JP6364870B2 - 電子回路、時計、および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電手段を備えた電子回路、時計、および電子機器に関する。

従来、電気エネルギーを蓄積する蓄電手段と、蓄電手段の出力電圧を検出する電圧検出回路とを備えた電子回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の電子回路は、二次電池と、二次電池の端子電圧を検出する電池電圧検出回路と、端子電圧を監視し、正常動作範囲の上限電圧を上回ったか否かを検出する過充電検出回路と、端子電圧を監視し、正常動作範囲の下限電圧を下回ったか否かを検出する過放電検出回路とを備えている。そして、電池電圧検出回路が検出した端子電圧に応じて、過充電検出回路および過放電検出回路の監視動作間隔を制御している。

特開２０１１−１７６９４０号公報

しかしながら、特許文献１の電子回路では、二次電池の端子電圧を検出する検出回路がそれぞれ個別に設けられているため、回路規模が大きくなり、消費電力が増大してしまう可能性があった。

本発明の目的は、回路規模を縮小して消費電力を低減できる電子回路、時計、および電子機器を提供することにある。

本発明の電子回路は、供給される電気エネルギーを蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段の出力電圧が第１電圧値以上か否かを検出する第１検出処理と、前記出力電圧が前記第１電圧値よりも低い第２電圧値以上か否かを検出する第２検出処理とを行う電圧検出回路と、前記電圧検出回路を制御する検出制御回路と、を備え、前記電圧検出回路は、前記出力電圧に応じた電圧レベルの異なる複数の電圧を生成可能であり、前記複数の電圧のいずれかを選択して出力する電圧レベル選択回路と、前記電圧レベル選択回路から出力された電圧および基準電圧を比較する電圧比較回路と、を備え、前記検出制御回路は、前記電圧レベル選択回路における電圧の選択を制御することで、前記電圧検出回路に、前記第１検出処理および前記第２検出処理を異なるタイミングで行わせることを特徴とする。

本発明によれば、第１検出処理と第２検出処理とが異なるタイミングで行われるため、１つの電圧比較回路を備えた電圧検出回路によって、第１検出処理および第２検出処理を行うことができる。このため、例えば、電圧検出回路が、第１検出処理を行う電圧比較回路と、第２検出処理を行う電圧比較回路とを個別に備える場合と比べて、回路規模を縮小でき、消費電力を低減できる。
また、本発明では、電圧検出回路は、電圧レベル選択回路と、電圧レベル選択回路から出力された電圧および基準電圧を比較する電圧比較回路とを備え、検出制御回路は、電圧レベル選択回路における電圧の選択を制御することで、第１検出処理および第２検出処理を行わせる。これによれば、入力電圧と基準電圧とを比較する一般的な電圧比較回路を用いて、第１検出処理および第２検出処理を行わせることができ、電子回路の設計を容易にできる。

本発明の電子回路において、前記第１検出処理により、前記出力電圧が前記第１電圧値以上であると検出されると、前記蓄電手段への電気エネルギーの供給経路を遮断し、前記出力電圧が前記第１電圧値未満であると検出されると、前記供給経路を導通させる動作制御回路を備え、前記検出制御回路は、前記第２検出処理を所定間隔で繰り返し行わせ、前記第２検出処理により、前記出力電圧が前記第２電圧値以上であると検出されると、前記電圧検出回路で他の検出処理が行われている期間を除いて前記第１検出処理を常時行わせ、前記出力電圧が前記第２電圧値未満であると検出されると、前記第１検出処理を停止させることが好ましい。

ここで、第１電圧値は、蓄電手段の出力電圧の通常使用領域の上限値である。すなわち、蓄電手段の出力電圧が第１電圧値より高くなると、蓄電手段は過充電状態となる。具体的には、第１電圧値は、例えば、３．０Ｖに設定されている。第２電圧値は、蓄電手段が過充電状態に近いか否かを判定するための電圧値であり、例えば、２．５Ｖに設定されている。
蓄電手段の出力電圧が第２電圧値以上の場合は、蓄電手段がすぐに過充電状態になる可能性がある。本発明によれば、蓄電手段の出力電圧が第２電圧値以上の間は、前記他の検出処理が行われている期間を除いて第１検出処理が常時行われるため、出力電圧が第１電圧値以上になると、すぐにこれを検出でき、前記供給経路を遮断できる。このため、蓄電手段が過充電状態になることを防止できる。
また、本発明によれば、蓄電手段の出力電圧が第２電圧値未満であり、蓄電手段がすぐに過充電状態になる可能性が低い場合は、第２検出処理が所定間隔で繰り返し行われるだけで、第１検出処理は行われない。これによれば、蓄電手段が過充電状態になることを防止しつつ、例えば、電子回路の動作中、常に第１検出処理が行われる場合と比べて、電圧検出回路の稼働時間を短縮でき、消費電力をより低減できる。

