CN110676920B

CN110676920B - 在生产中或售后服务中可测试的热电手表

Info

Publication number: CN110676920B
Application number: CN201910591812.0A
Authority: CN
Inventors: F·盖斯萨斯; A·约诺德; Y·特奥杜洛兹
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2039-07-01
Also published as: EP3591475B1; CN110676920A; US11378921B2; EP3591475A1; JP2020008576A; JP6744455B2; US20210088980A1; US20200004209A1

Abstract

本发明涉及一种热电手表(1)，包括：热电产生器(10)；电压升压器(20)，连接到所述热电产生器(10)；能量管理电路(30)，连接到所述电压升压器(20)并且被配置为控制至少一个能量存储元件(40)的充电，所述能量管理电路(30)包括输出(HR_LOW)，被配置为当所述热电产生器(10)开始产生电能时从第一逻辑状态(S1)改变到第二逻辑状态(S2)，并且当所述热电产生器(10)完成产生电能时从所述第二逻辑状态(S2)变为所述第一逻辑状态(S1)。

Description

在生产中或售后服务中可测试的热电手表

技术领域

本发明涉及一种热电手表，包括热电产生器、连接到所述热电产生器的电压升压器和连接到所述电压升压器并且被配置为控制至少一个能量存储元件的充电的能量管理电路。

背景技术

在热电手表的领域中，本领域技术人员知道，当手表在腕部上时，热电产生器可被用于从身体热量向手表提供电能。由于热电产生器产生低电压，电压升压器可以增加产生的电压，以便获得充分高的电压来为能量管理电路供电。能量管理电路使对诸如电池的至少一个存储元件充电成为可能，以便即使在不再满足热电能量产生的条件时也为热电手表的电机供电。

一个缺点是在生产或售后服务中，操作者不能知道热电产生是活动的还是不活动的。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点。

为此，根据第一方面，本发明涉及热电手表。

因此，如下文将详细看到的，当能量管理输出从一个状态改变到另一个状态(经由上升或下降转变)时，有可能的是，经由负载和测试装置之间的各种类型的耦合(光学、声学、电容、电感、无线电频率)，知道什么时候热电产生被激活或被去激活。

根据本发明的非限制性实施例，热电手表可以单独地或以所有技术上可能的组合地具有特征。

根据第二方面，本发明涉及热电手表。

因此，如下文将详细看到的，当能量管理输出从一个状态改变到另一个状态(通过上升或下降转变)时，有可能的是，通过使用测试装置检测导电元件的电位，知道什么时候电容器正在充电时并且因此知道什么时候热电产生被激活或被去激活。

附图说明

下面将参考作为非限制性示例给出的附图更详细地描述本发明，其中：

-图1示意性地表示根据本发明第一非限制性实施例的热电手表，所述热电手表包括电压产生器、电压升压器和能量管理电路，

-图2a表示根据第一实施例的连接到其自身耦合到负载的单个电容器的图1的能量管理电路，

-图2b表示根据本发明的第二非限制性实施例的，连接到每个耦合到负载的两个电容器的，图1的能量管理电路，

-图3a表示根据第一实施例的第一非限制性变型的图2a的能量管理电路和电容器，所述电容器耦合到负载，该负载是在红外光谱中发射的发光二极管，

-图3b表示被配置为使用光电探测器测量由图3a的所述发光二极管发射的红外信号的测量装置，

-图3c表示根据第二实施例的第一非限制性变型的，图2b的能量管理电路和两个电容器，所述电容器每个耦合到负载，该负载是在红外光谱中发射的发光二极管，

-图4a表示根据第一实施例的第二非限制性变型的，图2a的能量管理电路和电容器，所述电容器耦合到是振荡电路的负载，

-图4b表示被配置为测量由图4a的所述振荡电路发射的无线电频率信号的测量装置，

-图4c表示根据第二实施例的第二非限制性变型的，图2b的能量管理电路和两个电容器，所述电容器每个耦合到是振荡电路的负载，

-图5a表示根据第一实施例的第三非限制性变型的，图2a的能量管理电路和电容器，所述电容器耦合到是电机械变换器(electromechanical transducer)的负载，

