JP2765576B2 - 電子時計 - Google Patents
電子時計Info
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- JP2765576B2 JP2765576B2 JP9100586A JP10058697A JP2765576B2 JP 2765576 B2 JP2765576 B2 JP 2765576B2 JP 9100586 A JP9100586 A JP 9100586A JP 10058697 A JP10058697 A JP 10058697A JP 2765576 B2 JP2765576 B2 JP 2765576B2
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- Japan
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- voltage
- circuit
- charging
- energy
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- Y02E10/566—
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- Electric Clocks (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水晶時計等、電気エ
ネルギーをエネルギー源とする電子時計における電源部
の構成に関する。特に電源の放電特性がフラットでなく
放電が進むにつれて電圧の変化するような電源を有する
電子時計の電源部の改良に関する。
ネルギーをエネルギー源とする電子時計における電源部
の構成に関する。特に電源の放電特性がフラットでなく
放電が進むにつれて電圧の変化するような電源を有する
電子時計の電源部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水晶時計等電気エネルギーをエネ
ルギー源とした電子時計は、その電源部に銀電池の様な
フラットな放電特性を持つ電源を用いていた。これによ
り、電源の持つエネルギーを十分活用していた。
ルギー源とした電子時計は、その電源部に銀電池の様な
フラットな放電特性を持つ電源を用いていた。これによ
り、電源の持つエネルギーを十分活用していた。
【０００３】しかし銀電池は高価であり、しかも電池そ
のものに寿命がある等、欠点も大きかった。
のものに寿命がある等、欠点も大きかった。
【０００４】これらの解決策として近年、価格的にはア
ルカリマンガン電池等が用いられる様になったし、電池
そのものの寿命に関してはソーラバッテリーを電源と
し、２次電池として高容量コンデンサーを用いた時計も
提案されている。
ルカリマンガン電池等が用いられる様になったし、電池
そのものの寿命に関してはソーラバッテリーを電源と
し、２次電池として高容量コンデンサーを用いた時計も
提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記技術では、アルカ
リマンガン電池は放電特性がフラットでなく、時計の作
動停止後にもエネルギーを多く有しており、電池の特性
を十分活かしているとは言えないのが現状である。又、
２次電池として高容量コンデンサーを用いたものは、当
然の事ながらコンデンサーの放電特性により、その時計
の止まりまでの持続時間は決まってしまい、実用化の大
きな問題となっていた。
リマンガン電池は放電特性がフラットでなく、時計の作
動停止後にもエネルギーを多く有しており、電池の特性
を十分活かしているとは言えないのが現状である。又、
２次電池として高容量コンデンサーを用いたものは、当
然の事ながらコンデンサーの放電特性により、その時計
の止まりまでの持続時間は決まってしまい、実用化の大
きな問題となっていた。
【０００６】本発明の目的は、以上の様な従来の欠点を
解決し、フラットでない放電特性を待つ電源を用いても
その電源の持つ電気エネルギーを十分に活用することを
目的とする。
解決し、フラットでない放電特性を待つ電源を用いても
その電源の持つ電気エネルギーを十分に活用することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、外部から付与されるエネルギーを基
に発電を行う発電手段を内蔵する電子時計であって、前
記発電手段により整流手段を介して充電される第１のコ
ンデンサーと、前記第１のコンデンサーからエネルギー
が充電される第２のコンデンサーと、前記第２のコンデ
ンサーの端子電圧を電源電圧とする時計回路と、前記第
１または第２のコンデンサーの端子電圧を検出する検出
手段と、前記第１のコンデンサーに充電されたエネルギ
ーを昇圧するとともに前記検出手段の検出電圧に基づい
て前記第２のコンデンサーの端子電圧が一定電圧を越え
ない範囲で制御する昇圧手段とからなり、前記昇圧手段
は、前記第１のコンデンサーと昇圧用コンデンサーとの
接続を所定のクロックタイミングで繰り返し切り換える
