４１
と、昇圧回路３で昇圧された電圧値に応じて時計ムーブ
メント１５３、蓄電器１１２、または蓄電器１１２から
時計ムーブメント１５３に電力を振り分ける制御回路１
１１と、昇圧された電力を蓄電し、時計ムーブメント１
５３に電力を供給する蓄電器１１２と、昇圧回路３で昇
圧された電力、あるいは、蓄電器１１２に蓄えられた電
力を用いて動作する時計表示機能を有する時計ムーブメ
ント１５３で構成するため、発電機または電源２の出力
電圧を常に発振回路最低駆動電圧以上に保つ必要がなく
なり、発電機または電源２の大きさを小型化することが
できる。発電機または電源２を小型化できることによっ
て、特に携帯時計機器への応用が高い。また、一度、発
電機または電源２の出力電圧が発振回路最低駆動電圧を
越えれば、発振回路４が動作を始め、昇圧を行い、昇圧
された電力を用いて発振回路４を駆動するので、他の電
力供給源なしに時計ムーブメント１５３を駆動し続ける
ことが可能となる。さらに、従来の電子機器では昇圧し
ない、発振回路最低駆動電圧以下の電圧を昇圧すること
ができるので、システム全体の電力効率が向上する効果
がある。また、蓄電器１１２に電力が充電されていない
ときに蓄電器１１２に充電をしようとすると、内部抵抗
の大きい発電機や電源の場合、発電機または電源２の出
力電圧がドロップしてしまい、蓄電器１１２への充電時
間が非常に多くかかってしまう。しかし、本発明の電子
機器１では、昇圧回路３で昇圧された電圧の値に応じ
て、昇圧後の電力を蓄電器１１２や時計ムーブメント１
５３に振り分けるので、発電機や電源から供給された電
力を効率よく消費することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子機器の第１実施例のシステムブロ
ック図である。

【図２】本発明の電子機器のコイル昇圧で用いられる発
振回路の回路図である。

【図３】本発明の電子機器のコイル昇圧方式の昇圧回路
図である。

【図４】本発明の電子機器のスイッチドキャパシタ方式
の昇圧回路ブロック図である。

【図５】本発明の電子機器のスイッチドキャパシタ方式
昇圧で用いられる発振回路の回路図である。

【図６】本発明の電子機器のスイッチドキャパシタ方式
の第１昇圧回路の回路図である。

【図７】本発明の電子機器のスイッチドキャパシタ方式
の第２昇圧回路の回路図である。

【図８】本発明の電子機器のスイッチドキャパシタ方式
の第３、４昇圧回路の回路図である。

【図９】本発明の電子機器の第２実施例のシステムブロ
ック図である。

【図１０】本発明の電子機器の第３実施例のシステムブ
ロック図である。

【図１１】本発明の電子機器の第４実施例のシステムブ
ロック図である。

【図１２】熱電変換素子の上面透視図及び断面図であ
る。

【図１３】熱電変換素子の時間変化による出力電圧特性
である。

【図１４】本発明の電子機器で、熱電変換素子を腕時計
に配置した時の上面透視図である。

【図１５】本発明の電子機器で、熱電変換素子を腕時計
に配置した時の断面図である。

【符号の説明】

１電子機器２発電機または電源３昇圧回路４発振回路５昇圧電圧出力端子１３、１４、１５、１７、１８、４１インバータ回路１９、２０、２１、４６、４７、４８コンデンサ１６２入力ＮＡＮＤ回路２２発振回路電源端子２３、３５ＧＮＤ端子２４パルス信号出力端子３１昇圧用コイル３２Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ３３、９１、１０２ショットキーダイオード３４起電圧入力端子３５パルス信号入力端子４２第１昇圧回路４３第２昇圧回路４４第３昇圧回路４５第４昇圧回路５１、５２、５３、５４、５５インバータ回路５６、５７、５８コンデンサ６１、７１、８１第１パルス信号入力端子６２、７２、８２第２パルス信号入力端子６３、６４、６５、６６Ｎチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ６７、７７、８７コンデンサ６８、７８、８８出力端子６９、７９、８９ＧＮＤ端子７０、８０入力端子７３、７４、７５、８５Ｎチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ７６、８３、８４、８６Ｐチャネル型ＭＯＳトランジ
スタ１０１電力供給源１１１制御回路１１２蓄電器１１３電子機器駆動回路１２１、１２２基板１２３Ｐ型熱電材料エレメント１２４Ｎ型熱電材料エレメント１２５、１２６導電性物質１２７、１２８熱電変換素子の電極１４１ケース１４２熱電変換素子１４３文字板１５１裏ブタ１５２プラスチック部材１５３時計ムーブメント１５４表面ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇都宮文靖千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内 (72)発明者岸松雄千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地株式会社エスアイアイ・アールディセンター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電した電力の電圧が時間により変動す
る発電機、または、電圧が時間により変動する電源を有
する給電装置と、前記給電装置からの電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路を駆動させる発振回路と、を備えるととも
に、前記給電装置で発生した前記発振回路の最低駆動電圧よ
り低い電圧を、前記発振回路の最低駆動電圧以上の電圧
に昇圧することを特徴とする電子機器。
【請求項２】前記発振回路の発振開始を前記給電装置
の電圧で行う回路を有することを特徴とする請求項１記
載の電子機器。
【請求項３】前記発振回路の発振開始を前記給電装置
の電圧で行い、発振開始後の発振を昇圧回路で昇圧され
た電圧で行なう回路を有することを特徴とする請求項２
記載の電子機器。
【請求項４】前記発振回路の発振開始を、前記給電装
置とは別に具備された電力供給源により発振する回路を
有することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】前記発振回路の発振開始を、前記電力供
給源で行い、発振開始後の発振を昇圧回路で昇圧された
電圧で行なう回路を有する請求項４記載の電子機器。
【請求項６】発電した電力の電圧が時間により変動す
る発電機または電圧が時間により変動する電源を有する
給電装置と、前記給電装置の電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路を駆動させる発振回路と、前記給電装置で発電した電力と前記昇圧回路で昇圧され
た電力を整流するショットキーダイオードと、前記昇圧回路で昇圧された電圧値に応じて電子機器駆動
回路、蓄電器、または蓄電器から電子機器駆動回路に電
力を振り分ける制御回路と、昇圧された電力を蓄電し、
電子機器駆動回路に電力を供給する蓄電器と、前記昇圧回路で昇圧された電力、あるいは、前記蓄電器
に蓄えられた電力を用いて動作する電子機器駆動回路
と、を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項７】前記給電装置が、Ｐ型熱電材料エレメ
ントとＮ型熱電材料エレメントが二枚の基板に挟まれ、
基板上でＰ型熱電材料エレメントとＮ型熱電材料エレメ
ントが金属等の導電性物質を介してＰＮ接合され、複数
個直列に接続されている熱電変換素子であることを特徴
とする請求項１から６記載の電子機器。
【請求項８】前記電子機器駆動回路が時刻表示機能を
有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載
の電子機器。