(57)【要約】【課題】定電圧手段をバイパスする前後での急峻な電圧変動を抑制できる発電機能付電子時計を提供する。【解決手段】発電機能付電子時計１は、発電手段２と、発電手段２で発電された電気エネルギーを蓄積する二次電池３と、二次電池３に直列に接続された定電圧手段４０と、二次電池３および定電圧手段４０に並列に接続された補助コンデンサー４と、定電圧手段４０に並列に接続されたトランジスター５１で構成されたスイッチ手段５０と、スイッチ手段５０を制御するスイッチ制御回路３２とを備える。スイッチ制御回路３２は、トランジスター５１をオフ状態とする第１状態と、トランジスター５１を弱反転領域で動作させる第２状態と、トランジスター５１をオン状態とする第３状態とに制御する。【選択図】図２
2015025790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段と、
前記発電手段で発電された電気エネルギーを蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段に直列に接続された定電圧手段と、
前記蓄電手段および前記定電圧手段に並列に接続された補助蓄電手段と、
前記定電圧手段に並列に接続されたトランジスターを有するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、
前記スイッチ制御手段は、
前記トランジスターをオフ状態とする第１状態と、
前記トランジスターを弱反転領域で動作させる第２状態と、
前記トランジスターをオン状態とする第３状態とに制御する
ことを特徴とする発電機能付電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の発電機能付電子時計において、
前記スイッチ制御手段を含む制御回路を備え、
前記スイッチ制御手段は、前記トランジスターを弱反転領域で動作させた際の電圧変動が前記制御回路を誤動作させることがない電圧変動となるように、前記第２状態に制御する場合の前記トランジスターのゲートに入力するバイアス電圧を設定する
ことを特徴とする発電機能付電子時計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発電機能付電子時計において、
前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記スイッチ制御手段は、
前記電圧検出手段で検出した電圧値に応じて、前記トランジスターを第１状態、第２状態または第３状態に制御する
ことを特徴とする発電機能付電子時計。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の発電機能付電子時計において、
前記補助蓄電手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段を備え、
前記スイッチ制御手段は、
前記出力電圧検出手段で検出した電圧値に応じて、前記トランジスターを第１状態、第２状態または第３状態に制御する
ことを特徴とする発電機能付電子時計。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発電機能付電子時計において、
前記スイッチ制御手段による制御が行われていない場合に、前記トランジスターのゲートに入力するバイアス電圧を小さくして前記トランジスターを第１状態に維持するためのプルアップ抵抗と、
前記スイッチ制御手段によって前記第３状態に制御する際にオンされて、前記トランジスターのゲートに入力するバイアス電圧を大きくして前記トランジスターを前記第３状態に維持するためのプルダウン抵抗とを備える
ことを特徴とする発電機能付電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機能付電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転錘や太陽電池を用いて発電する発電手段を備える発電機能付電子時計が知られている（特許文献１参照）。この発電機能付電子時計は、発電手段から入力される直流電力を、定電圧手段を介して蓄電手段に供給可能な第１の供給部と、第１の供給部に並列に接続されて電力消費装置に対して前記直流電力を供給可能な第２の供給部を備える。そして、第１の供給部は、前記定電圧手段をバイパスするスイッチ手段を備える。