ことにより前記第２のコンデンサーへの充電を行うこと
を特徴とする。 この発明によれば、外部から付与される
エネルギーを基に発電を行う発電手段を内蔵し第２のコ
ンデンサーの端子電圧を電源電圧とする時計回路を有す
る電子時計において、第１のコンデンサーは発電手段に
より整流手段を介して充電され、第２のコンデンサー第
１のコンデンサーからエネルギーが充電され、検出手段
は第１または第２のコンデンサーの端子電圧を検出し、
昇圧手段は第１のコンデンサーと昇圧用コンデンサーと
の接続を所定のクロックタイミングで繰り返し切り換え
ることにより第２のコンデンサーへの充電を行うことで
第１のコンデンサーに充電されたエネルギーを昇圧する
とともに検出手段の検出電圧に基づいて第２のコンデン
サーの端子電圧が一定電圧を越えない範囲で制御する。
ために、本発明は、外部から付与されるエネルギーを基
に発電を行う発電手段を内蔵する電子時計であって、前
記発電手段により整流手段を介して充電される第１のコ
ンデンサーと、前記第１のコンデンサーからエネルギー
が充電される第２のコンデンサーと、前記第２のコンデ
ンサーの端子電圧を電源電圧とする時計回路と、前記第
１または第２のコンデンサーの端子電圧を検出する検出
手段と、前記第１のコンデンサーに充電されたエネルギ
ーを昇圧するとともに前記検出手段の検出電圧に基づい
て前記第２のコンデンサーの端子電圧が一定電圧を越え
ない範囲で制御する昇圧手段とからなり、前記昇圧手段
は、前記第１のコンデンサーと昇圧用コンデンサーとの
接続を所定のクロックタイミングで繰り返し切り換える
ことにより前記第２のコンデンサーへの充電を行うこと
を特徴とする。 この発明によれば、外部から付与される
エネルギーを基に発電を行う発電手段を内蔵し第２のコ
ンデンサーの端子電圧を電源電圧とする時計回路を有す
る電子時計において、第１のコンデンサーは発電手段に
より整流手段を介して充電され、第２のコンデンサー第
１のコンデンサーからエネルギーが充電され、検出手段
は第１または第２のコンデンサーの端子電圧を検出し、
昇圧手段は第１のコンデンサーと昇圧用コンデンサーと
の接続を所定のクロックタイミングで繰り返し切り換え
ることにより第２のコンデンサーへの充電を行うことで
第１のコンデンサーに充電されたエネルギーを昇圧する
とともに検出手段の検出電圧に基づいて第２のコンデン
サーの端子電圧が一定電圧を越えない範囲で制御する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明を一実施の形態により図を
用いて説明する。
用いて説明する。
【０００９】本実施の形態は、発電機構としてソーラバ
ッテリーを用いて、２次電池として高容量コンデンサー
である電気二重層コンデンサーを用いた時計である。
ッテリーを用いて、２次電池として高容量コンデンサー
である電気二重層コンデンサーを用いた時計である。
【００１０】図１はこの電気二重層コンデンサーの放電
特性であり、図２は本発明による一実施の形態のブロッ
ク図である。図３は従来のシステムの回路説明図であ
る。この図３において、ソーラバッテリー１による発電
力が電気二重層コンデンサー１２に充電され定格電圧以
上に充電されると、リミッタースイッチ１３が閉じてコ
ンデンサー１２への充電をやめる。時計体１４は、ソー
ラバッテリー１１又はコンデンサー１２を電源として作
動している。又、ダイオード１５は、ソーラバッテリー
１１の発生起電圧がコンデンサー４の充電電圧以下にな
ったときに、電流がソーラバッテリーに流れ込むのを防
ぐ逆流防止ダイオードである。
特性であり、図２は本発明による一実施の形態のブロッ
ク図である。図３は従来のシステムの回路説明図であ
る。この図３において、ソーラバッテリー１による発電
力が電気二重層コンデンサー１２に充電され定格電圧以
上に充電されると、リミッタースイッチ１３が閉じてコ
ンデンサー１２への充電をやめる。時計体１４は、ソー
ラバッテリー１１又はコンデンサー１２を電源として作
動している。又、ダイオード１５は、ソーラバッテリー
１１の発生起電圧がコンデンサー４の充電電圧以下にな
ったときに、電流がソーラバッテリーに流れ込むのを防
ぐ逆流防止ダイオードである。
【００１１】コンデンサー１２がフル充電された状態で
ソーラバッテリー１１に光が当たらなくなった後のコン
デンサー１２の放電特性を 、 図１で実線Ｖ SS2 と破線
Ｖ SS ' 1 で示している。縦軸がコンデンサー１２の電圧、
横軸が時間である。この本実施の形態でのコンデンサー
の定格電圧は１.８Ｖである。また 、 時計体の作動停止電
圧 は０.９Ｖである。この時 、 時計の作動はソーラバッテ
リーに光が当たらなくなってからｔ 2 時間で止まること
になる。
ソーラバッテリー１１に光が当たらなくなった後のコン
デンサー１２の放電特性を 、 図１で実線Ｖ SS2 と破線
Ｖ SS ' 1 で示している。縦軸がコンデンサー１２の電圧、
横軸が時間である。この本実施の形態でのコンデンサー
の定格電圧は１.８Ｖである。また 、 時計体の作動停止電
圧 は０.９Ｖである。この時 、 時計の作動はソーラバッテ
