JP3487289B2 - 電力供給装置、電力供給方法、携帯型電子機器および電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

電力供給装置、電力供給方法、携帯型電子機器および電
子時計

【０００１】（技術分野） 本発明は、発電された交流電力を効率良く整流して電力
として供給する電力供給装置、電力供給方法、電力供給
装置を用いた携帯型電子機器および電子時計に関する。

【０００２】（背景技術） 腕時計装置のような小型携帯型の電子機器にあっては、
発電機を内蔵すれば、いつでも動作させることができ、
また、煩わしい電池の交換作業を不要とすることができ
る。ここで、発電機によって発電される電力が交流であ
れば、一般に、整流回路としてダイオードブリッジ回路
が用いることが考えられる。しかし、ダイオードブリッ
ジ回路では、ダイオード２個分の電圧降下による損失が
発生するので、小型携帯型の電子機器に用いられる発電
機、すなわち、小振幅の交流電圧を発電する発電機の整
流には適さない。

【０００３】そこで、４個のダイオードの替わりに一方
向に電流を流す一方向性ユニットを４つ使用した整流回
路が提案されている（特開平９−１３１０６４号公
報）。ここで、一方向性ユニットは２つの端子を備えて
おり、一方の端子電圧が他方の端子電圧を上回ると、一
方の端子から他方の端子へ向けて電流を流し、一方の端
子電圧が他方の電子電圧を下回ると、電流を流さないよ
うに構成されている。

【０００４】この場合において、各一方向性ユニットは
コンパレータとＰチャンネルあるいはＮチャンネルの電
界効果型のトランジスタから構成されている。

【０００５】そして、整流回路を介して整流された電流
をコンデンサなどの蓄電装置に充電し、この蓄電装置か
ら負荷に対して電力が供給される。このような構成にお
いて、発電機の出力端子間において発生した交流電力は
全波整流される。しかも、能動素子を用いていることか
ら全波整流に際しての電圧降下による損失はないので発
電機が小振幅の交流電圧を発電する場合であっても、充
電された蓄電装置コンデンサ）の電力によって、あるい
は、整流された電流によって、負荷を直接稼働させるこ
とができるようになっていた。

【０００６】ところで、各一方向性ユニットは、両端の
電圧に基づいて電流を一方向に流すものであるが、端子
電圧を比較するためのコンパレータは、両端子電圧の大
小関係が逆転してからその結果を出力信号に反映するま
でに応答遅延時間を生じる。一般にＭＯＳトランジスタ
で構成されるコンパレータの応答遅延時間は、Ｃｇを出
力トランジスタのゲート容量、Ｉ_opをコンパレータの動
作電流としたとき、「Ｃｇ／Ｉ_op」に比例することが知
られている。すなわち、応答遅延時間と消費電流はほぼ
反比例の関係にある。内蔵された発電機からの電力で駆
動される電子時計においては、発電機の大きさが電子時
計というスペースで制限されてしまい、大きな発電力を
得ることができない。このため、回路の低消費電流化が
図ることにより、電力のエネルギー収支が確保されてい
た。

【０００７】従って、上述した一方向性ユニットを構成
するコンパレータにおいても、低消費電流化が図られ、
動作電流Ｉ_opは最小限に抑える必要があり、コンパレー
タの応答遅延時間は特に大きくなる傾向にある。

【０００８】このため、本来、オフとなるべき期間に整
流用のトランジスタがオンしてしまい、電流が逆流して
しまう、といった問題があった。

【０００９】また、この電流の逆流により急峻な電流が
コンデンサから流れ出るとコンデンサが損傷を受ける、
といった問題が生じる。

【００１０】さらに、電流の逆流によって電源電圧にパ
ルス状のノイズが印加されるので、電源電圧の給電によ
って動作する負荷が誤動作するおそれもあった。

【００１１】さらにまた、コンパレータの応答遅延時間
が長いと、発電機の起電圧の位相に対して、一方向性ユ
ニットを制御して、コンデンサに充電するタイミングが
発電機の起電圧のタイミングに対して、遅れてしまうこ
ととなる。

【００１２】この結果、コンデンサに充電できるのは、
発電機の起電圧の振幅が高電位側電圧と低位側電圧との
間の電位差を上回っている期間だけであるので、充電可
能な期間が短くなり、整流効率が低下してしまうという
問題点が生じる。

【００１３】これに対し、一方向性ユニットを構成する
コンパレータの動作電流を大きくすれば、応答遅延時間
は短くなるが、コンパレータ自体で電力を消費してしま
い、電力供給装置の効率が低下してしまう、という新た
な問題点が生じることとなる。

【００１４】そこで、本発明の第１の目的は、一方向性
ユニットの遅延時間に伴う電流の逆流を防止する電力供
給装置、電力供給方法、電力供給装置を用いた携帯型電
子機器および電子時計を提供することにある。

【００１５】また、本発明の第２の他の目的は、発電さ
れた交流起電力を効率良く整流した電力として供給する
ことができる電力供給装置、電力供給方法、電力供給装
置を用いた携帯型電子機器および電子時計を提供するこ
とにある。

【００１６】（発明の開示） 本発明の第１の態様は、２個の端子と、前記２個の端子
の端子電圧を比較する比較ユニットと、この比較ユニッ
トの比較結果に基づいてオン／オフが制御されるスイッ
チングユニットとを有し、一方の端子からスイッチング
ユニットを介して他方の端子へ電流を流す一方向性ユニ
ットを備え、交流電圧を整流して第１の電源ラインおよ
び第２の電源ラインに電力を供給する電力供給装置であ
って、前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインと
の間に電力を蓄える蓄電ユニットを備え、前記一方向性
ユニットは、前記スイッチングユニットをオフさせる動
作を、応答遅延時間に応じて前もって開始させるよう
に、一方の端子の電圧レベルが、他方の端子の電圧レベ
ルに予め定めた所定の電圧を加算した電圧レベルを下回
った場合に前記スイッチングユニットをオフさせること
を特徴としている。

【００１８】本発明の第２の態様は、２個の端子、前記
２個の端子の端子電圧を比較する比較ユニットおよび前
記比較ユニットの比較結果に基づいてオン／オフ制御が
されるスイッチングユニットを有し、一方の前記端子か
ら前記スイッチングユニットを介して他方の前記端子へ
電流を流す一方向性ユニットを複数個備え、交流電流を
整流して第１および第２の電源ラインに電力を供給する
電力供給装置であって、前記第１の電源ラインと前記第
２の電源ラインとの間に設けられ電力を蓄える蓄電ユニ
ットを備え、第１の前記一方向性ユニットの一方の端子
は前記交流電流が給電される第１の入力端子に接続さ
れ、他方の端子は前記第１の電源ラインに接続されてお
り、第２の前記一方向性ユニットの一方の端子は前記交
流電流が給電される第２の入力端子に接続され、他方の
端子は前記第１の電源ラインに接続されており、第３の
前記一方向ユニットの一方の端子は前記第２の電源ライ
ンに接続され、他方の端子は前記第１の入力端子に接続
されており、第４の前記一方向ユニットの一方の端子は
前記第２の電源ラインに接続され、他方の端子は前記第
２の入力端子に接続されており、前記第１ないし第４の
一方向性ユニットのうち、少なくとも２個の一方向性ユ
ニットは、前記スイッチングユニットをオフさせる動作
を応答遅延時間に応じて前もって開始させるように、一
方の端子の電圧レベルが、他方の端子の電圧レベルに予
め定めた所定の電圧を加算した電圧レベルを下回った場
合に前記スイッチングユニットをオフさせることを特徴
としている。

【００２０】本発明の第３の態様は、２個の端子、前記
２個の端子の端子電圧を比較する比較ユニットおよび前
記比較ユニットの比較結果に基づいてオン／オフ制御が
行われるスイッチングユニットを有し、一方の前記端子
から前記スイッチングユニットを介して他方の前記端子
へ電流を流す複数個の一方向性ユニットと、交流電流が
給電される第１の入力端子に一端が接続される第１の蓄
電ユニットと、前記交流が給電される第２の入力端子に
一端が接続される第２の蓄電ユニットと、を備え、第１
の前記一方向性ユニットの一方の端子は、前記第１の蓄
電ユニットの他端に接続され、他方の端子は前記交流電
圧が給電される第１の入力端子に接続されており、第２
の前記一方向性ユニットの一方の端子は、前記第２の蓄
電ユニットの他端に接続され、他方の端子は、前記第１
の蓄電ユニットの他端に接続されており、前記第１およ
び第２の一方向性ユニットは、対応するスイッチングユ
ニットをオフさせるための動作を応答遅延時間に応じて
前もって開始させるように、一方の端子の電圧レベル
が、他方の端子の電圧レベルに予め定めた所定の電圧を
加算した電圧レベルを下回った場合に前記スイッチング
ユニットをオフさせることを特徴としている。

【００２１】また、本発明の第４の態様は、第１の態様
の電力供給装置において、前記２個の端子に供給される
交流電圧を全波整流して前記第１および第２の電源ライ
ンに電力を供給するとともに、第１の入力端子と前記第
１の電源ラインとの間に接続された第１のスイッチング
ユニットと、第２の入力端子と前記第１の電源ラインと
の間に接続された第２のスイッチングユニットと、前記
第１の入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接続さ
れ一方向にのみ電流を流す第１のユニットと、前記第２
の入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接続され一
方向にのみ電流を流す第２のユニットと、前記第１の入
力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電圧とを比較す
る第１の比較ユニットと、前記第２の入力端子の電圧と
前記第１の電源ラインの電圧とを比較する第２の比較ユ
ニットと、前記第１の比較ユニットの比較結果に基づい
て、前記第１のスイッチングユニットのオン／オフを制
御するとともに、この比較結果が前記第１のスイッチン
グユニットをオンすることを示す場合であっても、前記
第２の入力端子の電圧に基づいて、前記第１のスイッチ
ングユニットを強制的にオフする第１の制御ユニット
と、前記第２の比較ユニットの比較結果に基づいて、前
記第２のスイッチングユニットのオン／オフを制御する
とともに、この比較結果が第２のスイッチングユニット
をオンすることを示す場合であっても、前記第２の入力
端子の電圧に基づいて、第２のスイッチングユニットを
強制的にオフする第２の制御ユニットとを備えることを
特徴としている。

【００２２】本発明の第５の態様は、第１の態様の電力
供給装置において、前記スイッチングユニットに並列に
接続されるダイオードを備えたことを特徴としている。

【００２３】また、本発明の第６の態様は、第１の態様
の電力供給装置において、前記スイッチングユニット
は、電界効果型トランジスタで構成することを特徴とし
ている。

【００２４】本発明の第７の態様は、第５の態様の電力
供給装置において、前記スイッチングユニットは、電界
効果型トランジスタであり、前記ダイオードは前記電界
効果型トランジスタの寄生ダイオードであることを特徴
としている。

【００２５】また、本発明の第８の態様は、第１の態様
の電力供給装置において、前記一方向性ユニットは、半
導体基板上に集積されていることを特徴としている。

【００２６】本発明の第９の態様は、第４の態様の力供
給装置において、前記第１の制御ユニットは、前記第２
の入力端子と前記第１の電源ラインとの間の電位差が予
め定められた基準値より大きくなることを検出する第１
の検出ユニットと、前記第１の比較ユニットの比較結果
に基づいて、前記第１のスイッチングユニットのオン／
オフを制御するとともに、この比較結果が前記第１のス
イッチングユニットをオンすることを示す場合であって
も、前記第１の検出ユニットの検出結果に基づいて、前
記第１のスイッチングユニットを強制的にオフする第１
の制御部とを備え、前記第２の制御ユニットは、前記第
１の入力端子と前記第１の電源ラインとの間の電位差が
予め定められた基準値より大きくなることを検出する第
２の検出ユニットと、前記第２の比較ユニットの比較結
果に基づいて、前記第２のスイッチングユニットのオン
／オフを制御するとともに、この比較結果が前記第２の
スイッチングユニットをオンすることを示す場合であっ
ても、前記検出ユニットの検出結果に基づいて、前記第
２のスイッチングユニットを強制的にオフする第２の制
御部とを備えることを特徴としている。

【００２７】本発明の第１０の態様は、第４の態様の電
力供給装置において、前記第１のユニットは、前記第１
の入力端子の電圧に基づいてオン／オフが制御される第
３のスイッチングユニットであり、前記第２のユニット
は、前記第２の入力端子の電圧に基づいてオン／オフが
制御される第４のスイッチングユニットであることを特
徴とする電力供給装置。

【００２８】本発明の第１１の態様は、第４の態様の電
力供給装置において、前記第２の入力端子と前記第１の
電源ラインとの間の電位差が予め定めた基準値よりも大
きくなることを検出する第１の検出ユニットと、前記第
１の入力端子と前記第１の電源ラインとの間の電位差が
予め定めた基準値よりも大きくなることを検出する第２
の検出ユニットと、を備え、前記第１の比較ユニットお
よび前記第２の比較ユニットは、前記第１の検出ユニッ
トまたは前記第２の検出ユニットにおいて検出がなされ
た場合に、電源供給がなされることを特徴としている。

【００２９】本発明の第１２の態様は、第２の態様の電
力供給装置において、前記第１のスイッチングユニット
に並列に接続される第１のダイオードと、前記第２のス
イッチングユニットに並列に接続される第２のダイオー
ドと、 ；前記第３のスイッチングユニットに並列に接
続される第３のダイオードと、前記第４のスイッチング
ユニットに並列に接続される第４のダイオードとを備え
たことを特徴としている。

【００３０】本発明の第１３の態様は、第２の態様の電
力供給装置において、前記第１乃至第４のスイッチング
ユニットは、それぞれ電界効果型トランジスタであるこ
とを特徴としている。

【００３１】本発明の第１４の態様は、第１２の態様の
電力供給装置において、前記第１乃至第４のスイッチン
グユニットは、それぞれ電界効果型トランジスタであ
り、前記第１及び第２のダイオードは前記第１及び第２
の各電界効果型トランジスタの寄生ダイオードであるこ
とを特徴としている。

【００３２】本発明の第１５の態様は、第２の態様の電
力供給装置において、２つの入力端子に供給される交流
電圧を全波整流して第１および第２の電源ラインに電力
を供給する電力供給装置であって、前記第１の入力端子
の電圧と前記第１の電源ラインの電圧とを比較する第１
の比較ユニットと、前記第２の入力端子の電圧と前記第
１の電源ラインの電圧とを比較する第２の比較ユニット
と、前記第１の入力端子の電圧と前記第２の電源ライン
の電圧とを比較するとともに、前記第２の比較ユニット
よりも応答遅延時間が短い第３の比較ユニットと、前記
第２の入力端子の電圧と前記第２の電源ラインの電圧と
を比較するとともに、前記第１の比較ユニットよりも応
答遅延時間が短い第４の比較ユニットと、前記第１の入
力端子と前記第１の電源ラインとの間に接続された第１
のスイッチングユニットと、前記第２の入力端子と前記
第１の電源ラインとの間に接続された第２のスイッチン
グユニットと、前記第１の入力端子と前記第２の電源ラ
インとの間に接続され、前記第３の比較ユニットの比較
結果に基づいてオン／オフが制御される第３のスイッチ
ングユニットと、前記第２の入力端子と前記第２の電源
ラインとの間に接続され、前記第４の比較ユニットの比
較結果に基づいてオン／オフが制御される第４のスイッ
チングユニットと、前記第１の比較ユニットの比較結果
に基づいて、前記第１のスイッチングユニットのオン／
オフを制御するとともに、この比較結果が前記第１のス
イッチングユニットをオンすることを示す場合であって
も、前記第４の比較ユニットの比較結果が前記第４のス
イッチングユニットをオフすることを示す場合には、前
記第１のスイッチングユニットを強制的にオフする第１
の制御ユニットと、前記第２の比較ユニットの比較結果
に基づいて、前記第２のスイッチングユニットのオン／
オフを制御するとともに、この比較結果が前記第２のス
イッチングユニットをオンすることを示す場合であって
も、前記第３の比較ユニットの比較結果が前記第３のス
イッチングユニットをオフすることを示す場合には、前
記第２のスイッチングユニットを強制的にオフする第２
の制御ユニットとを備えることを特徴としている。

【００３３】本発明の第１６の態様は、第１５の態様の
電力供給装置において、前記第２の入力端子の電圧と前
記第２の電源ラインの電圧とを比較する第１の検出ユニ
ットと、前記第１の入力端子の電圧と前記第１の電源ラ
インの電圧とを比較する第２の検出ユニットと、を備
え、前記第１〜第４の比較ユニットは、前記第１の検出
ユニットまたは前記第２の検出ユニットにおいて発電検
出がなされた場合に、電源供給がなされることを特徴と
している。

【００３４】本発明の第１７の態様は、第２の態様の電
力供給装置において、前記第１〜第４のスイッチングユ
ニットは、半導体基板上に集積されていることを特徴と
している。

【００３５】本発明の第１８の態様は、請求の範囲第３
項記載の電力供給装置において、前記第１のスイッチン
グユニットに並列に接続される第１のダイオードと、前
記第２のスイッチングユニットに並列に接続される第２
のダイオードとを備えたことを特徴としている。

【００３６】本発明の第１９の態様は、第３の態様の電
力供給装置において、前記第１および第２のスイッチン
グユニットは、それぞれ電界効果型トランジスタである
ことを特徴としている。

【００３７】本発明の第２０の態様は、第１８の態様の
電力供給装置において、前記第１および第２のスイッチ
ングユニットは、それぞれ電界効果型トランジスタであ
り、前記第１および第２のダイオードは各電界効果型ト
ランジスタの寄生ダイオードであることを特徴としてい
る。

【００３８】本発明の第２１の態様は、第３の態様の電
力供給装置において、前記第１および第２のスイッチン
グユニット並びに前記第１および第２の制御ユニット
は、半導体基板上に集積化されていることを特徴として
いる。

【００３９】本発明の第２２の態様は、第１、第２また
は第３の態様の電力供給装置において、前記交流電圧を
給電する交流発電ユニットを備えたことを特徴としてい
る。

【００４０】本発明の第２３の態様は、２個の端子、前
記２個の端子の端子電圧を比較する比較装置および前記
比較装置の比較結果に基づいてオン／オフが制御される
スイッチング装置を有し、一方の端子からスイッチング
装置を介して他方の端子へ電流を流す複数個の一方向性
ユニットと、第１の電源ラインと前記第２の電源ライン
との間に設けられ電力を蓄える蓄電装置と、を備え、交
流電流を整流して前記第１の電源ラインおよび前記第２
の電源ラインに電力を供給する電力供給装置の制御方法
であって、前記スイッチング装置をオフさせる動作を、
応答遅延時間に応じて前もって開始させるように、一方
の端子の電圧レベルが、他方の端子の電圧レベルに予め
定めた所定の電圧を加算した電圧レベルを下回った場合
に前記スイッチング装置をオフさせることを特徴として
いる。

【００４１】本発明の第２４の態様は、２個の端子、前
記２個の端子の端子電圧を比較する比較ユニットおよび
前記比較ユニットの比較結果に基づいてオン／オフ制御
がされるスイッチング装置を有し、一方の前記端子から
前記スイッチング装置を介して他方の前記端子へ電流を
流す複数個の一方向性ユニットと、前記第１の電源ライ
ンと前記第２の電源ラインとの間に設けられ電力を蓄え
る蓄電装置と、を備え、第１の前記一方向性ユニットの
一方の端子は前記交流電流が給電される第１の入力端子
に接続され、他方の端子は前記第１の電源ラインに接続
されており、第２の前記一方向性ユニットの一方の端子
は前記交流電流が給電される第２の入力端子に接続さ
れ、他方の端子は前記第１の電源ラインに接続されてお
り、第３の前記一方向ユニットの一方の端子は前記第２
の電源ラインに接続され、他方の端子は前記第１の入力
端子に接続されており、第４の前記一方向ユニットの一
方の端子は前記第２の電源ラインに接続され、他方の端
子は前記第２の入力端子に接続されており、交流電流を
整流して第１および第２の電源ラインに電力を供給する
電力供給装置の制御方法であって、前記第１ないし第４
の一方向性ユニットのうち、少なくとも２個の一方向性
ユニットに前記スイッチング装置をオフさせる動作を応
答遅延時間に応じて前もって開始させるように、一方の
端子の電圧レベルが、他方の端子の電圧レベルに予め定
めた所定の電圧を加算した電圧レベルを下回った場合に
前記スイッチング装置をオフさせることを特徴としてい
る。