前記発電機能付電子時計は、定電圧手段を蓄電手段に直列に接続している。このため、スイッチ手段をオフ状態に制御した状態で発電が開始し、充電電流が定電圧手段を介して蓄電手段に流れ込むと、定電圧手段にバイアス電圧が発生する。従って、第２の供給部の電圧を高めることができ、発電開始後に制御回路などをスタートする電圧を早急に確立できる。
さらに、蓄電手段の電圧上昇に応じてスイッチ手段をオン状態に制御することで、定電圧手段をバイパスして充電電流を蓄電手段に供給できる。このため、発電側にかかる電圧レベルを適正に保ち、高い充電効率を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６４９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記スイッチ手段をオフ状態からオン状態に切り替えた際に、定電圧手段のバイアス電圧が無くなるため、制御回路を駆動する電圧レベルが大きく変動する。このため、制御回路の駆動電圧の急峻な変動により、制御回路が誤動作してしまう恐れがある。
【０００５】
また、上記特許文献１では、定電圧手段を構成するダイオードを２個直列で接続した回路例を開示し、スイッチ手段としては、ダイオードを１個バイパスするトランジスターと、ダイオードを２個まとめてバイパスするトランジスターを設けている。このため、２個のトランジスターを順次オン状態に制御して２個のダイオードを段階的にバイパスすることで、急峻な電圧変動をある程度抑えることができる。
しかしながら、この場合でも、各トランジスターをオフ状態からオン状態に切り替えた際にトランジスター１個分のバイアス電圧レベルの変動は必ず発生する。このため、腕時計のように、電力消費を絞っている電子時計においては、前記トランジスター１個分の電圧変動でも制御回路が誤動作する恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、定電圧手段をバイパスする前後での急峻な電圧変動を抑制できる発電機能付電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発電機能付電子時計は、発電手段と、前記発電手段で発電された電気エネルギーを蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段に直列に接続された定電圧手段と、前記蓄電手段および前記定電圧手段に並列に接続された補助蓄電手段と、前記定電圧手段に並列に接続されたトランジスターを有するスイッチ手段と、前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、前記スイッチ制御手段は、前記トランジスターをオフ状態とする第１状態と、前記トランジスターを弱反転領域で動作させる第２状態と、前記トランジスターをオン状態とする第３状態とに制御することを特徴とする。
【０００８】
ここで、補助蓄電手段としては、前記蓄電手段よりも容量の小さな補助コンデンサーなどで構成できる。
本発明によれば、定電圧手段をバイパスするスイッチ手段としてトランジスターを用い、さらに、このトランジスターをオフ状態の第１状態と、オン状態の第３状態に加えて、弱反転領域で動作させる第２状態に制御している。このため、トランジスターを第１状態にしてトランジスターに電流が流れてバイアス電圧が発生するようにしておくことで、発電開始直後に、補助蓄電手段の電圧を、前記蓄電手段の電圧に定電圧手段のバイアス電圧を加えたレベルに高めることができる。従って、補助蓄電手段の電圧で制御回路を早期に駆動できる。
また、定電圧手段をバイパスする際に、トランジスターを弱反転領域で動作させることで、ドレイン電流が殆ど流れない状態、つまりトランジスターを移動する電荷量を制限した状態に制御できる。従って、定電圧手段をバイパスする前後での急峻な電圧変動を抑えることができる。
さらに、トランジスターを弱反転領域で動作させるため、定電圧手段をバイパスするトランジスターを１つのみ設けてスイッチ手段を構成することもできる。定電圧手段をバイパスするためのトランジスターは、バイパス時（オン状態時）の充電を効率良く行うために、電流能力を十分に確保する必要があり、トランジスターのサイズも比較的大きくなる。従って、複数のトランジスターを設けると、ＩＣの回路規模が大きくなってしまう。これに対し、本発明では、定電圧手段をバイパスするトランジスターは１つのみでもよいため、ＩＣの回路規模を小さくでき、腕時計のような小型の電子時計にも容易に適用できる。
【０００９】