リーに光が当たらなくなってからｔ 2 時間で止まること
になる。
【００１２】
図２は、本発明による一実施の形態のブロ
ック図であり、ソーラバッテリー１に光が照射し発生し
た電力は、逆流防止ダイオード３を通して電気二重層コ
ンデンサー４へ充電される。このとき、ソーラバッテリ
ー１の発生起電圧(Ｖ SS1 ）が定格電圧以上になると、リ
ミッタ回路２が働きコンデンサー４への充電をやめる。
例えば、定格電圧とはコンデンサー４の定格電圧であ
り、リミッタ回路とは定電圧ダイオードで構成され 、 図
中Ｖ DD −Ｖ SS1 間が定格電圧以上になったら通電し充電
電流をバイパスする構成、またはＶ DD −Ｖ SS1 間にスイ
ッチを有し 、 リファレンス電圧検出により充電電流をバ
イパスする構成になっている。
ック図であり、ソーラバッテリー１に光が照射し発生し
た電力は、逆流防止ダイオード３を通して電気二重層コ
ンデンサー４へ充電される。このとき、ソーラバッテリ
ー１の発生起電圧(Ｖ SS1 ）が定格電圧以上になると、リ
ミッタ回路２が働きコンデンサー４への充電をやめる。
例えば、定格電圧とはコンデンサー４の定格電圧であ
り、リミッタ回路とは定電圧ダイオードで構成され 、 図
中Ｖ DD −Ｖ SS1 間が定格電圧以上になったら通電し充電
電流をバイパスする構成、またはＶ DD −Ｖ SS1 間にスイ
ッチを有し 、 リファレンス電圧検出により充電電流をバ
イパスする構成になっている。
【００１３】コンデンサー４に充電された電力は、多段
昇圧充電回路５により最適な昇圧が行われてコンデンサ
ー６に充電される。この動作の詳細な説明は後述する。
コンデンサー６は、コンデンサー４の電圧Ｖ SS ' 1 を 検出
する電圧検出回路７、その電圧検出出力をもとに昇圧充
電回路に最適昇圧充電を行なわせる制御回路８及び時計
回路９の電源となっている。
昇圧充電回路５により最適な昇圧が行われてコンデンサ
ー６に充電される。この動作の詳細な説明は後述する。
コンデンサー６は、コンデンサー４の電圧Ｖ SS ' 1 を 検出
する電圧検出回路７、その電圧検出出力をもとに昇圧充
電回路に最適昇圧充電を行なわせる制御回路８及び時計
回路９の電源となっている。
【００１４】
次に本実施の形態の動作を、図１を参照し
ながら詳細に説明する。ここで図１において破線は、大
容量コンデンサー４の電圧Ｖ SS ' 1 の絶対値を示し、実線
はコンデンサー６の電圧Ｖ SS2 の絶対値を示す。コンデ
ンサー４がフル充電された後 、 ソーラバッテリー１に光
が当たらなくなった時を説明する。コンデンサー４の電
圧｜Ｖ SS ' 1 ｜が１.２Ｖ以上の時は 、 コンデンサー４とコ
ンデンサー６とは同じ電圧になるように昇圧充電回路５
が動作する。
ながら詳細に説明する。ここで図１において破線は、大
容量コンデンサー４の電圧Ｖ SS ' 1 の絶対値を示し、実線
はコンデンサー６の電圧Ｖ SS2 の絶対値を示す。コンデ
ンサー４がフル充電された後 、 ソーラバッテリー１に光
が当たらなくなった時を説明する。コンデンサー４の電
圧｜Ｖ SS ' 1 ｜が１.２Ｖ以上の時は 、 コンデンサー４とコ
ンデンサー６とは同じ電圧になるように昇圧充電回路５
が動作する。
【００１５】コンデンサー４の電圧｜Ｖ SS ' 1 ｜が１.２
Ｖ〜０.８Ｖの時は、昇圧充電回路５により２倍に昇圧
してコンデンサー６へ充電する。図１ｔ 1 〜ｔ 3 の区間で
ある。従って、この時のコンデンサー６の電圧｜Ｖ SS2
｜は 、 １.８Ｖ〜１.２Ｖとなる。コンデンサー４の電圧
｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.８Ｖ〜０.６Ｖの時は昇圧充電回路５に
よ り２倍に昇圧されコンデンサー６に充電される。図１
においてｔ 3 〜ｔ 4 の区間である。この時のコンデンサー
６の電圧｜Ｖ SS2 ｜は１.６Ｖ〜１.２Ｖとなる。コンデ
ンサー４の電圧｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.６Ｖ以下の時は 、 昇圧充
電回路５により３倍に昇圧してコンデンサー６に充電す
る。図１のｔ 4 以降 である。
Ｖ〜０.８Ｖの時は、昇圧充電回路５により２倍に昇圧
してコンデンサー６へ充電する。図１ｔ 1 〜ｔ 3 の区間で
ある。従って、この時のコンデンサー６の電圧｜Ｖ SS2
｜は 、 １.８Ｖ〜１.２Ｖとなる。コンデンサー４の電圧
｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.８Ｖ〜０.６Ｖの時は昇圧充電回路５に
よ り２倍に昇圧されコンデンサー６に充電される。図１
においてｔ 3 〜ｔ 4 の区間である。この時のコンデンサー
６の電圧｜Ｖ SS2 ｜は１.６Ｖ〜１.２Ｖとなる。コンデ
ンサー４の電圧｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.６Ｖ以下の時は 、 昇圧充
電回路５により３倍に昇圧してコンデンサー６に充電す
る。図１のｔ 4 以降 である。
【００１６】