【００４２】本発明の第２５の態様は、２個の端子、前
記２個の端子の端子電圧を比較する比較ユニットおよび
前記比較ユニットの比較結果に基づいてオン／オフ制御
が行われるスイッチング装置を有し、一方の前記端子か
ら前記スイッチング装置を介して他方の前記端子へ電流
を流す複数個の一方向性ユニットと、交流電流が給電さ
れる第１の入力端子に一端が接続される第１の蓄電装置
と、前記交流が給電される第２の入力端子に一端が接続
される第２の蓄電装置と、を備え、第１の前記一方向性
ユニットの一方の端子は、前記第１の蓄電装置の他端に
接続され、他方の端子は前記交流電圧が給電される第１
の入力端子に接続されており、第２の前記一方向性ユニ
ットの一方の端子は、前記第２の蓄電装置の他端に接続
され、他方の端子は、前記第１の蓄電装置の他端に接続
された電力供給装置の制御方法において、前記第１およ
び第２の一方向性ユニットにおける対応するスイッチン
グ装置をオフさせるための動作を応答遅延時間に応じて
前もって開始させるように、一方の端子の電圧レベル
が、他方の端子の電圧レベルに予め定めた所定の電圧を
加算した電圧レベルを下回った場合に前記スイッチング
装置をオフさせることを特徴としている。

【００４３】本発明の第２６の態様は、第１、第２また
は第３の態様のいずれかの電力供給装置と、前記電力供
給装置から供給される電力に基づいて予め定められた処
理を実行する処理ユニットと、を備えたことを特徴とし
ている。

【００４４】本発明の第２７の態様は、第１、第２また
は第３の態様のいずれかの電力供給装置と、前記電力供
給装置から供給される電力に基づいて、計時動作を行う
計時ユニットと、を備えたことを特徴としている。

【００４５】（発明を実施するための最良の形態） 以下、本発明を実施するための最良の形態について図面
を参照して説明する。

【００４６】［１］ 第１実施形態 ［１．１］ 第１実施形態（〜第４実施形態）の適用技
術分野 ここで以下に説明する第１実施形態（〜第４実施形態）
の理解を助けるべく、第１実施形態（〜第４実施形態）
の適用される技術分野について図面を参照して説明す
る。

【００４７】図１５に、第１実施形態が適用される技術
分野である４個のダイオードに代えて一方向に電流を流
す一方向性ユニットを４つ使用した整流回路を用いた電
力供給装置の構成を示す。

【００４８】図１５に示されるように、発電機１００の
一方の端子ＡＧ１は一方向性ユニットＵ１介して、ま
た、他方の端子ＡＧ２は一方向性ユニットＵ２を介し
て、それぞれ電源の高電位側電圧Ｖｄｄに接続されてい
る。さらに、端子ＡＧ１は、一方向性ユニットＵ３を介
して、また、他方の端子ＡＧ２は一方向性ユニットＵ４
を介して、それぞれ電源の低位側電圧Ｖｓｓに接続され
ている。

【００４９】また、一方向性ユニットＵ１はコンパレー
タＣＯＭ１とＰチャンネル電界効果型のトランジスタＰ
１から、一方向性ユニットＵ２はコンパレータＣＯＭ２
とＰチャンネル電界効果型のトランジスタＰ２から構成
されている。さらに、一方向性ユニットＵ３はコンパレ
ータＣＯＭ３とＮチャンネル電界効果型のトランジスタ
Ｎ３から、一方向性ユニットＵ４はコンパレータＣＯＭ
４とＮチャンネル電界効果型のトランジスタＮ４から構
成されている。なお、コンデンサ１４０は整流された電
流を充電するものであり、負荷１５０は、これを電源と
して、当該電子機器において各種処理を実行するもので
ある。

【００５０】このような構成において、端子ＡＧ１の電
圧が、発電によって高電位側電圧Ｖｄｄを上回ると、コ
ンパレータＣＯＭ１の出力電圧はローレベルとなりトラ
ンジスタＰ１がオンする。また、端子ＡＧ２の電圧が、
発電によって低位側電圧Ｖｓｓを下回ると、コンパレー
タＣＯＭ４の出力電圧はハイレベルとなりトランジスタ
Ｎ４がオンする。これにより、電流は、端子ＡＧ１→ト
ランジスタＰ１→コンデンサ１４０→トランジスタＮ４
→端子ＡＧ２という閉ルートで流れる。この結果、コン
デンサ１４０が充電される。

【００５１】一方、端子ＡＧ１の電圧レベルが低位側電
圧Ｖｓｓを下回り、端子ＡＧ２の電圧レベルが高電位側
電圧Ｖｄｄを上回ると、トランジスタＰ２およびＮ３が
オンする。これにより、電流は、端子ＡＧ２→トランジ
スタＰ２→コンデンサ１４０→トランジスタＮ３→端子
ＡＧ１という閉ルートで流れる。この結果、コンデンサ
１４０が充電される。

【００５２】したがって、端子ＡＧ１、ＡＧ２間におい
て発生した交流電力は全波整流され、しかも、全波整流
に際しての電圧降下による損失はないので発電機１００
が小振幅の交流電圧を発電する場合であっても、充電さ
れたコンデンサ１４０によって、あるいは、整流された
電流によって直接、負荷１５０を稼働させることができ
ることとなっている。

【００５３】ところで、各一方向性ユニットＵ１〜Ｕ４
は、両端の電圧に基づいて電流を一方向に流すものであ
るが、端子電圧を比較するためのコンパレータＣＯＭ１
〜ＣＯＭ４は、両端子電圧の大小関係が逆転してからそ
の結果を出力信号に反映するまでに応答遅延時間を生じ
る。

【００５４】一般にＭＯＳトランジスタで構成されるコ
ンパレータの応答遅延時間は、Ｃｇを出力トランジスタ
のゲート容量、Ｉ_opをコンパレータの動作電流としたと
き、「Ｃｇ／Ｉ_op」に比例することが知られている。す
なわち、応答遅延時間と消費電流はほぼ反比例の関係に
ある。内蔵された発電機からの電力で駆動される電子時
計においては、発電機の大きさが電子時計というスペー
スで制限されてしまい、大きな発電力を得ることができ
ない。このため、回路の低消費電流化が図ることによ
り、電力のエネルギー収支が確保されていた。コンパレ
ータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４においても、低消費電流化が図
られ動作電流Ｉ_opは最小限に抑える必要があり、コンパ
レータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の応答遅延時間は特に大きく
なる傾向にある。

【００５５】このため、本来、オフとなるべき期間に整
流用のトランジスタがオンしてしまい、電流が逆流して
しまうといった問題があった。図１６はコンパレータの
遅延時間に伴う電流の逆流を説明するためのタイミング
チャートである。ここで、図１６（ａ）に示すように端
子ＡＧ１の電圧が、時刻ｔ1において高電位側電圧Ｖｄ
ｄを上回り、時刻ｔ３において高電位側電圧Ｖｄｄを下
回るとする。この場合、一方向性ユニットＵ１のコンパ
レータＣＯＭ１は図１６（ｂ）に示す出力信号をトラン
ジスタＰ１に供給する。この出力信号は、時刻ｔ１から
遅延時間ｔｄ１が経過した時刻ｔ２においてハイレベル
からローレベルに立ち下がり、また時刻ｔ３から遅延時
間ｔｄ１が経過した時刻ｔ４においてハイレベルからロ
ーレベルに立ち下がる。

【００５６】この場合において、遅延時間ｔｄ１に対応
する期間にあっては、端子ＡＧ１の電圧が高電位側電圧
Ｖｄｄを下回っているのにも拘わらず、トランジスタＰ
１がオンしている。さらに、一方向性ユニットＵ４にお
いても同様に、当該期間においてトランジスタＮ４がオ
ンしている。

【００５７】このため、当該期間にあっては、コンデン
サ１４０→トランジスタＰ１→端子ＡＧ１→端子ＡＧ２
→トランジスタＮ４→コンデンサ１４０の閉ルートで電
流が逆流する。

【００５８】図１６（ｃ）は、トランジスタＰ１を流れ
る電流を示したものである。この場合、充電電流のピー
クは、例えば、２〜３ｍＡであるが、逆流する電流のピ
ークは１０ｍＡ前後となる。

【００５９】このように急峻な電流がコンデンサ１４０
から流れ出るとコンデンサ１４０が損傷を受けるといっ
た問題がある。さらに、電流の逆流によって電源電圧に
パルス状のノイズが印加されるので、電源電圧の給電に
よって動作する負荷１５０が誤動作するおそれもある。

【００６０】そこで、本第１実施形態は、上述した問題
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、一方向性ユニットの遅延時間に伴う電流の逆流を防
止し、発電された交流起電力を効率良く整流して電力と
して供給することにある。

【００６１】［１．２］ 第１実施形態の構成 図１は、本発明の第１実施形態にかかる電力供給装置の
構成を示す回路図である。

【００６２】この図に示されるように、本実施形態にか
かる電力供給装置は、一方向性ユニットＵ１〜Ｕ４に代
えて、一方向性ユニットＵ１０〜Ｕ４０を使用する点が
図１５に示した電力供給装置と異なっている。

【００６３】まず、一方向性ユニットＵ１０〜Ｕ４０に
おいて寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４は、一方向性ユニット
Ｕ１０〜Ｕ４０を集積化する際に作り込まれる。この場
合、トランジスタＰ１、Ｐ２のバルク（ボディ）は高電
位側電圧Ｖｄｄに接続されているため、トランジスタＰ
１、Ｐ２の寄生ダイオードＤ１、Ｄ２は、波線で示され
る方向で発生する。また、トランジスタＮ３、Ｎ４のバ
ルク（ボディ）は低位側電圧Ｖｓｓに接続されているた
め、トランジスタＮ３、Ｎ４の寄生ダイオードＤ３、Ｄ
４は、波線で示される方向で発生する。したがって、各
寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４の向きは、各トランジスタが
オン状態となったとき、そこに流れる電流の向きと一致
するように構成されている。この例では、各寄生ダイオ
ードＤ１〜Ｄ４の降下電圧をＶｆで表すものとする。こ
こで、端子ＡＧ１の電圧が電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）を越え
たとすると、寄生ダイオードＤ１はオン状態となり、電
流が端子ＡＧ１からコンデンサ１４０に流れることにな
る。したがって、コンパレータＣＯＭ１に大きな応答遅
延時間があったとしても、寄生ダイオードＤ１によって
整流動作が行われることになる。

【００６４】なお、寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４に充電電
流が流れると、寄生トランジスタが導通してラッチアッ
プを引き起こすおそれがある。ラッチアップは、ＣＭＯ
Ｓ−ＬＳＩに特有の現象であるが、ガードバンドや、ト
レンチ分離などの集積回路技術によって防止することは
十分可能である。

【００６５】図２に図１の電力供給装置を半導体基板上
に集積化した場合のレイアウトを示す。整流用に用いら
れる電界効果トランジスタには、高電位側電源Ｖｄｄお
よび低電位側電源Ｖｓｓという電源電圧を超えた電圧が
印加されるため、ラッチアップに配慮する必要がある。
図２のレイアウトは、Ｎ型基板上に配置した場合であ
る。

【００６６】ＰチャネルトランジスタＰ１、Ｐ２の周り
のＮ^-拡散層ＰｈＮ^-は、高電位側電源Ｖｄｄに接続され
ており、ＮチャネルトランジスタＮ３、Ｎ４の周りのＰ
^-拡散層ＰｈＰ^-は、低電位側電源Ｖｓｓに接続されてい
る。これらのＮ^-拡散層ＰｈＮ^-およびＰ^-拡散層ＰｈＰ^-
は、ガードリングの役割を有し、ラッチアップの原因と
なる基板電流を抑制することとなる。

【００６７】またさらなるラッチアップ対策として、Ｐ
チャネルトランジスタＰ１、Ｐ２およびＮチャネルトラ
ンジスタＮ３、Ｎ４の整流用の電界効果トランジスタの
周りを高電位側電源配線ＬＶｄｄおよび低電位側電源配
線ＬＶｓｓの電源配線で囲み、各素子Ｐ１、Ｐ２、Ｎ
３、Ｎ４間の距離も十分に離間して、分離している。

【００６８】さらに本電力供給装置は、ブリッジ回路で
あり、整流動作特性のばらつきをより低減させるために
は、図２に示すように、端子ＡＧ１側と、端子ＡＧ２側
とで、（左右）対称に配置するのが望ましい。すなわ
ち、ＰチャネルトランジスタＰ１とＰチャネルトランジ
スタＰ２の間あるいはＮチャネルトランジスタＮ３とＮ
チャネルトランジスタＮ４の間を仮想的な境界線とし
て、境界線に対して図面左側にＰチャネルトランジスタ
Ｐ１およびＮチャネルトランジスタＮ３を十分に離間し
て配置し、さらに境界線から離れた方向にコンパレータ
ＣＯＭ１の配置領域ＡCOM1およびコンパレータＣＯＭ３
の配置領域ＡCOM3を配置する。

【００６９】そして、ＰチャネルトランジスタＰ１、Ｎ
チャネルトランジスタＮ３、配置領域ＡCOM1およびの配
置領域ＡCOM3と境界線を介して対称にＰチャネルトラン
ジスタＰ２、ＮチャネルトランジスタＮ４、コンパレー
タＣＯＭ２の配置領域ＡCOM2およびのコンパレータＣＯ
Ｍ４の配置領域ＡCOM4を配置する。

【００７０】ところで、図１５示した電力供給装置にお
いて、電流の逆流が生じたのは、各コンパレータＣＯＭ
１〜ＣＯＭ４の応答遅延時間によって、本来、トランジ
スタＰ１,Ｐ２,Ｎ３,Ｎ４がオフすべき期間においてオ
ンしているからであった。

【００７１】そこで、本第１実施形態にあっては、コン
パレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４により比較を行うに際し、
コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の入力信号にオフセッ
トを持たせることによって、応答の開始タイミングを従
来のものよりも早く設定し、同じ応答遅延時間であって
も比較結果が早く得られるようにしている。

【００７２】レベルシフタ１０〜４０はこのオフセット
を持たせるために設けられたものであり、レベルシフタ
１０または２０は、高電位側電圧Ｖｄｄに対して各々電
圧Ｖ_offset1またはＶ_offset2だけ高位側に出力電圧をレ
ベルシフトさせ、このレベルシフトさせた電圧をコンパ
レータＣＯＭ１またはＣＯＭ２の正入力端子（＋）に各
々供給するように構成されている。

【００７３】一方、レベルシフタ３０および４０は、低
電位側電圧Ｖｓｓに対して各々電圧Ｖ_offset3またはＶ
_offset4だけ低位側に出力電圧をレベルシフトさせ、こ
のレベルシフトさせた電圧をコンパレータＣＯＭ３およ
びＣＯＭ４の正入力端子（＋）に各々供給するように構
成されている。

【００７４】各レベルシフタ１０〜４０で発生する電圧
Ｖ_offset1〜Ｖ_offset4の値は、コンパレータＣＯＭ１〜
ＣＯＭ４の各応答遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４に基づいて、
電流の逆流が発生しないように定められている。より具
体的には、電圧Ｖ_offset1〜Ｖ_offset4は、数十［ｍＶ］
程度に設定される。

【００７５】したがって、コンパレータＣＯＭ１または
ＣＯＭ２は、端子ＡＧ１または端子ＡＧ２の電圧が高電
位側電圧Ｖｄｄを下回る直前にローレベルからハイレベ
ルへ変化する各出力信号を生成し、これらにより、トラ
ンジスタＰ１またはＰ２がオンからオフに切り換わるよ
うになっている。また、コンパレータＣＯＭ３またはＣ
ＯＭ４は、端子ＡＧ１または端子ＡＧ２の電圧が低電位
側電圧Ｖｓｓを上回る直前にハイレベルからローレベル
へ変化する各出力信号を生成し、これらにより、トラン
ジスタＮ３またはＮ４がオンからオフに切り換わるよう
になっている。

【００７６】ここで、高電位側電圧Ｖｄｄに接続される
コンパレータＣＯＭ１,ＣＯＭ２の一例について図３を
参照して説明する。図３に示されるように、コンパレー
タＣＯＭ１,ＣＯＭ２は、一対の負荷トランジスタ２１
１、２１２と、一対の入力トランジスタ２１３、２１４
と、出力トランジスタ２１５と、定電流源２１６、２１
７とから構成される。このうち、負荷トランジスタ２１
１、２１２および出力トランジスタ２１５はＰチャネル
電界効果型であるが、入力トランジスタ２１３、２１４
はＮチャネル電界効果型である。そして、入力トランジ
スタ２１３、２１４の各ゲートが、それぞれコンパレー
タ２０１（２０２）の負入力端（−）、正入力端（＋）
となる一方、出力トランジスタ２１５のドレインが出力
端ＯＵＴとなっている。

【００７７】このような構成において、負荷トランジス
タ２１１、２１２は、カレントミラー回路となるので、
その負荷トランジスタ２１１、２１２に流入する各電流
値は互いに等しい。したがって、入力トランジスタ２１
３、２１４のゲートに流入する電流（電圧）差が増幅さ
れて、その差が端子Ａに現れるが、これを途中で受ける
トランジスタ２１１、２１２は同じ電流値しか受容しな
いので、その差電流（電圧）は、次第に大きく増幅され
てトランジスタ２１５のゲートに流入することとなる。

【００７８】この結果、コンパレータ２０１の出力端Ｏ
ＵＴたるトランジスタ２１５のドレイン電圧は、正入力
端（＋）たるトランジスタ２１４のゲート電流（電圧）
が負入力端（−）たるトランジスタ２１３のゲート電流
（電圧）を少しでも越えると、高電位側電圧Ｖｄｄに大
きく振られる一方、そうでなければ、反対に低位側電圧
Ｖｓｓに大きく振られることとなる。

【００７９】このようなコンパレータＣＯＭ１（ＣＯＭ
２）によれば、トランジスタ２１１、２１２を能動負荷
として用いているので、定電流源２１６、２１７以外に
抵抗を１個も用いないで済む。このため、集積化する場
合に極めて有利となる。

【００８０】一般にＭＯＳトランジスタで構成されるコ
ンパレータの応答遅延時間は、Ｃｇを出力トランジスタ
のゲート容量、Ｉ_opをコンパレータの動作電流としたと
き、「Ｃｇ／Ｉ_op」に比例することが知られている。す
なわち、応答遅延時間と消費電流はほぼ反比例の関係に
ある。内蔵された発電機からの電力で駆動される電子時
計においては、発電機の大きさが電子時計というスペー
スで制限されてしまい、大きな発電力を得ることができ
ない。このため、回路の低消費電流化が図ることによ
り、電力のエネルギー収支が確保されていた。コンパレ
ータＣＯＭ１、ＣＯＭ２においても、低消費電流化が図
られ動作電流Ｉ_opは最小限に抑える必要があり、コンパ
レータＣＯＭ１、ＣＯＭ２の応答遅延時間は特に大きく
なる傾向にある。

【００８１】ところで、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ
２は、レベルシフタ１０、２０によってレベルシフトさ
れた電圧を入力する構成となっているが、このような構
成は、図３における入力トランジスタ２１３、２１４の
しきい値電圧Ｖｔｈを異ならせることでも可能である。

【００８２】詳細には、負入力端（−）側のトランジス
タ２１３のしきい値電圧Ｖｔｈを、正入力端（＋）側の
トランジスタ２１４のそれよりも大きくすれば、図１に
おけるレベルシフタ１０、２０と同等の作用効果を実現
できる。

【００８３】この場合において、入力トランジスタ２１
３、２１４のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせるには、ト
ランジスタサイズを変えることによって可能である。具
体的には、入力トランジスタ２１３のゲート幅を入力ト
ランジスタ２１４のゲート幅より狭くすることで、入力
トランジスタ２１３のしきい値電圧Ｖｔｈを上げること
ができる。さらに、不純物の打ち込みなどのプロセス的
な方法などによっても入力トランジスタ２１３、２１４
のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせることが可能である。

【００８４】また、図４に示すように、同一サイズ・同
一能力のトランジスタを並列に接続することによりトラ
ンジスタ２１３あるいはトランジスタ２１４と等価な回
路を実現することができる。すなわち、トランジスタ２
１３に代えて、同一サイズ・同一能力の二つのトランジ
スタ２１３Ａ、２１３Ｂを並列接続し、トランジスタ２
１４に代えて同一サイズ・同一能力のトランジスタ２１
４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃを並列接続する。

【００８５】このような構成とすることにより、正入力
端（＋）側の方が差動対トランジスタの能力が高くな
り、負入力端（−）側の端子電圧を正入力端（＋）側の
電圧よりも高くしないとトランジスタ２１４Ａ、２１４
Ｂ、２１４Ｃはオン状態とならず、コンパレータ出力が
反転することはない。

【００８６】コンパレータにおける検出動作としては、
例えば、正入力端（＋）側を基準として、正入力端
（＋）側に高電位側電圧Ｖｄｄを印加した場合、負入力
端（−）側に電圧Ｖｄｄよりも電圧αだけ高位の電圧
（Ｖｄｄ＋α）以上の電圧を印加した場合にのみ、コン
パレータは反転して“Ｌ”レベルを出力することとな
る。

