CN1298131A - 电子时计及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子时计包括:可充电电池;给电池充电的充电部分;利用电池内储存的电力执行计时操作的时计驱动电路;显示时计驱动电路所计时间的显示器;检测电池储存电压的电压检测电路;和检测电池的充电状态的充电检测部分,在这种时计中,当储存电压低于比时计驱动电路操作停止电压高的第一预定电压并检测到非充电状态一段预定的时限时,通过减小或切断时计驱动电路的电流对其操作执行强制停止,并在满足预定的操作恢复条件时解除强制停止。

Description

电子时计及其控制方法
本发明涉及带有发电器、充电器或可充电电池的电子时计驱动控制用的方法及电路。
已经有具有发电器及由发电器提供的电力驱动的时计电路的电子时计。有其他类型的电子时计,其中具有计时电路、诸如内置可充电电池或电容器或作为储存电力用的可拆卸装置等可充电电源,在可充电电源中储存由内部或外部发电器提供的电力,并由该电力来驱动所述电子时计。作为电子时计用的发电器,有几种途径,诸如由摆动锤等捕捉的动能驱动的旋转型发电器和诸如捕捉光能的太阳电池等。对于电子时计用的可充电电池,它们之中有一些通过直接电连接或电磁波感应接收由外部发电器产生的电能。
对于上述具有发电功能或电力储存功能的电子时计提出了一些要求。一个是要使它能够在长时间不被触动之后保持初始时间显示操作的稳定性。另一个是要在储存电能减少、电路工作停止、然后储存的电力恢复时,重新取得正常的电路操作。再一个是要通知用户精确的剩余电力储存量。在题为“电气时计”的国际公开WO98/06013、题为“带有发电装置的电子装置及带有发电装置的电子装置的复位方法”的日本公开特许公报No.11-64546和题为“带有发电装置的电子装置及对带有发电装置的电子装置电源状态的控制方法以及存储控制带有发电装置的电子装置电源状态的程序的存储介质”的日本公开特许公报No.11-64548中公开了试图满足这些要求的先有技术。接着将描述写在上述出版物中的这些先有技术的轮廓和技术限制。
国际公开WO98/06013提出了以下两种技术。第一种是这样的技术,即当储存的电力减少到预定的基准电压以下时,停止时间显示,而当恢复操作的条件得到满足时,恢复计时操作并继续至少一个预定的时段。第二种是这样的技术,即当储存的电力减少到预定的基准电压以下时,停止时间显示,而当发电检测装置检测到发电量超过预先指定的电平时,恢复计时操作,并继续至少一个预定的时段。在第一种技术中,当检测到用户完成时间设置时,便满足恢复操作的条件。因此即使在不出现对储存装置充电时也可以恢复计时操作。在这样的条件下,在不对储存装置充电的情况下,计时操作会反反复复地恢复和停止,消耗储存的电力。因此,储存的电力很容易偏离继续计时操作的预定条件,以致无法保证通知的(notified)计时时间。
同时,在第一种技术中,当检测到满足恢复操作的条件时,恢复计时操作,并且把上述基准电压降低一个等级,因此,恢复的计时操作将继续到储存的电力减少到变化后的基准电压以下。在这种情况下,停止后恢复计时操作所要求的储存电力一步步地减少。因此,当这个动作进行几次时,计时操作甚至执行到储存电力降低到最低限度为止。于是就有可能在时计驱动电路停止之后,时计驱动电路中的漏电流在短时间之内会把储存的电力几乎消耗殆尽。当重新使用时计时,储存的电力需要长时间充电才能达到时计驱动的起始电位,结果使恢复响应恶化,这是这种技术中的一个问题。
另一方面,在第二种技术中,当发电检测装置检测到发出的电能超过预先指定的阈值电平时,恢复计时操作。因此,在储存的电力和阈值电平之间的某些关系下,存在一种即使出现不充电的发电也会使时计恢复的可能性。在这种情况下,时计的恢复和停止交替重复而不充电。其结果是消耗储存的电力。结果,继续时计的操作的预定条件较快丢失,因此有可能无法保证通知的时计工作时段。
日本公开特许公报No.11-64546提出一种技术,其中电池电压降低到时计用的驱动电压以下之后,时计的电路操作停止,若由太阳能电池恢复充电,因而电池电压恢复到大于时计驱动电压的电平,则发出复位信号,以便使电路的操作回到正常操作。但是,在这种技术中,电路操作将进行到电池电压变得低于时计的驱动电压为止。存在这样的可能性:电池电压降低到实际的时计驱动电压以下,因而电路停止之后,若时计仍旧不被触动,则电路中的漏电流会在短时间内把储存的电力几乎消耗殆尽。然后,当时计再次使用时,储存电力需要长时间充电才能达到时计用的驱动起始电位,结果是恢复响应恶化,这是这种技术的一个问题。
另外,当电池电压变得大于时计的驱动电压时,发出复位信号,电路恢复。因此,在没有太阳能板等发电的情况下,电池的自动恢复特性可能会使时计或电路恢复。在这种情况下,因为电池中储存的电力小,操作无法长时间继续。这种操作的重复在短时间内把电池中储存的电力几乎消耗殆尽。因此,当时计再次使用时,储存的电力需要长时间充电才能达到时计用的驱动起始电位,结果使恢复向应恶化,这是这种技术的一个问题。
日本公开特许公报No.11-64546提出一种技术,即把电池的消耗状态通知用户,这导致防止时计在没有通知的情况下突然停止的努力。达此目的的途径是,当电池电压降低,而电压检测结果变得低于第一电压时,显示电池剩余电量的指示,在电压检测结果低于第二电压时禁止蜂鸣器或照明显示部分用的电发光元件的操作,并在电压检测结果降低到第三电压以下时禁止时间显示操作。这种技术根据电压检测结果通过上述时计的操作通知电池的消耗状态。但是,电池电压和储存电力之间的关系依充电状态、电池质量的不一致、质量退化、温度特性等而不同。因此,即使电压相同,也不意味着相同的可操作时间,结果是无法准确地通知电池的消耗状态。尤其是在电池最后的放电阶段上,就是在时计即将停止之前的时刻,最好把时计比较准确的剩余工作时间通知用户。但是,在这种技术下,有可能在某些条件下,在用户确认它之前时计已经停止了。
考虑到上述情况,本发明的目的是提供一种电子时计及其电子电路,它采用一种在储存电力小时能够达到较稳定的计时操作、恢复时有较快的响应并能比较准确地通知剩余操作时间的驱动控制方法。
为了解决上述所有问题,本发明提供一种电子时计,它包括:可以充电的电池;充电部分,用来给电池充电;时计驱动电路,它利用电池内储存的电力进行计时操作;显示部分,用来显示时计驱动电路所计的时间;电压检测部分,用来检测电池储存电压;充电检测部分,用来检测充电部分进行充电的状态;控制部分,用来在满足电压检测部分检测到的储存电压低于比时计驱动电路操作停止电压高的第一预定电压这个第一条件一段预定的时间和充电检测部分的检测结果表明电池没有充电这个第二条件时对时计驱动电路的操作执行强制停止,以便减少或停止时计驱动电路的电力消耗,并用来在电压检测部分或充电检测部分的检测结果满足预定的操作恢复条件时,解除对计时操作的强制停止。
在上述结构下,在电池电压降低,并且变得低于比时计驱动电路停止电压高的第一预定电压的情况下,当充电检测部分检测到在预定的时限内无充电状态时,通过降低或关断时计驱动电路的电流来对计时操作进行强制停止。以此,在高于时计驱动电路停止电压的第一电压下,对计时操作进行强制停止,而同时降低或关断工作电流,因而电池电压需要较长的时间才会降到零伏左右的程度,并使得时计有可能在下次使用时经短时限充电之后即可恢复。电池电压降低到第一预定电压以下之后,当无充电状态持续预定的时限时,将停止时计操作。因而有可能保证用户准确的计时剩余时间。
图1是表示本发明一个实施例的梗概的方框图;
图2是表示图1的时计的每一部分的结构的方框图;
图3是表示充电检测电路202两个组成实例(a)和(b)的电路图;
图4是表示图2所示的强制停止控制计数器208和时计驱动强制停止控制电路209的组成的电路图;
图5是时计驱动强制停止控制的控制方法的说明图,它使用两个预先指定的第一和第二电压作为标准;
图6是时计驱动强制停止控制的控制方法的说明图,它使用三个预先指定的第一、第二和第三电压作为标准;
图7是表示用图5和6所示的控制方法强制停止期间的过程的流程图:
图8是表示用图5所示的控制方法强制停止期间的过程的流程图;
图9是表示用图6所示的控制方法强制停止期间的过程的流程图;
图10是表示用图5所示的控制方法的操作的定时图;
图11是表示用图5所示的控制方法的其他操作的定时图;
图12是表示用图6所示的控制方法的操作的定时图;
图13是表示用图6所示的控制方法的其他操作的定时图;
图14是用来说明图2的时计中强制停止的目标电路的方框图;
图15是表示图14中的石英振荡电路1401的结构的方框图;
图16是表示图14中的石英振荡电路1401的改型的方框图;
图17是表示图14中的石英振荡电路1401的另一个改型的方框图;
图18是表示图14中的恒定电压发生器1405的结构的方框图;
图19是表示图2中的升压和降压电路49的一个结构实例的方框图;
图20是方框图,表示图2中的从时计控制电路到电动机驱动电路E的信号线的配置的一个改型;以及
图21是方框图,表示图2中的时计控制电路203的信号输入用的外部装置的一个结构实例。
图1是表示按照本发明的最佳实施例的电子时计的梗概的方框图。图1所示的电子时计是手表。该时计的用户利用图中没有示出但附在表体上的表带戴在手上。电子时计1包括发电器系统A、电源系统B、控制装置C和电动机组D。发电器系统A产生交流电。电源系统B对交流电进行整流,产生直流,然后把直流引入电池装置48,然后对电池装置的储存电压进行升压或降压,并把这样升压或降压后的电压提供给时计中的电路。控制装置C控制时计的总体操作。电动机组D驱动步进电机10,后者驱动秒针61、分针62和时针63。
发电装置40例如是电磁感应型AC(交流)发电器。发电器系统A包括发电装置40、摆动锤45和加速齿轮46。摆动锤45被用户手臂运动驱动。摆动锤45的运动通过加速齿轮46传到发电器转子43。发电器转子43在发电器定子42内旋转。于是在线圈44中感应出电力。
电源系统B包括整流电路47、电池装置48和升压和降压电路49。整流电路47对来自发电器系统A的交流进行整流。电池装置48包括电容器或诸如锂电池等可充电的电池。来自整流器47的整流后的电流流入电池装置48的正极。电流从电池装置负极输出,并返回整流电路。电池装置48储存这样提供的电流。升压和降压电路49用一个以上的电容把电池装置48储存的电压升高或降低数倍。升压和降压电路49的输出电压由来自控制装置C的控制信号φ11控制。
在图1中,电池48的正极和升压和降压电路49的GND(地)端子连接到地线。地线的电位定义为VDD(=0V)。电池48的负极用作电池储存电压VTKN的输出端子。升压和降压电路49把电压VTKN升高或降低,以便输出其输出端子和GND端子之间的电压VSS。升压和降压电路49的输出电压VSS定义为第二较低电位侧电压VSS。发电装置40两端之间的输出电压输入到控制装置C作为控制信号φ13。电压VSS输入到控制装置C作为控制信号φ12。
电动机驱动装置E根据控制装置C提供的驱动时钟产生驱动脉冲,然后把驱动脉冲提供给电动机组D内的步进电动机10。步进电动机10按照驱动脉冲个数旋转。步进电动机10的旋转部分通过小齿轮连接到秒中间齿轮51。因此,步进电动机10的旋转通过秒中间齿轮51和秒齿轮52传给秒针61。于是进行秒的指示。另外,秒齿轮52的旋转传给分中间齿轮53、分齿轮54、分齿轮55和时齿轮56。分齿轮连接到分针62。时齿轮连接到时针63。于是这两根针随着步进电动机10的旋转而共同工作,从而进行时、分指示。
可以把其他传动系统连接到齿轮系50,以显示日历等。例如,为了显示日期,我们设置一个日期齿轮和日期盘等。此外,我们可以设置一个日历校正齿轮系(诸如第一日历校正齿轮、第二日历校正齿轮、日历校正齿轮和日期盘)。
现将参见图2,详细描述图1中时计的每一个结构。图2是表示图1的控制装置C的细节的方框图,并表示本发明最佳实施例中从装置A到E之间的信号流程。在图2中,从201到209的方框是控制装置C的电路框图,用虚线围成的部分则不是。
发电检测电路201根据发电电压信号SI检测发电器系统A的发电状态。发电电压信号SI表示系统A各端子之间的电压φ13。电路201输出表示电压是否由发电器系统A发出的发电检测信号SZ。电路201包括比较器电路,后者把发电电压信号SI和预先指定的基准电压信号Vref加以比较。当电压SI的电平高于预先指定的基准电压Vref时,电路201输出一个具有高电平的发电检测信号SZ。
充电检测电路202利用发电电压信号SI和指示电池储存电压VTKN的储存电压信号SC,检测发电器系统A是否处于能够向电池48充电的状态。电路202输出所检测的结果作为充电检测信号SA。电路202包括比较器电路,后者把发电电压信号SI与储存电压信号SC加以比较。当发电电压信号SI高于储存电压信号SC时,电路202输出具有高电平的充电检测信号SA。
图3A和3B表示充电检测电路202组成的两个实例。
图3A是表示电路202第一实例的配置的电路方框图。电路202包括:第一和第二比较器COMP1和COMP2;第一、第二、第三和第四晶体管Q1,Q2,Q3和Q4;NAND(“与非”)电路G1和平滑电路C1。晶体管Q1和Q3的漏极共同连接到发电器线圈44的一个端子。晶体管Q2和Q4的漏极共同连接到发电器线圈44的另一个端子。晶体管Q1和Q2的源极共同连接到电池48的正极。晶体管Q3和Q4的源极共同连接到电池48的负极。
在本最佳实施例中,电池48正、负极电位分别定义为VDD(=0V)和VTKN(下文中称作电压VDD和VTKN)。发电器线圈两个端子的电位定义为V1和V2(下文中称作电压V1和V2)。
第一比较器COMP1把发电器线圈44(示于图1)一个输出端子的电压V1与电压VDD加以比较。该比较器根据比较结果把第一晶体管Q1切换为导通或截止。第二比较器COMP2把发电器线圈44另一个输出端子的电压V2与电压VDD加以比较。该比较器根据比较结果把第二晶体管Q2切换为导通或截止。第三晶体管Q3作为有源负载插在电池48负极(具有电压VTKN)和发电器线圈44的一个输出端子之间。第四晶体管Q4作为有源负载插在电池48负极(具有电压VTKN)和发电器线圈44的另一个输出端子之间。第一和第二比较器的输出信号输入到NAND电路G1。平滑电路C1对NAND电路G1的输出信号进行平滑,以产生充电检测信号SA。
接着将描述第一实例的操作。
首先,描述发电器线圈44的两个端子之间发出的电压V1-V2的绝对值低于电池48储存电压VTKN的绝对值,而且不是高到足以对电池48充电时的操作。在这种情况下,第一和第二比较器的输出信号为高电平。于是第一和第二晶体管均不被设置为导通。因此,无电流流过,因而不对电池48进行充电。
接着,假定一种情况,其中发电器线圈44两个端子之间的产生的电压V1-V2的绝对值变得较高,而且该绝对值的峰值超过电池48储存电压VTKN的绝对值,因而高到足以对电池48进行充电。在这种情况下,有两种状态,一种是V1>V2,另一种是V2>V1。当V1高于V2时,第一比较器COMP1输出低电平信号,于是电流从发电器线圈44流出,然后流到第一晶体管Q1,接着流到电池48,然后流到第四晶体管Q4。另一方面,当V2高于V1时,第二比较器COMP2输出低电平信号,于是电流从发电器线圈44流出,接着流到第二晶体管Q2,然后流到电池48,然后流到第三晶体管Q3。
如上所述,当发电器线圈44产生的峰值电压足够高,因而第一或第二比较器的输出信号中的一个为低电平时,NAND电路G1的输出信号变为高电平。NAND电路G1的输出信号被平滑,产生充电检测信号SA。
图3B是表示图2中充电检测电路202第二实例的配置的电路示意图。图3B中的电路202不同于图3A的在于具有第三和第四比较器COMP3和COMP4,以及两个双输入AND(“与”)门G2和G3。第三比较器COMP3把电压VTKN与发电器线圈44一个输出端子的电压V1加以比较。然后该比较器向晶体管Q3的栅极提供一个表示比较结果的输出信号。第四比较器COMP4把电压VTKN与发电器线圈44另一个输出端子的电压V2加以比较。然后该比较器向晶体管Q4的栅极提供一个表示比较结果的输出信号。双输入AND门G2和G3具有有效高输入端子和有效低输入端子。第一比较器COMP1的输出信号提供给AND门G2的有效高输入端子。第二比较器COMP2的输出信号提供给AND门G3的有效高输入端子。过充电预防控制信号SLIM提供给AND门G2和G3有效低输入端子。过充电预防控制信号SLIM是由时计控制电路203或电压检测电路207产生的信号。当电池48的储存电压超过预定的允许电压时,信号SLIM变为高电平。当电池48的储存电压低于预定的允许电压时,信号SLIM变为低电平。当信号SLIM为低电平时,图3B中的充电检测电路202与图3A中的所述电路起相同的作用。就是说,当检测到对电池48充电时,图3B中的电路202使充电检测信号SA成为高电平。另一方面,当信号SLIM为高电平时,双输入AND门G2和G3变为低电平,于是第一和第二晶体管Q1和Q2变为导通。因此,发电器线圈44的两端的各端子都短路,因而电池48不充电。
在图2中,整流器47向电池装置48提供电压SI的全波整流电压作为整流输出信号SB。电池装置48的储存电压VTKN用升压和降压电路49升压和降压。这种升压和降压结果被提供给时计控制电路203作为储存电压升压和降压结果信号SD。
时计控制电路203包括振荡电路、分频电路和信号处理电路(诸如CPU(中央处理单元))。振荡电路是,例如,石英晶体振荡电路。分频电路对振荡电路的输出信号进行分频。信号处理单元根据分频电路的输出信号为每一个部件产生几个控制信号。这些控制信号包括电动机驱动控制信号SE。电动机驱动电路E使用VSS和VDD之间的电压作为电源,并根据电动机驱动控制信号SE为电动机组D产生电动机驱动信号SF。就是说,电动机驱动控制信号SE是控制电动机控制电路E产生电动机驱动控制信号SF用的控制信号。在电动机驱动控制信号SE的控制下,电动机驱动电路E产生正常驱动脉冲、旋转检测脉冲、高频磁场检测脉冲、交流磁场检测脉冲和辅助脉冲等作为电动机驱动控制信号SF。正常驱动脉冲是当在正常操作情况下驱动电动机组D的电动机时产生的。旋转检测脉冲是当检测电动机组D的电动机是否旋转时产生的。高频磁场检测脉冲是为检测高频磁场是否产生而产生的。磁场检测脉冲是在检测外部磁场时产生的。辅助脉冲比正常驱动脉冲具有较高的有效电功率。辅助脉冲是当正常驱动脉冲转动电动机组D失败时产生的。
高频磁场检测电路204、交流磁场检测电路205和旋转检测电路206是分别检测高频磁场和交流磁场是否存在以及步进电动机10是否旋转用的电路。
当高频磁场检测脉冲驱动电动机组D时,高频磁场检测电路204把电动机10的电动机线圈中感应交流电压SJ与预先确定的基准电压加以比较,以检测高频磁场的存在。
当交流磁场检测脉冲驱动电动机组D时,交流磁场检测电路205把所述感应交流电压SJ与预先确定的基准电压加以比较,以检测高频交流磁场的存在。
当旋转检测脉冲驱动电动机组D时,旋转检测电路206把所述感应交流电压SJ与预先确定的基准电压加以比较,以检测步进电动机10驱动转子的旋转的存在。
高频磁场检测电路204、交流磁场检测电路205和旋转检测电路206的检测结果输入到时计控制电路203作为高频磁场检测结果信号SK、交流磁场检测结果信号SL和旋转电路检测结果信号SM。
电压检测电路207在电压检测控制信号SR的瞬间接收储存电压信号SC(指示储存电压VTKN),然后把信号SR与第一、第二和第三预先确定的电压VBLD,VOFF和VON(所有这些信号后面将予以解释)和包括指示器显示开关电压VINDA,VINDB和VINDC(所有这些信号后面将予以解释)几个预先确定的比较电压加以比较。然后电路207输出时计运动强制停止检测信号SH、电压检测结果信号SS和比较结果信号SY,分别表示所述比较结果。时计运动强制停止检测信号SH是表示储存电压信号SC与第二预定电压VOFF之间的比较结果的结果信号。当电压VTKN高于电压VBLD时,信号SH具有高电平。电压检测结果信号SS表示储存电压SC与第一预定电压VBLD之间的比较结果。当电压VTKN高于电压VOFF时,信号SS具有高电平。
在本发明另一个实施例中,不用储存电压,而使用储存电压升压和降压结果信号SD与电压VBLD,VOFF和VON比较,以获得信号SH,SS和SY。例如,当VTKN的绝对值等于0.625V(=VBLD)而且升压和降压电路49的比率为2时,检测1.25V的VSS的绝对值给出一个等效值。在这个实施例中,使用表示储存电压VTKN的储存电压信号SC。
当信号SH变为低电平时,强制停止控制计数器208根据充电检测结果信号SA、时计驱动强制停止检测信号SH和电压检测结果信号SS开始这个状态的计时。当预定的时间过去时,计数器208输出具有高电平的计数输出信号SN,用于强制停止控制。时计驱动强制停止控制电路209接收充电检测信号SA和计数输出信号SN来进行强制停止控制,然后输出时计驱动强制停止信号SO。当信号SO具有高电平时,将对时计运动进行强制停止控制。
现将参照图4,其中示出表示强制停止控制计数器208和时计驱动强制停止控制电路209的电路示意图。强制停止控制计数器208包括双负输入AND(NOR)401、双输入NAND 402、双输入NAND 403、四输入NAND 409、计数器404,406和408以及反相器405和407。双负输入AND(NOR)401接收由时计控制电路203中的分频电路以80秒的周期产生的时钟FIB 80和充电检测信号SA。这两个信号都作为负逻辑信号(低有效信号)输入。双输入AND 402接收时计运动强制停止检测信号SH和电压检测结果信号SS的负逻辑。双输入NAND403接收AND 401的输出信号和后面将要解释的NAND 409的输出信号。计数器404和406是4位计数器。计数器408是3位计数器。NAND403的输出输入到计数器404的时钟输入端。计数器404的位Q4(23位)被反相器405反相,然后输入到计数器406作为时钟信号。计数器406的位Q4被反相器407反相,然后输入到计数器408作为时钟信号。AND 402的输出信号输入到计数器404,406和408的复位端。计数器404,406和408在AND 402的输出信号低时复位。NAND 409接收计数器404的位Q4,计数器406的位Q1(20位)、计数器406的位Q2(21位)和计数器408的位Q3(22位)。NAND 409接收计数器404,406和408的输出信号,并且当计数器达到预先指定的状态时,NAND 409输出用于强制停止控制的计数器输出信号SN。
在这种配置中,当时计运动强制停止检测信号SH具有高电平或电压检测结果信号SS具有低电平时,所有计数器404,406和408复位。当信号SH具有低电平而且信号SS具有高电平时,撤销复位。当充电检测信号SA具有低电平时,三个计数器404,406和408对时钟信号FIB80进行计数。当信号SA具有高电平时,AND 401的输出信号固定为高电平,因而计数过程停止。当NAND 409的输出信号具有低电平时,NAND 403的输出信号为低电平,因而计数过程将停止。
图4中的时计驱动强制停止控制电路209包括D触发器电路410和反相器411。D触发器电路410的D输入端固定为高电平。反相器411对充电检测信号SA进行反相,然后把它送到电路410的复位端R。复位端R的有效电平为低电平。因此,当从反相器411向该复位端R提供低电平时,D触发器电路410复位。当时钟信号CK具有低电平时,电路410把输入信号读到输入D端,并将其作为时计驱动强制停止信号SO输出。因此,当信号SA具有低电乎并且信号SN具有低电平时,D触发器电路209输出具有高电平的时计驱动强制停止信号SO。当信号SN具有高电平时,信号SO仍旧和以前一样。当信号SA具有高电平时,信号SO变低,并且此后,当信号SA变低以及此后信号SN具有低电平,信号SO变高。
由此,将利用图5至图9对执行时计的强制停止的控制方法和作为本发明的特征的强制停止的复位操作进行描述。
图5表示该方法第一个实例。在第一个实例中,用第一和第二电压VBLD和VOFF作为控制强制停止的基准电压。图6表示该方法的第二个实例。在第二个实例中,用第一、第二和第三电压VBLD、VOFF和VON作为控制强制停止的基准电压。图7A和7B是流程图,说明按照图5和6所示的控制方法进行强制停止的过程。图8表示流程图,说明按照图5所示的控制方法的第一实例将所述强制停止复位的过程。图9表示流程图,说明按照图6所示的控制方法的第二实例将所述强制停止复位的过程。
首先,将描述第一实例。在图5中,当电池48的储存电压VTKN高于指示器显示变化电压VINDC时,时计控制电路203给出指示D,它意味着驱动剩余时间比d天长(图7A中从S101到S102的过程)。这个指示显示在显示部分或者通过按照用户的操作自动地或恒定地使秒针或其他针处于某种状态来表示。当电压VTKN降低而且变得低于电压VINDC但高于指示器显示改变电压VINDB时,电路203给出指示C,它意味着驱动剩余时间长于C天(从S103至S104的过程)。当电压VTKN进一步降低而且变得低于电压VINDB但高于指示器显示改变电压VINDA时,电路203给出指示B,它意味着驱动剩余时间长于B天(从S105至S106的过程)。当电压VTKN再进一步降低而且变得低于电压VINDA但高于第一预先指定的电压VBLD时,电路203给出指示A,它意味着驱动剩余时间长于A天(从S107至S108的过程)。
当电压VTKN进一步降低而且变得低于第一预先指定的电压VBLD时,于是把显示方法改变为向用户表示剩余时间更少(图7A中S109的过程)的其他状态。在这种显示状态下,秒针按两秒的间隔移动。在此阶段,图2中的强制停止计数器208开始计数(图5和6的P1中过程S110)。过程S110之后,若电压VTKN低于第一电压VBLD而高于第二电压VOFF,而且在S112检测不到发电装置A向电池48充电,则重复执行图7B中所示的过程S111,S112,S113,S114和S115。结果,进行强制停止计数器208的计数(直至到达图5和6点PA或P2的时段)。当该计数达到预先指定的最大连续时间T时,图7B中所示的S115中的判断结果变为是。结果,程序进到S116,而在S116中,进行控制以执行计时操作的强制停止(图5和6中的PA或P2)。就是说,时计驱动强制停止信号SO在S116变为高电平。
另一方面,当电压VTKN低于第一电压VBLD而高于第二电压VOFF,而且强制停止控制计数器208继续进行计数时,可以检测到从发电系统A向电池48的充电。当检测到充电时,在充电的同时所述计数中断(从S111到S112到S117到S118到S112的过程)。
另外,当储存电压VTKN低于第一预先规定的电压VBLD,而高于第二预先规定的电压VOFF,而且强制停止控制计数器208的计数值小于最大持续时间周期T秒时,储存电压VTKN会变得低于第二预先规定的电压VOFF,而且电压检测结果信号SS会变为低电平。当储存电压VTKN变得低于第二预先规定的电压VOFF时,强制停止控制计数器209复位,计时操作被强制停止(从S111到S112到S117到S118到S119到S117的过程)。
当强制停止控制计数器208的计数在进行中,而且储存电压VTKN变得大于第一预先指定的电压VBLD时,时计控制电路203使显示状态返回指示A(过程从S111到S112到S17到S118到S119到S107,图5和6的P4)。
接着将参照图8和图9描述解除强制停止期间的控制方法。图8表示用第一和第二预先指定的电压VBLD和VOFF作为控制解除强制停止用的基准电压的控制过程。图9表示用第一、第二和第三预先指定的电压VBLD、VOFF和VON作为控制解除强制停止用的基准电压的控制过程。图8和图9的流程图之间的差异是解除强制停止(图8中的S206和图9中的S206a)中用作基准电压的电压。因此,将省略对图9的细节描述。
在图8的流程图中,在状态S201,当时计处于强制停止的状态时,发电检测信号SZ具有高电平。当检测到充电(S202)时,时计控制电路203让充电检测电路202开始检测充电(S203),而电压检测电路207开始测量(S204)。当充电检测信号SA具有高电平而且检测到充电时,把储存电压VTKN与第二预先指定的电压VOFF比较(S206)。当电压VTKN等于或高于电压VOFF时,解除时计运动的强制停止(S205到S206到S207)。另一方面,当在步骤S202没有检测到发电,或在步骤S205没有检测到充电,或在步骤S206电压VTKN低于电压VOFF时,不解除时计运动的强制停止。然后在时计驱动强制停止阶段(S201)恢复上述控制。
接着,参照图10-13的定时图描述这个实施例的操作实例。在图10-13中,时间从左到右进行。图10和11表示用第一和第二电压作为基准电压的情况。图12和13表示用第一、第二和第三电压作为基准电压的情况。图10-13表示图2方框图中所示的下列信号SI,SZ,SA,SO,SS,SR和SC以及振荡停止检测信号SQ的状态。发电电压信号SI表示发电器系统A发出的电压。在发电器系统A产生电压期间,发电检测信号SZ维持高电平。在向电池48充电期间充电检测信号SA维持高电平。当要停止时计驱动时,时计驱动强制停止信号SO SS变为高电平。电压检测控制信号SR是在预定时段产生的负脉冲。信号SR用作对表示储存电压的储存电压信号SC进行采样用的采样脉冲。振荡停止检测信号SQ是表示时计控制电路203中的电路停止的信号。如图10-13所示,信号SQ表示运动停止(SQ具有高电平)的没有使信号SO具有高电平的周期与信号SS具有低电平的周期匹配。这是由于运动延迟的缘故,后者是由例如时钟定时、储存电压或发出强制停止控制信号之后首先被停止的电路的组成所决定的。
顺便指出,图10-13表示电压SI和SC作为参数变化时,每一部分的波形变化。图10-13中所示的储存电压SI的波形是经过全波整流处理之后的波形。在图10-13中所示的实例中,储存电压信号SC低于第一预先指定的电压VBLD。因而,在定时图的最左面,计数过程已在进行中。
首先,将描述图10所示的操作实例。在图10的所有周期中,储存电压信号SC都不低于第二预先指定的电压VOFF。在t101至t104之间的周期期间以及在t107之后,发电电压信号SI高到足以使发电检测信号SZ具有高电平,而在t102至t103之间的周期期间,充电检测信号SA具有高电平。因此,在t102至t103之间的周期期间,强制停止控制计数器208不计数。在时刻t105计数器208的计数值达到预先指定的时间T。结果,时计驱动强制停止信号SO变为高电平。此后,时计操作处于被强制停止状态,并且在t106处振荡停止检测信号SQ变为高电平。在时刻t106,尽管储存电压SC信号(VTKN)不低于第二预先指定的电压VOFF,但电压检测结果信号SS具有低电平。其理由上面没有解释,但这是因为信号SS的输出电路是为了当每一个电路处于振荡停止状态时使信号SS具有低电平而构造的。在从t106至t109的周期期间,计数器208已被复位。
然后,在时刻t107,检测到发电(发电检测信号SZ具有高电平)。结果,充电检测电路202和电压检测电路207开始进行检测。然后,在时刻t108,当检测到充电以及充电检测信号SA变为高电平时,时计驱动强制停止信号SO变为低电平,于是时计运动的强制停止控制被解除。但是,在时刻t108,电压检测结果信号SS具有低电平。接着在时刻t109,电压检测控制信号SR变为有效(低电平)。结果,信号SS回到高电平并解除强制停止控制计数器208的复位。在这种情况下,信号SS在时刻t109回到高电平。因而,从t108到t109的周期期间,由于用于驱动停止控制的电路的结构,存在运动信号波形与这个定时图中所示的波形不匹配的情况(时计的时间操作)。
接着将描述图11所示的操作实例。在这个实例中,在图11的t201和t204之间的周期期间以及t207之后,发电电压SI高到足以使发电检测信号SZ具有高电平。刚好在时刻t205之前,储存电压信号SC变得低于第二电压(VOFF),而当充电开始时,在时刻t208之后,储存电压信号SC变得高于第二电压(VOFF)。在t201到t204的周期期间,信号SZ具有高电平,而在t202到t203的周期期间,信号SA具有高电平。因此,在t202到t203的周期期间,强制停止控制计数器208不计数。在时刻t205,电压检测控制信号SR变为有效。结果,电压检测电路207检测到储存电压信号SC低于第二预先指定的电压(VOFF)。因此,电压检测结果信号SS变为低电平,因而时计操作的强制停止控制开始,强制停止控制计数器208被复位。然后在时刻t206,检测到振荡停止,于是振荡停止检测信号SQ变为高电平。
在时刻t207,检测到发电,于是发电检测信号SZ变为高电平。结果,充电检测电路202和电压检测电路207开始检测。然后在时刻t208,当检测到充电而充电检测信号SA变为高电平时,振荡停止检测信号SQ变为低电平。然后,在时刻t209,电压检测控制信号SR变为有效(低电平)。若在时刻t209储存电压SC高于第二预先指定的电压(VOFF),则时计驱动强制停止信号SO具有低电平。因此,时计操作的强制停止控制被解除,并在时刻t209解除对强制停止控制计数器208的复位。
接着,将描述图12中所示的操作实例。在图12中,第一、第二和第三电压用作基准电压。在图12的所有周期中,储存电压信号SC均不低于第二预先指定的电压VOFF。在t301和t304之间的周期期间以及t307之后,发电电压信号SI高到足以令发电检测信号SZ具有高电平。在时刻t306储存电压信号SC变得低于第三预先指定的电压(VON),然后刚好在时刻t309之前变得高于该第三电压。在这种情况下,在从t301到t304的周期期间,信号SZ具有高电平,而在从t302到t303的周期期间,充电检测信号SA具有高电平。因此,在从t302到t303的周期期间,强制停止控制计数器208不计数。在时刻t305,计数器208的计数值达到预先指定的时间T,因而时计驱动强制停止信号SO变为高电平。然后,在时刻t306,时计操作处于强制停止状态,而振荡停止检测信号SQ具有高电平。在时刻t306,电压检测结果信号SS具有低电平。在从t305到t306周期期间,计数器208的计数值保持不变。在从t306到t309周期期间,计数器208复位。
然后,在时刻t307,检测到发电,于是发电检测信号SZ变为高电平。结果,充电检测电路202和电压检测电路207开始检测。然后在时刻t308,当检测到充电,因而充电检测信号SA变为高电平时,时计驱动强制停止信号SO变为低电平,因而解除对时计操作的强制停止控制。但是,在时刻t308电压检测结果信号SS变为低电平。接着在时刻t309,当电压检测控制信号SR变为有效(低电平)而且检测到储存电压信号SC高于第三预先指定的电压(VON)时,信号SS返回高电平,解除对强制停止控制计数器208的复位。在这种情况下,在时刻t309信号SS返回高电平。因而,由于用于强制停止控制的电路的结构,存在从t308到t309周期期间(时计的时间操作)运动波形与该定时图所示的波形不匹配的情况。
接着,将描述图13所示的操作实例。在图13中,在从t401到t404周期期间,以及t407之后,发电电压信号SI高到足以令发电检测信号SZ具有高电平,而储存电压则刚好在时刻t405之前变得低于第二电压(VOFF),并在时刻t408之后当充电开始时变得高于第三电压(VON)。在从t401到t404周期期间,信号SZ具有高电平,而在从t402到t403周期期间,充电检测信号SA具有高电平。因此,在从t402到t403周期期间,强制停止控制计数器208不计数。在时刻t405当电压检测控制信号SR变为有效时,检测到储存电压低于第二预先指定的电压(VOFF)。因此,电压检测结果信号SS变为低电平,于是开始对时计操作进行强制停止控制,强制停止控制计数器208复位。然后在时刻t406,检测到振荡停止,而且振荡停止检测信号SQ变为高电平。
在时刻t407,检测到发电,于是发电检测信号SZ变为高电平。结果,充电检测电路202和电压检测电路207开始检测。然后在时刻t408,当检测到充电并且充电检测信号SA变为高电平时,振荡停止检测信号SQ变为低电平。然后在时刻t409,电压检测控制信号SR变为有效(低电平)。若在时刻t409储存电压SC高于第二预先指定的电压(VON),则时计驱动强制停止信号SO变为低电平。因此,解除对时计操作的强制停止控制,并且解除对强制停止控制计数器208的复位。
现将参照图14-21描述以对时计操作进行强制停止控制作为直接目标的电路结构。图14表示时计控制电路203的内部结构的一部分及其周围结构的方框图。以下图中使用与图12所用的相同标记,因此对相同标记不再解释。
图14中所示的时计控制电路203具有石英振荡电路1401、波形整流器和高频分频器电路1403、恒定电压发生器1405、低频分频器电路1406和功能电路1407。外部石英振荡器1402连接到石英振荡电路1401。石英振荡电路1401以由外部石英振荡器1402决定的固定频率产生振荡信号SU。波形整流器和高频分频器电路1403接收信号SU,并对其进行整流和分频,形成具有若干不同频率的信号,然后将其作为分频输出信号SV输出。恒定电压发生器1405利用来自升压和降压电路49的升压和降压后的电压(VSS-VDD)作为电源,并向石英振荡电路1401、波形整流器和高频分频器电路1403等提供恒定的电压源ST,后者低于升压和降压后的电压(VSS-VDD)。低频分频电路1406对分频后的输出信号SU进一步分频,并改变电压,然后将其作为分频输出信号SW输出。功能电路1407利用输出信号SW产生电动机驱动控制信号SE。因此,从电源电压看在时计控制电路203内部有两种不同的电路。其中一种是电源电压驱动电路1408,而另一种是恒定电压驱动电路1404。电源电压驱动电路1408是一种基于由升压和降压电路49提供的电源电压(VSS-VDD)进行操作的电路,并且电路1408包括使用与电动机驱动电路E所用的相同的电源的功能电路1407、低频分频电路1406和恒定电压发生器1405等等。恒定电压驱动电路1404是一种基于由恒定电压发生器1405提供的恒定电压ST而工作的电路,并且电路1404包括石英振荡电路1401、波形整流器和高频分频器电路1403等,其中的这些电路要求低于电动机驱动电路E中的电压而且电压稳定性良好的电压。
在图14中,对目标电路进行强制停止控制,所述目标电路包括石英振荡电路1401、恒定电压发生器1405、功能电路1407和电动机驱动电路E。当电池电压SC降低时,目标电路的操作由时计强制停止信号SO或信号SO和电压检测结果信号SS的组合停止。所述目标电路可以单独使用,或者以与其他电路组合的形式使用,以便执行强制停止控制。可以把不同的信号加在目标电路上,例如,时计驱动强制停止信号SO停止石英振荡电路1401,而电压检测结果信号SS停止升压和降压电路49。以下将描述其操作由时计驱动强制停止信号SO或信号SO和电压检测结果信号SS的组合停止的目标电路的配置。
图15表示图14中石英振荡电路1401的一个实例。电路1401包括振荡反相器1501、相位补偿电容1503和1504、反馈电阻1505和开关元件1502,后者例如是n-沟道场效应晶体管。振荡反相器1501插在石英振荡器1402的输入端和输出端之间。相位补偿电容1503插在GND(VDD)和振荡反相器1501的输入端之间。相位补偿电容1504插在GND(VDD)和振荡反相器1501的输出端之间。反馈电阻1505并联在石英振荡器1402上。开关元件1502插在提供恒定电源输出ST的电线和振荡反相器1501的电源端子之间。双输入NOR门1506是为向开关元件1502的栅极提供栅极通/断控制信号而设置的。NOR门1506接收时计驱动强制停止信号SO作为正逻辑输入,并接收电压检测结果信号SS作为负逻辑输入。因此,当信号SO具有低电平而且信号SS具有高电平时,NOR 1506输出具有高电平的信号。因而,开关元件1502变为导通,于是在石英振荡电路1401中产生振荡,并输出具有预先指定的频率的振荡信号作为石英振荡电路的输出信号SU。当信号SO具有高电平或信号SS具有低电平时,NOR门1506输出具有低电平的信号,因而开关元件1502变为截止,于是振荡停止。
在图15所示的实例中,使用信号SO和SS的组合作为控制开关元件1502通/断的信号。但是,也可以使用其它信号作为这样的信号。例如,可以只用信号SO来控制开关元件1502的通/断。在这种情况下,NOR门1506可以用反相器代替。或者也可以使用p-沟道晶体管代替n-沟道晶体管作为开关元件。在这种情况下,p-沟道晶体管串联在反相器1501的VDD侧的电源端子上,并且栅极端子上接收信号SO,而不改变逻辑。也可以使用传输门作为开关元件1502。对于开关元件1502,最好使用导通态电阻较小、阈值电压VTH较低、DC放大系数尽可能高的元件。
现将参照图16描述石英振荡电路1401a,后者是图15中石英振荡电路1401的一种改型。在电路1401a中,采用p-沟道场效应晶体管的开关元件1602插在GND(VDD)和振荡电路1602的正电源端子之间。另外,采用n-沟道场效应晶体管的开关元件插在提供恒定电压ST的电线和振荡反相器1603的负电源端子之间。此外,采用n-沟道场效应晶体管的开关元件1604插在反相器1601的输出端和电压VDD之间。开关元件1602的栅极端子接收NOR门1506的输出信号,而开关元件1603的栅极端子接收反相器1605的输出信号,该反相器将NOR门1506的输出信号反相。开关元件1604的栅极端子接收反相器1605的输出信号。在这种结构中,可以用与图15中的石英振荡电路1401相同的方法控制石英振荡的通和断。另外,当电源断开时,开关元件1604变为导通,将反相器1601的输出端上拉到GND(VDD)。
在图16中所示的石英振荡电路1401a中,开关元件1602和1603中的每一个都可以用传输门代替,也可以将它们中的一个省略。至于该元件的特性,最好是图15解释中所描述的。也可以在恒定电源输出ST侧而不是电压VDD侧设置开关元件1604,使得该元件将反相器1601的输出端子下拉到ST。还可以用不进行开关操作的微电流源或高阻元件代替开关元件1604。
接着,将参照图17A和17B描述图15中石英振荡电路1401的其他改型。图17A中所示的石英振荡电路1401b不同于图15中所示的在于没有开关元件1502,而振荡反相器1701是具有使能输入端的三态反相器,NOR门1506的输出端直接接入振荡反相器1701的使能输入端。在这种结构中,当时计驱动强制停止信号SO具有低电平而电压检测结果信号SS具有高电平时,振荡反相器1701工作,于是产生振荡。当信号SO具有高电平或信号SS具有低电平时,振荡反相器1701不工作,反相器的输出阻抗非常高,于是振荡停止。顺便指出,如图17B所示,反相器1701可以用双输入NAND 1701代替。在这种情况下,执行与图17A相同的操作。代替反相器1701的不限于NAND逻辑电路,也可以用例如NOR,AND或NOR门。
接着将参照图18描述图14中所示的恒定电压发生器1405的结构。在图18所示的结构中,电路1405包括:差动放大器1804;晶体管1801,1802,1805,1806,1807,1808,1811,1812和1850;电容1809;以及反相器1814。差动放大器1804包括晶体管1840-1846。晶体管1801插在VDD电源线和差动放大器1804之间。晶体管1805插在VSS电源线和差动放大器1804之间。晶体管1802在晶体管1801的栅极和源极之间变成有源负载。晶体管1806在晶体管1805的栅极和源极之间变成有源负载。电容1809连接在差动放大器1804的一个输出端子18a和恒定电压发生器1405的输出端子18b之间。晶体管1807,1808和1812构成电路1405的输出级。晶体管1850插在电源线VDD和输出端子18b之间。OR门1815接收信号SO作为正逻辑信号并接收信号SS作为负逻辑信号。OR门1815的输出信号提供给反相器1814,并提供给晶体管1801和1811的栅极。反相器1814的输出信号提供给晶体管1805和1850的栅极。
当信号SO具有低电平而且信号SS具有高电平时,晶体管1801和1805导通,而晶体管1811和1850截止。因此,差动放大器1804接收电源,而晶体管1811截止,晶体管1810工作,因而产生恒定电源输出电压ST。当信号SO具有高电平或者信号SS具有低电平时,晶体管1801和1805截止,晶体管1850导通,差动放大器1804不接收电源,于是晶体管1811导通,晶体管1810不工作,因而恒定电源输出电压ST停止。
在图18的结构中,晶体管1801和1805分别设置在差动放大器1804的上部和下部,但是可以省略其中一个,或者用传输门代替它们。
接着参照图19描述时计的另一个实例,其中可以控制升压和降压电路49使其停止工作。电路49包括升压和降压开关电路1901和辅助电容49c、N-沟道MOS(金属氧化物半导体)晶体管1902和1904、二极管1903和1905。升压和降压开关电路1901包括几个电容(图1中的49a和49b)和几个开关元件。输出电压加在辅助电容49c上并向电容49c充电。电池48的输出电压VTKN提供给N-沟道MOS晶体管1902的漏极,而晶体管1902的源极连接到升压和降压开关电路1901的输入端。升压和降压开关电路1901的输出端连接到N-沟道MOS晶体管1904的漏极,而电压VSS从晶体管1902的源极输出到辅助电容49c。二极管1903和1905分别是晶体管1902和1904的寄生二极管。晶体管1902和1904的栅极接收NOR门1906的输出信号。NOR门1906接收信号SO作为正逻辑,并接收信号SS作为负逻辑。
在图19的升压和降压电路49中,当时计驱动强制停止信号SO具有低电平而且电压检测结果信号SS具有高电平时,晶体管1902和904处于导通状态,因而升压和降压开关电路1901能够升压和降压。另一方面,当信号SO具有高电平而信号SS具有低电平时,晶体管1902和1904处于截止状态,因而升压和降压电路1901无法升压和降压。因而,辅助电容49c的输出电压VSS降低。顺便指出,控制晶体管1902和904导通和截止的信号不必是信号SO和SS的组合,而只要一个信号SO就行。
接着将参照图20描述时计的另一个实例。在这个实例中,在计时操作处在强制停止控制之下期间,停止提供电动机驱动控制信号SE,以便停止电动机驱动电路E的操作。在图20的结构中,信号SO和信号SS的负逻辑进入NOR门2002。NOR门2002的输出信号和时计控制电路203的输出信号(SE反向)进入双输入AND门2001。AND门2001的输出信号进入电动机驱动电路E。在图20中,电路203的输出信号写作“Se反向”(“Se change”),这指的是信号SE的反向信号。
在图20的结构中,当时计驱动强制停止信号SO具有低电平而且电压检测结果信号SS具有高电平时,AND门2001被使能。因而,信号SE进入电动机驱动电路203。另一方面,当信号SO具有高电平而信号SS具有低电平时,AND门2001被禁止。因而信号SE不提供给电路E。因此,可能停止电动机组D的操作。顺便指出,在图20这个实例中,来自时计控制电路203的信号被控制来停止电动机驱动装置E的工作。但若数字时计用LCD面板来显示时间,则可以例如停止LCD(液晶显示器)面板的显示。
接着将参照图21描述时计的另一个实例。在这个实例中,当时计处在强制停止控制之下时,确定一个或几个外部输入端子状态的控制部分C的一部分操作被停止。图21表示说明时计控制电路203的输入电路的结构的方框图。该输入电路用于外部端子2116和2117(例如,输入复位信号的端子)。在这种情况下,图21所示的电路集成在例如集成电路上,而外部端子2116和2117用来从该集成电路以外接收输入信号。电阻2105和2106以及二极管2104和2107构成与外部端子2116对应的保护电路。电阻2111和2109以及二极管2110和2112构成与外部端子2117对应的保护电路。外部端子2116通过电阻2105和2106连接到NOR门2101的两个输入端子中的一个。外部端子2117通过电阻2111和2109连接到NOR门2101的同一个输入端子。例如采用场效应晶体管的下拉电路2103和2102插在NOR门2101的同一个输入端子和负电源线之间,后者在外部输入信号不确定时用来指定输入端子。
NOR门2101的输出信号输入到时计控制电路203。振荡停止检测信号SQ输入到NOR门2101的两个输入端子中的一个。晶体管2102的栅极连接到NOR门2101输出端子。AND门2114接收信号SQ的反相信号和预先指定的采样时钟CK。AND门2114的输出信号提供给晶体管2103的栅极。
在这个结构下,当时计工作时,信号SQ具有低电平,而利用晶体管2103的下拉电路按照采样时钟CK导通。另一方面,当时计工作停止时,信号SQ变为高电平(振荡停止状态的检测),因而利用晶体管2102和2103的下拉电路截止。因此,当外部端子处于高电平复位状态使时计工作停止时,从电源通过下拉电路到手表控制电路203的电流将不流动。这就有可能在时计工作停止期间减少电路中的电力消耗。这里,外部端子是用来输入复位信号的,在图21中以复位1和2形式示出。
除本实施例外,本发明可以用另外的形式实施。例如,可以用外部充电装置或可拆卸的充电装置代替内部充电装置。另外,可以使用连接到市电上的充电器,把充电器连接到电池上然后充电。还可以用诸如太阳能板等光电转换元件来利用光能。还可以用诸如珀耳贴(Peltier)元件等热电转换元件来利用热能。还可以用诸如压电元件等应力电转换元件来利用应变能。还可以从时计以外利用电磁感应并用它发电。除时计外,本发明可以应用于秒表和其他计时装置。
在上述实施例中,充电检测电路202可以设置在从发电器线圈44到电池48的充电线路以外的其他线路上,并通过直接检测发电器线圈44的输出端子来检测充电状态。但是,可以在充电线上设置一个阻值低的串联电阻来代替,并通过直接用电压降或将其放大后与预定的标准比较来检测充电状态。在这种说明中,电压降是电流引起的。还可能在测定电流值之后通过对检测到的电流值进行平滑操作或积分操作来估计电池的储存电压,并检查是否超过预定的标准的结果和决定充电的存在。
除了电子时计以外,本发明可应用于诸如便携式电话、便携式个人计算机和袖珍计算器等便携式电子设备。在这种情况下,等效于由来自电池的电力驱动的驱动装置是一种控制这些便携式电子设备的功能的控制电路装置。

Claims (25)

1.一种电子时计,它包括
可以充电的电池;
充电部分,用来给电池充电;
时计驱动电路,它利用所述电池内储存的电力进行计时操作;
显示部分,用来显示所述时计驱动电路所计的时间;
电压检测部分,用来检测电池储存电压;
充电检测部分,用来检测所述充电部分进行充电的状态;
控制部分,用来在一段预定的时间内满足所述电压检测部分检测到的所述储存电压低于比所述时计驱动电路的操作停止电压高的第一预定电压这个第一条件和所述充电检测部分的检测结果表示所述电池没有充电这个第二条件时对所述时计驱动电路的操作执行强制停止,以便减少或停止所述时计驱动电路的电力消耗,并用来在所述电压检测部分或所述充电检测部分的检测结果满足预定的操作恢复条件时,解除对所述计时操作的所述强制停止。
2.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:在满足所述第一和第二条件一段预定时间之前,当所述电压检测部分检测到的所述储存电压低于比所述时计驱动电路的所述操作停止电压高并比所述第一预定电压低的第二预定电压时,所述控制部分对所述时计驱动电路的操作执行强制停止。
3.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:所述时计驱动电路包括石英振荡电路,并利用所述石英振荡电路的振荡执行所述计时操作,以及
所述控制部分通过停止所述石英振荡电路的振荡,或者通过停止所述石英振荡电路向跟在所述石英振荡电路之后的后续电路提供输出信号,对所述时计驱动电路的所述计时操作执行所述强制停止。
4.按照权利要求3的电子时计,其特征在于:所述控制部分通过停止所述石英振荡电路的电源供应,造成所述石英振荡电路的振荡停止或者通过停止所述石英振荡电路向跟在所述石英振荡电路之后的后续电路提供输出信号,对所述时计驱动电路的所述计时操作执行所述强制停止。
5.按照权利要求3的电子时计,其特征在于:所述控制部分通过指定所述石英振荡电路中某些电路的输入电平或输出电平,造成所述石英振荡电路的振荡停止或者通过停止所述石英振荡电路向跟在所述石英振荡电路之后的后续电路提供输出信号,对所述时计驱动电路的所述操作执行所述强制停止。
6.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
所述时计驱动电路包括恒定电压发生器,并且利用来自所述恒定电压发生器的输出电压执行计时操作,以及
所述控制部分通过停止所述恒定电压发生器产生所述恒定电压,造成用所述恒定电压驱动的恒定电压驱动电路停止工作,对所述时计驱动电路的所述操作执行所述强制停止。
7.按照权利要求6的电子时计,其特征在于:
用所述恒定电压发生器产生的所述恒定电压驱动的所述恒定电压驱动电路是石英振荡电路。
8.按照权利要求6的电子时计,其特征在于:
用所述恒定电压发生器产生的所述恒定电压驱动的所述恒定电压驱动电路是对所述石英振荡电路的输出信号进行分频的分频电路。
9.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
所述时计还包括升压和降压部分,用来对所述电池的所述储存电压进行升压、降压或升压和降压,以及
所述控制部分通过停止所述升压和降压部分的操作,造成对所述时计驱动电路中由所述升压和降压部分的所述输出电压驱动的电源电压驱动电路的电源供应的停止,或者通过把所述升压和降压电路的所述输出电压降低到所述电源电压驱动电路的驱动停止电压以下,造成电源驱动电路的停止,对所述时计驱动电路的操作执行强制停止。
10.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
所述控制部分不是对所述时计驱动电路的操作执行强制停止,而是停止所述显示部分的操作;或者除对所述时计驱动电路的操作执行强制停止之外,还停止显示电路的操作。
11.按照权利要求10的电子时计,其特征在于:
所述显示部分包括步进马达。
12.按照权利要求10的电子时计,其特征在于:
所述显示部分包括液晶显示面板。
13.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
当对所述时计驱动电路的操作执行所述强制停止时,所述控制部分停止确定所述时计驱动电路的一个或多个外部输入端子状态的电路的操作。
14.按照权利要求13的电子时计,其特征在于:
所述一个外部输入端子是用来接收对所述时计驱动电路进行复位操作的信号的复位端子。
15.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
在测量所述充电部分的非充电状态期间一段预定的时间周期内,在所述电压检测部分检测到的所述储存电压低于所述第一预定电压、所述充电检测部分检测到所述充电部分的充电状态的情况下,所述控制部分在所述检测过程中中断所述非充电状态的时间测量。
16.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
所述控制部分解除对所述时计驱动电路的所述操作执行的所述强制停止的操作恢复条件是:所述充电检测部分检测到所述充电部分的充电。
17.按照权利要求16的电子时计,其特征在于:
所述充电检测部分检测是否对所述电池充电的依据是检测所述充电部分产生的充电电流是否超过预定的电流电平。
18.按照权利要求16的电子时计,其特征在于:
所述充电检测部分检测是否对所述电池充电的依据是通过对所述充电部分产生的充电电流进行预定的处理而获得的估计电池电压是否超过预定的数值。
19.按照权利要求16的电子时计,其特征在于:
所述充电部分包括发电器,以及
所述充电检测部分检测是否对所述电池充电的依据是所述发电器输出端子的电压和为所述电池预先规定的基准电压之间的比较结果。
20.按照权利要求16的电子时计,其特征在于:
所述充电检测部分的检测是通过不同于从所述充电部分到所述电池的所述充电途径的途径进行的。
21.按照权利要求16的电子时计,其特征在于:
所述控制部分解除对所述时计驱动电路的所述操作执行的所述强制停止的操作恢复条件还包括所述电池的所述储存电压超过比所述时计驱动电路的所述操作停止电压高而且比所述第一预定电压低的第二预定电压这个条件作为必要条件。
22.按照权利要求16的电子时计,其特征在于:
在满足所述第一和第二条件之前,当所述电压检测部分所检测到的储存电压变得低于比所述时计驱动电路的所述操作停止电压高而且比所述第一预定电压低的第二预定电压时,所述控制部分对所述时计驱动电路的所述操作执行所述强制停止,以及
所述控制部分解除对所述时计驱动电路的所述操作执行的所述强制停止的操作恢复条件还包括所述电池的所述储存电压超过比所述第二预定电压高而且比所述第一预定电压低的第三预定电压这个条件作为必要条件。
23.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
所述充电部分包括发电器,
包括用来检测所述发电器发电存在的发电检测部分,
在满足所述第一和第二条件之前,当所述电压检测部分所检测的所述储存电压低于比所述时计驱动电路的所述操作停止电压高而且比所述第一预定电压低的第二预定电压时,所述控制装置对所述时计驱动电路执行所述强制停止,以及
所述控制部分解除对所述时计驱动电路的所述操作执行的所述强制停止的操作恢复条件还包括所述电池的储存电压超过比所述第二预定电压高而且比所述第一预定电压低的第三预定电压,而且所述发电检测部分检测到发电这个条件作为必要条件。
24.按照权利要求1的电子时计,其特征在于:
所述充电部分包括发电器,后者使用旋转机构、光电转换元件、热电转换元件或应力电转换元件,并以所述发电器产生的电力向所述电池充电。
25.一种控制电子时计用的方法,其特征在于:所述电子时计包括:
可以充电的电池;
充电部分,用来给电池充电;
时计驱动电路,它利用所述电池内储存的电力进行计时操作;
显示部分,用来显示所述时计驱动电路所计的时间;
电压检测部分,用来检测所述电池的储存电压;和
充电检测部分,用来检测所述充电部分进行充电的状态,
所述方法包括以下步骤:
当在一段预定的时间内满足所述电压检测部分检测到的所述储存电压低于比所述时计驱动电路的操作停止电压高的第一预定电压这个第一条件和所述充电检测部分的检测结果表示所述电池没有被充电这个第二条件时,对所述时计驱动电路的操作执行强制停止,以便减少或停止所述时计驱动电路的电力消耗;并
在所述电压检测部分或所述充电检测部分的所述检测结果满足预定的操作恢复条件时,解除对所述计时操作的所述强制停止。
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