以上の説明のように、本実施の形態によれ
ば昇圧充電手段により、時計体の実際の電源となるコン
デンサー６の電圧｜Ｖ SS2 ｜を動作停止電圧０.９Ｖ以上
に保つことによって、時計の動作可能時間を図１におい
てｔ 2 時間からｔ 5 時間まで伸ばしている。又、コンデン
サー４の電圧でいえば従来０.９Ｖから１.８Ｖの間でし
か使えなかったものが、本実施の形態によれば０.３Ｖ
から１.８Ｖまで使え、コンデンサー４に蓄えられたエ
ネルギーを有効に使っている。
ば昇圧充電手段により、時計体の実際の電源となるコン
デンサー６の電圧｜Ｖ SS2 ｜を動作停止電圧０.９Ｖ以上
に保つことによって、時計の動作可能時間を図１におい
てｔ 2 時間からｔ 5 時間まで伸ばしている。又、コンデン
サー４の電圧でいえば従来０.９Ｖから１.８Ｖの間でし
か使えなかったものが、本実施の形態によれば０.３Ｖ
から１.８Ｖまで使え、コンデンサー４に蓄えられたエ
ネルギーを有効に使っている。
【００１７】 次に、本実施の形態中の多段昇圧充電回路
６、電圧検出回路７、制御回路８ の具体的実施の形態を
示す。
６、電圧検出回路７、制御回路８ の具体的実施の形態を
示す。
【００１８】
図４は、多段昇圧充電回路６の基本形であ
り、図５はその動作を具体的に示したものであり、
（イ）は昇圧動作、（ロ）は充電動作である。図４、図
５のコンデンサー４、６は図２のそれであり、コンデン
サー２１、２２は昇圧用の補助コンデンサーである。ま
た、図４のＴ r1 〜Ｔ r7 はＦＥＴであり、昇圧を行なうた
めのスイッチの役割を果している。図４において昇圧を
行わず 、 Ｖ SS ' 1 とＶ SS2 を同電位にするためには、Ｔ r3 と
Ｔ r4 をＯＮさせ、他はＯＦＦにすれば良い。
り、図５はその動作を具体的に示したものであり、
（イ）は昇圧動作、（ロ）は充電動作である。図４、図
５のコンデンサー４、６は図２のそれであり、コンデン
サー２１、２２は昇圧用の補助コンデンサーである。ま
た、図４のＴ r1 〜Ｔ r7 はＦＥＴであり、昇圧を行なうた
めのスイッチの役割を果している。図４において昇圧を
行わず 、 Ｖ SS ' 1 とＶ SS2 を同電位にするためには、Ｔ r3 と
Ｔ r4 をＯＮさせ、他はＯＦＦにすれば良い。
【００１９】
この状態を示したのが図５（Ａ）であり、
図１のｔ 0 〜ｔ 1 における動作である。また、ｔ 1 〜ｔ 3 に
おいて１.５倍昇圧充電を行なうためには 、 昇圧時Ｔ r1 、
Ｔ r3 、Ｔ r6 をＯＮし他をＯＦＦ、充電時Ｔ r2 、Ｔ r4 、Ｔ
r5 、Ｔ r7 をＯＮし他をＯＦＦする。
図１のｔ 0 〜ｔ 1 における動作である。また、ｔ 1 〜ｔ 3 に
おいて１.５倍昇圧充電を行なうためには 、 昇圧時Ｔ r1 、
Ｔ r3 、Ｔ r6 をＯＮし他をＯＦＦ、充電時Ｔ r2 、Ｔ r4 、Ｔ
r5 、Ｔ r7 をＯＮし他をＯＦＦする。
【００２０】
同様にｔ 3 、ｔ 4 時に２倍昇圧充電を行なう
ためには、昇圧時Ｔ r1 、Ｔ r3 、Ｔ r5 、Ｔ r7 をＯＮし他を
ＯＦＦ 、 充電時は１.５倍昇圧時の充電時と同様の動作を
行な い、さらにｔ 4 〜ｔ 5 時に３倍昇圧を行うためには、
昇圧時は２倍昇圧充電時の昇圧時と同様の動作を行な
い、充電時にはＴ r2 、Ｔ r4 、Ｔ r6 をＯＮし他をＯＦＦす
る。以上の様に各ＦＥＴを制御すれば、それぞれ図５に
示す状態となり各昇圧充電が可能となる。
ためには、昇圧時Ｔ r1 、Ｔ r3 、Ｔ r5 、Ｔ r7 をＯＮし他を
ＯＦＦ 、 充電時は１.５倍昇圧時の充電時と同様の動作を
行な い、さらにｔ 4 〜ｔ 5 時に３倍昇圧を行うためには、
昇圧時は２倍昇圧充電時の昇圧時と同様の動作を行な
い、充電時にはＴ r2 、Ｔ r4 、Ｔ r6 をＯＮし他をＯＦＦす
る。以上の様に各ＦＥＴを制御すれば、それぞれ図５に
示す状態となり各昇圧充電が可能となる。
【００２１】以上を具体的に電子回路で実現した多段昇
圧充電回路５の一実施の形態を図６に示す。図６におい
てコンデンサー４、６、２１、２２とＦＥＴ−Ｔ r1 〜Ｔ
r7 は図４と同様のものである。ただし、Ｔ r5 、Ｔ r6 、Ｔ
r7 は 電流の流れが両方向となるのでＰチャンネルＦＥＴ
とＮチャンネルＦＥＴを組み合わせている。また、φ CL
は昇圧充電クロックであり、該信号の論理レベル「Ｌ」
のとき昇圧を行ない、「Ｈ」のとき充電を行なう。従っ
て回路はφ CL の周期に応じて昇圧充電を繰り返す。
圧充電回路５の一実施の形態を図６に示す。図６におい
てコンデンサー４、６、２１、２２とＦＥＴ−Ｔ r1 〜Ｔ
r7 は図４と同様のものである。ただし、Ｔ r5 、Ｔ r6 、Ｔ
r7 は 電流の流れが両方向となるのでＰチャンネルＦＥＴ
とＮチャンネルＦＥＴを組み合わせている。また、φ CL
は昇圧充電クロックであり、該信号の論理レベル「Ｌ」
のとき昇圧を行ない、「Ｈ」のとき充電を行なう。従っ
て回路はφ CL の周期に応じて昇圧充電を繰り返す。
【００２２】ＡｍｐＮ 、 Ａｍｐ１.５、Ａｍｐ２、Ａｍｐ
３は昇圧倍率を示す信号であり、「Ｈ」のときにそれぞ