【００８７】次に、低位側電圧Ｖｓｓに接続されるコン
パレータＣＯＭ３、ＣＯＭ４の一例について図５を参照
して説明する。図５に示されるように、コンパレータＣ
ＯＭ３（ＣＯＭ４）は、一対の負荷トランジスタ２３
１、２３２と、一対の入力トランジスタ２３３、２３４
と、出力トランジスタ２３５と、定電流源２３６、２３
７とから構成される。このうち、負荷トランジスタ２３
１、２３２および出力トランジスタ２３５はＮチャネル
電界効果型であるが、入力トランジスタ２３３、２３４
はＰチャネル電界効果型である。そして、入力トランジ
スタ２３３、２３４の各ゲートが、それぞれコンパレー
タＣＯＭ３（ＣＯＭ４）の負入力端（−）、正入力端
（＋）となる一方、出力トランジスタ２３５のソースが
出力端ＯＵＴとなっている。

【００８８】このようにコンパレータＣＯＭ３（ＣＯＭ
４）は、高電位側電圧Ｖｄｄに接続されるコンパレータ
ＣＯＭ１（ＣＯＭ２）（図３参照）とは、全く逆極性で
構成される。このコンパレータＣＯＭ３（ＣＯＭ４）に
おいても、コンパレータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）と同様
に、入力トランジスタ２３３、２３４のしきい値電圧Ｖ
ｔｈを異ならせ、これによりレベルシフタ３０、４０を
それらの内部に取り込むことが可能である。

【００８９】詳細には、負入力端（−）側のトランジス
タ２３３のしきい値電圧Ｖｔｈを、正入力端（＋）側の
トランジスタ２３４のそれよりも大きくすれば、図１に
おけるレベルシフタ３０、４０と同等の作用効果を実現
できる。なお、入力トランジスタ３０、４０のしきい値
電圧Ｖｔｈを異ならせる方法は、コンパレータＣＯＭ１
（ＣＯＭ２）の場合と同様である。

【００９０】［１．３］ 第１実施形態の動作 次に、本実施形態にかかる電力供給装置の動作につい
て説明する。この例では、各コンパレータＣＯＭ１〜Ｃ
ＯＭ４の応答遅延時間は、ｒｄと等しく、各レベルシフ
タ１０〜４０のオフセット電圧はＶ_offset（＝数十［ｍ
Ｖ］）に設定されており、各トランジスタＰ１、Ｐ２、
Ｎ３、Ｎ４の降下電圧はＶｏｎと等しいものとする。

【００９１】なお、本実施形態の電力供給装置は、一方
向性ユニットＵ１０およびＵ４０に対して、一方向性ユ
ニットＵ２０およびＵ３０が対称的に構成されている。
したがって、端子ＡＧ２の電圧が端子ＡＧ１の電圧を上
回る場合の一方向性ユニットＵ２０およびＵ３０の動作
は、端子ＡＧ１の電圧が端子ＡＧ２の電圧を上回る場合
の一方向性ユニットＵ１０およびＵ４０の動作と同様で
ある。このため、以下の説明においては、端子ＡＧ１の
電圧が端子ＡＧ２の電圧を上回る場合について説明し、
逆の場合については同様であるので説明を省略する。

【００９２】上述したようにオフセット電圧Ｖ_offsetは
応答遅延時間ｔｄに応じて定められる。したがって、オ
フセット電圧Ｖ_offsetが降下電圧Ｖｏｎを下回る場合も
あれば、オフセット電圧Ｖ_offsetが降下電圧Ｖｏｎを上
回る場合もある。以下、場合を分けて説明する。

【００９３】［１．３．１］ オフセット電圧がトラン
ジスタの降下電圧を下回る場合 まず、Ｖ_offset＜Ｖｏｎの場合について、図６を参照し
つつ説明する。図６はオフセット電圧がトランジスタの
降下電圧を下回る場合のタイミングチャートである。

【００９４】時刻ｔ１において、端子ＡＧ１の電圧が高
電位側電圧Ｖｄｄを上回り、さらに上昇し、時刻ｔ２に
おいて電圧（Ｖｄｄ＋Ｖ_offset）を上回ると、コンパレ
ータＣＯＭ１はその出力信号のレベルをハイレベルから
ローレベルに変化させる動作を開始する。しかしなが
ら、コンパレータＣＯＭ１には応答遅延時間ｔｄが存在
するため、出力信号は、時刻ｔ２の直後にローレベルと
はならない。このため、端子ＡＧ１の電圧は、さらに上
昇し、時刻ｔ３において、電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）に達す
る。すると、寄生ダイオードＤ１がオンからオフに切り
換わる。

【００９５】一方、時刻ｔ１において、端子ＡＧ２の電
圧が低電位側電圧Ｖｓｓを下回り、さらに下降し、時刻
ｔ２において電圧（Ｖｓｓ−Ｖ_offset）を下回ると、コ
ンパレータＣＯＭ４はその出力信号のレベルをローレベ
ルからハイレベルに変化させる動作を開始する。しかし
ながら、コンパレータＣＯＭ４には応答遅延時間ｔｄが
存在するため、出力信号は、時刻ｔ２の直後にハイレベ
ルとはならない。

【００９６】すなわち、時刻ｔ２を経過しても端子ＡＧ
２の電圧はさらに下降し、時刻ｔ３において、電圧（Ｖ
ｓｓ−Ｖｆ）に達する。これにより初めて寄生ダイオー
ドＤ４がオンからオフに切り換わる。

【００９７】この結果、時刻ｔ３から寄生ダイオードＤ
１およびＤ４による充電が開始されることとなる。この
場合、端子ＡＧ１→寄生ダイオードＤ１→コンデンサ１
４０→寄生ダイオードＤ４→端子ＡＧ２の閉ルートが形
成され、充電電流がコンデンサ１４０に流れ込む。

【００９８】この後、時刻ｔ２から応答遅延時間ｔｄが
経過した時刻ｔ４に至ると、コンパレータＣＯＭ１の出
力信号は、ハイレベルからローレベルに変化し、トラン
ジスタＰ１がオフからオンに切り換わる。すると、端子
ＡＧ１の電圧は電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｏｎ）まで下降するこ
ととなる。

【００９９】一方、時刻ｔ４において、コンパレータＣ
ＯＭ４の出力信号はローレベルからハイレベルに変化
し、トランジスタＮ４がオフからオンに切り換わる。す
ると、端子ＡＧ２の電圧は電圧（Ｖｓｓ−Ｖｏｎ）まで
上昇することとなる。したがって、時刻ｔ４からトラン
ジスタＰ１およびＮ４による充電が開始される。この場
合、端子ＡＧ１→トランジスタＰ１→コンデンサ１４０
→トランジスタＮ４→端子ＡＧ２の閉ルートが形成さ
れ、充電電流がコンデンサ１４０に流れ込む。寄生ダイ
オードのオン抵抗値よりもトランジスタのオン抵抗値の
方が小さいため、トランジスタを用いた充電の方が、大
きな充電電流を流すことができる。充電電流の波形が時
刻ｔ４において急峻に立ち上がっているのは、このため
である。

【０１００】この後、発電機１００の起電圧が減少しは
じめ、やがて時刻ｔ５に至ると、端子ＡＧ１の電圧が電
圧（Ｖｄｄ＋Ｖ_offset）を下回る。すると、コンパレー
タＣＯＭ１はその出力信号のレベルをローレベルからハ
イレベルに変化させる動作を開始する。

【０１０１】しかしながら、コンパレータＣＯＭ１には
応答遅延時間ｔｄが存在するので、入力の大小関係が逆
転してもそれが出力信号に即刻反映されるわけではな
い。このため、時刻ｔ５から応答遅延時間ｔｄが経過す
る時刻ｔ６までの期間においては、相変わらずトランジ
スタＰ１がオンしている。同様にして、コンパレータＣ
ＯＭ４においても時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間中は
出力信号がハイレベルであるから、相変わらずトランジ
スタＮ４はオンしている。したがって、時刻ｔ５から時
刻ｔ６の期間においてもトランジスタＰ１およびＮ４を
用いた充電が行われる。

【０１０２】この後、時刻ｔ６に至ると、コンパレータ
ＣＯＭ１の出力信号がハイレベルになるとともにコンパ
レータＣＯＭ４に出力信号がローレベルになるので、ト
ランジスタＰ１およびＮ４は、オンからオフに切り換わ
る。これにより、端子ＡＧ１→トランジスタＰ１→コン
デンサ１４０→トランジスタＮ４→端子ＡＧ２の閉ルー
トが遮断され、充電電流が流れなくなる。

【０１０３】ここで、オフセット電圧Ｖ_offsetは、コン
パレータＣＯＭ１、ＣＯＭ４の応答遅延時間ｔｄを考慮
して定められたものであるから、端子ＡＧ１の電圧が高
電位側電圧Ｖｄｄを下回るとともに端子ＡＧ２の電圧が
低電位側電圧Ｖｓｓを上回る時刻ｔ７より前に、上記し
た閉ルートを確実に遮断することができる。換言すれ
ば、一方向性ユニットＵ１０〜Ｕ４０において、それら
の一方の端子電圧が他方の端子電圧を下回る前に、トラ
ンジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４をオフするように、コ
ンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の比較動作を応答遅延時
間ｔｄに応じて前もって開始しているのである。

【０１０４】［１．３．２］ オフセット電圧がトラン
ジスタの降下電圧を上回る場合 次に、Ｖｆ＞Ｖ_offset＞Ｖｏｎの場合について、図７を
参照しつつ説明する。図７はオフセット電圧がトランジ
スタの降下電圧を上回る場合のタイミングチャートであ
る。

【０１０５】［１．３．２．１］ 非充電状態から充電
状態へ変化する時の動作 図７に示されるように、時刻ｔ１において、端子ＡＧ１
の電圧が高電位側電圧Ｖｄｄを上回ると、コンパレータ
ＣＯＭ１はその出力信号をハイレベルからローレベルに
変化させるように動作を開始する。しかしながら、コン
パレータＣＯＭ１には応答遅延時間ｔｄが存在するた
め、時刻ｔ１の直後に出力信号のレベルはハイレベルか
らローレベルへ切り換わらない。このため、端子ＡＧ１
の電圧はさらに上昇する。

【０１０６】一方、時刻ｔ１において、端子ＡＧ２の電
圧が低位側電圧Ｖｓｓを下回ると、コンパレータＣＯＭ
４はその出力信号をローレベルからハイレベルに変化さ
せるように動作を開始する。しかしながら、コンパレー
タＣＯＭ４には応答遅延時間ｔｄが存在するため、直ち
にトランジスタＮ４がオフからオンに切り換わることは
ない。このため、端子ＡＧ２の電圧はさらに下降する。

【０１０７】時刻ｔ２において、端子ＡＧ１の電圧が、
高電位側電圧Ｖｄｄより寄生ダイオードＤ１の降下電圧
Ｖｆだけ高位になる電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）に達すると、
寄生ダイオードＤ１がオンする。また、この時、端子Ａ
Ｇ２の電圧が、低位側電圧Ｖｓｓより寄生ダイオードＤ
４の降下電圧Ｖｆだけ低位になる電圧（Ｖｓｓ−Ｖｆ）
に達するため、寄生ダイオードＤ４がオンする。

【０１０８】これにより、端子ＡＧ１→寄生ダイオード
Ｄ１→コンデンサ１４０→寄生ダイオードＤ４→端子Ａ
Ｇ２の閉ルートで充電電流が流れて、コンデンサ１４０
が充電される。すなわち、寄生ダイオードＤ１およびＤ
４は、コンパレータＣＯＭ１およびＣＯＭ４の動作とは
関係なく、充電電流をコンデンサ１４０に流し込むこと
ができる。

【０１０９】したがって、この例では、非充電状態から
充電状態に切り換わる時に、寄生ダイオードＤ１および
Ｄ４を用いた充電が行われることになる。なお、端子Ａ
Ｇ１の電圧が緩やかに立ち上がる場合、換言すれば発電
周波数が低い場合、あるいは電圧Ｖ_offsetの値が小さい
場合には、時刻ｔ１から応答遅延時間が経過するまで
に、端子ＡＧ１の電圧が電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）を上回ら
ないことがある。そのような場合には、トランジスタＰ
１およびＮ４を用いた充電が行われることになる。

【０１１０】［１．３．２．２］ 充電状態の動作 時刻ｔ１から応答遅延時間ｔｄが経過して時刻ｔ３に至
ると、コンパレータＣＯＭ１の出力信号はハイレベルか
らローレベルへ変化する。これにより、トランジスタＰ
１はオフからオンに切り換わると、端子ＡＧ１の電圧は
下降し、電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｏｎ）となる。

【０１１１】一方、コンパレータＣＯＭ４の出力信号
は、時刻ｔ４においてローレベルからハイレベルへ変化
する。これにより、トランジスタＮ４がオフからオンに
切り換わると、端子ＡＧ２の電圧は上がり、電圧（Ｖｓ
ｓ−Ｖｏｎ）となる。端子ＡＧ１の電圧は次にトランジ
スタＰ１がオフするまで維持され、端子ＡＧ２の電圧は
次にトランジスタＮ４がオフするまで維持される。

【０１１２】したがって、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの
期間にあっては、端子ＡＧ１→トランジスタＰ１→コン
デンサ１４０→トランジスタＮ４→端子ＡＧ２の閉ルー
トで充電電流が流れて、コンデンサ１４０が充電され
る。

【０１１３】ところで、トランジスタＰ１およびＮ４の
オン抵抗値は小さいので、電圧Ｖｏｎの値も小さくな
る。このため、時刻ｔ３において、端子ＡＧ１の電圧は
電圧（Ｖｄｄ＋Ｖ_offset）を下回り、端子ＡＧ２の電圧
は電圧（Ｖｓｓ−Ｖ_offset）を上回る。 したがって、
時刻ｔ３から、コンパレータＣＯＭ１はその出力信号を
ローレベルからハイレベルに変化させる動作を開始し、
一方、コンパレータＣＯＭ４はその出力信号をハイレベ
ルからローレベルに変化させる動作を開始する。

【０１１４】しかし、コンパレータＣＯＭ１およびコン
パレータＣＯＭ４には応答遅延時間ｔｄが存在するの
で、時刻ｔ３の直後にそれらの出力信号が変化すること
はない。

【０１１５】この後、時刻ｔ３から応答遅延時間ｔｄが
経過して時刻ｔ４になると、コンパレータＣＯＭ１の出
力信号はハイレベルとなり、トランジスタＰ１はオンか
らオフに切り換わる。一方、時刻ｔ４において、コンパ
レータＣＯＭ４の出力信号はローレベルとなり、トラン
ジスタＮ４はオンからオフに切り換わる。トランジスタ
Ｐ１がオフすると、端子ＡＧ１の電圧は上昇し、当該電
圧が高電位側電圧Ｖｄｄより寄生ダイオードＤ１の降下
電圧Ｖｆだけ高位の電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）に達する。す
ると、寄生ダイオードＤ１がオフからオンに切り換わ
る。このため、端子ＡＧ１の電圧は、次にトランジスタ
Ｐ１がオンするまで電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）を維持する。

【０１１６】一方、端子ＡＧ１の電圧は、時刻ｔ４にお
いて下降して、低電位側電圧Ｖｓｓより寄生ダイオード
Ｄ４の降下電圧Ｖｆだけ低位の電圧Ｖｓｓ−Ｖｆに達す
る。すると、寄生ダイオードＤ４がオフからオンに切り
換わる。このため、端子ＡＧ２の電圧は、次にトランジ
スタＮ４がオンするまで電圧（Ｖｓｓ−Ｖｆ）を維持す
る。

【０１１７】このようにして、時刻ｔ３から時刻ｔ４ま
での期間にあっては、寄生ダイオードＤ１およびＤ４を
用いた充電が行われる。この場合には、端子ＡＧ１→寄
生ダイオードＤ１→コンデンサ１４０→寄生ダイオード
Ｄ４→端子ＡＧ２の閉ルートで充電電流が流れて、コン
デンサ１４０が充電される。

【０１１８】以後、トランジスタＰ１およびＮ４がオン
で寄生ダイオードＤ１およびＤ４がオフである第１の状
態と寄生ダイオードＤ１およびＤ４がオンでトランジス
タＰ１およびＮ４がオフの第２の状態とを交互に繰り返
し、コンデンサ１４０が充電される。

【０１１９】［１．３．２．３］ 充電状態から非充電
状態へ切り換わるときの動作 次に、充電状態から非充電状態へ切り換わるときの動作
を説明する。図７に示すように、時刻ｔ１４において、
端子ＡＧ１の電圧が電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）を下回わると
ともに端子ＡＧ２の電圧が電圧（Ｖｓｓ−Ｖｆ）を上回
ったとすると、寄生ダイオードＤ１、Ｄ４はオンからオ
フに切り換わり、これ以降、オフを維持する。

【０１２０】また、時刻ｔ１４においてトランジスタＰ
１，Ｎ４はオフとなるので、端子ＡＧ１の電圧は次第に
下降し、端子ＡＧ２の電圧は次第に上昇する。時刻ｔ１
６において、トランジスタＰ１およびＮ４は再びオンす
る。しかし、時刻ｔ１５において、端子ＡＧ１の電圧が
電圧（Ｖｄｄ＋Ｖ_offset）を下回り、端子ＡＧ２の電圧
が電圧（Ｖｓｓ−Ｖ_offset）を上回るので、時刻ｔ１５
から応答遅延時間ｔｄが経過した時刻ｔ１７において、
トランジスタＰ１およびＮ４はオフとなる。

【０１２１】オフセット電圧Ｖ_offsetは、上述したよう
に応答遅延時間ｔｄを考慮して、端子ＡＧ１の電圧が高
電位側電圧Ｖｄｄを下回る前にトランジスタＰ１がオフ
し、また、端子ＡＧ２の電圧が低電位側電圧Ｖｓｓを上
回る前にトランジスタＮ４がオフするように設定されて
いる。したがって、コンデンサ１４０に充電された電流
が逆流することを確実に防止できる。

【０１２２】このように、第１実施形態によれば、コン
パレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の応答遅延時間ｔｄを考慮
したオフセット電圧Ｖ_offsetを生成し、レベルシフトさ
れた電圧を各コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の正入力
端子（＋）に供給している。これにより、コンデンサ１
４０の状態を充電状態から非充電状態に切り換える際、
端子ＡＧ１の電圧が高電位側電圧Ｖｄｄを下回った場
合、あるいは、端子ＡＧ２の電圧が低電位側電圧Ｖｓｓ
を上回った場合に各トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ
４を必ずオフさせて、急峻な電流がコンデンサ１４０か
ら流れ出すことを確実に防止することができる。この結
果、コンデンサ１４０を保護することができ、さらに、
電流の逆流によって電源電圧にパルス状のノイズが重畳
されるのを防止して、負荷１５０を安定して動作させる
ことができる。

【０１２３】また、Ｖ_offset＜Ｖｏｎの条件下では、非
充電状態から充電状態に切り換わる時に寄生ダイオード
Ｄ１〜Ｄ４による充電が行われるので、充電効率を高め
ることができる。さらに、Ｖ_offset＞Ｖｏｎの条件下で
は、充電状態において、寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４によ
る充電と各トランジスタトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ
３、Ｎ４による充電を交互に繰り返すことができるの
で、寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４を用いない場合と比較し
て、充電効率を２倍に高めることができる。

【０１２４】［１．４］ 第１実施形態の変形例 ［１．４．１］ 第１変形例 上述した第１実施形態の電力供給装置において、レベル
シフタ１０〜４０は、それぞれコンパレータＣＯＭ１〜
ＣＯＭ４の正入力端（＋）側に設けられているが、負入
力端（−）側に設ける構成としても良い。レベルシフタ
１０および２０を負入力端（−）側に設ける場合には、
端子ＡＧ１、ＡＧ２の電圧が、各応答遅延時間ｔｄ１、
ｔｄ２に相当する電圧Ｖ_offset1、Ｖ_offset2だけ低位側
にレベルシフトされて、このレベルシフトされた電圧が
コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ２の負入力端（−）に供
給される構成となる。また、レベルシフタ３０および４
０を負入力端（−）側に設ける場合には、端子ＡＧ１、
ＡＧ２の電圧が、各応答遅延時間ｔｄ３、ｔｄ４に相当
する電圧Ｖ_offset3、Ｖ_offset4だけ高位側にレベルシフ
トされて、このレベルシフトされた電圧がコンパレータ
ＣＯＭ３、ＣＯＭ４の負入力端（−）に供給される構成
となる。要は、コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４が、応
答遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４を考慮して、端子ＡＧ１の電
圧が高電位側電圧Ｖｄｄを下回る前、端子ＡＧ２の電圧
が低電位側電圧Ｖｓｓを上回る前に、閉ルートを遮断す
る構成とすれば足りる。

【０１２５】［１．４．２］ 第２変形例 また、通常、コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を同一形
式のものとすれば、応答遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ４が略同
一となるので、Ｖ_offset1＝Ｖ_offset2＝Ｖ_offset3＝Ｖ
_offset4とすれば足りる。ただし、整流性能等を重視す
る場合であれば、各コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の
特性に合わせて、Ｖ_offset1〜Ｖ_offset4を個別に設定す
るようにしても良い。

【０１２６】くわえて、図示の例では、レベルシフタ１
０〜４０は、それぞれコンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４
に対して外部回路となっているが、コンパレータＣＯＭ
１〜ＣＯＭ４に内蔵する構成、さらに、トランジスタＰ
１,Ｐ２,Ｎ３,Ｎ４とともに集積化する構成としても良
い。

【０１２７】さらにくわえて一方向性ユニットＵ１〜Ｕ
４をＭＯＳ−ＩＣとして集積化し、あるいは、一方向性
ユニットＵ１〜Ｕ４および負荷１５０を構成する電子回
路の少なくとも一部をＭＯＳ−ＩＣとして集積化する構
成としても良い。このように集積化すれば、小型化に大
いに寄与することが可能となる。

【０１２８】［１．４．３］ 第３変形例 また、電流の逆流防止のためには、端子ＡＧ１→トラン
ジスタＰ１→コンデンサ１４０→トランジスタＮ４→端
子ＡＧ２の閉ルート、端子ＡＧ２→トランジスタＰ２→
コンデンサ１４０→トランジスタＮ３→端子ＡＧ１の閉
ルートにおいて、その一部を遮断すればよい。

【０１２９】したがって、レベルシフタ１０および２０
のみを用いてレベルシフタ３０および４０を省略しても
よいし、逆に、レベルシフタ３０および４０のみを用い
てレベルシフタ１０および２０を省略してもよい。

【０１３０】また、レベルシフタ１０および３０のみを
用いてレベルシフタ２０および４０を省略するようにし
てもよいし、逆に、レベルシフタ２０および４０のみを
用いてレベルシフタ１０および３０を省略するようにし
てもよい。なお、この点は、コンパレータＣＯＭ１〜Ｃ
ＯＭ４の入力トランジスタにおいて、しきい値電圧Ｖｔ
ｈを異ならせる場合、あるいは、レベルシフタ１０〜４
０をコンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の負入力端子
（−）側に設ける場合にも同様である。

【０１３１】［２］ 第２実施形態 ［２．１］ 第２実施形態の構成 次に、本発明の第２実施形態に係る電力供給装置の構成
について図面を参照しつつ説明する。

【０１３２】図８は第２実施形態に係る電力供給装置の
ブロック図である。この図８に示すように電力供給装置
は、発電機１００、昇圧コンデンサ１３０、一方向性ユ
ニットＵ５０およびＵ６０、コンデンサ１４０、および
負荷１５０から大略構成されており、昇圧整流ができる
ようになっている。なお、この例では、高電位側電圧Ｖ
ｄｄを基準電位（ＧＮＤ）としている。まず、一方向性
ユニットＵ５０は、電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄｄを上
回る場合に端子Ｘ１から端子Ｘ２に向けて電流を流し、
電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄｄを下回る場合には電流を
流さないように構成されている。この一方向性ユニット
Ｕ５０は、発電機１００の起電圧を半波整流し、昇圧コ
ンデンサ１３０を充電するために用いられる。一方向性
ユニットＵ５０は、トランジスタＰ５と寄生ダイオード
Ｄ５、コンパレータＣＯＭ５およびレベルシフタ５０を
備えている。レベルシフタ５０は電圧Ｖ２を電圧Ｖ
_offset5だけ低電位側にレベルシフトさせて電圧（Ｖ２
−Ｖ_offset5）を発生し、これをコンパレータＣＯＭ５
の負入力端子（−）に供給している。

【０１３３】仮に、レベルシフタ５０を省略し、電圧Ｖ
２をコンパレータＣＯＭ５の負入力端子（−）に直接供
給したとすると、コンパレータＣＯＭ５の応答遅延時間
ｔｄ５によって、電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄｄを下回
ってから応答遅延時間ｔｄ５が経過するまでの期間、昇
圧コンデンサ１３０→発電機１００→トランジスタＰ５
→昇圧コンデンサ１３０の閉ルートで電流が逆流してし
まう。

【０１３４】上述したレベルシフタ５０はこれを防止す
るために設けられたものである。この場合、コンパレー
タＣＯＭ５は、電圧（Ｖ２−Ｖ_offset5）と高電位側電
圧Ｖｄｄを比較するから、電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄ
ｄに対して電圧Ｖ_offset5だけ高位側にある時点で、コ
ンパレータＣＯＭ５はその出力信号をローレベルからハ
イレベルに切り換えるように動作を開始する。

【０１３５】ここで、電圧Ｖ_offset5は、応答遅延時間
ｔｄ５を考慮して電流の逆流が発生しないように定めら
れており、およそ数十［ｍＶ］に設定される。したがっ
て、コンパレータＣＯＭ５は、電圧Ｖ２が高電位側電圧
Ｖｄｄを下回る直前にローレベルからハイレベルへ変化
する出力信号を生成して、トランジスタＰ５がオンから
オフに切り換えることができるようになっている。な
お、コンパレータＣＯＭ５としては、例えば、第１実施
形態で説明したコンパレータＣＯＭ１を使用することが
できる（図３参照）。

【０１３６】次に、一方向性ユニットＵ６０は、電圧Ｖ
１が電圧Ｖ２を上回る場合に端子Ｘ３から端子Ｘ１に向
けて電流を流し、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２を下回る場合には
電流を流さないように構成されている。この一方向性ユ
ニットＵ６０は、昇圧コンデンサ１３０とコンデンサ１
４０とを接続することによって、昇圧を行うとともに発
電機１００の起電圧を整流するために用いられる。一方
向性ユニットＵ６０は、トランジスタＮ６と寄生ダイオ
ードＤ６、コンパレータＣＯＭ６およびレベルシフタ６
０を備えている。レベルシフタ６０は電圧Ｖ１を電圧Ｖ
_offset6だけ低電位側にレベルシフトさせて電圧（Ｖ１
−Ｖ_offset6）を発生し、これをコンパレータＣＯＭ６
の正入力端子（＋）に供給している。

【０１３７】仮に、レベルシフタ６０を省略し、電圧Ｖ
１をコンパレータＣＯＭ６の正入力端子（＋）に直接供
給したとすると、コンパレータＣＯＭ６の応答遅延時間
ｔｄ６によって、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２を下回ってから応
答遅延時間ｔｄ６が経過するまでの期間、トランジスタ
Ｎ６はオン状態を維持する。このため、当該期間におい
て、昇圧コンデンサ１３０→トランジスタＮ６→コンデ
ンサ１４０→発電機１００→昇圧コンデンサ１３０の閉
ルートで電流が逆流してしまう。

【０１３８】上述したレベルシフタ６０はこれを防止す
るために設けられたものである。この場合、コンパレー
タＣＯＭ６は、電圧（Ｖ１−Ｖ_offset6）と電圧Ｖ２を
比較するから、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２に対して電圧Ｖ
_offset6だけ高位側にある時点で、コンパレータＣＯＭ
６はその出力信号をハイレベルからローレベルに切り換
えるように動作を開始する。ここで、電圧Ｖ
_offset6は、応答遅延時間ｔｄ６を考慮して電流の逆流
が発生しないように定められている。したがって、コン
パレータＣＯＭ６は、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２を下回る直前
にハイレベルからローレベルへ変化する出力信号を生成
し、これにより、トランジスタＮ６がオンからオフに切
り換えることができるようになっている。

【０１３９】［２．２］ 第２実施形態の動作 次に、本実施形態にかかる電力供給装置の動作について
説明する。この例では、各コンパレータＣＯＭ５、ＣＯ
Ｍ６の応答遅延時間は、ｔｄと等しく、各レベルシフタ
５０、６０オフセット電圧はＶ_offsetに設定されてお
り、各トランジスタＮ５、Ｐ６の降下電圧はＶｏｎと等
しいものとする。

【０１４０】上述したようにオフセット電圧Ｖ_offsetは
応答遅延時間ｔｄに応じて定められる。したがって、オ
フセット電圧Ｖ_offsetが降下電圧Ｖｏｎを下回る場合も
あれば、オフセット電圧Ｖ_offsetが降下電圧Ｖｏｎを上
回る場合もあるが、この例では、Ｖ_offset＜Ｖｏｎであ
るものとする。図９はオフセット電圧がトランジスタの
降下電圧を下回る場合における電圧Ｖ２の波形図であ
る。図９に示すように、電圧Ｖ２は発電機１００の起電
圧に応じて略正弦波状に変化する。

【０１４１】この場合において、期間ＴＡにおいては、
電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄｄ（基準電圧ＧＮＤ）を上
回るため、一方向性ユニットＵ５０によって半波整流が
行われ、昇圧コンデンサ１３０が充電される。

【０１４２】一方、期間ＴＢにおいては、一方向性ユニ
ットＵ６０によって半波整流が行われ、コンデンサ１４
０が充電される。

【０１４３】さらに、期間ＴＢにあっては、一方向性ユ
ニットＵ６０が接続状態となるので、昇圧コンデンサ１
３０の端子間電圧と発電機１００の起電圧が加算された
電圧によって、コンデンサ１４０が充電される。すなわ
ち、昇圧整流が行われることになる。

【０１４４】次に、期間ＴＡにおける電力供給装置の動
作を説明する。図９に示すように、時刻ｔ１において、
電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄｄより電圧Ｖ_offsetだけ高
位にある電圧（Ｖｄｄ＋Ｖ_offset）を上回ると、ＣＯＭ
５はその出力信号をハイレベルからローレベルに変化さ
せるように動作を開始する。

【０１４５】しかしながら、コンパレータＣＯＭ５には
応答遅延時間ｔｄが存在するため、出力信号のレベルは
時刻ｔ１の直後にローレベルへ変化することはない。こ
のため、電圧Ｖ２はさらに上昇し、時刻ｔ１’におい
て、電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）に達する。すると、寄生ダイ
オードＤ５がオフからオンに切り換わる。この場合、充
電電流は、端子Ｘ１→寄生ダイオードＤ５→端子Ｘ２→
発電機１００→昇圧コンデンサ１３０→端子Ｘ１の閉ル
ートで流れ、これによって、昇圧コンデンサ１３０が充
電される。

【０１４６】この後、時刻ｔ１から応答遅延時間ｔｄが
経過して時刻ｔ２に至ると、コンパレータＣＯＭ５の出
力信号はハイレベルからローレベルに変化する。これに
より、トランジスタＰ５がオンになり、端子Ｘ２と端子
Ｘ１がトランジスタＰ５を介して接続される。これによ
り、電圧Ｖ２が電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｏｎ）まで下降する。
トランジスタＰ５の降下電圧Ｖｏｎは寄生ダイオードＤ
５の降下電圧Ｖｆよりも小さいので、寄生ダイオードＤ
５は、トランジスタＰ５がオンするとオンからオフに切
り換わる。

【０１４７】したがって、時刻ｔ２を経過した後は、ト
ランジスタＰ５による充電が行われる。この場合、充電
電流は、端子Ｘ１→トランジスタＰ５→端子Ｘ２→発電
機１００→昇圧コンデンサ１３０→端子Ｘ１の閉ルート
で流れ、これによって、昇圧コンデンサ１３０が充電さ
れる。

【０１４８】この後、発電機１００の起電圧が減少しは
じめ、やがて時刻ｔ３に至ると、電圧Ｖ２が電圧（Ｖｄ
ｄ＋Ｖ_offset）を下回る。すると、コンパレータＣＯＭ
５はその出力信号のレベルをローレベルからハイレベル
に変化させる動作を開始する。

【０１４９】しかしながら、コンパレータＣＯＭ５には
応答遅延時間ｔｄが存在するので、入力の大小関係が逆
転してもそれが出力信号に即刻反映されるわけでわな
い。このため、時刻ｔ３から応答遅延時間ｔｄが経過す
る時刻ｔ４までの期間は、トランジスタＰ５がオンして
いる。したがって、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間におい
てもトランジスタＰ５を用いた充電が行われる。

【０１５０】そして、時刻ｔ４に至ると、コンパレータ
ＣＯＭ５の出力信号がハイレベルになるので、端子Ｘ１
→トランジスタＰ５→端子Ｘ２→発電機１００→昇圧コ
ンデンサ１３０→端子Ｘ１の閉ルートが遮断され、充電
電流が流れなくなる。

【０１５１】ここで、オフセット電圧Ｖ_offsetは、コン
パレータＣＯＭ５の応答遅延時間ｔｄを考慮して定めら
れたものであるから、電圧Ｖ２が高電位側電圧Ｖｄｄを
下回る時刻ｔ５より前に、上記した閉ルートを確実に遮
断することができる。したがって、昇圧コンデンサ１３
０から電流が逆流するのを防止することができる。

【０１５２】次に、期間ＴＢにおける電力供給装置の動
作を説明する。図９に示すように時刻ｔ６において、電
圧Ｖ２が電圧Ｖ１より電圧Ｖ_offsetだけ低位にある電圧
（Ｖ１−Ｖ_offset）を下回ると、ＣＯＭ６はその出力信
号をローレベルからハイレベルに変化させるように動作
を開始する。しかしながら、コンパレータＣＯＭ６には
応答遅延時間ｔｄが存在するため、時刻ｔ６の直後に出
力信号のレベルがハイレベルに変化することはなく、応
答遅延時間ｔｄが経過して時刻ｔ７に至った時、出力信
号はハイレベルに変化する。これにより、トランジスタ
Ｎ６がオフからオンに切り換わる。但し、この例では、
時刻ｔ７より前の時刻ｔ６’において、電圧Ｖ２は、電
圧（Ｖ１−Ｖｆ）に達するので、寄生ダイオードＤ６が
オンとなる。

【０１５３】したがって、時刻ｔ６’から寄生ダイオー
ドＤ６による充電が開始される。この場合、端子Ｘ３→
寄生ダイオードＤ６→端子Ｘ１→昇圧コンデンサ１３０
→発電機１００→コンデンサ１４０→端子Ｘ３の閉ルー
トが形成され、コンデンサ１４０が充電される。

【０１５４】また、時刻ｔ７に至ると、トランジスタＮ
６がオンになるので、電圧Ｖ２は電圧（Ｖ１−Ｖｏｎ）
まで上昇して、トランジスタＮ６を用いた充電が開始さ
れる。この場合、端子Ｘ３→トランジスタＮ６→端子Ｘ
１→昇圧コンデンサ１３０→発電機１００→コンデンサ
１４０→端子Ｘ３の閉ルートが形成され、コンデンサ１
４０が充電される。

【０１５５】寄生ダイオードＤ６による場合あるいはト
ランジスタＮ６による場合のいずれであっても、発電機
１００の起電圧のみならず、起電圧と昇圧コンデンサ１
３０の端子間電圧とを加算した電圧が、コンデンサ１４
０に印加される。これにより、昇圧整流が行われ、コン
デンサ１４０の電圧を高くすることができる。

【０１５６】この後、発電機１００の起電圧が減少しは
じめ、やがて時刻ｔ８に至ると、電圧Ｖ２が電圧（Ｖｓ
ｓ−Ｖ_offset）を上回る。すると、コンパレータＣＯＭ
６はその出力信号のレベルをハイレベルからローレベル
に変化させる動作を開始するが、応答遅延時間ｔｄが経
過するまでは出力信号のレベルは変化しない。このた
め、時刻ｔ８から応答遅延時間ｔｄが経過する時刻ｔ９
までの期間は、トランジスタＮ６がオンしている。した
がって、時刻ｔ８から時刻ｔ９の期間においてもトラン
ジスタＮ６を用いた充電が行われる。

【０１５７】そして、時刻ｔ９に至ると、トランジスタ
Ｎ６がオフするので、端子Ｘ３→トランジスタＮ６→端
子Ｘ１→昇圧コンデンサ１３０→発電機１００→コンデ
ンサ１４０→端子Ｘ３の閉ルートが遮断され、充電電流
が流れなくなる。ここで、オフセット電圧Ｖ_offsetは、
コンパレータＣＯＭ６の応答遅延時間ｔｄを考慮して定
められたものであるから、電圧Ｖ２が低電位側電圧Ｖｓ
ｓを上回る時刻ｔ１０より前に、上記した閉ルートを確
実に遮断することができる。したがって、コンデンサ１
４０から電流が逆流するのを防止することができる。

【０１５８】このように、第２実施形態によれば、コン
パレータＣＯＭ５およびＣＯＭ６の応答遅延時間ｔｄを
考慮したオフセット電圧Ｖ_offsetを発生し、レベルシフ
トされた電圧を各コンパレータＣＯＭ５およびＣＯＭ６
に供給している。したがって昇圧コンデンサ１３０の状
態を充電状態から非充電状態に切り換える際、高電位側
電圧Ｖｄｄが電圧Ｖ２を下回る前に確実にトランジスタ
Ｐ５を確実にオフさせて、急峻な電流がコンデンサ１４
０から流れ出すことを防止し、コンデンサ１４０を保護
することができる。

【０１５９】さらに、コンデンサ１４０の状態を充電状
態から非充電状態に切り換える際、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２
を上回る前に確実にトランジスタＮ６を確実にオフさせ
て、急峻な電流がコンデンサ１４０から流れ出すことを
防止することができる。この結果、コンデンサ１４０を
保護することができ、さらに、電流の逆流によって電源
電圧にパルス状のノイズが重畳されるのを防止して、負
荷１５０を安定して動作させることができる。

【０１６０】［２．３］ 第２実施形態の変形例 ［２．３．１］ 第１変形例 上述した第２実施形態の電力供給装置において、レベル
シフタ５０は、コンパレータＣＯＭ５の負入力端（−）
側に設けられているが、正入力端（＋）側に設ける構成
としても良い。この場合、高電位側電圧Ｖｄｄが各応答
遅延時間ｔｄ５に相当する電圧Ｖ_offset5だけ高位側に
レベルシフトされて、このレベルシフトされた電圧がコ
ンパレータＣＯＭ５の正入力端（＋）に供給される構成
となる。また、レベルシフタ６０は、コンパレータＣＯ
Ｍ６の正入力端（＋）側に設けられているが、負入力端
（−）側に設ける構成としても良い。この場合、電圧Ｖ
２が各応答遅延時間ｔｄ６に相当する電圧Ｖ_offset6だ
け高位側にレベルシフトされて、このレベルシフトされ
た電圧がコンパレータＣＯＭ６の負入力端（−）に供給
される構成となる。

【０１６１】［２．３．２］ 第２変形例 また、通常、コンパレータＣＯＭ５、ＣＯＭ６を同一形
式のものとすれば、応答遅延時間ｔｄ５、ｔｄ６が略同
一となるので、Ｖ_offset5＝Ｖ_offset6とすれば足りる。
ただし、整流性能等を重視する場合であれば、各コンパ
レータＣＯＭ５、ＣＯＭ６の特性に合わせて、Ｖ
_offset5、Ｖ_offset6を個別に設定するようにしても良
い。

【０１６２】くわえて、図示の例では、レベルシフタ５
０、６０は、それぞれコンパレータＣＯＭ５、ＣＯＭ６
に対して外部回路となっているが、コンパレータＣＯＭ
５、ＣＯＭ６に内蔵する構成、さらに、トランジスタＰ
５、Ｎ６とともに集積化する構成としても良い。このよ
うに集積化すれば、小型化に大いに寄与することが可能
となる。

【０１６３】さらにくわえて一方向性ユニットＵ５０、
Ｕ６０をＭＯＳ−ＩＣとして集積化し、あるいは、一方
向性ユニットＵ５０、Ｕ６０および負荷１５０を構成す
る電子回路の少なくとも一部をＭＯＳ−ＩＣとして集積
化する構成としても良い。

【０１６４】［３］ 第３実施形態 次に、本発明の第３実施形態に係る電力供給装置の構成
について図面を参照しつつ説明する。

【０１６５】図１０は第３実施形態に係る電力供給装置
のブロック図である。第３実施形態に係る電力供給装置
は、コンパレータＣＯＭ３に代えてバッファ３１を用い
る点、およびコンパレータＣＯＭ４の替わりにバッファ
４１を用いる点を除いて、図１に示す第１実施形態に係
る電力供給装置と同様に構成されている。

【０１６６】まず、バッファ３１の入力端子には端子Ａ
Ｇ２の電圧が供給され、その出力信号がトランジスタＮ
３のゲートに供給されるようになっている。したがっ
て、端子ＡＧ２の電圧がバッファ３１のしきい値電圧を
上回るとトランジスタＮ３がオンする。

【０１６７】次に、バッファ４１の入力端子には端子Ａ
Ｇ１の電圧が供給され、その出力信号がトランジスタＮ
３のゲートに供給されるようになっている。したがっ
て、端子ＡＧ１の電圧がバッファ４１のしきい値電圧を
上回るとトランジスタＮ４がオンする。

【０１６８】ここで、バッファ３１および４１のしきい
値電圧は（Ｖｄｄ＋Ｖｓｓ）／２に設定されている。こ
のため、端子ＡＧ１の電圧が端子ＡＧ２の電圧を上回る
とトランジスタＮ３がオンするとともにトランジスタＮ
４がオフする。逆に、端子ＡＧ２の電圧が端子ＡＧ１の
電圧を上回るとトランジスタＮ３がオフするとともにト
ランジスタＮ４がオンする。

【０１６９】すなわち、発電機１００の起電圧が発生す
るとトランジスタＮ３とトランジスタＮ４とは交互にオ
ン／オフを繰り返す。一方、一方向性ユニットＵ１０、
Ｕ２０は、上述した実施形態と同様に動作する。

【０１７０】したがって、端子ＡＧ１の電圧が高電位側
電圧Ｖｄｄを上回ると、端子ＡＧ１→トランジスタＰ１
→コンデンサ１４０→トランジスタＮ４→端子ＡＧ２の
閉ルートが形成され、端子ＡＧ２の電圧が高電位側電圧
Ｖｄｄを上回ると、端子ＡＧ２→トランジスタＰ２→コ
ンデンサ１４０→トランジスタＮ３→端子ＡＧ１の閉ル
ートが形成される。これらの閉ルートによってコンデン
サ１４０が充電されることになる。

【０１７１】この場合、コンパレータＣＯＭ１およびＣ
ＯＭ２には応答遅延時間ｔｄが存在するが、この応答遅
延時間ｔｄを考慮して上述した第１実施形態と同様にレ
ベルシフタ１０および２０によって、オフセット電圧が
各コンパレータＣＯＭ１およびＣＯＭ２に与えられてい
る。

【０１７２】これにより、コンパレータＣＯＭ１は、ト
ランジスタＰ１をオンからオフに切り換える動作を端子
ＡＧ１の電圧が高電位側電圧Ｖｄｄを下回る前から開始
し、コンパレータＣＯＭ２は、トランジスタＰ２をオン
からオフに切り換える動作を端子ＡＧ２の電圧が高電位
側電圧Ｖｄｄを下回る前から開始する。

【０１７３】したがって、コンデンサ１４０の状態を充
電状態から非充電状態に切り換える際、各トランジスタ
Ｐ１、Ｐ２を必ずオフさせて、急峻な電流がコンデンサ
１４０から流れ出すことを確実に防止することができ
る。

【０１７４】この結果、コンデンサ１４０を保護するこ
とができ、さらに、電流の逆流によって電源電圧にパル
ス状のノイズが重畳されるのを防止して、負荷１５０を
安定して動作させることができる。

【０１７５】［４］ 第４実施形態 次に、本発明の電力供給装置を適用した電子機器の一例
たる電子時計（腕時計）について説明する。

【０１７６】図１１は、この電子時計の概略構成を示す
図である。この図に示されるように、腕時計に好適な発
電機１００は、コイル１１０が巻回されたステータ１１
２と、２極磁化されたディスク状のロータ１１４とを備
えており、腕時計を装着したユーザが手を振ると、回転
錘１１６が旋回運動し、当該運動が輪列機構１１８によ
ってロータ１１４を回転させる構成となっている。

【０１７７】したがって、このような発電機１００によ
れば、回転錘１１６の旋回によってコイル１１０の両端
に位置する端子ＡＧ１、ＡＧ２の間には交流電力が発生
することとなる。

【０１７８】そして、発電機１００によって発電された
交流電力は、充電回路４００によって全波整流されて、
補助コンデンサ１６０に充電されるとともに、処理部６
００に供給される。

【０１７９】処理部６００は、補助コンデンサ１６０に
充電された電力、または、電力供給装置５００によって
全波整流された電力によって時計装置１５１を駆動す
る。時計装置１５１は、水晶発振器や、カウンタ回路、
ステッピングモータなどから構成されており、水晶発振
器によって生成されるクロック信号をカウンタ回路で分
周し、この分周結果に基づいて時刻を計時するととも
に、ステッピングモータを駆動して、時刻等を表示する
ようになっている。

【０１８０】図１２は、この電子時計の電気的構成を示
すブロック図である。図１２に示されるように、この電
子時計は、上記第１実施形態にかかる電力供給装置を用
いている。さらに、この電子時計の電力供給装置５００
は、昇圧回路３００を備えている。

【０１８１】この昇圧回路３００は、コンデンサ１４０
の充電電圧を必要に応じて昇圧して補助コンデンサ１６
０に充電し、この電子時計の負荷である処理部６００お
よびコンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４に電源として供給
するものである。詳細には、昇圧回路３００は、低位側
電圧Ｖｓｓと基準電位たる高電位側電圧Ｖｄｄとの線間
電圧（絶対値）で示される電源電圧が回路各部の動作可
能な電圧下限値（もしくはその近傍値）に低下すると、
昇圧倍数を１段階上げる。逆に電圧上限値（もしくはそ
の近傍値）に上昇すると昇圧倍数を１段階下げる。

【０１８２】このため、コンデンサ１４０の充電が不十
分な場合であっても、電源電圧Ｖｓｓは動作可能電圧の
範囲内に維持されるので、コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯ
Ｍ４によるトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４の制御
が可能となって、小振幅の交流電圧を整流することが可
能となる。

【０１８３】さらに、コンデンサ１４０の蓄電が不十分
で場合であって、昇圧によっても、コンパレータＣＯＭ
１〜ＣＯＭ４が動作しない場合であっても、寄生ダイオ
ードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジの整流によ
って、コンデンサ１４０を充電することが可能である。
なお、この電子時計に対し、上述した第２実施形態ある
いは第３実施形態の電力供給装置を用いることも可能で
ある。

【０１８４】［５］ 第１実施形態〜第４実施形態の変
形例 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、
例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。

【０１８５】［５．１］ 第１変形例 上述した第１実施形態〜第４実施形態にあっては、トラ
ンジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｐ５、Ｎ６をＮチャ
ネルあるいはＰチャネル電界効果型としたが、ＮＰＮ型
あるいはＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いても
良い。ただし、バイポーラトランジスタにあっては、エ
ミッタ／コレクタ間の飽和電圧が通常0.3Ｖ程度である
ので、発電機１００の起電圧が小さい場合には、上述の
ように電界効果型とするのが望ましい。

【０１８６】また、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ
４、Ｐ５、Ｎ６は寄生ダイオードＤ１〜Ｄ６が発生する
ように構成したが、これらが発生しないような場合に
は、別途、ダイオードを各トランジスタに並列に設けれ
ばよい。

【０１８７】くわえて、各実施形態にあっては、電力を
充電する主体をコンデンサ１４０としたが、電力を蓄電
することが可能であれば十分であり、例えば、二次電池
であっても良い。

【０１８８】［５．２］ 第２変形例 発電機１００としては、図１１に示したもののほか、
例えば、ゼンマイなどの復元力により回転運動を発生さ
せて、この回転運動によって起電力を発生させる発電機
や、圧電体に対して外部あるいは自励による振動や変位
を加えて、その圧電効果によって電力を発生させる発電
機などであっても良い。要は、交流電力を発電するもの
であれば、その形式は問われない。

【０１８９】［５．３］ 第３変形例 さらに、上記第１実施形態〜第４実施形態にかかる電力
供給装置が適用される電子機器としては、上記電子時計
のほか、液晶テレビや、ビデオテープレコーダ、ノート
型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（Person
al Digital Assistant：個人情報端末）、電卓などの携
帯型電子機器が例として挙げられる。

【０１９０】要は、電力を消費する携帯型電子機器であ
れば、いかなるものに対しても適用可能である。そし
て、このような携帯型電子機器においては、コンデンサ
や二次電池などの蓄電素子がなくても、電子回路系や機
構系を稼働させることができるので、いつでもどこでも
使用することができるとともに、煩わしい電池の交換を
不要にでき、さらに、電池の廃棄に伴う問題も生じるこ
ともない。

【０１９１】［５．４］ 第４変形例 上述した第１実施形態〜第４実施形態においては、一方
向性ユニットＵ１０〜Ｕ６０のそれぞれに用いるコンパ
レータＣＯＭ１〜ＣＯＭ６において、オフセット電圧を
持たせることにより、コンデンサ１４０から電流が逆流
することを防止したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、各一方向性ユニットＵ１０〜Ｕ６０におい
て、２つのオフセット電圧を切り換えて、各トランジス
タＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｐ５、Ｎ６のオン／オフを
制御するようにしてもよい。

【０１９２】図１３は、２つのオフセット電圧を使用す
る一方向性ユニットの構成例を示す回路図である。この
図に示すように一方向性ユニットは、コンパレータＣＯ
Ｍ７１，ＣＯＭ７２、レベルシフタ７３，７４、インバ
ータ７５、ＳＲフリップフロップ７６およびＰチャンネ
ルのトランジスタ７７から構成されている。

【０１９３】ここで、レベルシフタ７３は、高電位側電
圧Ｖｄｄを電圧Ｖａだけ高電位側にレベルシフトされた
電圧をコンパレータＣＯＭ７１の正入力端子に供給し、
レベルシフタ７４は、高電位側電圧Ｖｄｄを電圧Ｖｂだ
け高電位側にレベルシフトされた電圧をコンパレータＣ
ＯＭ７２の正入力端子に供給する。また、トランジスタ
７７の降下電圧をＶｏｎとしたとき、Ｖｏｎ＞Ｖｂ＞Ｖ
ａとなるように設定されている。

【０１９４】図１４は図１３に示した一方向性ユニット
の動作を示すタイミングチャートである。端子ＡＧ１の
電圧が、時刻ｔ１において電圧（Ｖｄｄ＋Ｖａ）を上回
ると、時刻ｔ１から応答遅延時間ｔｄが経過した時刻ｔ
２において、コンパレータＣＯＭ７１の出力信号は、ハ
イレベルからローレベルに変化する。ここで、Ｖｂ＞Ｖ
ａに設定されているから、コンパレータＣＯＭ７１の出
力信号は、コンパレータＣＯＭ７２の出力信号が変化す
る以前に、ハイレベルからローレベルに変化する。

【０１９５】コンパレータＣＯＭ７１の出力信号は、イ
ンバータ７５を介してＳＲフリップフロップ７６のセッ
ト端子に供給されているから、トランジスタＰ１を時刻
ｔ１からオンすることができる。

【０１９６】この後、時刻ｔ３において端子ＡＧ１の電
圧が電圧（Ｖｄｄ＋Ｖｂ）を下回ると、応答遅延時間ｔ
ｄが経過した時刻ｔ４において、コンパレータＣＯＭ７
２の出力信号は、ローレベルからハイレベルに変化す
る。コンパレータＣＯＭ７２の出力信号は、ＳＲフリッ
プフロップ７６のリセット端子に供給されているから、
トランジスタＰ１を時刻ｔ４からオフすることができ
る。

【０１９７】したがって、この例によれば、非充電状態
から充電状態に切り換える場合のオフセット電圧Ｖａ
と、充電状態から非充電状態に切り換える場合のオフセ
ット電圧Ｖｂとを異ならせることによって、コンデンサ
１４０への充電期間を長くして充電効率を向上させると
ともに、電流の逆流を防止することが可能である。

【０１９８】なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの応答遅
延時間ｔｄを考慮するとＣＯＭ７１のオフセット電圧Ｖ
ａは０［Ｖ］でもよい。その場合はトランジスタ７７の
オン時間が長くなり、充電効率はさらに向上する。

【０１９９】［６］ 第１実施形態〜第４実施形態の効
果 以上説明したように第１実施形態〜第４実施形態によれ
ば、コンパレータ（比較手段）は、両方の端子電圧のう
ち少なくとも一方の端子電圧を応答遅延時間に応じて予
め定められた電圧だけオフセットさせて比較するので、
一方の端子電圧が他方の端子電圧を下回る前に対応する
トランジスタ（スイッチング手段）をオフすることがで
きる。したがって、一方向性ユニットを電流が逆流する
ことを防止することができる。

【０２００】この結果、蓄電器から急峻な電流が流れ出
ることが無くなり蓄電器を保護することができ、さら
に、電流の逆流に起因して電源電圧に重畳するパルス状
のノイズを除去することができるので、電力供給装置に
接続される負荷を安定して動作させることができる。

【０２０１】［７］ 第５実施形態 ［７．１］ 第５実施形態（〜第７実施形態）の適用技
術分野 ここで以下に説明する第５実施形態（〜第７実施形態）
の理解を助けるべく、第５実施形態（〜第７実施形態）
の適用される技術分野について図面を参照して説明す
る。

【０２０２】図２８に第５実施形態（〜第７実施形態）
が適用される技術分野である全波整流回路を用いた電力
供給装置の回路図を示す。図２８に示されるように、発
電機１００の一方の端子ＡＧ１はＰチャンネル電界効果
型のトランジスタＰ１を介して、また、他方の端子ＡＧ
２はトランジスタＰ２を介して、それぞれ電源の高電位
側電圧Ｖｄｄに接続されている。さらに、端子ＡＧ１
は、Ｎチャンネル電界効果型のトランジスタＮ３を介し
て、また、他方の端子ＡＧ２はトランジスタＮ４を介し
て、それぞれ電源の低位側電圧Ｖｓｓに接続されてい
る。

【０２０３】また、トランジスタＰ１、Ｐ２の各ゲート
にはコンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ２の出力信号が各々
供給されるようになっている。さらに、トランジスタＮ
３のゲートは端子ＡＧ２と接続され、トランジスタＮ４
のゲートは端子ＡＧ１と接続されている。

【０２０４】なお、大容量コンデンサ１４０は整流され
た電流を充電するものであり、負荷１５０は、これを電
源として、当該電子機器において各種処理を実行するも
のである。

【０２０５】このような構成において、端子ＡＧ１の電
圧が、発電によって高電位側電圧Ｖｄｄを上回ると、コ
ンパレータＣＯＭ１の出力電圧はローレベルとなりトラ
ンジスタＰ１がオンする。また、端子ＡＧ１の電圧が、
トランジスタＮ４のしきい値電圧を上回ると、トランジ
スタＮ４がオンする。これにより、電流は、端子ＡＧ１
→トランジスタＰ１→大容量コンデンサ１４０→トラン
ジスタＮ４→端子ＡＧ２という閉ルートで流れる。この
結果、大容量コンデンサ１４０が充電される。

【０２０６】一方、端子ＡＧ２の電圧レベルが高電位側
電圧Ｖｄｄを上回ると、トランジスタＰ２およびＮ３が
オンする。これにより、電流は、端子ＡＧ２→トランジ
スタＰ２→大容量コンデンサ１４０→トランジスタＮ３
→端子ＡＧ１という閉ルートで流れる。この結果、大容
量コンデンサ１４０が充電される。

【０２０７】したがって、端子ＡＧ１、ＡＧ２間におい
て発生した交流電力は全波整流され、しかも、全波整流
に際しての電圧降下による損失はないので発電機１００
が小振幅の交流電圧を発電する場合であっても、充電さ
れた大容量コンデンサ１４０によって、あるいは、整流
された電流によって直接、負荷１５０を稼働させること
ができる。

【０２０８】ところで、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ
２は、高電位側電圧Ｖｄｄと端子ＡＧ１、ＡＧ２の電圧
を比較し、その比較結果に基づいて電流を端子ＡＧ１か
ら高電位側電圧Ｖｄｄに向けて、あるいは、端子ＡＧ２
から高電位側電圧Ｖｄｄに向けて流すものである。

【０２０９】しかしながら、コンパレータＣＯＭ１、Ｃ
ＯＭ２には、正負入力端子に給電される電圧の大小関係
が逆転してからその結果を出力信号に反映するまでに応
答遅延時間を生じる。

【０２１０】このため、本来、オフとなるべき期間に整
流用のトランジスタがオンしたり、オンとなるべき期間
に整流用のトランジスタがオフしたりするといった問題
があった。図２９はコンパレータの遅延時間に伴う整流
効率の低下を説明するためのタイミングチャートであ
る。なお、この例では、コンパレータの出力信号をロー
レベルからハイレベルに変化させる時に生じる応答遅延
時間をｔｄ１、その出力信号をハイレベルからローレベ
ルに変化させる時に生じる応答遅延時間をｔｄ２と表す
ものとする。

【０２１１】図２９に示すように端子ＡＧ１の電圧が、
次第に下降し、時刻ｔ1において高位側電圧Ｖｄｄに達
すると、コンパレータＣＯＭ１は時刻ｔ１から出力信号
のレベルをローレベルからハイレベルへ変化させる動作
を開始する。しかしながら、コンパレータＣＯＭ１には
応答遅延時間ｔｄ１が存在するため、時刻ｔ１の直後に
出力信号のレベルが変化することはなく、時刻ｔ１から
応答遅延時間ｔｄが経過して時刻ｔ３に至った時点で、
コンパレータＣＯＭ１の出力信号がローレベルからハイ
レベルへ変化する。したがって、時刻ｔ３において、ト
ランジスタＰ１がオフする。

【０２１２】一方、端子ＡＧ２の電圧が、次第に上昇
し、時刻ｔ２において高電位側電圧Ｖｄｄに達すると、
コンパレータＣＯＭ２は時刻ｔ２から出力信号のレベル
をハイレベルからローレベルへ変化させる動作を開始
し、時刻ｔ２から応答遅延時間ｔｄ２が経過して時刻ｔ
４に至ると、コンパレータＣＯＭ２の出力信号がハイレ
ベルからローレベルへ変化してトランジスタＰ２がオン
する。

【０２１３】このように、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯ
Ｍ２の応答遅延時間ｔｄ１、ｔｄ２が長いと、発電機１
００の起電圧の位相に対して、トランジスタＰ１、Ｐ
２、Ｎ３、Ｎ４をオン／オフして大容量コンデンサ１４
０に充電するタイミングが発電機１００の起電圧のタイ
ミングに対して、遅れてしまう。大容量コンデンサ１４
０に充電できるのは、発電機１００の起電圧の振幅が高
電位側電圧Ｖｄｄと低位側電圧Ｖｓｓとの間の電位差を
上回っている期間だけであるから、トランジスタＰ１、
Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４をオン／オフするタイミングが遅れる
と、充電できる期間が短くなる。具体的には、図２９中
に斜線で示す部分において整流がなされないことになる
ので、整流効率が低下する。

【０２１４】一方、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ２の
動作電流を大きくすれば、応答遅延時間が短くなるが、
そのように設定すると、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ
２自体で電力を消費してしまい、電力供給装置の効率が
低下することは上述した通りである。

【０２１５】そこで、本第５実施形態は、上述した問題
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、整流効率を改善することにある。

【０２１６】［７．２］ 第５実施形態の構成 図１７は、第５実施形態にかかる電力供給装置の構成を
示す回路図である。図１７に示されるように、本実施形
態にかかる電力供給装置は、コンパレータＣＯＭ１，Ｃ
ＯＭ２とトランジスタＰ１，Ｐ２との間にオア回路１
１,１２を設けた点、発電電圧検出回路２１，２２を設
けた点、および、各トランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ３，Ｎ
４と並列に寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４を設けた点が図２
８に示した電力供給装置と異なっている。

【０２１７】発電電圧検出回路２１は、端子ＡＧ２の電
圧を予め定められたしきい値電圧Ｖｔｈ21と比較して、
端子ＡＧ２の電圧がしきい値電圧Ｖｔｈ21を上回る場合
にハイレベルとなり、しきい値電圧Ｖｔｈ21を下回る場
合にローレベルとなる信号を生成する。

【０２１８】一方、発電電圧検出回路２２は、発電電圧
検出回路２１と同様に端子ＡＧ１の電圧を予め定められ
たしきい値電圧Ｖｔｈ22と比較して、端子ＡＧ２の電圧
がしきい値電圧Ｖｔｈ22を上回る場合にハイレベルとな
り、しきい値電圧Ｖｔｈ22を下回る場合にローレベルと
なる信号を生成する。

【０２１９】ここで、発電電圧検出回路２１（２２）の
一構成例を図１８に示す。図１８に示すように、定電流
源２１１は高電位側電圧ＶｄｄとＮチャンネルのトラン
ジスタ２１２のドレインとの間に接続されており、トラ
ンジスタ２１２のソースは低電位側電圧Ｖｓｓに接続さ
れている。このため、トランジスタ２１２のしきい値電
圧Ｖｔｈ21（Ｖｔｈ22）は、定電流源２１１から供給さ
れる電流とトランジスタ２１２のサイズとに応じて定ま
る。なお、設定すべきしきい値電圧Ｖｔｈ21（Ｖｔｈ2
2）の値については後述する。