-图5b表示被配置为测量由图5a的所述电机械变换器发射的声学信号的测量装置，

-图5c表示根据第二实施例的第三非限制性变型的，图2b的能量管理电路和两个电容器，所述电容器每个耦合到是电机械变换器的负载，

-图6a表示根据第一实施例的第四非限制性变型的，图2a的能量管理电路和电容器，所述电容器耦合到是电感器的负载，

-图6b表示被配置为测量由图6a的所述电感器发射的电磁信号的测量装置，

-图7示意性地表示根据本发明第二实施例的热电手表，所述热电手表包括根据本发明第三非限制性实施例的电压产生器、电压升压器和能量管理电路，

-图8表示连接到其自身连接到导电元件的电容器的图7的能量管理电路。

具体实施方式

除非另有说明，各图中出现的在结构或功能中同样的元件保持相同的标记。

根据图1至6b中所示的第一和第二非限制性实施例，然后是图7和8中所示的第三非限制性实施例，来描述热电手表1。

第一和第二非限制性实施例

如图1所示，热电手表1包括：

-热电产生器10；

-电压升压器20；

-能量管理电路30；

-至少一个电容器C1。

热电手表1还包括：

-能量存储元件40；

-电机50，其被配置为移动热电手表1的指针和表盘(未示出)；

-谐振器60，其被配置为用作热电手表1的频率基础。

在下面的描述中，热电手表1也称为手表1。手表1的元件在下文中详细描述。

热电产生器10

热电产生器10被配置为当手表1在使用者的腕部上时从人的身体热量产生几毫伏(mV)的级别，即低电压，的电能。在非限制性示例中，该电压被包含在6和12mV之间。应注意，当手表1放在腕部上时，电能的产生通常用不到1秒的时间。

因此，当手表戴在腕部上时，热电产生器10变得活动。当所述手表的电池被放电时，热电产生器10允许手表1启动。

由于热电产生器是本领域技术人员已知的，因此本文不再详细描述热电产生器10。

热电产生器10连接到电压升压器20。

电压升压器20

电压升压器20被配置为升高由热电产生器10产生的电压，以获得充分高的电压到电能管理电路30。该电压在伏特级别上。在非限制性示例中，它等于2.5V。

电压升压器20连接到能量管理电路30。

所产生的电压跨越所述能量管理电路30的输入VDD_SOL。因此，高于或等于阈值的电压(在所述非限制性示例中为2.5V)意味着热电产生器10是活动的，换句话说，它已经开始产生电能。

由于电压升压器对于本领域技术人员来说是已知的，因此本文不再详细描述电压升压器20。

能量控制电路30和能量存储元件40

能量控制电路30被配置为控制至少一个能量存储元件40的充电。

在非限制性实施例中，能量管理电路30是可编程微控制器，其被配置为对所述至少一个能量存储元件40充电。

在非限制性实施例中，管理电路30包括具有一定的传递电流，在非限制性实施例中典型地为1至2mA，的能力的推挽放大器(push-pull amplifier)电路，以便获得跨越下面描述的输出HR_LOW的上升和下降转变。

如图1所示，能量管理电路30尤其包括：

-输入VDD_SOL，

-输出HR_LOW，

-输出VSUP，

-输出VDD_LTS，

-输出VDD_STS。

通过在其输入VDD_SOL处接收的电压，能量管理电路30可以为所述至少一个能量存储元件40供电。

在非限制性示例中，所述至少一个能量存储元件40是电池Bat。电池Bat使得即使在不再有任何电能的产生时也可能为，例如，手表1的电机50，供电。

在非限制性实施例中，能量管理电路30被配置为控制两个能量存储元件40的充电。每个能量存储元件40经由各自的输出VDD_LTS和VCC_STS连接到能量管理电路30。

在非限制性实施例中，第一能量存储元件40是短期存储元件，第二能量存储元件40是长期能量存储元件。在非限制性示例中，短期能量存储元件是图1中标记为C5的电容器，并且长期能量存储元件是图1中标记为Bat的可再充电电池。在非限制性示例中，电池Bat是锂离子电池。

电容器C5和电池Bat在以下描述中用作非限制性示例。

在非限制性实施例中，所述能量管理电路30被配置为交替地控制电容器C5和电池Bat的充电，以便为例如所述手表1的电机50供电。为此，它还包括多个开关(未示出)。

因此，经由其输入VDD-SOL，能量管理电路30以对电容器C5充电启动，电容器C5在几秒钟内充电(典型地在3到5秒之间，取决于期望的终端体验)。然后，当电容器C5被充电时(它已经达到充分电压，例如在1.5V和3V之间)，能量管理电路30将电容器C5从其输入VDD_SOL断开，并且经由其输入VDD-SOL对电池Bat充电，其在几小时甚至几天上更缓慢充电，直到达到充分的电压，例如在1.5V和3V之间。

当电池Bat正在充电时，电容器C5在输出VSUP处放电，这使得可以为手表1的电机50供电并因此启动手表1的移动。电容器C5实际上在几秒钟内放电。

电池Bat从电容器C5接管以对电机50供电。电池Bat也跨越输出VSUP放电，这使得可以为手表1的电机50供电几个月。电池Bat实际上可以用几个月的时间来放电。

当电容器C5和电池Bat各个达到充分的电压时，能量管理电路30将两者并联连接。

因此，当热电产生器10活动时，由热电产生器10产生的电能到达输入VDD_SOL，这使得可以对电容器C5和电池Bat充电。

当热电产生器10不活动时，即它不再产生电能时，电容器C5和电池Bat与输入VDD_SOL断开。

例如当手表1处于热平衡和不再佩戴在腕部上时，热电产生器10变为不活动。当它再次放在腕部上时，上述对电容器C1和电池Bat的充电的交替管理再次开始。

能量管理电路30的输出HR_LOW被配置为：

-当热电产生器10开始产生电能时，从第一逻辑状态S1变为第二逻辑状态S2，以及

-当所述热电产生器10完成产生电能时，从第二逻辑状态S2变为第一逻辑状态S1。

因此，输出HR_LOW指示热电产生器10的活动性。

在下文中，假设第一逻辑状态S1是高状态而第二状态S2是低状态。但是，反过来也是可能的。

在非限制性实施例中，高状态S1处于电位+Vbat而低状态S2处于电位-Vbat。

因此，当输出HR_LOW从低状态S2变为高状态S1时，输出HR_LOW处于上升转变，而当其从高状态S1变为低状态S2时，输出HR_LOW处于下降转变。

更具体地，输出HR_LOW被配置为：

-当所述热电产生器10开始产生电能时，从高状态S1变为低状态S2；

-当所述热电产生器10完成产生电能时，从低状态S2变为高状态S1。

输出HR_LOW的低状态意味着热电产生器10是活动的。输出HR_LOW的高状态意味着热电产生器10不活动。

被考虑为，在正常使用期间，输出HR_LOW每天不能有超过100个上升和/或下降转变。每天100个转变对应于通过下面提到的电容器C1的小于0.1微安的平均电流，这表示小于10％的，手表1的低的功耗百分比。

能量管理电路30连接到下面描述的所述至少一个电容器C1。

电容器C1

如图1、2a和2b所示，所述至少一个电容器C1耦合到负载Q并且被配置为：

-当所述能量管理电路30的所述输出HR_LOW从状态S1、S2变为另一状态S2、S1时，经历负载变化dQ。

-当它经历所述负载变化dQ时，向所述负载Q供应电流。

为负载Q供电的电流等于dQ/dt。由于电容器的电荷表示为Q＝C*U，在所提供的非限制性示例中，最大值是Q1＝C1*Vbat，并且dQ＝+或-Q1。

电容器1与所述负载Q串联连接。

因此，电容器C1在其一个端子处连接到能量管理电路30并且在其另一个端子处连接到负载Q。

当电容器C1经历负载变化dQ时，其充电或放电所需的充电或放电电流i，也称为电流i，暂时流入负载Q，允许其发射可由测量装置AT检测的信号Sq。

应注意，在输出HR_LOW的上升或下降转变之后，当所述输出HR_LOW保持在两个状态S1、S2中的一个中时，在负载Q中没有电流i流动。因此，负载Q在稳定状态不使用能量，而是仅在上升和下降转变期间。其平均电位为Uq＝0。

流过负载Q的电流i实际上是电流突发(burst)，因为它仅在电容器C1经历负载变化dQ时，即在输出HR_LOW的上升和下降转变期间，产生。该电流突发的强度在毫安级别上。在非限制性示例中，它被包括在1和10mA之间。应注意，在小于50毫秒的持续时间之后，电流突发的强度典型地降至10％。因此，由负载Q发射的信号Sq不会持续很长时间，持续时间通常小于50毫秒。

第一实施例

在图2a所示的第一非限制性实施例中，所述能量管理电路30连接到由电容器C1和负载Q形成的单个传输电路。

所述电容器C1耦合到负载Q，负载Q在该示例中其自身连接到+Vbat，并且被配置为：

-当所述能量管理电路30的所述输出HR_LOW从高状态S1变为低状态S2时，即当所述输出HR_LOW处于下降转变时，充电；和/或

-当所述能量管理电路30的所述输出HR_LOW从低状态S2变为高状态S1时，即当所述输出HR_LOW处于上升转变时，放电。

下降转变

输出HR_LOW的下降转变中的电容器C1的充电对应于热电产生器10的电能产生的开始。对电容器C1充电所需的电流i通过负载Q，然后负载Q发射信号Sq。

因此，输出HR_LOW的状态的变化导致负载Q发射信号Sq。

因此，当热电产生器10开始产生能量(它变为活动)时，负载Q发射可由测量装置AT检测的信号Sq。使用者因此经由测量装置AT看到热电产生器10刚刚启动，即它刚刚开始产生电能。应注意，在非限制性示例中，使用者是在生产或售后服务中测试手表1的操作者。

在前述非限制性示例的变型中，当手表1放置在使用者的腕部上时，热电产生器10变得活动。实际上，手表1与身体热量接触。

在下降转变之后，当输出HR_LOW保持在低状态S2(热电产生器10仍然活动)时，在负载Q中流动的电流i的值迅速下降到零。因此，测量装置AT不再检测信号Sq。

应注意，在上述示例中，一旦短期能量存储元件C5被由热电产生器10产生的电能充电，在热电手表1放置在腕部上或在合适的支撑件上几秒后，所发射的信号Sq可由测量装置AT检测到。

上升转变

在上述示例及其变型中，在输出HR_LOW的上升转变期间电容器C1的放电对应于热电产生器10对电能产生的中断。对电容器C1放电所需的电流i通过负载Q，负载Q然后要么发射要么不发射信号Sq，这取决于它是否被配置为在两个电流极性中发射信号。

在负载Q允许在两个电流极性中产生信号Sq的情况下，输出HR_LOW的上升转变也导致信号Sq的发射。因此，当热电产生器10完成产生能量(它变为不活动)时，负载Q也可以发射可由测量装置AT检测的信号Sq。因此，使用者经由测量装置AT看到热电产生器10刚刚停止运行，即它已经完成产生电能。应注意，在非限制性示例中，使用者是在生产或售后服务中测试手表1的操作者。

在非限制性示例中，当手表1不再佩戴在使用者的腕部上时，热电产生器10变得不活动。实际上，手表1不再与身体热量接触，因此在热电产生器端子处趋向于热平衡。

在另一个非限制性示例中，当手表1在完全的阳光下，暗表盘吸收来自太阳的能量时，热电产生器10变为不活动。即使它留在腕部上，手表1的壳中(case middle)也比腕部更温暖。热电产生器10可以在白天停止几次。

被考虑的是，在正常使用期间，热电产生器10可以每天最多100次地停止并且再次变为活动。

在上升转变之后，当输出HR_LOW保持在高状态S1(热电产生器10仍然不活动)时，在负载Q中流动的电流i的值迅速下降到零。因此，测量装置AT不再检测信号Sq。

应当注意，一旦手表1从腕部上取下，取决于热条件，在几秒到几分钟后，可由测量装置AT检测的，所发射的信号Sq出现，持续时间对应于被身体热量加热的手表1的后壳冷却所用的时间。

应注意，图2a示出了连接到电池Bat的正端子+Vbat的负载Q。然而，在未示出的另一个非限制性实施例中，负载Q可以连接到电池Bat的负端子-Vbat或任何其他静态电位。

因此，跨越负载Q的电位Uq观察到的负或正电脉冲反映了能量管理电路30的输出HR_LOW的下降或上升转变。根据负载是设计用于单极还是双极操作，负载Q根据该正或负电脉冲发射信号Sq。因此，测量装置AT可以通过发射的信号Sq检测所述输出HR_LOW的上升和下降转变，并且因此可以检测由热电产生器10的电能产生的开始或结束。

第二实施例

在图2b所示的第二非限制性实施例中，所述能量管理电路30连接到两个不同的传输电路，每个由电容器C1、C1'和负载Q1、Q2形成。

电容器中的一个被配置为当所述输出HR_LOW从高状态S1变为低状态S2时经历电荷变化dQ，并且另一个电容器被配置为当所述输出HR_LOW从低状态S2变为高状态S1时经历电荷变化dQ。

因此，在非限制性变型中，电容器C1被配置为：

-当所述输出HR_LOW从高状态S1变为低状态S2时，充电，以及

-在其充电时向其耦合的负载Q1提供电流，所述负载Q1被配置为当所述电容器C1的充电电流i通过其时发射可由测量装置AT检测的信号Sq。

此外，电容器C1'被配置为：

-当所述输出HR_LOW从低状态S2变为高状态S1时，放电，以及

-在其充电时向其耦合的负载Q2提供电流，所述负载Q2被配置为当所述电容器C1'的充电电流i'通过时发射可由测量装置AT检测的信号Sq'。

因此，对电容器C1充电所需的充电电流i在负载Q1中流动，并且使电容器C1'放电所需的放电电流i'在负载Q2中流动。

因此，当热电产生器10开始产生电能时，负载Q1发射信号Sq1，而当热电产生器10完成产生电能时，负载Q2发射信号Sq2。

在非限制性实施例中，负载Q1连接到正电池端子+Vbat，负载Q2连接到负电池端子-Vbat。值得注意的是，负载Q1和Q2也可以连接到任何其他静态电位。

因此，手表1的使用者可以利用测量装置AT，经由发射的信号Sq1、Sq2，检测热电产生器10的电能产生的开始和结束。

应注意，一旦能量存储设备C5被由热电产生器10产生的电能充电，在热电手表1放置在腕部上或在合适的支撑件上几秒后，信号Sq1可由测量装置AT检测到。

应当注意，一旦手表1从腕部上取下，取决于热条件，在几秒到几分钟后，可由测量装置AT检测的所发射的信号Sq2出现，持续时间对应于被人身体热量加热的手表1的后壳冷却所用的时间。

负载Q

如前所述，负载Q被配置为当所述电容器C1的充电或放电电流i通过其时发射可检测信号Sq。

取决于下面描述的负载类型，它将对上升转变、下降转变或两者都敏感，即它将仅在上升转变期间、下降转变期间、或上升转变和下降转变期间发射信号Sq。

在非限制性实施例中，负载Q是：

-1)在红外光谱中发射的发光二极管(图3a和3c中所示)，

-2)振荡的线圈/电容器电路LC(图4a和4中所示)，或电阻器/电容器电路RC，

-3)电机械变换器TE(图5a和5c中所示)，

-4)线圈L(图6a中所示)。替代地，该线圈可以由用于电容检测的电容器代替。

负载Q的各种实施例如下所示。

1)在红外光谱中发射的发光二极管LED

发光二极管LED被配置为当来自所述电容器C1的充电或放电电流i通过其时发射红外信号IR。

以这种方式，使用者借助于测量装置AT可以检测所发射的红外信号并且因此检测热电产生器10的电能产生的开始或结束。

在图3a所示的第一非限制性实施例中，能量管理电路30连接到单个电容器C1，其本身耦合到发光二极管LED。因此，手表1仅具有一个发光二极管LED。图3a的非限制性示例示出了发光二极管LED，其是根据图2a布置的负载Q。发光二极管LED根据输出HR_LOW的上升转变或下降转变来作用。热电产生器10的电能产生的开始或结束借助发光二极管来检测。

在非限制性实施例中，所述至少一个电容器C1串联连接到电阻器R1。电阻器R1与所述至少一个发光二极管LED并联连接。

在输出HR_LOW的每次上升或下降转变之后，即当发光二极管不再导通时，电阻器R1允许所述电容器C1缓慢且逐渐地放电。应注意，在非限制性示例中，电阻器R1使电容器C1在每次转变之间的5秒和10秒内放电90％至99％。因此，时间常数RC通常在5到10秒之间。电容器C1放电以便在其端子处获得零电位差。

在图3b所示的非限制性实施例中，被配置为检测红外信号IR的测量装置AT包括光电二极管P_D和放大器A。因此，当测量装置AT靠近手表1时，它通过光电二极管P_D和手表1的红外二极管IR之间产生的光学耦合检测红外信号IR。测量装置AT例如是光电探测器。

在图3c所示的第二非限制性实施例中，能量管理电路30连接到两个电容器C1、C1’，每个分别耦合到发光二极管LED1、LED2。

手表1因此包括两个发光二极管LED1、LED2。图3c的非限制性示例示出了两个红外二极管LED1、LED2，它们分别是根据图2b布置并且如参考图2b所描述的那样操作的负载Q1、Q2。热电产生器10的电能产生的开始和结束借助于两个红外二极管LED1、LED2来检测。

发光二极管LED1、LED2被配置为在不同波长λ1、λ2上发射红外信号IR1、IR2。

在非限制性实施例中，所述电容器C1连接到电阻器R1，并且所述电容器C1'连接到电阻器R1'。电阻器R1并联连接到所述至少一个发光二极管LED1，并且电阻器R1'并联连接到所述至少一个红外二极管LED1'。

在输出HR_LOW的每次下降转变之后，即当发光二极管LED1不再导通时，电阻器R1允许所述电容器C1缓慢且逐渐地放电。

在输出HR_LOW的每次上升转变之后，即当发光二极管LED2不再导通时，电阻器R1'允许所述电容器C1'缓慢且逐渐地放电。

在未示出的非限制性实施例中，测量装置AT被配置为借助两个光电二极管P_D和两个放大器A检测红外信号IR1和红外信号IR2，两个光电二极管P_D设置有使得它们对于两个各自的波长λ1、λ2敏感以便检测各自的红外信号IR1和IR2的光学滤波器。从技术上讲，可以通过用紫外LED替换红外LED并具有对紫外波长敏感的测量装置，采用类似的方法，只要发射的功率是安全的。

2)振荡电路LC

振荡电路LC被配置为当来自所述电容器C1的充电或放电电流i通过其时发射无线电频率信号RF。

以这种方式，使用者借助于测量装置AT可以检测所发射的无线电频率信号RF并且因此检测热电产生器10的电能产生的开始或结束。

在图4a所示的第一非限制性实施例中，能量管理电路30连接到单个电容器C1，电容器C1本身耦合到振荡电路LC。因此，手表1仅具有一个振荡电路LC。图4a的非限制性示例示出了振荡电路LC，其是根据图2a布置的负载Q。振荡电路LC在被正或负电脉冲激励时产生特定频率f的无线电频率信号RF。因此，它根据输出HR_LOW的上升转变或下降转变来作用。热电产生器10的电能产生的开始或结束借助振荡电路LC来检测。

在图4b所示的非限制性实施例中，被配置为检测无线电频率信号RF的测量装置AT包括调谐到频率f的振荡电路L'C'、桥式整流器PT和放大器A。因此，当测量装置AT是在手表1附近时，它通过其振荡电路L'C'和手表1的振荡电路LC之间的电感耦合来检测无线电频率信号RF。振荡电路L'C'被调谐到与振荡电路LC相同的频率。桥式整流器PT产生代表无线电频率信号RF包络的连续电压，无线电频率信号RF包络是高频处的阻尼振荡。在非限制性实施例中，无线电频率信号RF位于100Hz至100kHz的频率范围内。

在图5c所示的第二非限制性实施例中，能量管理电路30连接到两个电容器C1、C1’，每个电容器分别耦合到振荡电路LC1、LC2。

手表1因此包括两个振荡电路LC1、LC2。图5c的非限制性示例示出了两个振荡电路LC1、LC2，它们分别是根据图2b布置并且如参考图2b所描述的那样操作的负载Q1、Q2。热电产生器10的电能产生的开始和结束借助于两个振荡电路LC1、LC2来检测。

振荡电路LC1、LC2被配置为以不同的频率f1、f2发射无线电频率信号RF1、RF2。

在未示出的非限制性实施例中，被配置为检测无线电频率信号RF1和无线电频率信号RF2的测量装置AT包括两个振荡电路L'C'、两个桥式整流器PT和两个放大器A，两个振荡电路L'C'调谐到两个各自的频率f1、f2，以便检测各自的无线电频率信号RF1和RF2。该实施例的变型实现RC振荡器来代替LC振荡器。

3)电机械变换器TE

电机械变换器TE被配置为当来自所述电容器C1的充电或放电电流i通过其时发射声学信号AC。

以这种方式，使用者借助于测量装置AT可以检测所发射的声学信号AC并且因此检测热电产生器10的电能产生的开始或结束。

在图5a所示的第一非限制性实施例中，能量管理电路30连接到单个电容器C1，电容器C1本身耦合到电机械变换器TE。因此，手表1仅具有一个电机械变换器TE。图5a的非限制性示例示出了电机械变换器TE，其是根据图2a布置的负载Q。电机械变换器TE根据输出HR_LOW的上升转变或下降转变作用。热电产生器10的电能产生的开始或结束借助电机械变换器TE来检测。

在图4a所示的非限制性实施例中，电机械变换器TE包括线圈L，线圈L与由线圈L激励的柔性铁磁条FM协作。当电流i通过线圈L时，后者发射电磁场。柔性铁磁条FM在电磁场的作用下振动并将其振动传递到手表1的后盖F。这产生声学信号AC。柔性铁磁条FM可以以谐振频率r振动。在非限制性实施例中，声学信号AC位于100Hz至100kHz的频率范围内。

在图5b所示的非限制性实施例中，被配置为检测声学信号AC的测量装置AT包括麦克风MI和放大器A。因此，当测量装置AT接近手表1时，它通过麦克风MI和手表1的后盖F之间的声学耦合检测声学信号AC，其中麦克风MI检测被传输到手表1的后盖F的柔性铁磁条FM的振动。

在图5c所示的第二非限制性实施例中，能量管理电路30连接到两个电容器C1、C1’，每个电容器分别耦合到电机械变换器TE1、TE2。

手表1因此包括两个电机械变换器TE1、TE2。图5c的非限制性示例示出了两个电机械变换器TE1、TE2，它们分别是根据图2b布置并且如参考图2b所描述的那样操作的负载Q1、Q2。热电产生器10的电能产生的开始和结束借助于两个电机械变换器TE1、TE2来检测。

电机械变换器TE1、TE2被配置为以不同的谐振频率r1、r2发射声学信号AC1、AC2。为此，它们每个包括可以以谐振频率r1、r2振动的不同尺寸的柔性铁磁条FM1、FM2。

在未示出的非限制性实施例中，被配置为检测声学信号AC1和声学信号AC2的测量装置AT包括两个麦克风MI和两个放大器A，麦克风MI被调谐到两个各自的谐振频率r1、r2以便检测各自的声学信号AC1和AC2。该实施例的变型实现了所描述的电机械变换器条带由于线圈的作用而撞击配对件，并且除了条带的振动之外，由测量装置测量这种冲击。

4)线圈L

线圈L被配置为当来自所述电容器C1的充电或放电电流i通过其时发射磁场(EM)。

以这种方式，使用者借助于测量设备AT可以检测所发射的磁场(EM)并且因此检测热电产生器10的电能产生的开始或结束。

图6a的非限制性示例示出了线圈L，其是根据图2a布置并且如参考图2a所述操作的负载Q。线圈L根据输出HR_LOW的上升转变或下降转变起作用。因此，热电产生器10的电能产生的开始或结束借助线圈来检测。

在图6b所示的非限制性实施例中，测量装置AT被配置为借助线圈L'检测磁场(EM)。因此，当测量装置AT靠近手表1时，它通过其线圈L'和手表1的线圈L之间的磁耦合来检测电磁信号EM。由于感应电压极性对发射磁场的导数(derivative)敏感，可以通过单个传输和检测通道即通过单个相同的线圈L检测热电产生器10的电能产生的开始和结束。替代地，电流和线圈L可以由电压和电容器替换，并且电容器的电荷(electric charge)可以用合适的测量装置检测。

应注意，包含在在负载Q1)至4)的情况下描述的各种测量装置AT中的放大器A可以放大各种检测的信号Sq。

因此，适合于各种负载Q的测量装置AT可以检测热电产生器10的活动性。因此，一旦手表已经组装，就可以在生产中测试手表1。手表1也可以在售后服务中进行测试。所描述的各种负载Q和相关联的测量装置AT具有有限的成本。因此，检测执行简单并且成本有限。

第三非限制性实施例

如图7所示，热电手表1包括：

-热电产生器10，

-电压升压器20，

-能量管理电路30，

-至少一个电容器C1。

热电手表1还包括：

-能量存储元件40，

-电机50，其被配置为移动热电手表1的指针和表盘(未示出)，

-谐振器60，其被配置为用作热电手表1的频率基础。

参考第一和第二实施例的这些元件的描述适用于该第三非限制性实施例。

如图1所示，热电手表1还包括导电元件F。

电容器C1和导电元件F在下面描述。

电容器C1

如图7所示，电容器C1与导电元件F电连接，导电元件F本身连接到测量装置AT的输入阻抗Z。

因此，电容器C1通过其一个端子连接到能量管理电路30，并通过其另一个端子连接到导电元件F。

在非限制性实施例中，电容器C1被配置为当所述能量管理电路30的所述输出HR_LOW从高状态S1变为低状态S2时充电，反之亦然。

在非限制性变型中，电容器C1被配置为：

-当所述能量管理电路30的所述输出HR_LOW从高状态S1变为低状态S2时，即当所述输出HR_LOW处于下降转变时，充电。这对应于热电产生器10(后者变为活动)的电能产生的开始，

-当所述能量管理电路30的所述输出HR_LOW从低状态S2变为高状态S1时，即当所述输出HR_LOW处于上升转变时，也充电。这对应于热电产生器10(后者变为活动)的电能产生的开始。

在一个示例中，热电产生器10当手表1放置在使用者的腕部上时变为活动的，并且当手表1不再佩戴在使用者的腕部上时变为不活动。

在另一个示例中，当手表1放在完全的阳光下时，暗表盘吸收来自太阳的能量，热电产生器10变为不活动。即使其留在腕部上，手表1的壳中也比腕部更温暖。热电产生器10可以在白天停止几次。它被认为可以每天最多100次地停止并再次变得活动。

导电元件F

在非限制性实施例中，导电元件F是手表1的后盖。手表1的后盖F易于接近，因此测量装置AT可以容易地与手表1的后盖F配合。

在非限制性实施例中，导电元件F由氧化铝制成。

在非限制性实施例中，导电元件F是绝热的。这允许来自腕部的热流主要被引导向热电产生器10以允许通过手表1令人满意地产生电能。借助热绝缘体I实现热绝缘。在手表1的后盖F的情况下，在非限制性实施例中，绝热体I是环绕所述后盖F的塑料环。

在非限制性实施例中，导电元件F还借助绝热体I与手表1的壳中K电绝缘。这避免了与手表1的壳中K的短路。因此，导电元件F是电浮接的，以便作为用于测量装置AT的接触电极服务。因此，手表1的后盖F用作测量端子。

该接触电极允许电荷从导电元件F传递到装置AT。

如图8所示，导电元件F与测量装置AT接触。测量装置AT具有输入阻抗Z、放大器A、测量点P1和接地点M1。阻抗Z具有高值，这使得可以测量与少量电荷的转移相对应的电压脉冲。

因此，手表1的后盖F可以通过与测量装置AT的电容耦合来转移电荷。实际上，电荷将在手表1的后盖F内移动，其中后盖F在这种情况下像电容器一样起作用。因此，在对应于热电产生器10的电能产生的开始的下降转变期间，以及在对应于热电产生器10的电能产生的结束的上升转变期间，电荷从电容器C1转移到后盖F然后从后盖F到测量装置AT。

测量点P1与手表1的后盖F接触，并且可以转移电荷。接地点M1使得可以将手表1的壳中K接地。因此，来自电容器C1的充电电流i可以在包括后盖F、阻抗Z和壳中K的闭合电路中流动。

因此，耦合到后盖F的测量装置AT可以检测热电产生器10的活动性。因此，一旦手表已经组装，就可以在生产中测试手表1。手表1也可以在售后服务中进行测试。所描述的电容器C1和相关联的测量装置AT具有有限的成本。因此，检测执行简单并且成本有限。

当然，本发明不限于所示出的示例，而是能够具有本领域技术人员显而易见的不同变型和修改。

因此，在另一个非限制性实施例中，各种负载Q通常可以连接到除+Vbat和-Vbat之外的任何静态电位。

Claims

1.一种热电手表(1)，包括：

-热电产生器(10)，

-电压升压器(20)，连接到所述热电产生器(10)；

-能量管理电路(30)，连接到所述电压升压器(20)并且被配置为控制至少一个能量存储元件(40)的充电，所述能量管理电路(30)包括输出(HR_LOW)，所述输出(HR_LOW)被配置为当所述热电产生器(10)开始产生电能时从第一逻辑状态(S1)变为第二逻辑状态(S2)，并且当所述热电产生器(10)完成产生电能时从所述第二逻辑状态(S2)变为所述第一逻辑状态(S1)，

其特征在于，所述手表还包括连接到所述能量管理电路(30)的至少一个电容器(C1)，耦合到负载(Q)，并被配置为：

-当所述能量管理电路(30)的所述输出(HR_LOW)从所述第一逻辑状态(S1)改变到所述第二逻辑状态(S2)或从所述第二逻辑状态(S2)改变到所述第一逻辑状态(S1)时，经历负载变化(dQ)，

-当所述电容器经历所述负载变化(dQ)时，向所述负载(Q)提供电流，所述负载(Q)被配置为当所述电流流过其时发射可由测量装置(AT)检测的信号(Sq)。

2.根据前述权利要求所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q)是被配置为发射红外(IR)或紫外信号的发光二极管(LED)。

3.根据权利要求2所述的热电手表(1)，其中，电阻器(R1)与所述发光二极管(LED)并联连接。

4.根据权利要求1所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q)是被配置为发射无线电频率信号(RF)的振荡电路(LC)。

5.根据权利要求1所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q)是被配置为发射声学(AC)信号的电机械变换器(TE)。

6.根据权利要求1所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q)是被配置为发射电磁场(EM)的线圈(L)、或被配置为发射静电场的电容器。

7.根据权利要求1所述的热电手表(1)，其中，所述热电手表(1)包括连接到所述能量管理电路(30)的两个电容器(C1、C1’)，每个耦合到负载(Q1、Q2)，

所述电容器(C1)中的一个被配置为：

-当所述能量管理电路(30)的所述输出(HR_LOW)从所述第一逻辑状态(S1)变为所述第二逻辑状态(S2)时，经历负载变化(dQ)，

-当经历所述负载变化(dQ)时，向所述电容器所耦合的所述负载(Q1)提供电流，所述负载(Q1)被配置为当所述电流(i)流过其时发射可由测量装置(AT)检测的信号(Sq)，

另一个所述电容器(C1')被配置为：

-当所述能量管理电路(30)的所述输出(HR_LOW)从所述第二逻辑状态(S2)变为所述第一逻辑状态(S1)时，经历负载变化(dQ)，

-当经历所述负载变化(dQ)时，向所述电容器所耦合的所述负载(Q2)提供电流，所述负载(Q2)被配置为当所述电流(i')流过其时发射由测量装置(AT)可检测的信号(Sq')。

8.根据权利要求7所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q1、Q2)是被配置为在不同波长(λ1、λ2)上发射红外信号(IR1、IR2)的发光二极管(LED1、LED2)。

9.根据权利要求7所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q1、Q2)是被配置为发射不同频率(f1、f2)的无线电频率信号(RF1、RF2)的振荡电路(LC1、LC2)。

10.根据权利要求7所述的热电手表(1)，其中，所述负载(Q1、Q2)是被配置为发射不同谐振频率(r1、r2)的电声学信号(AC1、AC2)的电机械变换器(TE1、TE2)。

11.根据权利要求1所述的热电手表(1)，其中，所述管理电路(30)包括推挽放大器级。

12.根据权利要求1所述的热电手表(1)，其中，所述能量管理电路(30)被配置为交替地控制两个能量存储元件(40)的充电，以便为所述热电手表(1)的电机(50)供电。

13.一种热电手表(1)，包括：

-热电产生器(10)，

-电压升压器(20)，连接到所述热电产生器(10)；

-能量管理电路(30)，连接到所述电压升压器(20)并且被配置为控制至少一个能量存储元件(40)的充电，所述能量管理电路(30)包括输出(HR_LOW)，所述输出(HR_LOW)被配置为当所述热电产生器(10)开始产生电能时从第一逻辑状态(S1)改变到第二逻辑状态(S2)，并且当所述热电产生器(10)完成产生电能时从所述第二逻辑状态(S2)变为所述第一逻辑状态(S1)，

其特征在于，所述手表还包括：

-电容器(C1)，连接到所述能量管理电路(30)，并被配置为当所述能量管理电路(30)的所述输出(HR_LOW)从所述第一逻辑状态(S1)变为所述第二逻辑状态(S2)时充电或相反亦然；

-导电元件(F)，电连接到所述电容器(C1)。

14.根据权利要求13所述的热电手表(1)，其中，所述导电元件(F)是所述手表的后盖。

15.根据权利要求13所述的热电手表(1)，其中，所述管理电路(30)包括推挽放大器级。

16.根据权利要求13所述的热电手表(1)，其中，所述能量管理电路(30)被配置为交替地控制两个能量存储元件(40)的充电，以便为所述热电手表(1)的电机(50)供电。