れ昇圧なし、１.５倍昇圧、２倍昇圧、３倍昇圧を表し 、
該信号は制御回路８で形成される。また、６１〜６４は
既知の論理ゲートであり、これらのゲートによってＴ r1
〜Ｔ r7 の ＦＥＴのＯＮ、ＯＦＦタイミングが作られ、図
４及び図５をもって説明した動作を行なう。
３は昇圧倍率を示す信号であり、「Ｈ」のときにそれぞ
れ昇圧なし、１.５倍昇圧、２倍昇圧、３倍昇圧を表し 、
該信号は制御回路８で形成される。また、６１〜６４は
既知の論理ゲートであり、これらのゲートによってＴ r1
〜Ｔ r7 の ＦＥＴのＯＮ、ＯＦＦタイミングが作られ、図
４及び図５をもって説明した動作を行なう。
【００２３】
次に
、
図７に電圧検出回路７の具体例を示
す。ＳＰ'はサンプリング信号であり「Ｈ」のとき回路
が作動し、「Ｌ」のとき電流を消費しないように回路状
態を固定する。破線内は公知の定電圧回路であり 、 その
出力電圧をＶ REG と表している。またＲ 1 、Ｒ 2 は抵抗で
あり、｜Ｖ SS ' 1 ｜の最大電圧の１.８Ｖをもって、
す。ＳＰ'はサンプリング信号であり「Ｈ」のとき回路
が作動し、「Ｌ」のとき電流を消費しないように回路状
態を固定する。破線内は公知の定電圧回路であり 、 その
出力電圧をＶ REG と表している。またＲ 1 、Ｒ 2 は抵抗で
あり、｜Ｖ SS ' 1 ｜の最大電圧の１.８Ｖをもって、
【数１】 を満足するように設定されている。ｒ 1 、ｒ 2 、ｒ 3 、Ｒ
も同様に抵抗であって 、 それぞれ｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.６Ｖ、
１.８Ｖ、１.２Ｖになったときの｜Ｖ M ｜タップの電位
が同じになるよう設定されている。
も同様に抵抗であって 、 それぞれ｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.６Ｖ、
１.８Ｖ、１.２Ｖになったときの｜Ｖ M ｜タップの電位
が同じになるよう設定されている。
【００２４】
この３つのタップ電位は、トランスミッシ
ョンゲート７１により１つが選択され（Ｖ REGT ）、コン
パレータ７２でＶ M と比較される。コンパレータ７２
は、Ｖ M が選択されたタップ電位よりも低電位ならば
「Ｈ」を出力し、その逆の時及びＳＰ'が「Ｌ」のとき
は「Ｌ」を出力するよう構成されており 、 その出力Ｃｏ
ｍｐは制御回路８へ送られる。
ョンゲート７１により１つが選択され（Ｖ REGT ）、コン
パレータ７２でＶ M と比較される。コンパレータ７２
は、Ｖ M が選択されたタップ電位よりも低電位ならば
「Ｈ」を出力し、その逆の時及びＳＰ'が「Ｌ」のとき
は「Ｌ」を出力するよう構成されており 、 その出力Ｃｏ
ｍｐは制御回路８へ送られる。
【００２５】 Ｔ 1.5 、Ｔ 2 、Ｔ 3 は 、 トランスミッションゲ
ートを選択する信号で制御回路８で形成され「Ｈ」のと
きトランスミッションゲートをＯＮにする。以上の構成
により、Ｖ M とＶ REGT とを比較し、その結果(Ｃｏｍｐ）
とトランスミッション選択信号（Ｔ 1.5 、Ｔ 2 、Ｔ 3 )の状
態でＶ SS ' 1 が図１のｔ 0 〜ｔ 5 の内のいずれに 存在するの
かの判定が可能となる。この判定は後述する制御回路８
において行なう。
ートを選択する信号で制御回路８で形成され「Ｈ」のと
きトランスミッションゲートをＯＮにする。以上の構成
により、Ｖ M とＶ REGT とを比較し、その結果(Ｃｏｍｐ）
とトランスミッション選択信号（Ｔ 1.5 、Ｔ 2 、Ｔ 3 )の状
態でＶ SS ' 1 が図１のｔ 0 〜ｔ 5 の内のいずれに 存在するの
かの判定が可能となる。この判定は後述する制御回路８
において行なう。
【００２６】図８は、制御回路８の具体例であり、図９
はそのタイミングチャートである。タイミングチャート
は 、 波状線の左側において１.５倍昇圧制御状態から２倍
昇圧制御状態へ移行するところを示し、波状線Ｘの 右側
において２倍昇圧状態から昇圧なしの状態へ移行する時
の各信号の動きを示している。図８において、９１、９
４はＣＬの立下りでデータをラッチするＤ型フリップフ
ロップ、９２はＣＬの「Ｌ」てデータを保持するマスタ
ーラッチ、９３は２ビットのバイナリーカウンターであ
り、他は既知のゲート類である。
はそのタイミングチャートである。タイミングチャート
は 、 波状線の左側において１.５倍昇圧制御状態から２倍
昇圧制御状態へ移行するところを示し、波状線Ｘの 右側
において２倍昇圧状態から昇圧なしの状態へ移行する時
の各信号の動きを示している。図８において、９１、９
４はＣＬの立下りでデータをラッチするＤ型フリップフ
ロップ、９２はＣＬの「Ｌ」てデータを保持するマスタ
ーラッチ、９３は２ビットのバイナリーカウンターであ
り、他は既知のゲート類である。
【００２７】ここで、タイミングチャート波状線左側に
そってこの制御回路の動作を説明する。まず 、 サンプリ
ングパルスＳＰが「Ｈ」になる以前の状態は、昇圧倍率
１.５倍 、 トランスミッションゲート選択信号はＴ 1.5 が
