JP2765576B2 - Electronic clock - Google Patents

Electronic clock

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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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energy
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric
The present invention relates to a configuration of a power supply unit in an electronic timepiece using 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.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A conventional electronic timepiece using electric energy as an energy source, such as a quartz timepiece, uses a power supply having a flat discharge characteristic such as a silver battery in a power supply unit. This
Ri, I had the energy of the power to take full advantage.

【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。
[0003] However, silver batteries are expensive, and the batteries themselves are expensive.
The drawback was that the product had a long life .

【0004】これらの解決策として近年、価格的には
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。
[0004] In recent years, alkaline manganese batteries and the like have been used as a solution to these problems , and a solar battery is used as a power source in terms of the life of the battery itself.
Watches using high-capacity capacitors as secondary batteries have also been proposed.

【0005】[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
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
きな問題となっていた。
In 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 watch is stopped. It cannot be said that there is. or,
In the case of using a high-capacity capacitor as a secondary battery, the duration of time until the clock stops is naturally determined by the discharge characteristics of the capacitor, which is a major problem for practical use. Was.

【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。
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】[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。
[Means for Solving the Problems ] To solve the above-mentioned problems.
Therefore, the present invention is based on externally applied energy.
Electronic timepiece with a built-in power generation means
The first battery charged by the power generation means via the rectification means.
Capacitor from the first condenser
And a second capacitor for charging the second capacitor.
A clock circuit that uses the terminal voltage of the sensor as a power supply voltage;
Detection for detecting the terminal voltage of the first or second capacitor
Means and energy stored in the first capacitor
And based on the detection voltage of the detection means.
The terminal voltage of the second capacitor exceeds a certain voltage.
And a boosting means for controlling the pressure within a range that does not exist.
Is the difference between the first capacitor and the boosting capacitor.
Switching connection repeatedly at a predetermined clock timing
Charging the second capacitor by
It is characterized by. According to the present invention, provided from outside
A second power generator with built-in power generation means for generating power based on energy
There is a clock circuit that uses the terminal voltage of the capacitor as the power supply voltage.
In electronic timepieces, the first condenser is
More charged through the rectifying means, the second capacitor
Energy is charged from the condenser 1 and the detecting means
Detects the terminal voltage of the first or second capacitor,
The boosting means includes a first capacitor and a boosting capacitor.
Connection is repeatedly switched at a predetermined clock timing
By charging the second capacitor
Boosts the energy charged in the first capacitor
And the second capacitor based on the detection voltage of the detection means.
The control is performed so that the terminal voltage of the sensor does not exceed a certain voltage.

【0008】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings according to an embodiment.

【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。
In this embodiment, a solar power generation mechanism is used.
This is a timepiece that uses an electric double layer capacitor that is a high-capacity capacitor as a secondary battery using batteries .

【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。
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.
You. In FIG. 3, power generation by the solar battery 1
The power is charged to the electric double layer capacitor 12 and
When charged up, the limiter switch 13 closes and
The charging of the capacitor 12 is stopped. Clock body 14 is a saw
The battery 11 or the condenser 12 operates 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.

【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
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
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。
The discharge characteristics of the capacitor 12 after the solar battery 11 is no longer exposed to light when the capacitor 12 is fully charged are shown by the solid line V SS2 and the broken line in FIG.
V SS ' 1 . The vertical axis is the voltage of the condenser 12,
The horizontal axis is time. Condenser in this embodiment
Has a rated voltage of 1.8V. In addition , the clock stop operation
The pressure is 0.9V. At this time , the operation of the watch is
It will stop at t 2 hours after no light hits Lee .

【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
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。
[0012] Figure 2 is a block diagram of one embodiment according to the present invention, light is irradiated occurs solar battery 1
The electric power is transferred to the electric double layer through the backflow prevention diode 3.
The capacitor 4 is charged. At this time, the solar battery
When the generated electromotive voltage ( VSS1 ) of -1 exceeds the rated voltage,
The miter circuit 2 works to stop charging the capacitor 4.
For example, the rated voltage is the rated voltage of the capacitor 4.
Ri, the limiter circuit is composed of a constant voltage diode, FIG.
Between mid-V DD -V SS1 is energized When equal to or greater than the rated voltage charging
Current bypass or switch between V DD and V SS1
And has a configuration to bypass the charging current by detecting a reference voltage .

【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 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。
The electric power charged in the condenser 4 is multi-stage.
Optimum boosting is performed by boosting charging circuit 5 and 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 V SS 1 of the capacitor 4, a control circuit 8 for causing the boost charging circuit to perform optimal boost charging based on the voltage detection output, and a clock circuit 9. I have.

【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
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。
[0014] The next operation of the present embodiment, with reference to FIG. 1
This will be described in detail. Here, the broken line in FIG.
Shows the absolute value of the voltage V SS ' 1 of the capacitor 4 and the solid line
Indicates the absolute value of the voltage V SS2 of the capacitor 6 . Conde
After the sensor 4 is fully charged , the solar battery 1
Explain when you are no longer hit. Electricity of condenser 4
When the voltage | V SS ' 1 | is equal to or higher than 1.2 V , the capacitor 4 and the capacitor 6 have the same voltage as the booster charging circuit 5.
Works.

【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
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。
The voltage | V SS ' 1 | of the capacitor 4 is equal to 1.2.
When the voltage is between V and 0.8 V, the voltage is doubled by the boosting charging circuit 5
To charge the capacitor 6. In the section of Figure 1t 1 ~t 3
is there. Therefore, the voltage of the capacitor 6 at this time | VSS2
| It is a 1.8V~1.2V. Voltage of condenser 4
When | V SS ' 1 | is 0.8V to 0.6V, the boost charging circuit 5
Is boosted to twice Ri good is charged in the condenser 6. FIG.
In a period of t 3 ~t 4. The condenser at this time
6 of the voltage | V SS2 | becomes 1.6V~1.2V. Conde
Voltage of Nsa 4 | V SS '1 | When there is less than or equal to 0.6V, the step-up charge
Charge the capacitor 6 by boosting it three times by the electric circuit 5
You. A t 4 later in FIG. 1.

【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| 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。
[0016] As explained above, the boost charging means according to the present embodiment, the voltage of the capacitor 6 as the actual power of the timepiece | V SS2 | the operation stop voltage 0.9V or more
The clock operable time is shown in FIG.
It is extended from t 2 hours to t 5 hours Te. Also, conden
Speaking of the voltage of the circuit 4, it was between 0.9V and 1.8V
Although it could not be used, according to the present embodiment, 0.3 V
To 1.8V, and the energy stored in the condenser 4
We use energy effectively .

【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。
[0017] Next, the multi-stage step-up charging circuit in the present embodiment
6, specific embodiments of the voltage detection circuit 7 and the control circuit 8 will be described.

【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 SS ' 1 とV SS2 を同電位にするためには、T r3
r4 ONさせ、他はOFFにすれば良い。
FIG . 4 shows a basic form of the multi-stage boost charging circuit 6.
FIG. 5 specifically shows the operation.
(A) is a step-up operation, and (B) is a charging operation. FIG. 4, FIG.
The condensers 4 and 6 of FIG. 5 are those of FIG.
The circuits 21 and 22 are auxiliary capacitors for boosting. Ma
And, T r1 through T r7 in FIG. 4 is a FET, and performs a boosting
Plays the role of a switch. In FIG.
Not performed, the V SS '1 and V SS2 to the same potential, and T r3
The T r4 is ON, the other may be set to OFF.

【0019】 この状態を示したのが図5(A)であり、
図1の 0 〜t 1 における動作である。また、t 1 〜t 3
おいて1.5倍昇圧充電を行なうためには 昇圧時T r1
r3 、T r6 をONし他をOFF、充電時T r2 、T r4 、T
r5 、T r7 ONし他をOFFする。
[0019] shows this state is FIG. 5 (A), the
Is an operation in t 0 ~t 1 in Figure 1. In addition, the t 1 ~t 3
In order to perform the 1.5-time boost charging , the voltage T r1 at the time of boosting ,
T r3, T r6 ON and OFF the others, charging time T r2, T r4, T
Turn on r5 and Tr7 and turn off others.

【0020】 同様に 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 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。
[0020] carried out in the same manner as in t 3, t 4 at 2-fold step-up charge
In order, the other is ON the boosting time T r1, T r3, T r5 , T r7
OFF , when charging, the same operation as when charging at 1.5 times boosting
Rows that have, in order to further carry out the t 4 ~t 5 o'clock triple boosting is
At the time of boosting, the same operation as during boosting at the time of double boost charging is performed.
There, turning OFF the other ON the T r2, T r4, T r6 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.

【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 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。
The above-described multi-stage assembling specifically realized by an electronic circuit
One embodiment of the pressure charging circuit 5 is shown in FIG. Figure 6
Condenser 4,6,21,22 Te and the FET-T r1 ~T
r7 is the same as in FIG. Where T r5 , T r6 , T
r7 is a P-channel FET because the current flows in both directions
And an N-channel FET. Also, φ CL
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. Follow
Thus, the circuit repeats boost charging in accordance with the cycle of φ CL .

【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 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。
AmpN , Amp1.5, Amp2, Amp
Reference numeral 3 denotes a signal indicating a boosting factor.
No boost, 1.5 times boost, 2 times boost, 3 times boost ,
The signal is formed by the control circuit 8. Also, 61 to 64
A known logic gates, T r1 by these gates
The ON and OFF timings of the FETs up to Tr7 are generated , and the operation described with reference to FIGS. 4 and 5 is performed.

【0023】[0023] 次にnext , 図7に電圧検出回路7の具体例を示FIG. 7 shows a specific example of the voltage detection circuit 7.
す。SP'はサンプリング信号であり「H」のとき回路You. SP 'is a sampling signal and a circuit when "H"
が作動し、「L」のとき電流を消費しないように回路状Operates, and when "L", the circuit
態を固定する。破線内は公知の定電圧回路でありFix the state. The inside of the broken line is a known constant voltage circuit. , そのThat
出力電圧をVOutput voltage is V REGREG と表している。またRIt is expressed as Also R 11 、R, R 2Two は抵抗でIs a resistance
あり、|VYes, | V SSSS '' 11 |の最大電圧の1.8Vをもって、With the maximum voltage of 1.8 V

【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。
(Equation 1) Is set to satisfy. r 1 , r 2 , r 3 , R
Are also resistors, and | V SS ' 1 | is 0.6 V,
The potential of the | V M | tap at 1.8 V and 1.2 V is set to be the same.

【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( 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。
[0024] The three-tap potentials, one by transmission gates 71 is selected (V REGT), con
It is compared with the V M in separator 72. Comparator 72
, Rather than tap the potential V M is selected if a low potential
"H" is output, and when the opposite is true and SP 'is "L"
It is configured to output the "L", the output Co
mp is sent to the control circuit 8.

【0025】 1.5 、T 2 、T 3 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。
[0025] T 1.5, T 2, T 3, the transmission gate
A signal for selecting a signal, which is formed by the control circuit 8 and is "H".
The transmission gate to ON. Configuration above
By comparing V M and V REGT , the result (Comp)
And the transmission selection signals (T 1.5 , T 2 , T 3 )
V SS '1 in state becomes possible to determine whether to present in any of the t 0 ~t 5 of FIG. This determination is made by a control circuit 8 described later.
Perform at

【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
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。
FIG. 8 shows a specific example of the control circuit 8, and FIG.
Is a timing chart. Timing chart
Is doubled from the 1.5x boost control state on the left side of the wavy line
A transition to the 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. 8, 91, 9
Reference numeral 4 denotes a D-type flip-flop for latching data at the falling edge of CL, reference numeral 92 denotes a master latch which holds data when the CL is "L", reference numeral 93 denotes a 2-bit binary counter, and others are known gates.

【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
「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 3
「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
3 、T 2 1.5 が選択されていく。
Here, on the left side of the wavy line of the timing chart,
Next, the operation of this control circuit will be described. First , sample
The state before the switching pulse SP becomes “H” is the boost ratio.
1.5, the transmission gate selection signal is T 1.5
"H", and the state of each
Is stored in the binary counter 93. Now, simultaneously with the output of the sampling pulse SP, Reset
A signal is issued and the binary counter 93 is reset, and T 3
Returns to the initial state in which is set to “H”. Thereafter, until the comparator output Comp becomes “L” due to the CP pulse,
T 3 , T 2 , and T 1.5 are selected.

【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
4 の間)、図7の説明から分かるように 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 2
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。
Now, the voltage of the large-capacity capacitor 4 | V SS ' 1 |
There will have to allow between 0.6V~0.8V (t 3 in FIG. 1
t during 4), as can be seen from the description of Figure 7, T 2 is "H"
When the potential of V M and V REGT are reversed, Comp becomes
It becomes "L". Therefore , this determines the range of V SS ' 1
it can. Because the detected voltage of T 3 is 0.6V, the T 2
Since the detection voltage is 0.8V, the comparator
If the output is inverted , | V SS ' 1 | becomes 0.6V to 0.8V
It can be specified that Also, | V SS ' 1 |
When the voltage is 1.2 V or more, T 1.5 is “H” and Comp is also
It remains at "H". When Comp becomes "L", subsequent CP pulses are prohibited, and the state of the transmission gate selection signal is stored in the binary counter 93.

【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。
When | V SS ' 1 | is 1.2 V or more
Is that T1.5 is "H" and Comp remains "H"
You. Therefore, when the CP pulse ends, the binary
Depending on the contents of the counter and the output of Comp , how many times the voltage should be boosted can be determined. 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.

【0030】 以上述べた様に本実施の形態によれば
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。
[0030] According to the present embodiment as described above, when
T 5 hours t 2 hours 1 uptime in total or
Stretched out. In terms of the voltage of the capacitor 4,
The one that could only be used between 0.9V and 1.8V
According to the embodiment can use from 0.3V to 1.8V, con
It is clear that the energy stored in Denser 4 is being used effectively.

【0031】又[0031] , 本実施の形態では昇圧部図2におけるIn the present embodiment, the booster in FIG.
5において1.5倍、2.0倍、3.0倍の3種類の昇圧5, 1.5 times, 2.0 times, and 3.0 times booster
手段を有し、それを電圧検出部12による電気信号によMeans, which is connected to an electric signal by the voltage detection unit 12.
り切換えて使っているが、本発明はこの3種に限定されThe present invention is limited to these three types.
るものではなく、1種類でも又多種類用意してもよく又Not only one kind but also many kinds
倍率もさまざま考えられる。Various magnifications are also conceivable.

【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。
In this embodiment, the voltage is detected by a capacitor.
-4 voltage is detected (1.8 , 1.2 , 0.8 , 0.8).
6V) detects the voltage of the capacitor 6 (1.8V,
1.2V) to determine the boost state compared to the contents of the booster 5
A method of course is also possible. This method requires less detection voltage.
There is a merit that there is no need. The power generation unit 1 is a saw.
Anything can be used as long as it generates electricity , not just a battery . 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.

【0033】 尚、図1で 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。
In FIG. 1, the clock stops when V SS '1 is between 0.3 V and 0 V , 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 light is irradiated on the solar cell, current flows only into the charging circuit and the oscillation circuit oscillates immediately .
Can not Rukoto, as a result, the step-up circuit and clock is required because it does not operate. 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.

【0034】 具体的な例を図10の例を用いて説明す
る。
A specific example will be described with reference to the example of FIG.

【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。
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.

【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。
The power supply control will be described below with reference to FIG.
You. First, the secondary battery 103 (condenser) is in a low voltage state
(0.3 V or less).

【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
がOFFとなる。
Assuming that 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 are turned on.
5 becomes OFF.

【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。
[0038] Therefore, the power supply of the oscillation circuit 108 120
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, the boost clock required for boost
124 is generated, and the booster circuit 119
, And a high voltage is generated in the boost power supply 121.

【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。
On the other hand, since the transmission gate 114 is turned OFF and the transmission gates 115 and 105 are turned ON by the start of oscillation, the clock circuit 10
In the second power supply system, the solar battery 101 charges the secondary battery 103
Then , the clock circuit 102 operates by the high voltage obtained by boosting the secondary battery 103 . That is, even if the voltage of the secondary battery is low, the watch operates immediately.

【0040】[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。
As described above , according to the present invention,
Power generators that generate electricity based on energy provided from outside
The terminal voltage of the second capacitor is set as the power supply voltage
In an electronic timepiece having a clock circuit,
The sensor is charged by the power generation means through the rectification means,
Energy from condenser 2 and condenser 1
Is charged, and the detecting means is connected to the first or second capacitor.
The terminal voltage is detected, and the boosting means boosts the voltage with the first capacitor.
The connection with the capacitor for the voltage
To the second capacitor by repeatedly switching
Charging the first capacitor by charging
Energy, and based on the detection voltage of the detection means.
And the terminal voltage of the second capacitor does not exceed a certain voltage.
Wait for non-flat discharge characteristics
Even if a power supply is used, the electric energy of the power supply is sufficient
Can be used. That is, its electrical et an electronic timepiece having a power supply with a large discharge characteristics of the variation of the voltage
Energy loss can be minimized, in other words, electrical energy can be used very effectively . This
For example, by using a capacitor as a power source for a watch with a solar battery that does not require battery replacement, it is possible to dramatically extend the duration thereof. In addition, alkaline manganese batteries and lithium batteries
Such a battery of Umm battery can be utilized also energy loss is also reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
[1] Effect illustration by discharge electric characteristics and the present invention of a capacitor.

【図2】 本発明による一実施の形態のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment according to the present invention.

【図3】 従来例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a conventional example.

【図4】 多段昇圧回路の基本形を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a basic form of a multi-stage booster circuit.

【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。
FIGS. 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.

【図6】 電子回路としての実施の形態を示す図。FIG. 6 illustrates an embodiment as an electronic circuit.

【図7】 電圧検出回路の具体例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a specific example of a voltage detection circuit.

【図8】 制御回路の具体例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a specific example of a control circuit.

【図9】 制御回路のタイミングチャート。FIG. 9 is a timing chart of a control circuit.

【図10】 本発明の応用例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing an application example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 solar battery 2 Limiter circuit 4 Condenser 5 boost means 9 Clock body

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。
(57) [Claims] A generator that generates electricity based on externally provided energy
An electronic timepiece having a built-in power supply means , wherein the first timepiece is charged by the power generation means via a rectification means.
A capacitor and a second capacitor charged with energy from the first capacitor.
When the terminal voltage of the second capacitor and the terminal voltage of the second capacitor are used as the power supply voltage
And a terminal circuit for detecting a terminal voltage of the first or second capacitor.
Detecting means, and boosting the energy charged in the first capacitor.
And based on the detection voltage of the detection means,
Range where the terminal voltage of capacitor 2 does not exceed a certain voltage
And a step-up means for controlling the connection between the first condenser and the step-up condenser.
Switching repeatedly at a predetermined clock timing
That the second capacitor is charged.
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