JP2715893B2 - Electronic clock - Google Patents

Electronic clock

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JP2715893B2
JP2715893B2 JP6003261A JP326194A JP2715893B2 JP 2715893 B2 JP2715893 B2 JP 2715893B2 JP 6003261 A JP6003261 A JP 6003261A JP 326194 A JP326194 A JP 326194A JP 2715893 B2 JP2715893 B2 JP 2715893B2
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Japan
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voltage
circuit
capacitor
power supply
boosting
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雅士 吉野
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Seiko Epson Corp
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/02Arrangements of electric power supplies in time pieces the power supply being a radioactive or photovoltaic source

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【0007】 【課題を解決するための手段】電気エネルギーを発生す
る手段と、当該電気エネルギーを充電する2次電池から
なる電源Aと、電源Aより小なる電気エネルギー容量
有する電源Bとよりなる複数の電源と、前記電源Aから
前記エネルギーが充電される補助コンデンサとを有し、
前記電源Aと前記補助コンデンサとの接続関係を各々任
意に並列あるいは直列の何れかに接続し、前記電源Aよ
り前記電源Bへ供給する電圧レベルをあらかじめ定めら
れた電圧レベルへ昇圧させることを特徴とする。 【0008】 【実施例】本発明を一実施例により図を用いて説明す
る。 【0009】本実施例は発電機構としてソーラーバッテ
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。 【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例のブロック図
である。図3は従来のシステムの回路説明図である。従
来図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ツチ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。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Vss2
と破線V´ss1で示している。縦軸がコンデンサー1
2の電圧、横軸が時間である。この本実施例でのコンデ
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t2時間で
止まることになる。 【0011】図2は、本発明による一実施例のブロック
図であり、ソーラーバッテリー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4ーへ充電される。このときソーラーバッテリー
1の発生起電圧(Vssl)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、
リミツタ回路とは定電圧ダイオードで構成され図中VD
D一VSSl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VDD一VSS1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。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VSS1’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。 【0012】次に本実施例の動作を図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VSS’1の絶対値を示し、実線は
コンデンサー6の電圧VSS2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
|VSS’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。コンデンサー4の電圧|VSS’1|
が1.2V〜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1t1〜t3
の区間である。したがつてこの時のコンデンサー6の電
圧|VSS2|は1.8V〜1.2Vとなる。コンデン
サー4の電圧|VSS’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t3〜t4の区間である。
この時のコンデンサー6の電圧|VSS2|は1.6V
〜1.2Vとなる。 【0013】コンデンサー4の電圧|VSS’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t4以降であ
る。 【0014】以上の説明のように、本実施例によれば昇
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|VSS2|を動作停止電圧0.9V以上
に保つことによつて、時計の動作可能時間を図1におい
てt2時間からt5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
でしか使えなかつたものが、本実施例によれば0.3V
から1.8Vまて使え、コンデンサー4に蓄えられたエ
ネルギーを有効につかっている。 【0015】次に本実施例中の多段昇圧充電回路6,電
圧検出回路7.制御回路8の具体的実施例を示す。 【0016】図4は、多段昇圧充電回路6の基本形てあ
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のそれてあり、コンデン
サー21、22は昇圧用の補助コンデンサである。ま
た、図4のTr1〜Tr7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vss′1とvss2を同電位にするためには
Tr3とTr4をONさせ、他はOFFにすれば良い。 【0017】この状態を示したのが図5(A)であり、
図1のt0〜t1における動作である。また、t1〜t
3において1.5倍昇圧充電を行なうためには、昇圧時
Tr1、Tr3、Tr6をONし他をOFF、充電時
r2、Tr4、Tr5、Tr7をONし他をOFFす
る。 【0018】同様にt3、t4時に2倍昇圧充電を行な
うためには、昇圧時Tr1、Tr3、Tr5、Tr7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t4〜t5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Tr2、Tr4、Tr6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。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の一実施例を図6に示す。図6においてコンデン
サー4、6、21、22とFETTr1〜Tr7は図4
と同様のものである。ただし、Tr5、Tr6、Tr7
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、φcl
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。 【0019】従って回路はφclの周期に応じて昇圧充
電を繰り返す。AmpN、Amp1.5、Amp2、A
mp3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Tr1〜Tr7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。 【0020】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VREGと表している。またR1、R2は抵
抗であり、|VSS´1|の最大電圧の1.8Vをもっ
て 【0021】|VREG|=|VM|=R1/(R1+R2)×|VSS′1| =R1/(R1+R2)×1.8 ・・・(1) 【0022】を満足するように設定されている。r1、
r2、r3、Rも同様に抵抗であって、それぞれ|VS
S’1|が0.6V、1.8V、1.2Vになったとき
の|VM|タップの電位が同じになるよう設定されてい
る。 【0023】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(VREGT)、
コンパレータ72でVMと比較される。コンパレータ7
2は、VM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。 【0024】T1.5、T2、T3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、VMとVREGTを比較し、その結
果(comp)とトランスミッション選択信号(T1.