「Ｈ」であり、 その状態はそれぞれマスターラッチ９２
とバイナリーカウンター９３で記憶されている。今、サ
ンプリングパルスＳＰが出力されると同時にＲｅｓｅｔ
信号が出てバイナリーカウンター９３をリセットし 、 Ｔ 3
が「Ｈ」となる初期状態に戻る。以後ＣＰパルスにより
コンパレータ出力Ｃｏｍｐが「Ｌ」になるまで順次
Ｔ 3 、Ｔ 2 、 Ｔ 1.5 が選択されていく。
そってこの制御回路の動作を説明する。まず 、 サンプリ
ングパルスＳＰが「Ｈ」になる以前の状態は、昇圧倍率
１.５倍 、 トランスミッションゲート選択信号はＴ 1.5 が
「Ｈ」であり、 その状態はそれぞれマスターラッチ９２
とバイナリーカウンター９３で記憶されている。今、サ
ンプリングパルスＳＰが出力されると同時にＲｅｓｅｔ
信号が出てバイナリーカウンター９３をリセットし 、 Ｔ 3
が「Ｈ」となる初期状態に戻る。以後ＣＰパルスにより
コンパレータ出力Ｃｏｍｐが「Ｌ」になるまで順次
Ｔ 3 、Ｔ 2 、 Ｔ 1.5 が選択されていく。
【００２８】今大容量コンデンサー４の電圧｜Ｖ SS ' 1 ｜
が０.６Ｖ〜０.８Ｖの間にあるとすると（図１のｔ 3 〜
ｔ 4 の間）、図７の説明から分かるように 、 Ｔ 2 が「Ｈ」
になった時にＶ M とＶ REGT の電位が逆転しＣｏｍｐが
「Ｌ」になる。従って 、 これによりＶ SS ' 1 の範囲が判定
できる。なぜならＴ 3 の検出電圧は０.６Ｖであり 、 Ｔ 2 の
検出電圧は０.８Ｖであるからこの間でコンパレータの
出力が反転したならば 、 ｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.６Ｖ〜０.８Ｖ
であることが規定できるのである。また、｜Ｖ SS ' 1 ｜が
１.２Ｖ以上のときはＴ 1.5 が「Ｈ」で、かつＣｏｍｐも
「Ｈ」のままでいる。Ｃｏｍｐ が「Ｌ」になると以後の
ＣＰパルスは禁止されるので、トランスミッションゲー
ト選択信号の状態がバイナリーカウン夕９３に記憶され
る。
が０.６Ｖ〜０.８Ｖの間にあるとすると（図１のｔ 3 〜
ｔ 4 の間）、図７の説明から分かるように 、 Ｔ 2 が「Ｈ」
になった時にＶ M とＶ REGT の電位が逆転しＣｏｍｐが
「Ｌ」になる。従って 、 これによりＶ SS ' 1 の範囲が判定
できる。なぜならＴ 3 の検出電圧は０.６Ｖであり 、 Ｔ 2 の
検出電圧は０.８Ｖであるからこの間でコンパレータの
出力が反転したならば 、 ｜Ｖ SS ' 1 ｜が０.６Ｖ〜０.８Ｖ
であることが規定できるのである。また、｜Ｖ SS ' 1 ｜が
１.２Ｖ以上のときはＴ 1.5 が「Ｈ」で、かつＣｏｍｐも
「Ｈ」のままでいる。Ｃｏｍｐ が「Ｌ」になると以後の
ＣＰパルスは禁止されるので、トランスミッションゲー
ト選択信号の状態がバイナリーカウン夕９３に記憶され
る。
【００２９】また、｜Ｖ SS ' 1 ｜が１.２Ｖ以上のとき
は、Ｔ 1.5 が「Ｈ」でかつＣｏｍｐも「Ｈ」のままでい
る。従って、ＣＰパルスが出終ったときのバイナリーカ
ウンタの内容とＣｏｍｐ の出力によって、何倍昇圧すべ
きかが決定できる。その決定をしているのが、Ｄ型フリ
ップフロップ９４とマスターラッチ９２及び若干のゲー
トであり、ＳＰの立下りでその動作を行なっている。
は、Ｔ 1.5 が「Ｈ」でかつＣｏｍｐも「Ｈ」のままでい
る。従って、ＣＰパルスが出終ったときのバイナリーカ
ウンタの内容とＣｏｍｐ の出力によって、何倍昇圧すべ
きかが決定できる。その決定をしているのが、Ｄ型フリ
ップフロップ９４とマスターラッチ９２及び若干のゲー
トであり、ＳＰの立下りでその動作を行なっている。
【００３０】
以上述べた様に本実施の形態によれば 、 時
計の動作可能時間を図１においてｔ 2 時間からｔ 5 時間ま
で伸ばしている。又、コンデンサー４の電圧で言えば従
来０.９Ｖから１.８Ｖの間でしか使えなかったものが本
実施の形態によれば０.３Ｖから１.８Ｖまで使え 、 コン
デンサー４に蓄えられたエネルギーを有効に使っている
ことは明白である。
計の動作可能時間を図１においてｔ 2 時間からｔ 5 時間ま
で伸ばしている。又、コンデンサー４の電圧で言えば従
来０.９Ｖから１.８Ｖの間でしか使えなかったものが本
実施の形態によれば０.３Ｖから１.８Ｖまで使え 、 コン
デンサー４に蓄えられたエネルギーを有効に使っている
ことは明白である。
【００３１】又
、
本実施の形態では昇圧部図２における
５において１.５倍、２.０倍、３.０倍の３種類の昇圧
手段を有し、それを電圧検出部１２による電気信号によ
り切換えて使っているが、本発明はこの３種に限定され
るものではなく、１種類でも又多種類用意してもよく又
倍率もさまざま考えられる。
５において１.５倍、２.０倍、３.０倍の３種類の昇圧
手段を有し、それを電圧検出部１２による電気信号によ
り切換えて使っているが、本発明はこの３種に限定され
るものではなく、１種類でも又多種類用意してもよく又
倍率もさまざま考えられる。
【００３２】 又、電圧検出は本実施の形態はコンデンサ
ー４の電圧を検出している（１.８ 、 １.２、０.８、０.