ここで、発電機能付電子時計は、前記スイッチ制御手段を含む制御回路を備え、前記スイッチ制御手段は、前記トランジスターを弱反転領域で動作させた際の電圧変動が前記制御回路を誤動作させることがない電圧変動となるように、前記第２状態に制御する場合の前記トランジスターのゲートに入力するバイアス電圧を設定することが好ましい。
【００１０】
トランジスターを弱反転領域で動作させた場合、ゲートに入力するバイアス電圧（ゲートバイアス電圧）がしきい値電圧に近づくと、前記電荷量を徐々に増やすことができる。従って、前記スイッチ制御手段は、しきい値電圧未満で前記ゲートバイアス電圧を調整することで、トランジスターを移動する電荷量を制御できる。従って、トランジスターを弱反転領域で動作させた場合の電圧変動が、スイッチ制御手段や電源制御手段等を含む時計の制御回路を誤動作させることがない電圧変動となるように前記電荷量を制御することで、スイッチ制御手段の誤動作を確実に防止できる。
【００１１】
また、発電機能付電子時計は、前記蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記スイッチ制御手段は、前記電圧検出手段で検出した電圧値に応じて、前記トランジスターを第１状態、第２状態または第３状態に制御することが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、蓄電手段の電圧が低い場合には、スイッチ手段のトランジスターを第１状態（オフ状態）に制御することで、定電圧手段によるバイアス電圧を発生させて制御回路を駆動する電圧レベルを高くできる。従って、発電開始直後でも制御回路を即座に駆動することができる。
また、蓄電手段の電圧が、例えば制御回路を駆動できる電圧以上に高まった場合にスイッチ手段のトランジスターを第２状態（弱反転領域）に制御することで、定電圧手段をスイッチ手段でバイパスした後に制御回路を駆動する電圧が大きく変動することを防止できる。
さらに、蓄電手段の電圧が、例えば、制御回路の駆動電圧と一致した場合にスイッチ手段のトランジスターを第３状態（オン状態：強反転領域）に制御することで、充電電流は定電圧手段をバイパスし、スイッチ手段を通して蓄電手段に流れ込む。このため、充電効率を向上できる。
【００１３】
さらに、発電機能付電子時計は、前記補助蓄電手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段を備え、前記スイッチ制御手段は、前記出力電圧検出手段で検出した電圧値に応じて、前記トランジスターを第１状態、第２状態または第３状態に制御することが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、前記出力電圧検出手段で検出した補助蓄電手段の出力電圧で前記トランジスターを制御しているので、前記蓄電手段の電圧で制御する場合と同様に、スイッチ手段のトランジスターを適切に制御できる。
【００１５】
また、発電機能付電子時計は、前記スイッチ制御手段による制御が行われていない場合に、前記トランジスターのゲートに入力するバイアス電圧を小さくして前記トランジスターを第１状態に維持するためのプルアップ抵抗と、前記スイッチ制御手段によって前記第３状態に制御する際にオンされて、前記トランジスターのゲートに入力するバイアス電圧を大きくして前記トランジスターを前記第３状態に維持するためのプルダウン抵抗とを備えることが好ましい。
【００１６】
ここで、プルアップ抵抗は、抵抗値の高い固定抵抗などで構成すればよい。本発明によれば、スイッチ制御手段による制御が行われていない場合、つまり発電開始直後で制御回路を駆動する電圧が確保されていない場合でも、前記プルアップ抵抗によってトランジスターを第１状態に確実に維持できる。従って、発電開始直後から定電圧手段でバイアス電圧を確実に発生させることができる。
また、プルダウン抵抗は、ＭＯＳＦＥＴ等のオン状態とオフ状態とを切り替えることができ、第３状態に制御する際にオンされてプルダウン抵抗として機能するものであればよい。このプルダウン抵抗を設ければ、スイッチ手段のトランジスターを第３状態（オン状態）に確実に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る発電機能付電子時計を示す正面図。
【図２】前記実施形態の回路構成を示すブロック図。
【図３】前記実施形態のスイッチ手段の動作と電圧変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔発電機能付電子時計の概略構成〕