5、T2、T3)の状態でvss´1が図1のt0〜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。 【0025】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、
94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。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T1.5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をリセツトし、T3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T3、T2、T1.5が選択さ
れていく。今大容量コンデンサ4の電圧|vss´1|
が0.6V〜0.8Vの間にあるとすると(図1のt3
〜t4の間)、図7の説明から分かるように、T2が
「H」になった時にVMとVREGTの電位が逆転しc
ompが「L」になる。従って、これによりvss´1
の範囲が判定できる。なぜならT3の検出電圧は0.6
Vであり、T2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、|VSS´1
|が0.6V〜0.8Vであることが規定できるのであ
る。また、|VSS´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。また、|VSS´
1|が1.2V以上のときは、T1.5が「H」でかつ
compも「H」のままでいる。従つて、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。 【0026】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t2時間からt5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
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。 【0027】又、本実施例では昇圧部図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。又、電圧検出は本実施例はコ
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て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。 【0028】尚、図1でv′ss1が0.3V〜OV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
発振することがてきず、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。 【0029】具体的な例を図10の例を用いて説明す
る。 【0030】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。 【0031】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。 【0032】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、1O
5がOFFとなる。 【0033】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。発振開始発すると昇圧に必要な昇圧クロツク
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。
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11
5、105がONするため、時計回路102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。 【0034】 【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば電源
Aの電気エネルギーの電圧レベルをあらかじめ定められ
た電圧レベルへ昇圧して電源Bに供給することにより、
電源Aのエネルギーを無駄なく時計駆動源とすることが
できる。これにより電池交換不要の電子時計の電源の持
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ような電池もエネルギ
ーロスも少なく活用できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the construction of a power supply section in an electronic timepiece such as a quartz timepiece using electric energy as an energy source. In particular, the present invention relates to an improvement in a power supply unit of an electronic timepiece having a power supply in which the discharge characteristics of the power supply are not flat and the voltage changes as the discharge proceeds. 2. Description of the Related Art A conventional electronic timepiece, such as a quartz timepiece, which uses electric energy as an energy source, uses a power source having flat discharge characteristics, such as a silver battery, as its power source. This made full use of the energy of the power supply. [0003] However, silver batteries are expensive and have a drawback such as a long life of the batteries themselves. In recent years, alkaline manganese batteries and the like have been used as solutions to these problems, and the life of the batteries themselves has been reduced by using a solar battery as a power source.
Timepieces using high-capacity capacitors as secondary batteries have also been proposed. [0005] According to the above technique, the alkaline manganese battery does not have a flat discharge characteristic and has a large amount of energy even after the operation of the timepiece is stopped. I can't say it. 2
In the case of using a high-capacity capacitor as a secondary battery, the duration of time until the stop of the timepiece is naturally determined by the discharge characteristics of the capacitor, which has been a major problem in practical use. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks and to make full use of the electric energy of the power supply even if a power supply that waits for non-flat discharge characteristics is used. [0007] Means for generating electric energy include a power supply A comprising a secondary battery for charging the electric energy, and a power supply B having a smaller electric energy capacity than the power supply A. A plurality of power supplies, and an auxiliary capacitor charged with the energy from the power supply A,
The connection relationship between the power supply A and the auxiliary capacitor is arbitrarily connected in parallel or in series, and the voltage level supplied from the power supply A to the power supply B is determined in advance.
It is characterized in that the voltage is raised to a predetermined voltage level . An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a timepiece using a solar battery as a power generation mechanism and an electric double layer capacitor as a secondary battery as a secondary battery. FIG. 1 shows the discharge characteristics of the electric double layer capacitor, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment according to the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional system. Conventionally, in FIG. 3, when the electric power generated by the solar battery 1 is charged to the electric double layer capacitor 12 and charged to the rated voltage or more, the limiter switch 13 is closed to stop charging the capacitor 12. The clock 14 operates using the solar battery 11 or the condenser 12 as a power supply. The diode 15 is a backflow prevention diode that prevents current from flowing into the solar battery when the generated electromotive voltage of the solar battery 11 becomes equal to or lower than the charging voltage of the capacitor 4. The discharge characteristics of the capacitor 12 after the light shines on the solar battery 11 when the capacitor 12 is fully charged are shown by the solid line Vss2 in FIG.
And a broken line V'ss1. The vertical axis is condenser 1
The voltage on the horizontal axis is time. The rated voltage of the capacitor in this embodiment is 1.8V. The operation stop voltage of the clock body is 0.9 V. At this time, the operation of the clock stops at time t2 after the solar battery stops emitting light. FIG. 2 is a block diagram of an embodiment according to the present invention. The electric power generated by irradiating the solar battery 1 with light is charged into the electric double layer capacitor 4 through the backflow prevention diode 3. At this time, if the generated electromotive voltage (Vssl) of the solar battery 1 becomes higher than the rated voltage, the limiter circuit 2 operates to stop charging the capacitor 4.
For example, the rated voltage is the rated voltage of the capacitor 4,
The limiter circuit is composed of a constant voltage diode.
When the voltage between D and VSSl becomes equal to or higher than the rated voltage, a current is supplied to bypass the charging current, or a switch is provided between VDD and VSS1 to bypass the charging current by detecting a reference voltage. The electric power charged in the capacitor 4 is optimally boosted by the multi-stage boosting charging circuit 5 and charged in the capacitor 6. A detailed description of this operation will be described later. The capacitor 6 serves as a power supply for a voltage detection circuit 7 for detecting the voltage VSS1 'of the capacitor 4, a control circuit 8 for causing the boost charging circuit to perform optimum boost charging based on the voltage detection output, and a clock circuit 9. Next, the operation of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. Here, the broken line in FIG. 1 indicates the absolute value of the voltage VSS′1 of the large-capacity capacitor 4, and the solid line indicates the absolute value of the voltage VSS2 of the capacitor 6. A description will be given of a case where light does not shine on the solar battery 1 after the capacitor 4 is fully charged. When the voltage | VSS'1 | of the capacitor 4 is 1.2 V or more, the capacitor 4
The boost charging circuit 5 operates so that the voltage of the capacitor 6 and the voltage of the capacitor 6 become the same. Voltage of capacitor 4 | VSS'1 |
Is between 1.2V and 0.8V, the voltage is boosted twice by the boosting charging circuit 5 to charge the capacitor 6. FIG. 1 t1 to t3
It is a section of. Therefore, the voltage | VSS2 | of the capacitor 6 at this time is 1.8 V to 1.2 V. When the voltage | VSS'1 | of the capacitor 4 is 0.8 V to 0.6 V, the voltage is doubled by the boost charging circuit 5 and the capacitor 6
Is charged. In FIG. 1, it is a section from t3 to t4.
At this time, the voltage | VSS2 | of the capacitor 6 is 1.6 V
It becomes -1.2V. When the voltage | VSS'1 | of the capacitor 4 is 0.6 V or less, the capacitor 6 is boosted three times by the boost charging circuit 5 and charged. This is after t4 in FIG. As described above, according to the present embodiment, the voltage | VSS2 | of the capacitor 6, which is the actual power source of the timepiece, is maintained at 0.9V or more by the boost charging means. In FIG. 1, the operable time of the clock is extended from time t2 to time t5. In addition, according to the present embodiment, the voltage of the capacitor 4 which can only be used between 0.9 V and 1.8 V is 0.3 V according to the present embodiment.
To 1.8V, and uses the energy stored in the condenser 4 effectively. Next, a multi-stage boosting charging circuit 6, a voltage detecting circuit 7 in this embodiment. A specific example of the control circuit 8 will be described. FIG. 4 shows a basic form of the multi-stage boosting charging circuit 6, and FIG. 5 specifically shows the operation thereof.
(A) is a step-up operation, and (B) is a charging operation. The capacitors 4 and 6 in FIGS. 4 and 5 deviate from those in FIG. 2, and the capacitors 21 and 22 are auxiliary capacitors for boosting. Tr1 to Tr7 in FIG. 4 are FETs, and play the role of a switch for boosting the voltage. In FIG. 4, in order to make vsss'1 and vss2 the same potential without boosting, Tr3 and Tr4 may be turned on and the others may be turned off. FIG. 5A shows this state.
This is an operation at t0 to t1 in FIG. Also, t1 to t
For the 3 performing 1.5-times boosting charge is raised during Tr1, Tr3, Tr6 ON and OFF the other of the charging time T
r2, Tr4, Tr5, Tr7 are turned on and others are turned off. Similarly, in order to perform double boost charging at times t3 and t4, Tr1, Tr3, Tr5 and Tr7 are turned on during boosting and the others are turned off. In order to perform the operation and further perform the triple boosting at t4 to t5, the same operation as the double boosting charging is performed at the time of boosting, and Tr2, Tr4, Tr6 are turned on and the others are turned off at the time of charging. . When each FET is controlled as described above, the state shown in FIG. 5 is obtained, and each boosting charge becomes possible. FIG. 6 shows an embodiment of the multi-stage boosting charging circuit 5 which specifically realizes the above with an electronic circuit. In FIG. 6, capacitors 4, 6, 21, and 22 and FETs Tr1 to Tr7 are shown in FIG.
Is similar to However, Tr5, Tr6, Tr7
Since the current flows in both directions, a P-channel FET and an N-channel FET are combined. Also, φcl
Is a boost charge clock, and the logic level of the signal is "L"
At this time, boosting is performed, and at "H", charging is performed. Therefore, the circuit repeats boost charging in accordance with the cycle of φcl. AmpN, Amp1.5, Amp2, A
mp3 is a signal indicating a boosting factor, and when "H", indicates no boosting, 1.5-fold boosting, 2-fold boosting, and 3-fold boosting, respectively. Also, 61-
Reference numeral 64 denotes a known logic gate, and the ON / OFF timing of the FETs Tr1 to Tr7 is made by these gates, and the operation described with reference to FIGS. 4 and 5 is performed. Next, FIG. 7 shows a specific example of the voltage detection circuit 7. sp 'is a sampling signal, and when "H", the circuit operates, and when "L", the circuit state is fixed so that current is not consumed. The inside of the broken line is a known constant voltage circuit, and its output voltage is represented as VREG. Further, R1 and R2 are resistors, and have a maximum voltage of 1.8V of | VSS1 |. | VREG | = | VM | = R1 / (R1 + R2) × | VSS1 | = R1 / (R1 + R2) × 1.8 (1) It is set so as to satisfy the following. r1,
r2, r3, and R are similarly resistors, and | VS
The potential of the | VM | tap when S′1 | becomes 0.6 V, 1.8 V, and 1.2 V is set to be the same. One of the three tap potentials is selected by the transmission gate 71 (VREGT),
The data is compared with VM by the comparator 72. Comparator 7
2 is configured to output “H” when VM is lower than the selected tap potential, and to output “L” when the opposite is true and when SP ′ is “L”. Output co
mp is sent to the control circuit 8. T1.5, T2 and T3 are signals for selecting a transmission gate and are formed by the control circuit 8, and when "H", the transmission gate is turned on.
With the above configuration, VM and VREGT are compared, and the result (comp) and the transmission selection signal (T1.
5, T2, T3), vss'1 is t0 to t in FIG.
5 can be determined. This determination is made in the control circuit 8 described later. FIG. 8 shows a specific example of the control circuit 8, and FIG.
Is a timing chart. The timing chart shows that the left side of the wavy line indicates that the 1.5 ×
A transition to the double boost control state is shown, and the movement of each signal when shifting from the double boost state to the state without boost is shown on the right side of the wavy line x. In FIG. 8, 91,
94 is a D-type flip-flop that latches data at the falling edge of CL, 92 is a master latch that holds data when CL is "L", 93 is a 2-bit binary counter, and the other are known gates. Here, the operation of this control circuit will be described along the left side of the timing chart wavy line. First, before the sampling pulse SP becomes “H”, the boosting ratio is 1.5 times and the transmission gate selection signal is T1.5 which is “H”. The states are the master latch 92 and the binary counter 93, respectively.
Is remembered. Now, at the same time that the sampling pulse SP is output, a Reset signal is output, the binary counter 93 is reset, and the state returns to the initial state where T3 becomes "H". After that, comparator output comp by CP pulse
T3, T2, and T1.5 are sequentially selected until becomes "L". The voltage of the large-capacity capacitor 4 | vss'1 |
Is between 0.6 V and 0.8 V (t3 in FIG. 1).
7 to t4), as can be understood from the description of FIG. 7, when T2 becomes “H”, the potentials of VM and VREGT are inverted and c
omp becomes “L”. Therefore, this causes vss'1
Can be determined. Because the detection voltage of T3 is 0.6
V, and the detection voltage of T2 is 0.8 V. If the output of the comparator is inverted during this period, | VSS1
Can be defined to be 0.6V to 0.8V. When | VSS'1 | is 1.2 V or more, T
1.5 is “H” and comp remains “H”.
When comp becomes "L", the subsequent CP pulse is prohibited, and the state of the transmission gate selection signal is stored in the binary counter 93. Also, | VSS '
When 1 | is 1.2 V or more, T1.5 is "H" and comp remains "H". Therefore, how many times the voltage should be boosted can be determined based on the contents of the binary counter and the output of comp when the CP pulse has been output. The decision is made by the D-type flip-flop 94, the master latch 92, and some gates, and the operation is performed at the fall of SP. As described above, according to the present embodiment, the operable time of the timepiece is extended from time t2 to time t5 in FIG. Moreover, co-use according conventional 0.9V speaking at a voltage of the capacitor 4 in the present embodiment that was used only between 1.8V from 0.3V to 1.8V
It is clear that the energy stored in capacitor 4 is being used effectively. In this embodiment, three types of boosting means, 1.5 times, 2.0 times and 3.0 times, are provided in 5 in FIG. Although the present invention is switched and used, the present invention is not limited to these three types, and one type or many types may be prepared, and various magnifications may be considered. In this embodiment, the voltage is detected by detecting the voltage of the capacitor 4 (1.8, 1.2,
Of course, a method of detecting the voltage of the capacitor 6 (0.8 V, 0.6 V) (1.8 V, 1.2 V) and comparing the content of the booster 5 to determine the boosted state is also possible. This method has an advantage that the detection voltage may be small. In addition, the power generation unit 1 is not limited to a solar battery, and may be anything that generates power. In addition, as described above, the effects of the present invention are not lost even when a normal battery is formed by combining 1 and 2. In FIG. 1, the clock stops when v'ss1 is between 0.3 V and OV, and the oscillation circuit of the clock stops the oscillation. When the oscillation stops, the clock signal for boosting stops being generated, so that the boosting operation also stops. If the solar cell 1 and the charging circuit are connected in this state, even if the solar cell is irradiated with light, current flows only into the charging circuit, and the oscillation circuit does not immediately oscillate. As a result, the booster circuit also operates. You don't need a clock. In order to solve such a problem, when the oscillation of the oscillation circuit stops, the connection between the solar cell and the charging circuit may be disconnected, and the solar cell and the oscillation circuit may be directly connected. A specific example will be described with reference to the example of FIG. In FIG . 10, reference numeral 102 denotes a clock circuit. The limiter circuit 2 in FIG. 2 is removed for simplification of description, and the multi-stage booster circuit 5, the voltage detection circuit 7, and the control circuit 8 are simplified as a booster circuit 119 and a logic circuit 118. [0031] with the following FIG. 10 a description of the power control. First, the secondary battery 103 (condenser) is set to a low voltage state (0.3 V or less). If the oscillation signal 123 of the oscillation circuit 108 is oscillating, the oscillation stop detection circuit 117 detects the stop, the control signal 113 becomes L, the transmission gate 114 is turned on, and the transmission gates 115 and 10
5 becomes OFF. Therefore, the power supply 120 of the oscillation circuit 108
Are turned off with the boosted power supply 121 by the booster circuit 119 and turned on with the solar cell side power supply 122.
When light is applied to the oscillation circuit 108, the oscillation stop detection circuit 11
7. An oscillating voltage is supplied to the logic circuit 118 to start oscillating. When oscillation starts, a boosting clock 124 necessary for boosting is generated, and the boosting circuit 119 causes the secondary battery 103
, And a high voltage is generated in the boost power supply 121.
On the other hand, when the oscillation starts, the transmission gate 114 is turned off and the transmission gate 11 is turned off.
5 and 105 are turned ON, the power supply system of the clock circuit 102 is configured such that the solar cell 101 charges the secondary battery 103,
The clock circuit 102 operates by the high voltage obtained by boosting the pond 103 . That is, even if the voltage of the secondary battery is low, the watch operates immediately. As described above, according to the present invention, the voltage level of the electric energy of the power supply A can be predetermined.
Voltage to the power supply B
The energy of the power supply A can be used as a clock drive source without waste. As a result, the duration of the power supply of the electronic timepiece that does not require battery replacement can be dramatically increased. Also, batteries such as alkaline manganese batteries and lithium batteries can be utilized with little energy loss.

【図面の簡単な説明】 【図1】コンデンサーの放電性及び本発明による効果説
明図。 【図2】本発明による一実施例のブロック図。 【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6】電子回路としての実施例を示す図。 【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。 【符号の説明】 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
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining the discharge characteristics of a capacitor and the effects of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of one embodiment according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a conventional example. FIG. 4 is a diagram showing a basic form of a multi-stage booster circuit. 5A to 5D are diagrams showing specific examples of the operation in FIG. 4; 5 (B) to 5 (D), (A) shows a boosting operation, and (B) shows a charging operation. [FIG. 6] A diagram showing an embodiment as an electronic circuit. FIG. 7 is a diagram showing a specific example of a voltage detection circuit. FIG. 8 is a diagram showing a specific example of a control circuit. FIG. 9 is a timing chart of a control circuit. FIG. 10 is a block diagram showing an application example of the present invention. [Description of Signs] 1 ... Solar battery 2 ... Limiter circuit 4 ... Condenser 5 ... Boosting means 9 ... Watch body

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.電気エネルギーを発生する手段と、当該電気エネル
ギーを充電する2次電池からなる電源Aと、電源Aより
小なる電気エネルギー容量を有する電源Bとよりなる複
数の電源と、前記電源Aから前記エネルギーが充電され
る補助コンデンサとを有し、前記電源Aと前記補助コン
デンサとの接続関係を各々任意に並列あるいは直列の何
れかに接続し、前記電源Aより前記電源Bへ供給する電
圧レベルをあらかじめ定められた電圧レベルへ昇圧させ
ることを特徴とする電子時計。
(57) [Claims] Means for generating electric energy, a plurality of power supplies including a power supply A comprising a secondary battery for charging the electric energy, and a power supply B having a smaller electric energy capacity than the power supply A; An auxiliary capacitor to be charged, wherein the connection between the power supply A and the auxiliary capacitor is arbitrarily connected in parallel or in series, and a voltage level supplied from the power supply A to the power supply B is predetermined. An electronic timepiece characterized by being boosted to a given voltage level .
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