(57)【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、
前記給電装置の電圧が前記発振回路の作動する電圧を上回り前記発振回路が発振を開始すると、その後に前記発振回路が作動する電圧よりも低い電圧に前記給電装置が低下したときでも、前記発振回路が前記昇圧回路を駆動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、前記昇圧回路から電子機器駆動回路または蓄電器に電力を振り分けるか、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かを行う制御回路と、
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のいずれかに記載の電子機器。
【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。
【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１．５Ｖ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、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、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、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１１、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５１、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５５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６７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、“Ｈｉｇｈ”となり、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６４と６５がオフし、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６３と６６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Ｖｂ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６４の最大電圧値より高いときは、ＶａはＮチャネル型ＭＯＳ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４２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ＭＯＳ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Ｖｂ１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７８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、ＧＮＤ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ＭＯＳ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８４がオンし、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ８３と８６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ＭＯＳ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ＭＯＳ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８０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、Ｖａ２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。
【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９１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。
【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。
【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９１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２２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１１１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Ｖｐｐ、電子機器駆動回路１１３の電源端子の電圧をＶｉｃ、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Ｖｐｐ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１１１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Ｖｐｐ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１１３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、電子機器駆動回路１１３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ＰＮ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１２８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、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１４３、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１５１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１４２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１４２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０．７Ｖとなる。
【００５７】
本実施例の動作原理は、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、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１５３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１５３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１５１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１５１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。
【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１２５、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１１３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。
【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
１６  ２入力ＮＡＮＤ回路
２２  発振回路電源端子
２３、３５  ＧＮＤ端子
２４  パルス信号出力端子
３１  昇圧用コイル
３２  Ｎ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、６６  Ｎ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、８９  ＧＮＤ端子
７０、８０  入力端子
７３、７４、７５、８５  Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ
７６、８３、８４、８６  Ｐ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
１２３  Ｐ型熱電材料エレメント
１２４  Ｎ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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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