本発明の電子回路において、前記蓄電手段に蓄積された電気エネルギーを放電可能な放電手段を備え、前記動作制御回路は、前記第２検出処理により、前記出力電圧が前記第２電圧値以上であると検出されると、前記放電手段による放電を行わせ、前記出力電圧が前記第２電圧値未満であると検出されると、前記放電手段による放電を行わせないことが好ましい。

本発明によれば、蓄電手段の出力電圧が第２電圧値以上であり、蓄電手段がすぐに過充電状態になる可能性がある間は、蓄電手段に蓄積された電気エネルギーの一部は放電手段により放電される。このため、蓄電手段が急速に充電されることを抑制でき、蓄電手段が過充電状態になることをより確実に防止できる。

本発明の電子回路において、前記電圧検出回路は、前記第１検出処理および前記第２検出処理に加えて、前記出力電圧が前記第２電圧値よりも低い第３電圧値以上か否かを検出する第３検出処理を行い、前記検出制御回路は、前記電圧レベル選択回路における電圧の選択を制御することで、前記電圧検出回路に、前記第３検出処理を、前記第１検出処理および前記第２検出処理と異なるタイミングで行わせることが好ましい。

本発明によれば、第３検出処理が、第１、第２検出処理と異なるタイミングで行われるため、１つの電圧比較回路を備えた電圧検出回路によって、第１、第２検出処理に加えて、第３検出処理を行うことができる。このため、例えば、第３検出処理を、第１、第２検出処理を行う電圧比較回路とは別の電圧比較回路を用いて行う場合と比べて、回路規模を縮小でき、消費電力を低減できる。

本発明の電子回路において、前記動作制御回路は、前記第３検出処理の検出結果に応じて、時計の指針を駆動するステップモーターに供給されるモーター制御信号のパルス幅またはパルス数の切り替えを制御することが好ましい。

本発明によれば、モーター制御信号の前記切り替えを、例えば、第１、第２検出処理を行う電圧比較回路を用いて制御することができるため、電子回路の回路規模を縮小でき、消費電力をより低減できる。

本発明の電子回路において、前記動作制御回路は、前記第２検出処理および前記第３検出処理の検出結果に基づいて、前記蓄電手段の蓄電残量レベルを判定し、判定結果を残量表示手段に表示させることが好ましい。

ここで、動作制御回路は、第２検出処理および第３検出処理を行うことで、蓄電手段の端子電圧が、第３電圧値未満か、第３電圧値以上第２電圧値未満か、第２電圧値以上かを判定できる。これにより、動作制御回路は、蓄電残量レベルを少なくとも３段階で判定し、判定結果を残量表示手段に表示させることができる。
本発明によれば、蓄電残量レベルを、第１、第２検出処理を行う電圧比較回路を用いて判定できるため、電子回路の回路規模を縮小でき、消費電力をより低減できる。

本発明の時計は、前記電子回路を備えることを特徴とする。
本発明の電子機器は、前記電子回路を備えることを特徴とする。
前記時計および電子機器も、前記電子回路と同様に、回路規模を縮小でき、消費電力を低減できる。

本実施形態に係る時計の平面図である。 前記時計の概略断面図である。 前記実施形態における電子回路の構成を示す図である。 前記実施形態における電池電圧検出回路の構成を示す図である。 前記実施形態における電圧レベル選択回路の構成を示す図である。 二次電池の端子電圧の遷移状態の一例を示す図である。 前記実施形態における検出制御回路の出力信号の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［時計の構造］
図１は、時計１の平面図であり、図２は時計１の概略断面図である。図１から明らかなように、時計１は、ユーザーの手首に装着される腕時計であり、文字板１１および指針１２を備え、時刻を計時して表面に表示する。文字板１１の大部分は、光が透過し易い非金属の材料（例えば、プラスチックまたはガラス）で形成されている。指針１２は、文字板１１の表面側に設けられている。また、指針１２は、回転軸１３を中心に回転移動する秒針１２１、分針１２２および時針１２３を含み、歯車を介してステップモーターで駆動される。