図１は、本実施形態に係る発電機能付電子時計１の平面図である。発電機能付電子時計１は、図１に示すように、時計本体１０と、時計本体１０を収納する外装ケース１００と、外装ケース１００に連結されたバンド１０１とを備えた指針式腕時計（アナログ時計）である。
時計本体１０は、時刻を表示する時刻表示部１２を備える。時刻表示部１２は、時針１３、分針１４、秒針１５、文字板１６を備える。
文字板１６は透光性を有し、文字板１６の裏面には発電手段である太陽電池２が配置されている。本実施形態の太陽電池２は、３つのソーラーセル２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備え、これらのソーラーセル２Ａ，２Ｂ，２Ｃは直列に接続されている。
【００１９】
図２は、時計本体１０の回路構成を示すブロック図である。
時計本体１０は、発電手段である太陽電池２と、蓄電手段である二次電池３と、補助蓄電手段である補助コンデンサー４と、駆動回路５と、半導体装置（ＩＣ）２０とを備えている。これらの素子は、所定の電位ＶＤＤが供給されるＶＤＤ電源線６と、ＶＤＤよりも低い電位ＶＳＳが供給されるＶＳＳ電源線７とに電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、補助コンデンサー４をＩＣ２０の外部に設けているが、ＩＣ２０内に設けてもよい。
発電手段としては太陽電池２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。
【００２０】
二次電池３は、太陽電池２で発電された電気エネルギーを充電可能な蓄電手段であり、具体的には、リチウムイオン電池等の公知の二次電池で構成されている。
補助コンデンサー４は、主電源である二次電池３を補助するために設けられている。例えば、二次電池３は容量も大きく内部抵抗もあるため、充電を開始してからＩＣ２０を駆動可能な電圧になるまで時間がかかる。一方、補助コンデンサー４は、二次電池３に比べると容量が小さいが、充電開始時に迅速にＩＣ２０を駆動可能な電圧にすることができる。
従って、二次電池３および補助コンデンサー４を設けることで、充電開始時には迅速に電圧を上昇させてＩＣ２０の起動性を確保でき、かつ、電源の容量も大きく確保してＩＣ２０を駆動する持続時間も長くできる。
【００２１】
駆動回路５は、時針１３、分針１４、秒針１５等の指針や日車等を駆動するモーターを駆動する回路である。
【００２２】
［半導体装置］
半導体装置（半導体素子、ＩＣ）２０は、制御回路３０、定電圧手段４０、スイッチ手段５０、過充電防止手段６０、逆流防止手段７０を備えている。
【００２３】
定電圧手段４０は、直列に接続された２個のダイオード４１で構成されている。このため、太陽電池２の発電による充電電流が定電圧手段４０を流れると、各ダイオード４１でバイアス電圧（定電圧）が発生する。例えば、１つのダイオード４１で順方向のバイアス電圧として０．６Ｖが発生した場合、定電圧手段４０では１．２Ｖのバイアス電圧（定電圧）が発生する。従って、ＶＤＤの電位は、二次電池３の電位ＶＴＫに、定電圧手段４０のバイアス電圧を加算した値となる。
なお、定電圧手段４０は、２個のダイオード４１で構成されたものに限定されない。例えば、ダイオード４１の数は、１個でも３個以上でもよく、制御回路３０を駆動するために必要な定電圧手段４０のバイアス電圧の大きさに応じて設定すればよい。
【００２４】
過充電防止手段６０は、スイッチとして機能するトランジスターで構成されている。具体的には、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成されている。また、逆流防止手段７０は、ダイオードで構成されている。
【００２５】
［制御回路］
制御回路３０は、電源制御回路３１と、スイッチ制御回路３２とを備える。
電源制御回路３１は、二次電池３の電位ＶＴＫを検出し、その検出値データをスイッチ制御回路３２に出力する。従って、電源制御回路３１は、電圧検出手段を兼ねている。
また、電源制御回路３１は、電位ＶＴＫがあらかじめ設定された上限値Vmax未満の場合は、過充電防止手段６０をオフ状態に維持する。一方、電位ＶＴＫが前記上限値Vmax以上に上昇した場合は、過充電防止手段６０をオン状態として太陽電池２の両端を短絡し、発電電流が二次電池３に流れることを防止する。
【００２６】
スイッチ制御回路３２は、電源制御回路３１から入力した電位ＶＴＫの値に応じてスイッチ手段５０を制御する。従って、スイッチ制御回路３２により本発明のスイッチ制御手段が構成される。
【００２７】
［スイッチ手段］