【０２２０】発電電圧検出回路２１（２２）において、
入力信号たる端子ＡＧ２（ＡＧ１）の電圧がしきい値電
圧Ｖｔｈ21（Ｖｔｈ22）を上回ると、トランジスタ２１
２がオンして、トランジスタ２１２のドレイン電圧がロ
ーレベルとなる。逆に、端子ＡＧ２（ＡＧ１）の電圧が
しきい値電圧Ｖｔｈ21（Ｖｔｈ22）を下回ると、トラン
ジスタ２１２のドレイン電圧がローレベルとなる。トラ
ンジスタ２１２および定電流源２１１はインバータを構
成しており、トランジスタ２１２の出力信号がインバー
タ２１３を介して出力される。すなわち、発電電圧検出
回路２１（２２）は、入力電圧がしきい値電圧Ｖｔｈ21
（Ｖｔｈ22）を上回る場合にハイレベルとなり、しきい
値電圧Ｖｔｈ21（Ｖｔｈ22）を下回る場合にローレベル
となる信号を生成する。なお、定電流源２１１はデプレ
ション型トランジスタやカレントミラー回路で構成して
も良いし、また、定電流源２１１の代わりに抵抗素子や
Ｐチャンネルトランジスタと組み合わせて、トランジス
タ２１２とインバータを構成してもよい。

【０２２１】次に、オア回路１１は、発電電圧検出回路
２１の出力信号とコンパレータＣＯＭ１の出力信号との
論理和を算出して、トランジスタＰ１のゲートに供給し
ている。このため、端子ＡＧ２の電圧がしきい値電圧Ｖ
ｔｈ21を上回ると、オア回路１１の出力信号は、コンパ
レータＣＯＭ１の出力信号のレベルに拘わらずハイレベ
ルとなる。なお、オア回路１２もオア回路１１と同様に
動作する。

【０２２２】ところで、図２８に示した電力供給装置に
おいて、整流効率が低下したのは、コンパレータＣＯＭ
１，ＣＯＭ２の応答遅延によって、トランジスタＰ１，
Ｐ２が、本来、オフになる期間において、オンしている
ことに起因していた。例えば、図２９に示す時刻ｔ１か
ら時刻ｔ３までの期間においては、トランジスタＰ１が
オンしているため、端子ＡＧ２の電圧は高電位側電圧Ｖ
ｄｄに固定されていた。しかし、当該期間における端子
ＡＧ２の電圧に着目すると、この電圧は低電圧から高電
圧に向けて変化していることが分かる。

【０２２３】このため、一方の端子ＡＧ１に接続される
トランジスタＰ１がオンしているとき、他方の端子ＡＧ
２の電圧を参照すれば、発電機１００の起電圧の変化
（位相）を検知することができ、さらに、検知結果に基
づいて、トランジスタＰ１のオフを制御すれば、発電機
１００の起電圧の変化に対応して大容量コンデンサ１４
０への充電を制御することが可能となる。

【０２２４】上述した発電電圧検出回路２１，２２およ
びオア回路１１，１２は、このために設けられたもので
あり、一方の端子に接続されるトランジスタがオンして
いるとき、他方の端子の電圧を予め定められたしきい値
電圧Ｖｔｈ21、Ｖｔｈ22と比較することによって、発電
機１００の起電圧が大容量コンデンサ１４０に充電でき
ないことを検知し、その検知結果に基づいて、一方のト
ランジスタを強制的にオフするために用いられる。

【０２２５】したがって、しきい値電圧Ｖｔｈ21、Ｖｔ
ｈ22は、発電機１００の起電圧が大容量コンデンサ１４
０に充電できないことを検知できるように定められる。
具体的には、しきい値電圧Ｖｔｈ21、Ｖｔｈ22は、少な
くとも低電位側電圧Ｖｓｓから高電位側電圧Ｖｄｄまで
の間に入るように設定される。

【０２２６】次に、寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４は、各ト
ランジスタＰ１，Ｐ２，Ｎ３，Ｎ４を集積化する際に作
り込まれる。この場合、トランジスタＰ１、Ｐ２のバル
ク（ボディ）は高電位側電圧Ｖｄｄに接続されているた
め、トランジスタＰ１、Ｐ２の寄生ダイオードＤ１、Ｄ
２は、破線で示される方向で発生する。また、トランジ
スタＮ３、Ｎ４のバルク（ボディ）は低位側電圧Ｖｓｓ
に接続されているため、トランジスタＮ３、Ｎ４の寄生
ダイオードＤ３、Ｄ４は、波線で示される方向で発生す
る。したがって、各寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４の向き
は、各トランジスタがオン状態となったとき、そこに流
れる電流の向きと一致するように構成されている。この
例では、各寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４の降下電圧をＶｆ
で表すものとする。ここで、端子ＡＧ１の電圧が電圧
（Ｖｄｄ＋Ｖｆ）を越えたとすると、寄生ダイオードＤ
１はオン状態となり、電流が端子ＡＧ１から大容量コン
デンサ１４０に流れることになる。したがって、コンパ
レータＣＯＭ１、ＣＯＭ２に大きな応答遅延時間があっ
たとしても、寄生ダイオードによって整流動作が行われ
ることになる。

【０２２７】なお、寄生ダイオードＤ１〜Ｄ４に充電電
流が流れると、寄生トランジスタが導通してＣＭＯＳ
ＬＳＩに特有の現象であるラッチアップを引き起こすお
それがある。しかしながら、ラッチアップは、ガードバ
ンドや、トレンチ分離などの集積回路技術によって防止
することは十分可能である。

【０２２８】［７．３］ 第５実施形態の動作 次に、本実施形態にかかる電力供給装置の動作について
説明する。図１９は本実施形態に係る電力供給装置のタ
イミングチャートであり、図２０（ａ）、（ｂ）は、処
理フローチャートである。

【０２２９】まず、コンパレータＣＯＭ１は、端子ＡＧ
１の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ
_offset）を上回ったか否かを判別する（ステップＳ１
１）。ステップＳ１１の判別において、端子ＡＧ１の電
圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ_offset）
を上回ると（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、コンパレータ
ＣＯＭ１は、その出力信号をハイレベルからローレベル
に切り換える動作を開始し、応答遅延時間が経過した
後、出力信号がローレベルに切り換わる。

【０２３０】次に発電検出回路２１は、端子ＡＧ２の電
圧がしきい値電圧Ｖｔｈ21を下回ったか否かを判別する
（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判別において、
端子ＡＧ２の電圧がしきい値電圧Ｖｔｈ21を下回った場
合に（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、発電検出回路２１
は、ローレベルとなる信号を生成しトランジスタＰ１を
オンする（ステップＳ１３）。

【０２３１】また、ステップＳ１１の判別において、端
子ＡＧ１の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電
圧Ｖ_offset）を下回ると（ステップＳ１１；Ｎｏ）、コ
ンパレータＣＯＭ１は、その出力信号をローレベルから
ハイレベルに切り換える動作を開始し、応答遅延時間が
経過した後、出力信号がハイレベルに切り換わり、トラ
ンジスタＰ１がオフとなる（ステップＳ１４）。したが
って、コンパレータＣＯＭ１の出力信号は、その応答遅
延時間によってトランジスタＰ１を本来オフすべき期間
Ｔａにおいてもローレベルになっている。

【０２３２】また同様にコンパレータＣＯＭ２は、端子
ＡＧ２の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧
Ｖ_offset）を上回ったか否かを判別する（ステップＳ２
１）。ステップＳ２１の判別において、端子ＡＧ２の電
圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ_offset）
を上回ると（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、コンパレータ
ＣＯＭ２は、その出力信号をハイレベルからローレベル
に切り換える動作を開始し、応答遅延時間が経過した
後、出力信号がローレベルに切り換わる。

【０２３３】次に発電検出回路２２は、端子ＡＧ１の電
圧がしきい値電圧Ｖｔｈ22を下回ったか否かを判別する
（ステップＳ２２）。ステップＳ１２の判別において、
端子ＡＧ１の電圧がしきい値電圧Ｖｔｈ22を下回った場
合に（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、発電検出回路２１
は、ローレベルとなる信号を生成しトランジスタＰ２を
オンする（ステップＳ２３）。

【０２３４】また、ステップＳ２１の判別において、端
子ＡＧ２の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電
圧Ｖ_offset）を下回ると（ステップＳ２１；Ｎｏ）、コ
ンパレータＣＯＭ２は、その出力信号をローレベルから
ハイレベルに切り換える動作を開始し、応答遅延時間が
経過した後、出力信号がハイレベルに切り換わり、トラ
ンジスタＰ２がオフとなる（ステップＳ２４）。したが
って、コンパレータＣＯＭ２の出力信号は、その応答遅
延時間によってトランジスタＰ２を本来オフすべき期間
Ｔｂにおいてもローレベルになっている。

【０２３５】一方、端子ＡＧ２の電圧がしきい値電圧Ｖ
ｔｈ21を上回る場合（端子ＡＧ２の電圧と低位側電圧Ｖ
ｓｓの電位差がしきい値電圧Ｖｔｈを越える場合）、発
電電圧検出回路２１の出力信号はハイレベルとなる。

【０２３６】ここで、しきい値電圧Ｖｔｈ21は低位側電
圧Ｖｓｓから高電位側電圧Ｖｄｄまでの間に設定されて
いる。したがって、発電電圧検出回路２１の出力信号が
ローレベルからハイレベルとなり、トランジスタＰ１が
強制的にオフされるのは、端子ＡＧ２の電圧が低位側電
圧Ｖｓｓを上回った後である。端子ＡＧ２の電圧が低位
側電圧Ｖｓｓを下回っている期間は、発電機１００の起
電圧によって、充電電流を大容量コンデンサ１４０に流
し込むことが可能な期間であるから、当該期間において
トランジスタＰ１を強制的にオフすることは好ましくな
い。しかしながら、しきい値電圧Ｖｔｈ21は、低位側電
圧Ｖｓｓを上回るように設定されているから、そのよう
な不都合を招くことはない。

【０２３７】トランジスタＰ１は、オア回路１１の出力
信号によってオン／オフが制御されるから、トランジス
タＰ１を本来オフする期間ＴａにおいてコンパレータＣ
ＯＭ１の出力信号がローレベルとなっていても、発電電
圧検出回路２１の出力信号がハイレベルとなる時刻ｔ１
（ｔ３）以降は、トランジスタＰ１を強制的にオフする
ことができる。このため、トランジスタＰ１がオフする
ことにより端子ＡＧ１の電圧が高電位側電圧Ｖｄｄと一
致する期間が短くなる。これにより、端子ＡＧ１の電圧
はその立ち上がりとほぼ等しい傾きで立ち下がり、端子
ＡＧ１の電圧波形は対称的な波形となる。

【０２３８】また、発電電圧検出回路２１、コンパレー
タＣＯＭ１、オア回路１１、およびトランジスタＰ１
と、発電電圧検出回路２２、コンパレータＣＯＭ２、オ
ア回路１２、およびトランジスタＰ２とは対称に構成さ
れている。このため、上述した場合と同様に、トランジ
スタＰ２を本来オフする期間Ｔｂにおいてコンパレータ
ＣＯＭ２の出力信号がローレベルとなっていても、発電
電圧検出回路２２の出力信号がハイレベルとなる。

【０２３９】従って、時刻ｔ２以降、トランジスタＰ２
を強制的にオフすることができ、トランジスタＰ２がオ
ンすることにより端子ＡＧ２の電圧が高電位側電圧Ｖｄ
ｄと一致する期間が短くなる。

【０２４０】これにより、端子ＡＧ２の電圧はその立ち
上がりとほぼ等しい傾きで立ち下がり、端子ＡＧ２の電
圧波形は対称的な波形となる。

【０２４１】そして、トランジスタＰ１がオンしている
期間においては、端子ＡＧ１→トランジスタＰ１→大容
量コンデンサ１４０→トランジスタＮ４→端子ＡＧ２の
閉ルートで、一方、トランジスタＰ２がオンしている期
間においては、端子ＡＧ２→トランジスタＰ２→大容量
コンデンサ１４０→トランジスタＮ３→端子ＡＧ１の閉
ルートで、電流が充電されることになる。この場合、発
電機１００の起電圧の変化（位相）に対して、短い遅延
時間で大容量コンデンサ１４０への充電を制御すること
が可能となる。

【０２４２】このように本第５実施形態によれば、トラ
ンジスタＰ１（Ｐ２）が接続される一方の端子ＡＧ１
（ＡＧ２）とは逆の他方の端子ＡＧ２（ＡＧ１）に着目
し、その電圧をしきい値電圧Ｖｔｈ21（Ｖｔｈ22）と比
較することにより、トランジスタＰ１（Ｐ２）を本来、
オフすべき期間を検出し、当該検出結果に基づいて、ト
ランジスタＰ１（Ｐ２）を強制的にオフするようにし
た。このため、応答遅延時間の長い、換言すれば消費電
力の小さいコンパレータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）を使用し
ても高い整流効率の下に全波整流を行うことができる。
したがって。コンパレータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）の消費
電力の削減と整流効率の向上を両立させることができ、
電力供給装置の性能を大幅に向上させることができる。

【０２４３】［８］ 第６実施形態 ［８．１］ 第６実施形態の構成 次に、本発明の第６実施形態に係る電力供給装置の構成
について図面を参照しつつ説明する。

【０２４４】図２１は第６実施形態に係る電力供給装置
のブロック図である。第６実施形態に係る電力供給装置
は、コンパレータＣＯＭ３，ＣＯＭ４を設け、それらの
出力信号によってトランジスタＮ３，Ｎ４のオン／オフ
を制御する点、発電電圧検出回路２１，２２の替わりに
コンパレータＣＯＭ４，ＣＯＭ３の各出力信号をインバ
ータ３２，３１を介してオア回路１１，１２の入力に供
給する点を除いて、図１７に示した第５実施形態に係る
電力供給装置と同様に構成されている。

【０２４５】まず、コンパレータＣＯＭ３は、その正入
力端子が低位側電圧Ｖｓｓに、負入力端子が端子ＡＧ１
に接続されており、端子ＡＧ１の電圧が（低位側電圧Ｖ
ｓｓ−オフセット電圧Ｖ_offset）を上回ると、その出力
信号がハイレベルとなり、これにより、トランジスタＮ
３がオンする。

【０２４６】また、コンパレータＣＯＭ４は、その正入
力端子が低位側電圧Ｖｓｓに、負入力端子が端子ＡＧ２
に接続されており、端子ＡＧ２の電圧が（低位側電圧Ｖ
ｓｓ−オフセット電圧Ｖ_offset）を上回ると、その出力
信号がハイレベルとなり、これにより、トランジスタＮ
４がオンする。

【０２４７】なお、コンパレータＣＯＭ３およびコンパ
レータＣＯＭ４の具体的な回路構成は、図５の場合と同
様である。ここで、コンパレータＣＯＭ３は、コンパレ
ータＣＯＭ２より動作電流が大きく設定されており、高
速で動作することが可能である。このため、コンパレー
タＣＯＭ３の応答遅延時間はコンパレータＣＯＭ２と比
較して短い。

【０２４８】また、コンパレータＣＯＭ４も同様に、コ
ンパレータＣＯＭ１より動作電流が大きく設定されてお
り、コンパレータＣＯＭ４の応答遅延時間はコンパレー
タＣＯＭ１と比較して短い。

【０２４９】したがって、コンパレータＣＯＭ４（ＣＯ
Ｍ３）は、コンパレータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）よりも速
くトランジスタＰ１（Ｐ２）をオフすべき期間を検出す
ることが可能である。そこで、本第６実施形態では、コ
ンパレータＣＯＭ４（ＣＯＭ３）の出力信号をインバー
タ３２（３１）を介してオア回路１１（１２）に供給す
ることによって、トランジスタＰ１（Ｐ２）を強制的に
オフしている。これにより、応答遅延時間の長いコンパ
レータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）の動作を、応答遅延時間の
短いコンパレータＣＯＭ４（ＣＯＭ３）によって補うこ
とができ、発電機１００の起電圧の変化に対して、短い
遅延時間をもって各トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ
４を制御することが可能となる。

【０２５０】［８．２］ 第６実施形態の動作 次に、本実施形態にかかる電力供給装置の動作について
説明する。図２２は本第６実施形態に係る電力供給装置
のタイミングチャートであり、図２３（ａ）、（ｂ）
は、処理フローチャートである。

【０２５１】コンパレータＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、消費
電流が削減されているので、応答遅延時間が比較的長
い。このため、コンパレータＣＯＭ１，ＣＯＭ２の出力
信号は、トランジスタＰ１，Ｐ２を本来オフすべき期間
Ｔａ、Ｔｂにおいてもローレベルになっている。

【０２５２】一方、コンパレータＣＯＭ３，ＣＯＭ４
は、動作電流が比較的大きいため、応答遅延時間が短
い。このため、コンパレータＣＯＭ３の出力信号は、端
子ＡＧ１の電圧が低位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ
_offsetを下回る期間においてハイレベルとなり、コンパ
レータＣＯＭ４の出力信号は、端子ＡＧ２の電圧が（低
位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ_offset）を下回る期
間においてハイレベルとなる。

【０２５３】オア回路１１の出力信号は、コンパレータ
ＣＯＭ４の出力信号をインバータ３２によって反転した
信号とコンパレータＣＯＭ１の出力信号の論理和を算出
することによって与えられるから、コンパレータＣＯＭ
１の出力信号がその応答遅延時間によってローレベルと
なっている期間Ｔａにおいてハイレベルとなる。したが
って、トランジスタＰ１は当該期間Ｔａにおいてコンパ
レータＣＯＭ１の出力信号がローレベルであるにも拘わ
らず、強制的にオフされる。

【０２５４】また同様に、オア回路１２の出力信号は、
コンパレータＣＯＭ３の出力信号をインバータ３２によ
って反転した信号とコンパレータＣＯＭ２の出力信号の
論理和を算出することによって与えられるから、コンパ
レータＣＯＭ２の出力信号がその応答遅延時間によって
ローレベルとなっている期間Ｔｂにおいてハイレベルと
なる。したがって、トランジスタＰ２は当該期間Ｔｂに
おいてコンパレータＣＯＭ２の出力信号がローレベルで
あるにも拘わらず、強制的にオフされる。すなわち、コ
ンパレータＣＯＭ１は、端子ＡＧ１の電圧が（高電位側
電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ_offset）を上回ったか否
かを判別する（ステップＳ３１）。

【０２５５】ステップＳ３１の判別において、端子ＡＧ
１の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ
_offset）を下回っている場合には（ステップＳ３１；Ｎ
ｏ）、コンパレータＣＯＭ１の出力信号に基づいてトラ
ンジスタＰ１がオフする（あるいは、オフ状態を維持す
る）こととなる（ステップＳ３４）。

【０２５６】ステップＳ３１の判別において、端子ＡＧ
１の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ
_offset）を上回っている場合には（ステップＳ３１；Ｙ
ｅｓ）、コンパレータＣＯＭ４は、端子ＡＧ２の電圧が
（低電位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ_offset）を上
回ったか否かを判別する（ステップＳ３２）。

【０２５７】ステップＳ３２の判別において、端子ＡＧ
２の電圧が（低電位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ
_offset）を下回っている場合には（ステップＳ３２；Ｎ
ｏ）、コンパレータＣＯＭ４の出力信号に基づいてトラ
ンジスタＰ１がオフする（あるいは、オフ状態を維持す
る）こととなる（ステップＳ３４）。

【０２５８】ステップＳ３２の判別において、端子ＡＧ
２の電圧が（低電位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ
_offset）を上回っている場合には（ステップＳ３２；Ｙ
ｅｓ）、コンパレータＣＯＭ４の出力信号に基づいてト
ランジスタＰ１がオンすることとなる（ステップＳ３
３）。

【０２５９】同様にコンパレータＣＯＭ２は、端子ＡＧ
２の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ
_offset）を上回ったか否かを判別する（ステップＳ４
１）。

【０２６０】ステップＳ４１の判別において、端子ＡＧ
２の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ
_offset）を下回っている場合には（ステップＳ４１；Ｎ
ｏ）、コンパレータＣＯＭ２の出力信号に基づいてトラ
ンジスタＰ１がオフする（あるいは、オフ状態を維持す
る）こととなる（ステップＳ４４）。

【０２６１】ステップＳ４１の判別において、端子ＡＧ
２の電圧が（高電位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ
_offset）を上回っている場合には（ステップＳ４１；Ｙ
ｅｓ）、コンパレータＣＯＭ３は、端子ＡＧ１の電圧が
（低電位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ_offset）を上
回ったか否かを判別する（ステップＳ４２）。

【０２６２】ステップＳ４２の判別において、端子ＡＧ
１の電圧が（低電位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ
_offset）を下回っている場合には（ステップＳ４２；Ｎ
ｏ）、コンパレータＣＯＭ３の出力信号に基づいてトラ
ンジスタＰ２がオフする（あるいは、オフ状態を維持す
る）こととなる（ステップＳ４４）。

【０２６３】ステップＳ４２の判別において、端子ＡＧ
１の電圧が（低電位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧Ｖ
_offset）を上回っている場合には（ステップＳ４２；Ｙ
ｅｓ）、コンパレータＣＯＭ３の出力信号に基づいてト
ランジスタＰ２がオンすることとなる（ステップＳ３
３）。

【０２６４】これらの結果、端子ＡＧ１の電圧が（高電
位側電圧Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ_offset）を上回り、
かつ、端子ＡＧ２の電圧が（低位側電圧Ｖｓｓ−オフセ
ット電圧Ｖ_offset）を下回る期間においては、端子ＡＧ
１→トランジスタＰ１→大容量コンデンサ１４０→トラ
ンジスタＮ４→端子ＡＧ２の閉ルートで電流が流れる。

【０２６５】また、端子ＡＧ２の電圧が（高電位側電圧
Ｖｄｄ＋オフセット電圧Ｖ_offset）を上回り、かつ、端
子ＡＧ１の電圧が（低位側電圧Ｖｓｓ−オフセット電圧
Ｖ_offset）を下回る期間においては、端子ＡＧ２→トラ
ンジスタＰ２→大容量コンデンサ１４０→トランジスタ
Ｎ３→端子ＡＧ１の閉ルートで電流が流れる。これによ
り、大容量コンデンサ１４０が充電されることになる。

【０２６６】このように本第６実施形態によれば、消費
電力を削減したコンパレータＣＯＭ１，ＣＯＭ２によっ
て生じる応答遅延時間を、高速のコンパレータＣＯＭ
３，ＣＯＭ４の出力信号を用いることによって実質的に
短くすることができるから、消費電力の削減と整流効率
の向上を両立させることができ、電力供給装置の性能を
大幅に向上させることができる。

【０２６７】［９］ 第７実施形態 次に、本発明の電力供給装置を適用した電子機器の一例
たる電子時計（腕時計）について説明する。

【０２６８】この電子時計の概略構成については、図１
１に示したものと同様であるので、詳細な説明を省略す
る。図２４は、この電子時計の電気的構成を示すブロッ
ク図である。この図に示されるように、この電子時計
は、上記第１実施形態にかかる電力供給装置を用いてい
る。さらに、この電子時計の電力供給装置５００は、昇
圧回路３００を備えている。

【０２６９】この昇圧回路３００は、大容量コンデンサ
１４０の充電電圧を必要に応じて昇圧して補助コンデン
サ１６０に充電し、この電子時計の負荷である処理部６
００、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ２、発電電圧検出
回路２１、２２等の回路各部に電源として供給するもの
である。詳細には、昇圧回路３００は、低位側電圧Ｖｓ
ｓと基準電位たる高電位側電圧Ｖｄｄとの線間電圧（絶
対値）で示される電源電圧が回路各部の動作可能な電圧
下限値（もしくはその近傍値）に低下すると、昇圧倍数
を１段階上げる一方、電圧上限値（もしくはその近傍
値）に上昇すると昇圧倍数を１段階下げる。

【０２７０】このため、大容量コンデンサ１４０の充電
が不十分な場合であっても、電源電圧Ｖｓｓは補助コン
デンサ１６０によって動作可能電圧の範囲内に維持され
るので、コンパレータＣＯＭ１、ＣＯＭ２および発電電
圧検出回路２１、２２によるトランジスタＰ１、Ｐ２の
制御が可能となって、小振幅の交流電圧を整流すること
が可能となる。

【０２７１】さらに、大容量コンデンサ１４０の蓄電が
不十分で場合であって、昇圧によっても、コンパレータ
ＣＯＭ１、ＣＯＭ２が動作しない場合であっても、寄生
ダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジの整
流によって、コンデンサ１４０を充電することが可能な
点は上述した通りである。なお、第５実施形態に係る電
力供給装置を適用してもよいことは勿論である。

【０２７２】［１０］ 第５実施形態〜第７実施形態の
変形例 第５実施形態〜第７実施形態においては、以下に述べる
各種の変形が可能である。 ［１０．１］ 第１変形例 図２５に第１変形例の回路構成を示す。

【０２７３】上述した第５実施形態に係る電力供給装置
においては、高電位側電圧ＶｄｄにコンパレータＣＯＭ
１、ＣＯＭ２を接続するようにしたが、これを低位側電
圧Ｖｓｓに接続するようにしてもよい。この場合、電力
供給装置は図２５に示すように構成すればよい。ここ
で、発電検出回路２１（２２）は端子ＡＧ２（ＡＧ１）
の電圧がしきい値電圧Ｖｔｈを下回るとローレベルにな
り、これを上回るとハイレベルになる信号を生成する。
このため、アンド回路１１’、１２’はコンパレータＣ
ＯＭ３、ＣＯＭ４の出力信号がハイレベルであってもト
ランジスタＮ３、Ｎ４を強制的にオフすることができ
る。したがって、変形例によれば第１実施形態と同様の
効果を奏する。

【０２７４】［１０．２］ 第２変形例 上述した第５実施形態においてトランジスタＮ３、Ｎ４
をダイオードと置き換えてもよいことは勿論である。ま
た、上述した変形例２においてトランジスタＰ１、Ｐ２
をダイオードに置き換えてもよいことは勿論である。

【０２７５】［１０．３］ 第３変形例 図２６に第３変形例の回路構成図を示す。上述した第６
実施形態においてコンパレータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）の
動作電流をコンパレータＣＯＭ４（ＣＯＭ３）よりも大
きく設定してもよい。この場合、電力供給装置は図２６
に示すように構成すればよい。この例にあっては、コン
パレータＣＯＭ１（ＣＯＭ２）の出力信号がハイレベル
になると（トランジスタＰ１（Ｐ２）をオンからオフに
切り換える場合）、その出力信号がインバータ３２（３
１）を介して反転され、アンド回路１２’（１１’）に
供給されるので、コンパレータＣＯＭ４（ＣＯＭ３）の
出力信号がハイレベルであっても、トランジスタＮ４
（Ｎ３）を強制的にオフさせることができる。したがっ
て、変形例によれば第２実施形態と同様の効果を奏す
る。

【０２７６】［１０．４］ 第４変形例 上述した説明においては、コンパレータ（ＣＯＭ１〜Ｃ
ＯＭ４）を常時動作させていた。

【０２７７】しかしながら、発電機１００において発電
がなされていない場合には、整流動作を行う必要がない
ため、ひいては、コンパレータ（ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４）
を動作状態にしておくことは、消費電力の観点からは好
ましくない。

【０２７８】そこで、本第４変形例においては、図２７
に示すように、発電機１００の出力端子ＡＧ１、ＡＧ２
に起電圧の発生を検出する発電検出回路７００を設け、
発電（起電圧）を検出することによりイネーブル信号を
コンパレータＣＯＭ１〜ＣＯＭ４に出力し、コンパレー
タＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を動作状態とする。なお、発電検
出回路７００は第５実施形態で説明したものと同様な構
成で良く、また、第５実施形態で説明したものと兼用す
るように構成することも可能である。従って、整流動作
を行う必要がない非発電時の消費電力を低減し、携帯電
子機器などの動作時間をのばすことが可能となる。な
お、本第４変形例は、上述した第１〜第４実施形態につ
いても適用が可能である。

【０２７９】［１０．５］ 第５変形例 上述した第５実施形態〜第７実施形態および変形例にあ
っては、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｐ５、
Ｎ６をＮチャネルあるいはＰチャネル電界効果型とした
が、ＮＰＮ型あるいはＰＮＰ型のバイポーラトランジス
タを用いても良い。ただし、バイポーラトランジスタに
あっては、エミッタ／コレクタ間の飽和電圧が通常0.3
Ｖ程度であるので、発電機１００の起電圧が小さい場合
には、上述の ように電界効果型とするのが望ましい。

【０２８０】また、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ
４、Ｐ５、Ｎ６は寄生ダイオードＤ１〜Ｄ６が発生する
ように構成したが、これらが発生しないような場合に
は、別途、ダイオードを各トランジスタに並列に設けれ
ばよい。さらに、各実施形態にあっては、電力を充電す
る主体を大容量コンデンサ１４０としたが、電力を蓄電
することが可能であれば十分であり、例えば、二次電池
であっても良い。

【０２８１】くわえて、各実施形態において、基準電位
を高電位側電圧Ｖｄｄに設定していたが、低位側電圧Ｖ
ｓｓを基準電圧としてもよいことは勿論である。

【０２８２】［１０．６］ 第６変形例 発電機１００としては、図１１に示されるもののほか、
例えば、ゼンマイなどの復元力により回転運動を発生さ
せて、この回転運動によって起電力を発生させるタイプ
や、圧電体に対して外部あるいは自励による振動や変位
を加えて、その圧電効果によって電力を発生させるタイ
プなどであっても良い。要は、交流電力を発電するもの
であれば、その形式は問われない。

【０２８３】［１０．７］ 第７変形例 さらに、各実施形態および変形例に係る電力供給装置が
適用される携帯型電子機器としては、上記電子時計のほ
か、液晶テレビや、ビデオテープレコーダ、ノート型パ
ーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（Personal D
igital Assistant：個人情報端末）、電卓などが例とし
て挙げられ、要は、電力を消費する電子機器であれば、
いかなるものに対しても適用可能である。そして、この
ような携帯型電子機器においては、コンデンサや二次電
池などの蓄電素子がなくても、電子回路系や機構系を稼
働させることができるので、いつでもどこでも使用する
ことができるとともに、煩わしい電池の交換を不要にで
き、さらに、電池の廃棄に伴う問題も生じることもな
い。

【０２８４】［１１］ 第５実施形態〜第７実施形態の
効果 以上説明したように第５実施形態〜第７実施形態によれ
ば、第１および第２の比較手段の応答遅延時間が長くと
も、第１および第２のスイッチング手段を速くオフさせ
ることができるので、第１および第２のスイッチング手
段のオフをこの電力供給装置に供給される交流電圧の位
相に合わせて実行することができる。この結果、動作速
度の遅い、換言すれば、動作電流の小さい第１および第
２の比較手段を用いても高い整流効率を実現でき、電力
供給装置の性能を大幅に向上させることができる。

【０２８５】［１２］ 他の態様 上記各実施形態の他、以下に示すような態様とすること
も可能である。

【０２８６】［１２．１］ 第１の他の態様 第１の他の態様は、２つの入力端子に供給される交流電
圧を全波整流して第１および第２の電源ラインに電力を
供給する電力供給装置であって、一方の入力端子と前記
第１の電源ラインとの間に接続された第１のスイッチン
グ手段と、他方の入力端子と前記第１の電源ラインとの
間に接続された第２のスイッチング手段と、前記一方の
入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接続され一方
向にのみ電流を流す第１の手段と、前記他方の入力端子
と前記第２の電源ラインとの間に接続され一方向にのみ
電流を流す第２の手段と、前記一方の入力端子の電圧と
前記第１の電源ラインの電圧とを比較する第１の比較手
段と、前記他方の入力端子の電圧と前記第１の電源ライ
ンの電圧とを比較する第２の比較手段と、前記第１の比
較手段の比較結果に基づいて、前記第１のスイッチング
手段のオン・オフを制御するとともに、この比較結果が
前記第１のスイッチング手段をオンすることを示す場合
であっても、前記他方の入力端子の電圧に基づいて、前
記第１のスイッチング手段を強制的にオフする第１の制
御手段と、前記第２の比較手段の比較結果に基づいて、
前記第２のスイッチング手段のオン・オフを制御すると
ともに、この比較結果が第２のスイッチング手段をオン
することを示す場合であっても、前記他方の入力端子の
電圧に基づいて、第２のスイッチング手段を強制的にオ
フする第２の制御手段とを備えるように構成する。

【０２８７】［１２．１．１］ 第１の他の態様の第１
変形例 また、第１の他の態様において、前記第１の制御手段
は、前記他方の入力端子と前記第２の電源ラインとの間
の電位差が予め定められた基準値より大きくなることを
検出する第１の検出部と、前記第１の比較手段の比較結
果に基づいて、前記第１のスイッチング手段のオン・オ
フを制御するとともに、この比較結果が前記第１のスイ
ッチング手段をオンすることを示す場合であっても、前
記第１の検出部の検出結果に基づいて、前記第１のスイ
ッチング手段を強制的にオフする第１の制御部とを備
え、前記第２の制御手段は、前記一方の入力端子と前記
第２の電源ラインとの間の電位差が予め定められた基準
値より大きくなることを検出する第２の検出部と、前記
第２の比較手段の比較結果に基づいて、前記第２のスイ
ッチング手段のオン・オフを制御するとともに、この比
較結果が前記第２のスイッチング手段をオンすることを
示す場合であっても、前記検出手段の検出結果に基づい
て、前記第２のスイッチング手段を強制的にオフする第
２の制御部とを備えるように構成することも可能であ
る。

【０２８８】［１２．１．２］ 第１の他の態様の第２
変形例 さらに第１の他の態様において、前記第１の手段は、前
記他方の入力端子の電圧に基づいてオン・オフが制御さ
れる第３のスイッチング手段であり、前記第２の手段
は、前記一方の入力端子の電圧に基づいてオン・オフが
制御される第４のスイッチング手段であるように構成す
ることも可能である。また、第１の他の態様の第２変形
例において、さらに前記第１乃至第４のスイッチング手
段は、電界効果型トランジスタで構成するように構成す
ることも可能である。

【０２８９】また、第１の他の態様の第２変形例におい
て、さらに前記第１のスイッチング手段に並列に接続さ
れる第１のダイオードと、前記第２のスイッチング手段
に並列に接続される第２のダイオードと、前記第３のス
イッチング手段に並列に接続される第３のダイオード
と、前記第４のスイッチング手段に並列に接続される第
４のダイオードとを備えるように構成することも可能で
ある。この場合において、前記第１乃至第４のスイッチ
ング手段は、それぞれ電界効果型トランジスタであり、
前記第１乃至第４のダイオードは各電界効果型トランジ
スタの寄生ダイオードであるように構成することも可能
である。

【０２９０】［１２．１．３］ 第１の他の態様の第３
変形例 さらに第１の他の態様において、前記第１及び第２の手
段は、ダイオードで構成することも可能である。

【０２９１】［１２．１．４］ 第１の他の態様の第４
変形例 さらに第１１の他の態様において、前記第１および第２
の電源ラインに基づいて供給された電力を蓄電する蓄電
器を備えるように構成することも可能である。

【０２９２】［１２．１．５］ 第１の他の態様の第５
変形例 さらに第１１の他の態様において、交流電圧を発電する
とともに起電圧を前記各入力端子に給電する交流発電手
段を備えるように構成することも可能である。

【０２９３】［１２．２］ 第２の他の態様 第２の他の態様は、２つの入力端子に供給される交流電
圧を全波整流して第１および第２の電源ラインに電力を
供給する電力供給装置であって、前記一方の入力端子の
電圧と前記第１の電源ラインの電圧とを比較する第１の
比較手段と、前記他方の入力端子の電圧と前記第１の電
源ラインの電圧とを比較する第２の比較手段と、前記一
方の入力端子の電圧と前記第２の電源ラインの電圧とを
比較するとともに、前記第２の比較手段よりも応答遅延
時間が短い第３の比較手段と、前記他方の入力端子の電
圧と前記第２の電源ラインの電圧とを比較するととも
に、前記第１の比較手段よりも応答遅延時間が短い第４
の比較手段と、前記一方の入力端子と前記第１の電源ラ
インとの間に接続された第１のスイッチング手段と、前
記他方の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接続
された第２のスイッチング手段と、前記一方の入力端子
と前記第２の電源ラインとの間に接続され、前記第３の
比較手段の比較結果に基づいてオン・オフが制御される
第３のスイッチング手段と、前記他方の入力端子と前記
第２の電源ラインとの間に接続され、前記第４の比較手
段の比較結果に基づいてオン・オフが制御される第４の
スイッチング手段と、前記第１の比較手段の比較結果に
基づいて、前記第１のスイッチング手段のオン・オフを
制御するとともに、この比較結果が前記第１のスイッチ
ング手段をオンすることを示す場合であっても、前記第
４の比較手段の比較結果が前記第４のスイッチング手段
をオフすることを示す場合には、前記第１のスイッチン
グ手段を強制的にオフする第１の制御手段と、前記第２
の比較手段の比較結果に基づいて、前記第２のスイッチ
ング手段のオン・オフを制御するとともに、この比較結
果が前記第２のスイッチング手段をオンすることを示す
場合であっても、前記第３の比較手段の比較結果が前記
第３のスイッチング手段をオフすることを示す場合に
は、前記第２のスイッチング手段を強制的にオフする第
２の制御手段とを備えるように構成する。

【０２９４】［１２．２．１］ 第２の他の態様の第１
変形例 また、第２の他の態様において、前記第１乃至第４のス
イッチング手段は、電界効果型トランジスタで構成す
る。

【０２９５】［１２．２．２］ 第２の他の態様の第２
変形例 また、第１２の他の態様において、前記第１のスイッチ
ング手段に並列に接続される第１のダイオードと、前記
第２のスイッチング手段に並列に接続される第２のダイ
オードと、前記第３のスイッチング手段に並列に接続さ
れる第３のダイオードと、前記第４のスイッチング手段
に並列に接続される第４のダイオードとを備えるように
構成することも可能である。この場合において、さらに
前記第１乃至第４のスイッチング手段は、それぞれ電界
効果型トランジスタであり、前記第１乃至第４のダイオ
ードは各電界効果型トランジスタの寄生ダイオードであ
るように構成することも可能である。

【０２９６】［１２．２．３］ 第２の他の態様の第３
変形例 また、第１２の他の態様において、前記第１および第２
の電源ラインに基づいて供給された電力を蓄電する蓄電
器を備えるように構成することも可能である。

【０２９７】［１２．２．４］ 第２の他の態様の第４
変形例 また、第１２の他の態様において、交流電圧を発電する
とともに起電圧を前記各入力端子に給電する交流発電手
段を備えるように構成することも可能である。

【０２９８】［１２．３］ 第３の他の態様 第１３の他の態様は、一方の入力端子と第１の電源ライ
ンとの間に接続された第１のスイッチング手段と、他方
の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接続された
第２のスイッチング手段と、前記一方の入力端子と第２
の電源ラインとの間に接続され一方向にのみ電流を流す
第１の手段と、前記他方の入力端子と前記第２の電源ラ
インとの間に接続され一方向にのみ電流を流す第２の手
段とを有し、各入力端子に供給される交流電圧を全波整
流して前記第１および第２の電源ラインに電力を供給す
る電力供給装置の制御方法において、前記一方の入力端
子の電圧と前記第１の電源ラインの電圧とを比較して第
１の比較結果を得て、前記他方の入力端子と前記第２の
電源ラインとの間の電位差が予め定められた基準値より
大きくなることを検出して第１の検出結果を得て、前記
第１の比較結果に基づいて、前記第１のスイッチング手
段のオン・オフを制御するとともに、前記第１の比較結
果が前記第１のスイッチング手段をオンすることを示す
場合であっても、前記第１の検出結果に基づいて、前記
第１のスイッチング手段を強制的にオフし、前記他方の
入力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電圧とを比較
して第２の比較結果を得て、前記一方の入力端子と前記
第２の電源ラインとの間の電位差が予め定められた基準
値より大きくなることを検出して第２の検出結果を得
て、前記第２の比較結果に基づいて、前記第２のスイッ
チング手段のオン・オフ を制御するとともに、前記第
２の比較結果が前記第２のスイッチング手段をオンする
ことを示す場合であっても、前記第２の検出結果に基づ
いて、前記第１のスイッチング手段を強制的にオフする
ように構成する。

【０２９９】［１２．４］ 第４の他の態様 第１４の他の態様は、一方の入力端子と第１の電源ライ
ンとの間に接続された第１のスイッチング手段と、他方
の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接続された
第２のスイッチング手段と、前記一方の入力端子と第２
の電源ラインとの間に接続された第３のスイッチング手
段と、前記他方の入力端子と前記第２の電源ラインとの
間に接続された第４のスイッチング手段とを有し、各入
力端子に供給される交流電圧を全波整流して前記第１お
よび第２の電源ラインに電力を供給する電力供給装置の
制御方法において、前記一方の入力端子の電圧と前記第
１の電源ラインの電圧とを比較して第１の比較結果を得
て、前記他方の入力端子の電圧と前記第１の電源ライン
の電圧とを比較して第２の比較結果を得て、前記第１の
比較結果を得るための比較動作よりも、前記一方の入力
端子の電圧と前記第２の電源ラインの電圧とを高速に比
較して第３の比較結果を得て、この比較結果に基づいて
前記第３のスイッチング手段のオン・オフを制御し、前
記第２の比較結果を得るための比較動作よりも、前記他
方の入力端子の電圧と前記第２の電源ラインの電圧とを
高速に比較して第４の比較結果を得て、この比較結果に
基づいて前記第４のスイッチング手段のオン・オフを制
御し、前記第１の比較結果に基づいて、前記第１のスイ
ッチング手段のオン・オフを制御するとともに、前記第
１の比較結果が前記第１のスイッチング手段をオンする
ことを示す場合であっても、前記第４の比較結果が前記
第４のスイッチング手段をオフすることを示す場合に
は、前記第１のスイッチング手段を強制的にオフし、前
記第２の比較結果に基づいて、前記第２のスイッチング
手段のオン・オフを制御するとともに、前記第２の比較
結果が前記第２のスイッチング手段をオンすることを示
す場合であっても、前記第３の比較結果が前記第３のス
イッチング手段をオフすることを示す場合には、前記第
２のスイッチング手段を強制的にオフするように構成す
る。

【０３００】［１２．５］ 第４の他の態様 第４の他の態様は、第１２の他の態様の第３変形例の電
力供給装置と、前記電力供給装置から給電される電力に
基づいて、予め定められた処理を実行する処理手段とを
備えるように構成する。

【０３０１】［１２．６］ 第５の他の態様 第５の他の態様は、電子時計において、第１２の他の態
様の第３変形例の電力供給装置と、前記電力供給装置か
ら給電される電力に基づいて、時刻を計時する計時手段
とを備えるように構成する。 ［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明の第１実施形態にかかる電力供給装置の
構成を示す回路図である。 図２は、第１実施形態の電力供給装置の半導体基板上の
レイアウトを説明するための図である。 図３は、同実施形態におけるコンパレータＣＯＭ１およ
びＣＯＭ２の一例を示す回路図である。 図４は、同一サイズ・同一トランジスタの並列接続によ
り、差動対トランジスタにおいて、トランジスタサイズ
を異ならせた場合と等価な回路実現した場合の回路図で
ある。 図５は、同実施形態におけるコンパレータＣＯＭ３およ
びＣＯＭ４の一例を示す回路図である。 図６は、同実施形態の電力供給装置において、オフセッ
ト電圧がトランジスタの降下電圧を下回る場合のタイミ
ングチャートである。 図７は、同実施形態の電力供給装置において、オフセッ
ト電圧がトランジスタの降下電圧を上回る場合のタイミ
ングチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態にかかる電力供給装置の
構成を示す回路図である。 図９は、同実施形態の電力供給装置において、オフセッ
ト電圧がトランジスタの降下電圧を下回る場合のタイミ
ングチャートである。 図１０は、本発明の第３実施形態にかかる電力供給装置
の構成を示す回路図である。 図１１は、本発明の第４実施形態にかかる電子時計の概
略構成を示す図である。 図１２は、同実施形態の電子時計の電気的構成を示すブ
ロック図である。 図１３は、変形例に係る一方向性ユニットの構成を示す
ブロック図である。 図１４は、変形例に係る一方向性ユニットの動作を示す
タイミングチャートである。 図１５は、第１〜第４実施形態の適用技術分野における
電力供給装置の構成を示す回路図である。 図１６は、図１５の電力供給装置においてコンパレータ
の遅延時間に伴う電流の逆流を説明するためのタイミン
グチャートである。 図１７は、本発明の第５実施形態にかかる電力供給装置
の構成を示す回路図である。 図１８は、第５実施形態における発電電圧検出回路の一
例を示す回路図である。 図１９は、第５実施形態の電力供給装置の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。 図２０は、第５実施形態の電力供給装置の動作を説明す
るための処理フローチャートである。 図２１は、本発明の第６実施形態にかかる電力供給装置
の構成を示す回路図である。 図２２は、第６実施形態の電力供給装置の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。 図２３は、第６実施形態の電力供給装置の動作を説明す
るための処理フローチャートである。 図２４は、本発明の第７実施形態に係る電子時計の概略
構成を示す図である。 図２５は、第１変形例に係る電力供給装置の構成を示す
回路図である。 図２６は、第２変形例に係る電力供給装置の構成を示す
回路図である。 図２７は、第４変形例に係る電力供給装置の構成を示す
回路図である。 図２８は、第５〜第７実施形態の適用技術分野における
電力供給装置の構成を示す回路図である。 図２９は、図２８の電力供給装置の動作を示すタイミン
グチャートである。

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の端子と、前記２個の端子の端子電
   圧を比較する比較手段と、この比較手段の比較結果に基
   づいてオン／オフが制御されるスイッチング手段とを有
   し、一方の端子からスイッチング手段を介して他方の端
   子へ電流を流す一方向性ユニットを備え、交流電圧を整
   流して第１の電源ラインおよび第２の電源ラインに電力
   を供給する電力供給装置であって、 前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインとの間に
   電力を蓄える蓄電手段を備え、 前記一方向性ユニットは、前記スイッチング手段をオフ
   させる動作を、応答遅延時間に応じて前もって開始させ
   るように、一方の端子の電圧レベルが、他方の端子の電
   圧レベルに予め定めた所定の電圧を加算した電圧レベル
   を下回った場合に前記スイッチング手段をオフさせるこ
   とを特徴とする電力供給装置。
2. 【請求項２】 ２個の端子、前記２個の端子の端子電圧
   を比較する比較手段および前記比較手段の比較結果に基
   づいてオン／オフ制御がされるスイッチング手段を有
   し、一方の前記端子から前記スイッチング手段を介して
   他方の前記端子へ電流を流す一方向性ユニットを複数個
   備え、交流電流を整流して第１および第２の電源ライン
   に電力を供給する電力供給装置であって、 前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインとの間に
   設けられ電力を蓄える蓄積手段を備え、 第１の前記一方向性ユニットの一方の端子は前記交流電
   流が給電される第１の入力端子に接続され、他方の端子
   は前記第１の電源ラインに接続されており、 第２の前記一方向性ユニットの一方の端子は前記交流電
   流が給電される第２の入力端子に接続され、他方の端子
   は前記第１の電源ラインに接続されており、 第３の前記一方向ユニットの一方の端子は前記第２の電
   源ラインに接続され、他方の端子は前記第１の入力端子
   に接続されており、 第４の前記一方向ユニットの一方の端子は前記第２の電
   源ラインに接続され、他方の端子は前記第２の入力端子
   に接続されており、 前記第１ないし第４の一方向性ユニットのうち、少なく
   とも２個の一方向性ユニットは、前記スイッチング手段
   をオフさせる動作を応答遅延時間に応じて前もって開始
   させるように、一方の端子の電圧レベルが他方の端子の
   電圧レベルに予め定めた所定の電圧を加算した電圧レベ
   ルを下回った場合に、対応する前記スイッチング手段を
   オフさせることを特徴とする電力供給装置。
3. 【請求項３】 ２個の端子、前記２個の端子の端子電圧
   を比較する比較手段および前記比較手段の比較結果に基
   づいてオン／オフ制御が行われるスイッチング手段を有
   し、一方の前記端子から前記スイッチング手段を介して
   他方の前記端子へ電流を流す複数個の一方向性ユニット
   と、 交流電流が給電される第１の入力端子に一端が接続され
   る第１の蓄電手段と、 前記交流が給電される第２の入力端子に一端が接続され
   る第２の蓄電手段と、を備え、 第１の前記一方向性ユニットの一方の端子は、前記第１
   の蓄電手段の他端に接続され、他方の端子は前記交流電
   圧が給電される第１の入力端子に接続されており、 第２の前記一方向性ユニットの一方の端子は、前記第２
   の蓄電手段の他端に接続され、他方の端子は、前記第１
   の蓄電手段の他端に接続されており、 前記第１および第２の一方向性ユニットは、対応するス
   イッチング手段をオフさせるための動作を応答遅延時間
   に応じて前もって開始させるように、一方の端子の電圧
   レベルが、他方の端子の電圧レベルに予め定めた所定の
   電圧を加算した電圧レベルを下回った場合に前記スイッ
   チング手段をオフさせることを特徴とする電力供給装
   置。
4. 【請求項４】 請求の範囲第１項記載の電力供給装置に
   おいて、 前記２個の端子に供給される交流電圧を全波整流して前
   記第１および第２の電源ラインに電力を供給するととも
   に、 第１の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接続さ
   れた第１のスイッチング手段と、 第２の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接続さ
   れた第２のスイッチング手段と、 前記第１の入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接
   続され一方向にのみ電流を流す第１の手段と、 前記第２の入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接
   続され一方向にのみ電流を流す第２の手段と、 前記第１の入力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電
   圧とを比較する第１の比較手段と、 前記第２の入力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電
   圧とを比較する第２の比較手段と、 前記第１の比較手段の比較結果に基づいて、前記第１の
   スイッチング手段のオン／オフを制御するとともに、こ
   の比較結果が前記第１のスイッチング手段をオンするこ
   とを示す場合であっても、前記第２の入力端子の電圧に
   基づいて、前記第１のスイッチング手段を強制的にオフ
   する第１の制御手段と、 前記第２の比較手段の比較結果に基づいて、前記第２の
   スイッチング手段のオン／オフを制御するとともに、こ
   の比較結果が第２のスイッチング手段をオンすることを
   示す場合であっても、前記第２の入力端子の電圧に基づ
   いて、第２のスイッチング手段を強制的にオフする第２
   の制御手段と を備えることを特徴とする電力供給装置。
5. 【請求項５】 請求の範囲第１項記載の電力供給装置に
   おいて、 前記スイッチング手段に並列に接続されるダイオードを
   備えたことを特徴とする電力供給装置。
6. 【請求項６】 請求の範囲第１項記載の電力供給装置に
   おいて、 前記スイッチング手段は、電界効果型トランジスタで構
   成することを特徴とする電力供給装置。
7. 【請求項７】 請求の範囲第５項記載の電力供給装置に
   おいて、 前記スイッチング手段は、電界効果型トランジスタであ
   り、前記ダイオードは前記電界効果型トランジスタの寄
   生ダイオードであることを特徴とする電力供給装置。
8. 【請求項８】 請求の範囲第１項記載の電力供給装置に
   おいて、 前記一方向性ユニットは、半導体基板上に集積されてい
   ることを特徴とする電力供給装置。
9. 【請求項９】 請求の範囲第４項記載の電力供給装置に
   おいて、 前記第１の制御手段は、 前記第２の入力端子と前記第１の電源ラインとの間の電
   位差が予め定められた基準値より大きくなることを検出
   する第１の検出手段と、 前記第１の比較手段の比較結果に基づいて、前記第１の
   スイッチング手段のオン／オフを制御するとともに、こ
   の比較結果が前記第１のスイッチング手段をオンするこ
   とを示す場合であっても、前記第１の検出手段の検出結
   果に基づいて、前記第１のスイッチング手段を強制的に
   オフする第１の制御部とを備え、 前記第２の制御手段は、 前記第１の入力端子と前記第１の電源ラインとの間の電
   位差が予め定められた基準値より大きくなることを検出
   する第２の検出手段と、 前記第２の比較手段の比較結果に基づいて、前記第２の
   スイッチング手段のオン／オフを制御するとともに、こ
   の比較結果が前記第２のスイッチング手段をオンするこ
   とを示す場合であっても、前記検出手段の検出結果に基
   づいて、前記第２のスイッチング手段を強制的にオフす
   る第２の制御部とを備える ことを特徴とする電力供給装置。
10. 【請求項１０】 請求の範囲第４項記載の電力供給装置
    において、 前記第１の手段は、前記第１の入力端子の電圧に基づい
    てオン／オフが制御される第３のスイッチング手段であ
    り、前記第２の手段は、前記第２の入力端子の電圧に基
    づいてオン／オフが制御される第４のスイッチング手段
    であることを特徴とする電力供給装置。
11. 【請求項１１】 請求の範囲第４項記載の電力供給装置
    において、 前記第２の入力端子と前記第１の電源ラインとの間の電
    位差が予め定めた基準値よりも大きくなることを検出す
    る第１の検出手段と、前記第１の入力端子と前記第１の
    電源ラインとの間の電位差が予め定めた基準値よりも大
    きくなることを検出する第２の検出手段と、を備え、 前記第１の比較手段および前記第２の比較手段は、前記
    第１の検出手段または前記第２の検出手段において検出
    がなされた場合に、電源供給がなされることを特徴とす
    る電力供給装置。
12. 【請求項１２】 請求の範囲第２項記載の電力供給装置
    において、 前記第１のスイッチング手段に並列に接続される第１の
    ダイオードと、 前記第２のスイッチング手段に並列に接続される第２の
    ダイオードと、 前記第３のスイッチング手段に並列に接続される第３の
    ダイオードと、 前記第４のスイッチング手段に並列に接続される第４の
    ダイオードと を備えたことを特徴とする電力供給装置。
13. 【請求項１３】 請求の範囲第２項記載の電力供給装置
    において、 前記第１乃至第４のスイッチング手段は、それぞれの電
    界効果型トランジスタであることを特徴とする電力供給
    装置。
14. 【請求項１４】 請求の範囲第１２項記載の電力供給装
    置において、 前記第１乃至第４のスイッチング手段は、それぞれ電界
    効果型トランジスタであり、前記第１及び第２のダイオ
    ードは前記第１及び第２の各電界効果型トランジスタの
    寄生ダイオードであることを特徴とする電力供給装置。
15. 【請求項１５】 請求の範囲第２項記載の電力供給装置
    において、 ２つの入力端子に供給される交流電圧を全波整流して第
    １および第２の電源ラインに電力を供給する電力供給装
    置であって、 前記第１の入力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電
    圧とを比較する第１の比較手段と、 前記第２の入力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電
    圧とを比較する第２の比較手段と、 前記第１の入力端子の電圧と前記第２の電源ラインの電
    圧とを比較するとともに、前記第２の比較手段よりも応
    答遅延時間が短い第３の比較手段と、 前記第２の入力端子の電圧と前記第２の電源ラインの電
    圧とを比較するとともに、前記第１の比較手段よりも応
    答遅延時間が短い第４の比較手段と、 前記第１の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接
    続された第１のスイッチング手段と、 前記第２の入力端子と前記第１の電源ラインとの間に接
    続された第２のスイッチング手段と、 前記第１の入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接
    続され、前記第３の比較手段の比較結果に基づいてオン
    ／オフが制御される第３のスイッチング手段と、 前記第２の入力端子と前記第２の電源ラインとの間に接
    続され、前記第４の比較手段の比較結果に基づいてオン
    ／オフが制御される第４のスイッチング手段と、 前記第１の比較手段の比較結果に基づいて、前記第１の
    スイッチング手段のオン／オフを制御するとともに、こ
    の比較結果が前記第１のスイッチング手段をオンするこ
    とを示す場合であっても、前記第４の比較手段の比較結
    果が前記第４のスイッチング手段をオフすることを示す
    場合には、前記第１のスイッチング手段を強制的にオフ
    する第１の制御手段と、 前記第２の比較手段の比較結果に基づいて、前記第２の
    スイッチング手段のオン／オフを制御するとともに、こ
    の比較結果が前記第２のスイッチング手段をオンするこ
    とを示す場合であっても、前記第３の比較手段の比較結
    果が前記第３のスイッチング手段をオフすることを示す
    場合には、前記第２のスイッチング手段を強制的にオフ
    する第２の制御手段と を備えることを特徴とする電力供給装置。
16. 【請求項１６】 請求の範囲第１５項記載の電力供給装
    置において、 前記第２の入力端子の電圧と前記第２の電源ラインの電
    圧とを比較する第１の検出手段と、 前記第１の入力端子の電圧と前記第１の電源ラインの電
    圧とを比較する第２の検出手段と、を備え、 前記第１〜第４の比較手段は、前記第１の検出手段また
    は前記第２の検出手段において発電検出がなされた場合
    に、電源供給がなされることを特徴とする電力供給装
    置。
17. 【請求項１７】 請求の範囲第２項記載の電力供給装置
    において、 前記第１〜第４のスイッチング手段は、半導体基板上に
    集積されていることを特徴とする電力供給装置。
18. 【請求項１８】 請求の範囲第３項記載の電力供給装置
    において、 前記第１のスイッチング手段に並列に接続される第１の
    ダイオードと、 前記第２のスイッチング手段に並列に接続される第２の
    ダイオードと を備えたことを特徴とする電力供給装置。
19. 【請求項１９】 請求の範囲第３項記載の電力供給装置
    において、 前記第１および第２のスイッチング手段は、それぞれ電
    界効果型トランジスタであることを特徴とする電力供給
    装置。
20. 【請求項２０】 請求の範囲第１８項記載の電力供給装
    置において、 前記第１および第２のスイッチング手段は、それぞれ電
    界効果型トランジスタであり、前記第１および第２のダ
    イオードは各電界効果型トランジスタの寄生ダイオード
    であることを特徴とする電力供給装置。
21. 【請求項２１】 請求の範囲第３項記載の電力供給装置
    において、 前記第１および第２のスイッチング手段並びに前記第１
    および第２の制御手段は、半導体基板上に集積化されて
    いることを特徴とする電力供給装置。
22. 【請求項２２】 請求の範囲第１項、第２項または第３
    項記載の電力供給装置において、前記交流電圧を給電す
    る交流発電手段を備えたことを特徴とする電力供給装
    置。
23. 【請求項２３】 ２個の端子、前記２個の端子の端子電
    圧を比較する比較装置および前記比較装置の比較結果に
    基づいてオン／オフが制御されるスイッチング装置を有
    し、一方の端子からスイッチング装置を介して他方の端
    子へ電流を流す複数個の一方向性ユニットと、第１の電
    源ラインと前記第２の電源ラインとの間に設けられ電力
    を蓄える蓄電装置と、を備え、交流電流を整流して前記
    第１の電源ラインおよび前記第２の電源ラインに電力を
    供給する電力供給装置の制御方法であって、 前記スイッチング装置をオフさせる動作を、応答遅延時
    間に応じて前もって開始させるように、一方の端子の電
    圧レベルが、他方の端子の電圧レベルに予め定めた所定
    の電圧を加算した電圧レベルを下回った場合に前記スイ
    ッチング装置をオフさせることを特徴とする電力供給装
    置の制御方法。
24. 【請求項２４】 ２個の端子、前記２個の端子の端子電
    圧を比較する比較手段および前記比較手段の比較結果に
    基づいてオン／オフ制御がされるスイッチング装置を有
    し、一方の前記端子から前記スイッチング装置を介して
    他方の前記端子へ電流を流す複数個の一方向性ユニット
    と、前記第１の電源ラインと前記第２の電源ラインとの
    間に設けられ電力を蓄える蓄電装置と、を備え、第１の
    前記一方向性ユニットの一方の端子は前記交流電流が給
    電される第１の入力端子に接続され、他方の端子は前記
    第１の電源ラインに接続されており、第２の前記一方向
    性ユニットの一方の端子は前記交流電流が給電される第
    ２の入力端子に接続され、他方の端子は前記第１の電源
    ラインに接続されており、第３の前記一方向ユニットの
    一方の端子は前記第２の電源ラインに接続され、他方の
    端子は前記第１の入力端子に接続されており、第４の前
    記一方向ユニットの一方の端子は前記第２の電源ライン
    に接続され、他方の端子は前記第２の入力端子に接続さ
    れており、交流電流を整流して第１および第２の電源ラ
    インに電力を供給する電力供給装置の制御方法であっ
    て、 前記第１ないし第４の一方向性ユニットのうち、少なく
    とも２個の一方向性ユニットに前記スイッチング装置を
    オフさせる動作を応答遅延時間に応じて前もって開始さ
    せるように、一方の端子の電圧レベルが、他方の端子の
    電圧レベルに予め定めた所定の電圧を加算した電圧レベ
    ルを下回った場合に前記スイッチング装置をオフさせる
    ことを特徴とする電力供給装置の制御方法。
25. 【請求項２５】 ２個の端子、前記２個の端子の端子電
    圧を比較する比較手段および前記比較手段の比較結果に
    基づいてオン／オフ制御が行われるスイッチング装置を
    有し、一方の前記端子から前記スイッチング装置を介し
    て他方の前記端子へ電流を流す複数個の一方向性ユニッ
    トと、交流電流が給電される第１の入力端子に一端が接
    続される第１の蓄電装置と、前記交流が給電される第２
    の入力端子に一端が接続される第２の蓄電装置と、を備
    え、第１の前記一方向性ユニットの一方の端子は、前記
    第１の蓄電装置の他端に接続され、他方の端子は前記交
    流電圧が給電される第１の入力端子に接続されており、
    第２の前記一方向性ユニットの一方の端子は、前記第２
    の蓄電装置の他端に接続され、他方の端子は、前記第１
    の蓄電装置の他端に接続された電力供給装置の制御方法
    において、 前記第１および第２の一方向性ユニットにおける対応す
    るスイッチング装置をオフさせるための動作を応答遅延
    時間に応じて前もって開始させるように、一方の端子の
    電圧レベルが、他方の端子の電圧レベルに予め定めた所
    定の電圧を加算した電圧レベルを下回った場合に前記ス
    イッチング装置をオフさせることを特徴とする電力供給
    装置の制御方法。
26. 【請求項２６】 請求の範囲第１項、第２項または第３
    項のうちいずれか１項に記載の電力供給装置と、 前記電力供給装置から供給される電力に基づいて予め定
    められた処理を実行する処理手段と、 を備えたことを特徴とする携帯型電子機器。
27. 【請求項２７】 請求の範囲第１項、第２項または第３
    項のうちいずれか１項に記載の電力供給装置と、 前記電力供給装置から供給される電力に基づいて、計時
    動作を行う計時手段と、 を備えたことを特徴とする電子時計。