さらに、時計１は、リューズ１４やボタン１５、ボタン１６を備え、時計１では、リューズ１４やボタン１５、ボタン１６の手動操作に応じた処理が実行される。
さらに、時計１は、残量表示手段９０であるインジケーター針９１を備える。インジケーター針９１は、指針１２の回転軸１３の６時側に配置されている。このインジケーター針９１は、移動することで後述する二次電池２４の電池残量レベル（本発明の蓄電残量レベル）を３段階で表示する。すなわち、インジケーター針９１は、電池残量レベルがＦｕｌｌの場合には、文字板１１の「Ｆ」の表記を指示し、電池残量レベルがＭｉｄｄｌｅの場合には、文字板１１の「Ｍ」の表記を指示し、電池残量レベルがＥｍｐｔｙの場合には、文字板１１の「Ｅ」の表記を指示する。

図２に示すように、時計１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やチタン等の金属で構成された外装ケース１７を備えている。外装ケース１７は、略円筒状に形成されている。外装ケース１７の表面側の開口には、ベゼル１８を介して表面ガラス１９が取り付けられている。外装ケース１７の裏面側の開口には、裏蓋２０が取り付けられている。外装ケース１７の内部には、ムーブメント２１、ソーラーセル２２、二次電池２４、回路基板２５等が配置されている。

ムーブメント２１は、ステップモーターや輪列２１１を含んで構成されている。ステップモーターは、モーターコイル２１２、ステーター、ローター等で構成されており、輪列２１１や回転軸１３を介して指針１２を駆動する。
ムーブメント２１の裏蓋２０側には、回路基板２５が配置されている。回路基板２５は、二次電池２４と接続されている。

回路基板２５には、後述する二次電池２４の充電制御や、ステップモーターの駆動制御等の各種の制御を行う制御回路５０等が取り付けられている。制御回路５０は、シールド板２９に覆われており、二次電池２４から供給される電気エネルギーで駆動される。

ソーラーセル２２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光発電を行う光発電素子である。ソーラーセル２２は、発生した電気エネルギーを出力するための電極を備え、文字板１１の裏面側に配置されている。文字板１１の大部分は、光が透過し易い材料で形成されているから、ソーラーセル２２は、表面ガラス１９および文字板１１を透過した光を受光して光発電を行うことができる。
なお、時計１では、発電手段として、ソーラーセル２２に限らず、時計用に用いられる各種の発電装置が利用できる。例えば、回転錘等で運動エネルギーを発生させ、そのエネルギーでローターを回転させて発電する回転型の発電装置なども利用できる。

二次電池（本発明の蓄電手段）２４は、時計１の電源であり、ソーラーセル２２で発生した電気エネルギーを蓄積する。
時計１では、ソーラーセル２２の２つの電極と二次電池２４の２つの電極とをそれぞれ電気的に接続することが可能であり、接続時には、ソーラーセル２２の光発電によって二次電池２４が充電される。なお、本実施形態では、二次電池２４として、携帯機器に好適なリチウムイオン電池を用いているが、リチウムポリマー電池や他の二次電池を用いてもよいし、二次電池とは異なる蓄電体（例えば容量素子）を用いてもよい。

［電子回路の構成］
次に、電子回路４０について説明する。
図３は、電子回路４０の構成を示す図である。
図３に示すように、電子回路４０は、ソーラーセル２２、二次電池２４、ステップモーターを駆動する駆動回路４１、制御回路５０から構成されている。
制御回路５０は、二次電池２４の陽極と接続された端子５１、二次電池２４の陰極と接続された端子５２、ソーラーセル２２および駆動回路４１と接続された端子５３を備えている。
また、制御回路５０は、端子５３と端子５１とを、ダイオード５４およびスイッチング素子５５を介して接続し、ソーラーセル２２から出力される電気エネルギーを二次電池２４に供給する供給経路５０Ａを備えている。また、制御回路５０は、端子５１と端子５２とをスイッチング素子５６および放電抵抗５７を介して接続し、放電抵抗５７に電流を流す放電経路５０Ｂを備えている。
また、制御回路５０は、端子５１に接続された電池電圧検出回路６０を備えている。

ダイオード５４は、端子５１から端子５３に向かって電流が流れることを防止する。スイッチング素子５５は、供給経路５０Ａの導通状態を制御する。具体的には、スイッチング素子５５は、ｐチャンネル型の電界効果トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ：metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）で構成され、ソース・ドレイン電極の一方が端子５１に接続され、他方がダイオード５４を介して端子５３に接続されている。

放電抵抗５７は、放電経路５０Ｂを電流が流れると放電する。すなわち、放電抵抗５７は、二次電池２４に蓄積された電気エネルギーを放電可能であり、本発明の放電手段を構成する。スイッチング素子５６は、放電経路５０Ｂの導通状態を制御する。具体的には、スイッチング素子５６は、ｐチャンネル型の電界効果トランジスターで構成され、ソース・ドレイン電極の一方が端子５１に接続され、他方が放電抵抗５７を介して端子５２に接続されている。

電池電圧検出回路６０は、端子５１と、スイッチング素子５５，５６のゲート電極と、駆動回路４１に接続されている。電池電圧検出回路６０は、二次電池２４の端子電圧を検出するとともに、スイッチング素子５５，５６のスイッチング動作、および、駆動回路４１の動作を制御する。

［電池電圧検出回路］
次に、電池電圧検出回路６０を詳細に説明する。
図４は、電池電圧検出回路６０の構成を示す図である。
電池電圧検出回路６０は、二次電池２４の端子電圧（出力電圧）を検出する電圧検出回路６１、電圧検出回路６１を制御する検出制御回路６２、電圧検出回路６１の検出結果に応じた制御を行う動作制御回路６３を備えている。

［電圧検出回路］
電圧検出回路６１は、二次電池２４の端子電圧が第１電圧値以上か否かを検出する第１検出処理、当該端子電圧が第１電圧値よりも低い第２電圧値以上か否かを検出する第２検出処理、当該端子電圧が第２電圧値よりも低い第３電圧値以上か否かを検出する第３検出処理を行う。
第１電圧値は、二次電池２４の端子電圧の通常使用領域の上限値である。すなわち、二次電池２４の端子電圧が第１電圧値より高くなると、二次電池２４は過充電状態となる。具体的には、第１電圧値は、３．０Ｖに設定されている。
第２電圧値は、二次電池２４が、過充電状態に近いか否かを判定するための電圧値であり、前記上限値よりも少しだけ低い電圧値に設定されている。具体的には、第２電圧値は、２．５Ｖに設定されている。
第３電圧値は、駆動回路４１が出力するモーター制御信号のパルス幅またはパルス数を切り替える基準となる電圧値であり、第１電圧値および第２電圧値よりも低い電圧値に設定されている。本実施形態では、第３電圧値は、１．５Ｖに設定されている。

電圧検出回路６１は、二次電池２４の端子電圧に応じた電圧レベルの異なる３つの電圧を生成可能であり、３つの電圧のいずれかを選択して出力する電圧レベル選択回路７０と、電圧レベル選択回路７０から出力された電圧および基準電圧を比較する電圧比較回路８０とを備えている。

［電圧レベル選択回路］
図５は、電圧レベル選択回路７０の構成を示す図である。
図５に示すように、電圧レベル選択回路７０は、４つの抵抗７１〜７４と、３つのスイッチング素子７５〜７７を備えている。
抵抗７１〜７４は、端子５１とグランド（ＧＮＤ）との間に直列接続されている。
そして、電圧比較回路８０に接続された出力端子７８は、抵抗７３と抵抗７４との間に設けられている。

電圧レベル選択回路７０は、端子５１と出力端子７８とを、スイッチング素子７５、抵抗７１，７２，７３を経由して接続する第１抵抗経路７０Ａと、端子５１と出力端子７８とを、スイッチング素子７６、抵抗７２，７３を経由して接続する第２抵抗経路７０Ｂと、端子５１と出力端子７８とを、スイッチング素子７７、抵抗７３を経由して接続する第３抵抗経路７０Ｃとを備えている。
スイッチング素子７５は、第１抵抗経路７０Ａの導通状態を制御する。具体的には、スイッチング素子７５は、ｐチャンネル型の電界効果トランジスターで構成され、ソース・ドレイン電極の一方が端子５１に接続され、他方が抵抗７１に接続され、ゲート電極が検出制御回路６２に接続されている。
スイッチング素子７６は、第２抵抗経路７０Ｂの導通状態を制御する。具体的には、スイッチング素子７６は、ｐチャンネル型の電界効果トランジスターで構成され、ソース・ドレイン電極の一方が端子５１に接続され、他方が抵抗７２に接続され、ゲート電極が検出制御回路６２に接続されている。
スイッチング素子７７は、第３抵抗経路７０Ｃの導通状態を制御する。具体的には、スイッチング素子７７は、ｐチャンネル型の電界効果トランジスターで構成され、ソース・ドレイン電極の一方が端子５１に接続され、他方が抵抗７３に接続され、ゲート電極が検出制御回路６２に接続されている。

電圧レベル選択回路７０では、検出制御回路６２により、スイッチング素子７５〜７７のオンオフ制御が行われる。
具体的には、第１検出処理を行う場合には、スイッチング素子７５がオンされ、スイッチング素子７６，７７はオフされる。これにより、第１抵抗経路７０Ａに電流が流れ、二次電池２４の端子電圧から３つの抵抗７１〜７３の分だけ電圧降下した電圧が生成され、出力端子７８から出力される。
第２検出処理を行う場合には、スイッチング素子７６がオンされ、スイッチング素子７５，７７はオフされる。これにより、第２抵抗経路７０Ｂに電流が流れ、端子５１から２つの抵抗７２，７３の分だけ電圧降下した電圧が生成され、出力端子７８から出力される。
第３検出処理を行う場合には、スイッチング素子７７がオンされ、スイッチング素子７５，７６はオフされる。これにより、第３抵抗経路７０Ｃに電流が流れ、端子５１から１つの抵抗７３の分だけ電圧降下した電圧が生成され、出力端子７８から出力される。

［電圧比較回路］
電圧比較回路８０は、第１〜第３検出処理を行う場合、電圧レベル選択回路７０から出力された電圧と、基準電圧とを比較し、比較結果を出力する。なお、本実施形態では、基準電圧は固定値とされている。
また、電圧比較回路８０では、検出制御回路６２により、起動または停止のオンオフ制御が行われる。

ここで、電圧検出回路６１では、第１検出処理を行う場合、端子電圧が第１電圧値以上になったとき、電圧レベル選択回路から出力される電圧（選択電圧）が基準電圧以上となり、第２検出処理を行う場合、端子電圧が第２電圧値以上になったとき、選択電圧が基準電圧以上となり、第３検出処理を行う場合、端子電圧が第３電圧値以上になったとき、選択電圧が基準電圧以上となるように、電圧レベル選択回路７０の各抵抗７１〜７４の抵抗値は設定されている。
これにより、電圧検出回路６１では、第１検出処理を行う場合、電圧比較回路８０の比較結果に応じて端子電圧が第１電圧値以上か否かを検出でき、第２検出処理を行う場合、当該比較結果に応じて端子電圧が第２電圧以上か否かを検出でき、第３検出処理を行う場合、当該比較結果に応じて端子電圧が第３電圧以上か否かを検出できる。

［検出制御回路］
検出制御回路６２（図４参照）は、電圧検出回路６１を制御し、第１検出処理、第２検出処理、第３検出処理を行わせる。
具体的には、検出制御回路６２は、電圧レベル選択回路７０のスイッチング素子７５〜７７をオンオフ制御して電圧レベル選択回路７０における電圧の選択を制御するとともに、電圧比較回路８０を起動または停止させるオンオフ制御を行うことで、第１〜第３検出処理を行わせる。なお、第１〜第３検出処理の実施タイミングについては後述する。

［動作制御回路］
動作制御回路６３は、電圧検出回路６１の検出結果に応じて、スイッチング素子５５，５６のオンオフ制御、および、駆動回路４１の制御を行う。
具体的には、動作制御回路６３は、電圧検出回路６１により、第１検出処理において二次電池２４の端子電圧が第１電圧値以上であると検出された場合、スイッチング素子５５をオフし、供給経路５０Ａを遮断させる。また、端子電圧が第１電圧値未満であると検出された場合、スイッチング素子５５をオンし、供給経路５０Ａを導通させる。

また、動作制御回路６３は、電圧検出回路６１により、第２検出処理において二次電池２４の端子電圧が第２電圧値以上であると検出された場合、スイッチング素子５６をオンし、放電経路５０Ｂを導通させる。また、端子電圧が第２電圧値より低いと検出された場合、スイッチング素子５６をオフし、放電経路５０Ｂを遮断させる。

また、動作制御回路６３は、電圧検出回路６１による第３検出処理の検出結果に応じて、駆動回路４１からステップモーターに供給されるモーター制御信号のパルス幅またはパルス数の切り替えを制御する。
ここで、二次電池２４の端子電圧が比較的低い場合には、駆動回路４１が出力するモーター制御信号のパルスの振幅が小さくなり、ステップモーターを駆動する駆動エネルギーが低下する。このため、端子電圧が基準値未満になると、駆動回路４１は、モーター制御信号を、通常よりもパルス幅が広く、または、パルス数が多い状態に切り替えることで、前記駆動エネルギーの低下を抑制し、ステップモーターを適切に駆動している。
本実施形態では、このパルス幅またはパルス数の切り替えの基準となる前記基準値が、第３電圧値に設定されており、動作制御回路６３が、電圧検出回路６１による第３検出処理の検出結果に応じて、前記切り替えを制御している。

［電子回路の動作］
次に、電子回路４０の動作について説明する。
図６は、二次電池２４の端子電圧の遷移状態の一例を示す図である。図７は、検出制御回路６２の出力信号の一例を示す図である。図７には、スイッチング素子７５をオンするオン信号Ｓ７５の出力タイミング（第１検出処理選択タイミング）と、スイッチング素子７６，７７をオンするオン信号Ｓ７６，Ｓ７７の出力タイミング（第２，第３検出処理選択タイミング）と、電圧比較回路８０を起動させるオン信号Ｓ８０の出力タイミングとが示されている。

電子回路４０の動作中、検出制御回路６２は、図７に示すように、オン信号Ｓ７６，Ｓ７７を、所定間隔（例えば、２秒間隔）で繰り返し出力する。また、オン信号Ｓ７６、Ｓ７７が出力されている間、オン信号Ｓ８０を出力する。
これにより、電圧検出回路６１において、第２検出処理と第３検出処理とが所定間隔で繰り返し行われる。

図６に示される初めの状態のように、二次電池２４の端子電圧が、第３電圧値未満の場合、動作制御回路６３は、スイッチング素子５５をオンしている。これにより、ソーラーセル２２が発電している場合、ソーラーセル２２から供給経路５０Ａを介して二次電池２４へ電気エネルギーが供給される。また、この場合、動作制御回路６３は、スイッチング素子５６をオフしている。このため、放電経路５０Ｂは遮断され、放電抵抗５７により二次電池２４に蓄積された電気エネルギーが放電されることはない。また、駆動回路４１のモーター制御信号は、動作制御回路６３によって、通常状態よりもパルス幅が広く、または、パルス数が多い状態に設定されている。

そして、図６に示すように、この状態から二次電池２４の充電が進み、二次電池２４の端子電圧が第３電圧値以上になると、この状態が第３検出処理（例えば、図７のＴ１）により検出される。そして、動作制御回路６３は、駆動回路４１のモーター制御信号を、通常状態に切り替えさせる。

そして、二次電池２４の充電がさらに進み、端子電圧が第２電圧値以上になると、この状態が第２検出処理（例えば、図７のＴ２）により検出される。これに応じて、検出制御回路６２は、オン信号Ｓ７６，Ｓ７７が出力されている期間を除いてオン信号Ｓ７５を常時出力する。また、検出制御回路６２は、オン信号Ｓ８０を常時出力する。これにより、第２、第３検出処理が行われている期間を除いて第１検出処理が常時行われる。

また、このとき、動作制御回路６３は、スイッチング素子５６をオンし、放電抵抗５７に電流を流す。これにより、二次電池２４に蓄積された電気エネルギーの一部が放電抵抗５７で放電される。

そして、二次電池の充電がさらに進み、二次電池２４の端子電圧が第１電圧値以上になると、この状態が第１検出処理（例えば、図７のＴ３）により検出される。これに応じて、動作制御回路６３は、スイッチング素子５５をオフし、供給経路５０Ａを遮断させる。これにより、二次電池２４が過充電状態になることを防止できる。

そして、二次電池２４の電気エネルギーが消費され、二次電池２４の端子電圧が第１電圧値未満になると、この状態が第１検出処理（例えば、図７のＴ４）により検出される。これに応じて、動作制御回路６３は、スイッチング素子５５をオンし、供給経路５０Ａを導通させる。これにより、ソーラーセル２２から二次電池２４への電気エネルギーの供給が再開される。

そして、二次電池２４の電気エネルギーが消費され、二次電池２４の端子電圧が第２電圧値未満になると、この状態が第２検出処理（例えば、図７のＴ５）により検出される。これに応じて、検出制御回路６２は、オン信号Ｓ７５の出力を停止する。また、検出制御回路６２は、オン信号Ｓ８０の常時出力を止め、オン信号Ｓ７６，Ｓ７７が出力されている間だけ、オン信号Ｓ８０を出力する。これにより、第１検出処理が停止する。

また、このとき、動作制御回路６３は、スイッチング素子５６をオフし、放電経路５０Ｂを遮断する。これにより、放電抵抗５７による放電が行われなくなる。

そして、二次電池２４の電気エネルギーが消費され、二次電池２４の端子電圧が第３電圧値未満になると、この状態が第３検出処理（例えば、図７のＴ６）により検出される。これに応じて、動作制御回路６３は、駆動回路４１のモーター制御信号を、通常状態よりもパルス幅が広く、または、パルス数が多い状態に切り替えさせる。

［実施形態の作用効果］
第１〜第３検出処理が異なるタイミングで行われるため、１つの電圧比較回路８０を備えた電圧検出回路６１によって、第１〜第３検出処理を行うことができる。このため、例えば、電圧検出回路６１が、第１検出処理を行う電圧比較回路と、第２検出処理を行う電圧比較回路と、第３検出処理を行う電圧比較回路とを個別に備える場合と比べて、回路規模を縮小でき、消費電力を低減できる。

電圧検出回路６１は、電圧レベル選択回路７０と、電圧レベル選択回路７０から出力された電圧および基準電圧を比較する電圧比較回路８０とを備え、検出制御回路６２が、電圧レベル選択回路７０における電圧の選択を制御することで、第１〜第３検出処理が行われる。このため、入力電圧と基準電圧とを比較する一般的な電圧比較回路を用いて、第１〜第３検出処理を行わせることができ、電子回路４０の設計を容易にできる。

二次電池２４の端子電圧が第２電圧値以上の間は、電圧検出回路６１で他の検出処理が行われている期間を除いて第１検出処理が常時行われるため、端子電圧が第１電圧値以上になると、すぐにこれを検出でき、供給経路５０Ａを遮断できる。このため、二次電池２４が過充電状態になることを防止できる。
また、二次電池２４の端子電圧が第２電圧値未満であり、二次電池２４がすぐに過充電状態になる可能性が低い場合は、第２、第３検出処理が所定間隔で繰り返し行われるだけで、第１検出処理は行われない。これによれば、二次電池２４が過充電状態になることを防止しつつ、例えば、電子回路４０の動作中、常に第１検出処理が行われる場合と比べて、電圧検出回路６１の稼働時間を短縮でき、消費電力をより低減できる。

二次電池２４の端子電圧が第２電圧値以上であり、二次電池２４がすぐに過充電状態になる可能性がある間は、二次電池２４に蓄積された電気エネルギーの一部は放電抵抗５７で放電される。このため、二次電池２４が急速に充電されることを抑制でき、二次電池２４が過充電状態になることをより確実に防止できる。

モーター制御信号のパルス幅またはパルス数の切り替えを、第１、第２検出処理を行う電圧比較回路８０を用いて制御することができるため、電子回路４０の回路規模を縮小でき、消費電力をより低減できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前記各実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、前記実施形態では、動作制御回路６３は、第２検出処理の検出結果に応じて、放電経路５０Ｂの導通状態を制御し、第３検出処理の検出結果に応じてモーター制御信号の切り替えを制御しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、動作制御回路６３は、第２、第３検出処理の検出結果に基づいて、二次電池２４の電池残量レベルを判定し、判定結果を残量表示手段９０に表示させてもよい。
例えば、動作制御回路６３は、二次電池２４の端子電圧が第３電圧値未満であると検出された場合は、電池残量レベルがＥｍｐｔｙであると判定し、残量表示手段９０のインジケーター針９１を移動させて、「Ｅ」の表記を指示させる。また、端子電圧が第３電圧値以上第２電圧値未満であると検出された場合は、電池残量レベルがＭｉｄｄｌｅであると判定し、インジケーター針９１を移動させて、「Ｍ」の表記を指示させる。また、端子電圧が第２電圧値以上であると検出された場合は、電池残量レベルがＦｕｌｌであると判定し、インジケーター針９１を移動させて、「Ｆ」の表記を指示させる。
これによれば、第１、第２検出処理を行う電圧比較回路８０を用いて、電池残量レベルを判定し、判定結果を残量表示手段９０に表示させることができるので、電子回路４０の回路規模を縮小でき、消費電力をより低減できる。なお、電池電圧検出回路６０が行う検出処理の数をさらに増やすことで、電池残量レベルを４段階以上で表示させることもできる。

前記実施形態では、第１検出処理の検出結果に応じて、二次電池２４への電気エネルギーの供給経路５０Ａの導通状態を制御し、第２検出処理の検出結果に応じて、第１検出処理の開始および停止を制御しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第１、第２検出処理の検出結果に応じて、他の制御を行うようにしてもよい。

前記実施形態では、第１検出処理は、二次電池２４の端子電圧が第２電圧値以上であると検出されると行われ、端子電圧が第２電圧値未満であると検出されると停止されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１検出処理は、電子回路４０の動作中、所定間隔で繰り返し行われていてもよい。

前記実施形態では、電圧検出回路６１は、第１〜第３検出処理を行っているが、本発明はこれに限定されない。例えば、電圧検出回路６１は、第３検出処理を行わなくてもよい。また、電圧検出回路６１が行う検出処理の数を増やしてもよい。

前記実施形態では、第３検出処理は、電子回路４０の動作中、所定間隔で繰り返し行われているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、二次電池２４の端子電圧が第２電圧値以上である間は、第３検出処理を行わないようにしてもよい。

前記実施形態では、電圧検出回路６１は、電圧レベル選択回路７０と電圧比較回路８０とを備えて構成されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、１つの電圧比較回路を用いて、第１〜第３検出処理を行うことができれば、他の構成であってもよい。

前記実施形態では、制御回路５０は、放電抵抗５７を備えているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、放電抵抗５７はなくてもよい。
また、放電抵抗５７に替えて、定電流素子や、モーター駆動回路等の他の放電手段を用いてもよい。

前記実施形態では、電子回路４０は、駆動回路４１を備えているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、電子回路４０は、駆動回路４１を備えていなくてもよい。

前記実施形態および前記他の実施形態の電子回路４０は、例えば、時計以外の他の電子機器に適用することもできる。

１…時計、２２…ソーラーセル、２４…二次電池、４０…電子回路、４１…駆動回路、５０…制御回路、５０Ａ…供給経路、５０Ｂ…放電経路、５７…放電抵抗、６０…電池電圧検出回路、６１…電圧検出回路、６２…検出制御回路、６３…動作制御回路、７０…電圧レベル選択回路、８０…電圧比較回路。

Claims (7)

1. 供給される電気エネルギーを蓄積する蓄電手段と、
   前記蓄電手段の出力電圧が第１電圧値以上か否かを検出する第１検出処理と、前記出力電圧が前記第１電圧値よりも低い第２電圧値以上か否かを検出する第２検出処理とを行う電圧検出回路と、
   前記電圧検出回路を制御する検出制御回路と、
   前記第１検出処理により、前記出力電圧が前記第１電圧値以上であると検出されると、前記蓄電手段への電気エネルギーの供給経路を遮断し、前記出力電圧が前記第１電圧値未満であると検出されると、前記供給経路を導通させる動作制御回路と、を備え、
   前記第１電圧値は、前記蓄電手段が過充電状態であるか否かを判定する電圧値であり、前記第２電圧値は、前記蓄電手段が過充電状態に近いか否かを判定する電圧値であり、
   前記電圧検出回路は、前記出力電圧に応じた電圧レベルの異なる複数の電圧を生成可能であり、前記複数の電圧のいずれかを選択して出力する電圧レベル選択回路と、前記電圧レベル選択回路から出力された電圧および基準電圧を比較する電圧比較回路と、を備え、前記検出制御回路が前記電圧レベル選択回路における電圧の選択を制御することで、前記第１検出処理および前記第２検出処理を異なるタイミングで実行可能とされ、
   前記検出制御回路は、前記第２検出処理を所定間隔で繰り返し行わせ、前記第２検出処理により、前記出力電圧が前記第２電圧値以上であると検出されると、前記電圧検出回路で他の検出処理が行われている期間を除いて前記第１検出処理を常時行わせ、前記出力電圧が前記第２電圧値未満であると検出されると、前記第１検出処理を停止させる
   ことを特徴とする電子回路。
2. 請求項１に記載の電子回路において、
   前記蓄電手段に蓄積された電気エネルギーを放電可能な放電手段を備え、
   前記動作制御回路は、前記第２検出処理により、前記出力電圧が前記第２電圧値以上であると検出されると、前記放電手段による放電を行わせ、前記出力電圧が前記第２電圧値未満であると検出されると、前記放電手段による放電を行わせない
   ことを特徴とする電子回路。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子回路において、
   前記電圧検出回路は、前記第１検出処理および前記第２検出処理に加えて、前記出力電圧が前記第２電圧値よりも低い第３電圧値以上か否かを検出する第３検出処理を行い、
   前記検出制御回路は、前記電圧レベル選択回路における電圧の選択を制御することで、前記電圧検出回路に、前記第３検出処理を、前記第１検出処理および前記第２検出処理と異なるタイミングで行わせる
   ことを特徴とする電子回路。
4. 請求項３に記載の電子回路において、
   前記動作制御回路は、前記第３検出処理の検出結果に応じて、時計の指針を駆動するステップモーターに供給されるモーター制御信号のパルス幅またはパルス数の切り替えを制御する
   ことを特徴とする電子回路。
5. 請求項３または請求項４に記載の電子回路において、
   前記動作制御回路は、前記第２検出処理および前記第３検出処理の検出結果に基づいて、前記蓄電手段の蓄電残量レベルを判定し、判定結果を残量表示手段に表示させる
   ことを特徴とする電子回路。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子回路を備える
   ことを特徴とする時計。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子回路を備える
   ことを特徴とする電子機器。

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