６Ｖ）が、コンデンサー６の電圧を検出し(１.８Ｖ、
１.２Ｖ）て昇圧部５の内容と比較して昇圧状態を決め
る方法ももちろん可能である。この方法は検出電圧が少
なくて良いというメリットがある。又、発電部１はソー
ラバッテリーだけでなく 発電するものであれば何でも良
い。又、１と２とを１つにして前記したごとく通常の電
池でも本発明の効果は失しない。
ー４の電圧を検出している（１.８ 、 １.２、０.８、０.
６Ｖ）が、コンデンサー６の電圧を検出し(１.８Ｖ、
１.２Ｖ）て昇圧部５の内容と比較して昇圧状態を決め
る方法ももちろん可能である。この方法は検出電圧が少
なくて良いというメリットがある。又、発電部１はソー
ラバッテリーだけでなく 発電するものであれば何でも良
い。又、１と２とを１つにして前記したごとく通常の電
池でも本発明の効果は失しない。
【００３３】
尚、図１でＶ SS '１が０.３Ｖ〜０Ｖの間で
時計は停止し、時計体の発振回路も発振を停止する。発
振が停止すると昇圧用のクロック信号が発生しなくなる
ため昇圧動作も停止をする。この状態で太陽電池１と充
電回路が接続されていると、太陽電池に光が照射しても
電流は充電回路のみ流れ込み、発振回路は直ちに発振す
ることができず、その結果、昇圧回路も動作しないので
時計が必要になる。このような問題を解決するために
は、発振回路の発振が停止したときに、太陽電池と充電
回路の接続を断ち、太陽電池と発振回路を直結するよう
に構成すれば良い。
時計は停止し、時計体の発振回路も発振を停止する。発
振が停止すると昇圧用のクロック信号が発生しなくなる
ため昇圧動作も停止をする。この状態で太陽電池１と充
電回路が接続されていると、太陽電池に光が照射しても
電流は充電回路のみ流れ込み、発振回路は直ちに発振す
ることができず、その結果、昇圧回路も動作しないので
時計が必要になる。このような問題を解決するために
は、発振回路の発振が停止したときに、太陽電池と充電
回路の接続を断ち、太陽電池と発振回路を直結するよう
に構成すれば良い。
【００３４】
具体的な例を図１０の例を用いて説明す
る。
る。
【００３５】図１０において、１０２は
時計回路を示し
ている。図２のリミッタ回路２は説明の簡素化のために
除去し、また多段昇圧回路５と電圧検出回路７、及び制
御回路８は、昇圧回路１１９、論理回路１１８として簡
略化した。
ている。図２のリミッタ回路２は説明の簡素化のために
除去し、また多段昇圧回路５と電圧検出回路７、及び制
御回路８は、昇圧回路１１９、論理回路１１８として簡
略化した。
【００３６】
以下図１０について電源制御の説明をす
る。まず二次電池１０３（コンデンサー）は低電圧状態
（０.３Ｖ以下）とする。
る。まず二次電池１０３（コンデンサー）は低電圧状態
（０.３Ｖ以下）とする。
【００３７】
発振回路１０８の発振信号１２３が発振し
ているとすると発振停止検出回路１１７が停止を検出し
制御信号１１３がＬとなってトランスミッションゲート
１１４がＯＮ、トランスミッションゲート１１５、１０
５がＯＦＦとなる。
ているとすると発振停止検出回路１１７が停止を検出し
制御信号１１３がＬとなってトランスミッションゲート
１１４がＯＮ、トランスミッションゲート１１５、１０
５がＯＦＦとなる。
【００３８】
このため、発振回路１０８の電源１２０
は、昇圧回路１１９による昇圧電源１２１とＯＦＦ、太
陽電池側電源１２２とＯＮしており、ここで太陽電池１
に光を与えると発振回路１０８、発振停止検出回路１１
７、論理回路１１８に発振可能な電圧が供給され、発振
開始する。発振を開始すると昇圧に必要な昇圧クロック
１２４が発生して、昇圧回路１１９は、二次電池１０３
の昇圧を開始し、昇圧電源１２１に高電圧が発生する。
は、昇圧回路１１９による昇圧電源１２１とＯＦＦ、太
陽電池側電源１２２とＯＮしており、ここで太陽電池１
に光を与えると発振回路１０８、発振停止検出回路１１
７、論理回路１１８に発振可能な電圧が供給され、発振
開始する。発振を開始すると昇圧に必要な昇圧クロック
１２４が発生して、昇圧回路１１９は、二次電池１０３
の昇圧を開始し、昇圧電源１２１に高電圧が発生する。
【００３９】一方、
電源ゲートは発振開始によりトラン
スミッションゲート１１４が０ＦＦ、トランスミッショ
ンゲート１１５、１０５がＯＮするため、時計回路１０
２の電源系は、太陽電池１０１が二次電池１０３を充電
し、二次電池１０３を昇圧した高電圧により、時計回路
１０２が動作することになる。すなわち二次電池が低電
圧でも時計は直ちに動作することとなる。
スミッションゲート１１４が０ＦＦ、トランスミッショ
ンゲート１１５、１０５がＯＮするため、時計回路１０
２の電源系は、太陽電池１０１が二次電池１０３を充電
し、二次電池１０３を昇圧した高電圧により、時計回路
１０２が動作することになる。すなわち二次電池が低電
圧でも時計は直ちに動作することとなる。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたごとく、この発明によれば、
外部から付与されるエネルギーを基に発電を行う発電手
段を内蔵し第２のコンデンサーの端子電圧を電源電圧と
する時計回路を有する電子時計において、第１のコンデ
ンサーは発電手段により整流手段を介して充電され、第
２のコンデンサー第１のコンデンサーからエネルギーが
充電され、検出手段は第１または第２のコンデンサーの
端子電圧を検出し、昇圧手段は第１のコンデンサーと昇
圧用コンデンサーとの接続を所定のクロックタイミング
で繰り返し切り換えることにより第２のコンデンサーへ
の充電を行うことで第１のコンデンサーに充電されたエ
ネルギーを昇圧するとともに検出手段の検出電圧に基づ
いて第２のコンデンサーの端子電圧が一定電圧を越えな
い範囲で制御するので、フラットでない放電特性を待つ
電源を用いてもその電源の持つ電気エネルギーを十分に
活用することができる。即ち、電圧の変動の大きな放電
特性を持つ電源を有する電子時計においてその電気的エ
ネルギーのロスを最少にして、言換えると電気的エネル
ギーをきわめて有効に活用することができる。これによ
り例えば電池交換不要のソーラバッテリー付時計の電源