スイッチ手段５０は、定電圧手段４０に並列に接続され、スイッチとして機能するトランジスター５１と、プルアップ抵抗５２と、プルダウン抵抗５３とを備える。
トランジスター５１は、ｐチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成されている。トランジスター５１のゲートは、前記スイッチ制御回路３２に接続され、ソースはＶＤＤ電源線６に接続され、ドレインは定電圧手段４０および二次電池３間に接続されている。
【００２８】
プルアップ抵抗５２は、トランジスター５１のゲート電位Ｖｄを、電位ＶＤＤ側に引き上げるために設けられる固定抵抗である。プルアップ抵抗５２の抵抗値は、プルアップ抵抗としての機能を実現できるものであればよく、例えば数Ｍ〜数百ＭΩなどに設定すればよい。
【００２９】
プルダウン抵抗５３は、ｎチャネルのＭＯＳＦＥＴで構成され、スイッチ制御回路３２からＯＮ信号が入力された場合に、トランジスター５１のゲート電位Ｖｄを電位ＶＳＳ側に引き下げるものである。
【００３０】
［スイッチ手段の制御：第１状態］
二次電池３の電位ＶＴＫが低く、太陽電池２が発電していない初期状態では、ＩＣ２０の制御回路３０も停止している。この状態では、スイッチ制御回路３２からトランジスター５１のゲートには、ゲートバイアス信号としてＯＦＦ信号が入力されることになる。このため、トランジスター５１のゲート電位Ｖｄは、前記プルアップ抵抗５２によって電位ＶＤＤ側に引き上げられ、ソース電位Ｖｓとほぼ同じになる。このため、図３に示すように、ゲートバイアス電位Ｖｄｓは、プルアップ抵抗５２の作用によりほぼ０Ｖとなり、トランジスター５１はオフ状態（第１状態）に維持される。なお、プルダウン抵抗５３となるトランジスターのゲートにもＯＦＦ信号が入力されるため、プルダウン抵抗５３はＯＦＦ状態となり機能していない。
そして、太陽電池２での発電が開始すると、その充電電流は、トランジスター５１を流れずに定電圧手段４０を介して二次電池３に流れ込み、充電が行われる。同時に、補助コンデンサー４にも充電電流が蓄積される。
すると、定電圧手段４０では前述したようにバイアス電圧が発生する。従って、電位ＶＴＫが制御回路３０の駆動電圧レベル以下であっても、前記補助コンデンサー４の電位ＶＤＤは電位ＶＴＫに前記バイアス電圧を加算したレベルに持ち上がるため、制御回路３０を早期に駆動できる。
【００３１】
制御回路３０が駆動すると、電源制御回路３１は電位ＶＴＫを検出する。スイッチ制御回路３２は、前記電位ＶＴＫが予め設定された第１電圧Ｖ１未満の場合は、前記トランジスター５１をオフ状態（第１状態）に維持する。
このため、図３に示すように、太陽電池２の発電電流は、定電圧手段４０を介して二次電池３を充電する。従って、二次電池３の電位ＶＴＫは徐々に上昇し、この電位ＶＴＫに定電圧手段４０のバイアス電圧を加算した電位ＶＤＤも徐々に上昇する。
なお、第１電圧Ｖ１は、制御回路３０の駆動電圧レベル以上に設定することが好ましい。すなわち、定電圧手段４０によるバイアス電圧が無くても、二次電池３の電位ＶＴＫのみで制御回路３０を駆動可能な電圧レベルに設定できるためである。ただし、後述する第２状態において、電位ＶＤＤが制御回路３０の駆動電圧レベル以上に維持できる場合には、第１電圧Ｖ１が制御回路３０の駆動電圧レベルよりも多少低くてもよい。
【００３２】
［スイッチ手段の制御：第２状態］
電源制御回路３１は、二次電池３の電位ＶＴＫが前記第１電圧Ｖ１を超えると、スイッチ制御回路３２にその旨を通知する。すると、スイッチ制御回路３２は、トランジスター５１を弱反転定領域で駆動するゲートバイアス信号を出力する。すなわち、スイッチ制御回路３２は、トランジスター５１のしきい値電圧（Ｖｔｈ）よりも低いゲートバイアス電圧が加わるようなＯＮ信号を出力する。また、スイッチ制御回路３２は、プルダウン抵抗５３に出力する信号はＯＦＦ信号を維持する。
【００３３】
トランジスター５１が弱反転領域で動作すると、僅かではあるがドレイン電流が流れるため、太陽電池２からの充電電流はトランジスター５１を流れて二次電池３に充電される。従って、定電圧手段４０は、トランジスター５１によりバイパスされるため、定電圧手段４０のバイアス電圧による電位ＶＤＤの持ち上がりも無くなる。すると、制御回路３０を駆動する補助コンデンサー４の電位ＶＤＤと、二次電池３の電位ＶＴＫとに電位差が生じる。このため、補助コンデンサー４の電位ＶＤＤと、二次電池３の電位ＶＴＫとが同じ電位になるように、補助コンデンサー４側から二次電池３に電荷が移動する。この電荷は、トランジスター５１を通って移動するが、トランジスター５１は弱反転領域で動作しているので、移動する電荷量が制限される。従って、補助コンデンサー４の電位ＶＤＤの急峻な電圧変動が抑制される。このため、急峻な電圧変動で制御回路３０が誤動作することも防止できる。
【００３４】
この弱反転領域でトランジスター５１を駆動する第２状態の制御は、予め設定された期間（時間）が経過した時点で終了してもよいし、電位ＶＴＫや電位ＶＤＤの値が予め設定した条件に該当した時点で終了してもよい。
これらの条件は、補助コンデンサー４の電位ＶＤＤの急峻な変動を抑制できるように設定される。例えば、電位ＶＴＫおよび電位ＶＤＤの電位差が大きい状態で第２状態から第３状態に移行すると、その電位差を無くすために補助コンデンサー４から二次電池３に電荷が移動して、電位ＶＤＤの電位が大きく変動する虞がある。このため、第２状態の制御期間が短いと、第３状態に切り替えた際の電圧変動で制御回路３０が誤動作する可能性がある。従って、第２状態の制御期間を予め設定する場合には、電位ＶＴＫおよび電位ＶＤＤの電位差を０あるいは十分に小さくできる期間に設定すればよい。
この際、第２状態での電位ＶＴＫおよび電位ＶＤＤの変化スピード（変化率）は、弱反転領域で駆動するトランジスター５１の電荷移動量で設定され、この電荷移動量はスイッチ制御回路３２が設定するゲートバイアス電圧で設定される。従って、ゲードバイアス電圧と第２状態の制御期間とは関連付けて設定すればよい。
【００３５】
また、第２状態の制御期間を予め設定せずに、電位ＶＴＫや電位ＶＤＤを測定し、それらの値が予め設定した条件に該当した時点で終了させてもよい。例えば、第２状態の制御を開始後、電源制御回路３１で二次電池３の電位ＶＴＫと、補助コンデンサー４の電位ＶＤＤとを測定し、これらの電位差が０になった時点、あるいは電位差が設定値以下になった時点で第２状態の制御を終了し、第３状態の制御に切り替えてもよい。この場合も、スイッチ制御回路３２によるゲートバイアス電圧を適宜設定することで、トランジスター５１の電荷移動量を設定し、電位差が０や設定値以下になるまでの時間を調整できる。
【００３６】
図３の例では、弱反転領域での制御期間（第２状態の制御期間）は予め設定されている。このため、第２状態の制御期間中に、補助コンデンサー４の電位ＶＤＤと、二次電池３の電位ＶＴＫとが同じ電位となり、その後、太陽電池２での発電が継続していたため、電位ＶＤＤおよび電位ＶＴＫは充電に伴い徐々に上昇している。
【００３７】
［スイッチ手段の制御：第３状態］
弱反転領域での制御（第２状態での制御）が終了すると、図３に示すように、スイッチ制御回路３２は、トランジスター５１に出力するゲートバイアス信号をＯＦＦ信号に切り替える。また、プルダウン抵抗５３に出力するゲートプルダウン信号はＯＮ信号に切り替える。
すると、プルダウン抵抗５３がオンされ、トランジスター５１のゲート電圧は電位ＶＳＳに引き下げられる。従って、トランジスター５１のゲートバイアス電位Ｖｄｓは、しきい値電圧Ｖｔｈを超えたレベルになる。このため、トランジスター５１は強反転領域で動作する。従って、太陽電池２からの充電電流は、トランジスター５１を通して二次電池３に流れる。このため、二次電池３への充電効率も向上でき、二次電池３の電位ＶＴＫおよび補助コンデンサー４の電位ＶＤＤは共に上昇する。
【００３８】
そして、二次電池３の電位ＶＴＫが上限値Vmaxに達すると、電源制御回路３１は、過充電防止手段６０をオフ状態からオン状態に切り替える。これにより、太陽電池２の発電電流が二次電池３に流れることを防止できる。
また、二次電池３の電位ＶＴＫが上限値Vmax未満に低下すると、電源制御回路３１は、過充電防止手段６０をオン状態からオフ状態に切り替える。このため、太陽電池２からの充電電流はスイッチ手段５０を介して二次電池３に蓄電される。
さらに、太陽電池２での発電が行われずに、二次電池３の電位ＶＴＫが第１電圧Ｖ１未満に低下すると、トランジスター５１はオフ状態（第１状態）に移行する。従って、再度、太陽電池２で発電すると、スイッチ手段５０が第１状態に制御されているので、前述のとおり、充電電流は定電圧手段４０を流れ、バイアス電圧を発生させる。
【００３９】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、定電圧手段４０をバイパスするスイッチ手段５０としてトランジスター５１を用い、さらに、このトランジスター５１をオフ状態の第１状態から、弱反転領域で動作させる第２状態に切り替え、さらに、オン状態の第３状態に切り替えて制御している。このため、定電圧手段４０をバイパスする際に、トランジスター５１を弱反転領域で動作させることで、ドレイン電流が殆ど流れない状態、つまりトランジスター５１を移動する電荷量を制限できる。従って、定電圧手段４０をバイパスする前（第１状態での制御時）から、バイパス後（第２状態での制御時）に切り替えた際の急峻な電圧変動を抑えることができる。このため、急峻な電圧変動による制御回路３０の誤動作を防止でき、安定した駆動制御を行うことができる。
【００４０】
また、定電圧手段４０をバイパスするスイッチ手段５０を１つのトランジスター５１で構成できるため、ＩＣ２０の回路規模を小さくでき、腕時計である発電機能付電子時計１にも容易に適用できる。
【００４１】
さらに、前記スイッチ制御回路３２は、トランジスター５１のゲートバイアス電圧をしきい値電圧Ｖｔｈ未満で所定の値に設定している。このため、トランジスター５１を弱反転領域で動作させた場合の電位ＶＤＤの変動が、制御回路３０を誤動作させることがない電圧変動となるように前記電荷量を制御でき、制御回路３０の誤動作を確実に防止できる。
【００４２】
また、二次電池３の電位ＶＴＫが低い場合には、トランジスター５１を第１状態（オフ状態）に制御することで、定電圧手段４０によるバイアス電圧を発生させて制御回路３０を駆動する電圧レベルを高くできる。従って、発電開始直後でも制御回路３０を即座に駆動することができる。特に、二次電池３に比べて容量が小さな補助コンデンサー４を備えているので、補助コンデンサー４の電位ＶＤＤは、前記バイアス電圧によって早期に制御回路３０を駆動可能なレベルに高めることができ、発電開始直後でも制御回路３０を即座に駆動できる。
さらに、第２状態での制御が所定時間経過した時点で、トランジスター５１を第３状態（オン状態：強反転領域）に制御しているので、充電電流はスイッチ手段５０を通して二次電池３に流れ込む。このため、充電効率を向上できる。
【００４３】
また、スイッチ手段５０は、固定抵抗からなるプルアップ抵抗５２を備えるので、発電開始直後で制御回路３０を駆動する電圧が確保されていない場合でも、プルアップ抵抗５２によってトランジスター５１を第１状態に確実に維持できる。従って、発電開始直後から定電圧手段４０でバイアス電圧を確実に発生させることができる。
さらに、スイッチ手段５０は、ＭＯＳＦＥＴからなるプルダウン抵抗５３を備えるので、スイッチ制御回路３２でプルダウン抵抗５３のオン・オフ状態を制御でき、弱反転領域での第２状態の制御終了時に、トランジスター５１を第３状態（オン状態）に確実に維持できる。
【００４４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、スイッチ制御回路３２は、電源制御回路３１で検出した二次電池３の電位ＶＴＫでトランジスター５１の状態を制御していたが、補助コンデンサー４の出力電圧を検出する出力電圧検出手段を制御回路３０に設け、前記出力電圧検出手段で検出した出力手段の値でトランジスター５１を制御してもよい。
【００４５】
前記実施形態では、プルダウン抵抗５３を設けていたが、プルダウン抵抗５３を設けずに、スイッチ制御回路３２からの出力信号でトランジスター５１の第３状態（オン状態）を制御してもよい。ただし、プルダウン抵抗５３を設けて制御したほうが、トランジスター５１を安定して第３状態に維持できる。
また、プルアップ抵抗５２を設けずに、スイッチ制御回路３２からの出力信号でトランジスター５１の第１状態（オフ状態）を制御してもよい。ただし、プルアップ抵抗５２を設けて制御したほうが、スイッチ制御回路３２が動作していない状態でも、トランジスター５１を確実に第１状態に維持できる。
【符号の説明】
【００４６】
１…発電機能付電子時計、２…発電手段である太陽電池、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…ソーラーセル、３…蓄電手段である二次電池、４…補助蓄電手段である補助コンデンサー、５…駆動回路、１０…時計本体、１２…時刻表示部、３０…制御回路、３１…電源制御回路、３２…スイッチ制御手段であるスイッチ制御回路、４０…定電圧手段、４１…ダイオード、５０…スイッチ手段、５１…トランジスター、５２…プルアップ抵抗、５３…プルダウン抵抗、６０…過充電防止手段、７０…逆流防止手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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