にコンデンサーを使って、その持続時間を飛躍的に伸ば
すことが可能である。又、アルカリマンガン電池やリチ
ウム電池の様な電池もエネルギーロスも少なく活用でき
る。
外部から付与されるエネルギーを基に発電を行う発電手
段を内蔵し第２のコンデンサーの端子電圧を電源電圧と
する時計回路を有する電子時計において、第１のコンデ
ンサーは発電手段により整流手段を介して充電され、第
２のコンデンサー第１のコンデンサーからエネルギーが
充電され、検出手段は第１または第２のコンデンサーの
端子電圧を検出し、昇圧手段は第１のコンデンサーと昇
圧用コンデンサーとの接続を所定のクロックタイミング
で繰り返し切り換えることにより第２のコンデンサーへ
の充電を行うことで第１のコンデンサーに充電されたエ
ネルギーを昇圧するとともに検出手段の検出電圧に基づ
いて第２のコンデンサーの端子電圧が一定電圧を越えな
い範囲で制御するので、フラットでない放電特性を待つ
電源を用いてもその電源の持つ電気エネルギーを十分に
活用することができる。即ち、電圧の変動の大きな放電
特性を持つ電源を有する電子時計においてその電気的エ
ネルギーのロスを最少にして、言換えると電気的エネル
ギーをきわめて有効に活用することができる。これによ
り例えば電池交換不要のソーラバッテリー付時計の電源
にコンデンサーを使って、その持続時間を飛躍的に伸ば
すことが可能である。又、アルカリマンガン電池やリチ
ウム電池の様な電池もエネルギーロスも少なく活用でき
る。
【図１】 コンデンサーの放電特性及び本発明による効
果説明図。
果説明図。
【図２】 本発明による一実施の形態のブロック図。
【図３】 従来例を示す図。
【図４】 多段昇圧回路の基本形を示す図。
【図５】 （Ａ）〜（Ｄ）：図４の動作の具体例を示す
図。尚図５（Ｂ）〜（Ｄ）において（イ）は昇圧動作
を、（ロ）は充電動作を示す。
図。尚図５（Ｂ）〜（Ｄ）において（イ）は昇圧動作
を、（ロ）は充電動作を示す。
【図６】 電子回路としての実施の形態を示す図。
【図７】 電圧検出回路の具体例を示す図。
【図８】 制御回路の具体例を示す図。
【図９】 制御回路のタイミングチャート。
【図１０】 本発明の応用例を示すブロック図。
１ ソーラバッテリー
２ リミッター回路
４ コンデンサー
５ 昇圧手段
９ 時計体
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．外部から付与されるエネルギーを基に発電を行う発
電手段を内蔵する電子時計であって、 前記発電手段により整流手段を介して充電される第１の
コンデンサーと、 前記第１のコンデンサーからエネルギーが充電される第
２のコンデンサーと、 前記第２のコンデンサーの端子電圧を電源電圧とする時
計回路と、 前記第１または第２のコンデンサーの端子電圧を検出す
る検出手段と、 前記第１のコンデンサーに充電されたエネルギーを昇圧
するとともに前記検出手段の検出電圧に基づいて前記第
２のコンデンサーの端子電圧が一定電圧を越えない範囲
で制御する昇圧手段とからなり、前記昇圧手段は、 前記第１のコンデンサーと昇圧用コンデンサーとの接続
を所定のクロックタイミングで繰り返し切り換えること
により前記第２のコンデンサーへの充電を行うことを特
徴とする電子時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9100586A JP2765576B2 (ja) | 1994-01-17 | 1997-04-17 | 電子時計 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6003261A JP2715893B2 (ja) | 1984-11-21 | 1994-01-17 | 電子時計 |
| JP9100586A JP2765576B2 (ja) | 1994-01-17 | 1997-04-17 | 電子時計 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6003261A Division JP2715893B2 (ja) | 1984-11-21 | 1994-01-17 | 電子時計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048357A JPH1048357A (ja) | 1998-02-20 |
| JP2765576B2 true JP2765576B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=14277997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9100586A Expired - Lifetime JP2765576B2 (ja) | 1994-01-17 | 1997-04-17 | 電子時計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765576B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000023853A1 (en) * | 1998-10-22 | 2000-04-27 | Citizen Watch Co., Ltd. | Electronic timepiece |
| JP3815131B2 (ja) | 1999-08-12 | 2006-08-30 | セイコーエプソン株式会社 | 表示ユニット及びそれを用いた電子機器並びに表示ユニットの検査方法 |
-
1997
- 1997-04-17 JP JP9100586A patent/JP2765576B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1048357A (ja) | 1998-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980303 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |