JP2940546B2 - Electronic clock with generator - Google Patents

Electronic clock with generator

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JP2940546B2
JP2940546B2 JP10151424A JP15142498A JP2940546B2 JP 2940546 B2 JP2940546 B2 JP 2940546B2 JP 10151424 A JP10151424 A JP 10151424A JP 15142498 A JP15142498 A JP 15142498A JP 2940546 B2 JP2940546 B2 JP 2940546B2
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voltage
generator
vss
boosting
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求 早川
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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】この発明は、電磁誘導により
コイルに交流起電力を発生させうる交流発電装置を有
し、発電電力を2次電源に充電して、2次電源の出力に
より時計回路を作動する時計の具体的回路構成に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has an AC power generator capable of generating an AC electromotive force in a coil by electromagnetic induction, charging the generated power to a secondary power supply, and forming a clock circuit by the output of the secondary power supply. The present invention relates to a specific circuit configuration of an operating timepiece.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から電池を用いた腕時計にあって
は、電池寿命を長くすることが大きな課題であった。し
かし小型な腕時計に用いられる電池の大きさには自ずと
限界があった。これらを解決するための1つの手段とし
て実現されているのが、米国特許4653931号に示
されるように太陽電池を文字板上等表示面に設け、太陽
電池によって二次電池あるは充電用コンデンサを充電
し、該二次電池あるいはコンデンサの出力によって時計
回路を駆動する電子腕時計である。しかしこの構成では
黒色もしくは青色の太陽電池が文字板上に配置されるた
めデザイン的な限定を与えることになり、デザインを売
りものとする電子時計として好ましいものではなかっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a wristwatch using a battery, it has been a major problem to extend the battery life. However, the size of batteries used in small wristwatches was naturally limited. As one means for solving these problems, as shown in US Pat. No. 4,653,931, a solar cell is provided on a display surface such as a dial, and a secondary battery or a charging capacitor is formed by the solar cell. It is an electronic wristwatch that charges and drives a clock circuit by the output of the secondary battery or capacitor. However, in this configuration, a black or blue solar cell is arranged on the dial, which gives a design limitation, and is not preferable as an electronic timepiece whose design is sold.

【0003】更に他の手段として時計内に交流発電機を
設け、その発電電力によって時計回路を駆動する方式も
あった。この交流起電力の場合、整流回路が必要とな
り、ダイオート゛ブリッジによる全波整流回路での整流電
力を2次電源に充電することも知られている。しかしそ
の場合、2次電源に充電し過ぎると2次電源を損傷する
ことになる等により、2次電源の過充電防止回路が設け
られているが、その過充電防止回路は、特開昭52―8
0871号公報に開示されているように整流回路と2次
電源(二次電池)との間に接続されている。特開昭52
―80871号公報の過充電防止回路9は第2図に示さ
れている。この過充電防止回路9は、二次電池8の電圧
を常時検出しており、第2図の電圧検出用のトランジス
タには二次電池8からの電流が常時流れ、いわば常時放
電している。従って、二次電池8が満充電に達すること
は困難であると共に、非発電時には、二次電池8からの
放電により二次電池8の電圧の低下が継続して行くの
で、時計回路の駆動が早く停止するか、その駆動が不安
定になるという問題点を有している。
[0003] As another means, there has been a system in which an AC generator is provided in a timepiece and a clock circuit is driven by the generated power. In the case of this AC electromotive force, a rectifier circuit is required, and it is known that the secondary power supply is charged with the rectified power of the full-wave rectifier circuit using a die-to-bridge. However, in such a case, an overcharge prevention circuit for the secondary power supply is provided because the secondary power supply may be damaged if the secondary power supply is overcharged. -8
It is connected between a rectifier circuit and a secondary power supply (secondary battery) as disclosed in JP 0871. JP 52
FIG. 2 shows an overcharge prevention circuit 9 of Japanese Patent Publication No. 80871. The overcharge prevention circuit 9 constantly detects the voltage of the secondary battery 8, and the current from the secondary battery 8 always flows through the voltage detecting transistor in FIG. 2, that is, constantly discharges. Therefore, it is difficult for the rechargeable battery 8 to reach full charge, and at the time of non-power generation, the voltage of the rechargeable battery 8 continues to decrease due to discharge from the rechargeable battery 8, so that the driving of the clock circuit is not performed. It has a problem that it stops early or its drive becomes unstable.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、全波
整流回路と2次電源の過充電防止回路とを有したこの種
の電子時計において、上記の問題点を解決するもので、
二次電源への充電効率を高め、小型で安価な発電機付電
子時計を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems in an electronic timepiece of this type having a full-wave rectifier circuit and an overcharge prevention circuit for a secondary power supply.
Provided is a small and inexpensive electronic timepiece with a generator that improves charging efficiency to a secondary power supply.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の発電装置付電子
時計は、少なくともロータ、ステータ、前記ロータの回
転に応じた誘起交流電力を発生するコイル、前記ロータ
を回転せしめる機構を具備し機械エネルギーを電気エネ
ルギーに変換する発電機、前記コイルに誘起した交流起
電力を整流する整流回路、前記整流回路により整流され
た電力を蓄える充電可能な2次電源、前記2次電源の過
充電を防止する過充電防止回路を有する発電装置付電子
時計において、前記整流回路は4つの整流素子がブリッ
ジ連結されて構成されて前記発電機と前記2次電源との
間に接続され、前記過充電防止回路は前記発電機と前記
整流回路との間に接続され、且つ前記発電機を構成して
いるコイルに並列接続されてなることを特徴とする。
An electronic timepiece with a power generator according to the present invention comprises at least a rotor, a stator, a coil for generating induced AC power in accordance with the rotation of the rotor, and a mechanism for rotating the rotor. A generator for converting electric power into electric energy, a rectifier circuit for rectifying the AC electromotive force induced in the coil, a chargeable secondary power supply for storing the power rectified by the rectifier circuit, and preventing overcharge of the secondary power supply. In an electronic timepiece with a power generation device having an overcharge prevention circuit, the rectification circuit is configured by bridge-connecting four rectification elements and is connected between the generator and the secondary power supply. It is connected between the generator and the rectifier circuit, and is connected in parallel to a coil constituting the generator.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明をより詳細に記述するため
に、以下図面に従ってこれを説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to describe the present invention in more detail, it will be described below with reference to the drawings.

【0007】図1は本発明に類似した発電装置付電子腕
時計の全体回路図である。まず、この全体回路図を説明
する。1は発電コイルで発電機による交流誘起電圧がコ
イル両端に発生することになる。2は整流ダイオードで
交流誘起電圧を半波整流していて、整流した電力を高容
量キャパシター3に充電している。4はキャパシター3
の過充電防止用のリミッターTr で、キャパシター3の
電圧VSC(以後、キャパシター3の電圧値をVSCと定義
する。)が所定の電圧VLim に達した時にオン状態とな
り発電コイル1に発生する電力をバイパスさせるために
ある。リミッター設定電圧VLim は、回路系で必要とす
る電圧の最大値以上であり、キャパシター3の定格電圧
以内の範囲に入るように設定されている。5は逆流防止
ダイオードで、後述するが、逆電流による電磁ブレーキ
増大のための発電効率の減少を防止している。7は多段
昇圧回路で、昇圧コンデンサー8,9、キャパシター
3、補助コンデンサー10の接続状態を切り換えること
により、キャパシター3の電荷を補助コンデンサー10
に転送することにより昇圧を実現している。また、多段
昇圧回路7は3倍、2倍、1.5倍、1倍の4種類の昇
圧倍率を切換可能で、昇圧された電圧は補助コンデンサ
ー10に充電される。この補助コンデンサー10の電圧
VSS(以後、補助コンデンサー10の電圧値をVSSと定
義する。)により回路は動作する。この様な多段昇圧回
路7を採用することにより、回路系の動作電圧値を最適
化している。11は補助コンデンサ一10の電圧を検出
するVSS検出回路で、リファレンス電圧には、 Vup<Vdown なる関係を持つ、VupとVdownの2値があり、VSSがV
downを越えたなら、昇圧倍率を下げ、VSSがVupを下ま
わったなら、昇圧倍率を上げる様に、多段昇圧回路7に
検出結果を出力している。12は時計回路であり、32
768HZ の原振を持つ水晶振動子13を駆動する発振
回路、分周回路、モータ一用コイル14を駆動するモー
ター駆動回路を含んでいて、電圧VSSで動作している。
モーター用コイル14は指針回転用のステッピングモー
ターを駆動するためのものである。15のショート用T
r と、16の直列抵抗とで即スタート回路を構成してお
り、VSCが所定の電圧VONより低い時は、即タート動作
となる様になっているが、詳細は後述する。VSCが前述
のVLim ,VONになったことを検出するのは、VSC検出
図路6である。前述のVup,Vdownとの上下関係は、 VON<Vup<Vdown<VLim の様になっている。以上、回路の概略説明を行ってきた
が、以後は、各部の詳細な動作説明とその効果を記述す
る。
FIG. 1 is an overall circuit diagram of an electronic wristwatch with a power generator similar to the present invention. First, the overall circuit diagram will be described. Reference numeral 1 denotes a power generating coil, which generates an AC induced voltage generated by the generator at both ends of the coil. Reference numeral 2 denotes a rectifier diode for half-wave rectification of the AC induced voltage, and charges the rectified power to the high-capacity capacitor 3. 4 is a capacitor 3
Is turned on when the voltage VSC of the capacitor 3 (hereinafter, the voltage value of the capacitor 3 is defined as VSC) reaches a predetermined voltage VLim, and the power generated in the power generation coil 1 is reduced. There is to bypass. The limiter setting voltage VLim is set so as to be equal to or higher than the maximum value of the voltage required in the circuit system and within the range of the rated voltage of the capacitor 3. Reference numeral 5 denotes a backflow prevention diode, which prevents a decrease in power generation efficiency due to an increase in the electromagnetic brake due to a reverse current, as will be described later. Reference numeral 7 denotes a multi-stage booster circuit, which switches the connection state of the booster capacitors 8 and 9, the capacitor 3, and the auxiliary capacitor 10 to change the electric charge of the capacitor 3 to the auxiliary capacitor 10.
To boost the voltage. Further, the multi-stage booster circuit 7 can switch between four types of boosting ratios of 3, 2, 1.5, and 1 and the boosted voltage is charged in the auxiliary capacitor 10. The circuit operates by the voltage VSS of the auxiliary capacitor 10 (hereinafter, the voltage value of the auxiliary capacitor 10 is defined as VSS). By employing such a multi-stage booster circuit 7, the operating voltage value of the circuit system is optimized. 11 is a VSS detection circuit for detecting the voltage of the auxiliary capacitor one 10, the reference voltage, with Vup <Vdown the relationship, there are two values Vu p and V down, VSS is V
The detection result is output to the multi-stage booster circuit 7 so that the boosting ratio is reduced when the voltage exceeds down, and the boosting ratio is increased when VSS falls below Vup. 12 is a clock circuit, 32
It includes an oscillation circuit for driving the crystal resonator 13 having an original oscillation of 768 Hz, a frequency dividing circuit, and a motor drive circuit for driving the motor-use coil 14, and operates at the voltage VSS.
The motor coil 14 drives a stepping motor for rotating the hands. 15 short T
An immediate start circuit is constituted by r and 16 series resistors, and when VSC is lower than a predetermined voltage VON, an immediate start operation is performed. The details will be described later. It is the VSC detection circuit 6 that detects that VSC has become VLim, VON. The vertical relationship between Vup and Vdown is such that VON <Vup <Vdown <VLim. The outline of the circuit has been described above, but a detailed description of the operation of each unit and its effects will be described below.

【0008】まず、本実施例にて使用する交流発電機の
原理を図2を用いて説明する。
First, the principle of the AC generator used in this embodiment will be described with reference to FIG.

【0009】15は回転トルクを生じせしめる手段であ
り回転中心と重心とが偏心した回転錘より成る。この回
転手段15の回転運動を増速輪列16により増速し、発
電機構としてのローター17を回転せしめる。ローター
17は永久磁石17aを含み、ローター17をかこむ様
にステーター18が配置されている。コイル1は磁心1
9aに巻かれており磁心19aとステーター18とはネ
ジ20により固着されている。このローター17が回転
する事によりコイル1には e=N(dφ/dt) と表わされる起電力が生じ i= e/(R2 + (WL)2 ) と表わされる電流
が生じる。
Reference numeral 15 denotes a means for generating a rotational torque, which is composed of a rotary weight whose center of rotation and center of gravity are eccentric. The rotational movement of the rotating means 15 is accelerated by a speed increasing wheel train 16 to rotate a rotor 17 as a power generating mechanism. The rotor 17 includes a permanent magnet 17a, and a stator 18 is disposed so as to cover the rotor 17. Coil 1 is magnetic core 1
The magnetic core 19 a and the stator 18 are fixed by screws 20. As the rotor 17 rotates, an electromotive force expressed as e = N (dφ / dt) is generated in the coil 1 and a current expressed as i = e / (R 2 + (WL) 2 ) is generated.

【0010】 N:コイルの巻数 φ:磁心22aを通る磁束数 t:時間 R:コイルの抵抗 W:ローター17の回転速度 L:コイルのインダクタンス この起電力はほぼsinカーブを持つ交流である。又ロ
ーター17とそれをかこむステーター18の穴とが同心
円でありほぼ全周にわたりローター磁石をかこんでい
る。これによりローターのある場所に止まっていようと
する力(引力トルク)を最小にする事ができる。
N: number of turns of the coil φ: number of magnetic fluxes passing through the magnetic core 22a t: time R: resistance of the coil W: rotation speed of the rotor 17 L: inductance of the coil This electromotive force is an alternating current having a substantially sin curve. Further, the rotor 17 and the hole of the stator 18 that encloses the rotor 17 are concentric, and enclose the rotor magnet over substantially the entire circumference. As a result, the force (gravitational torque) that tends to stop at the place where the rotor is located can be minimized.

【0011】ここで、本発明は、図1において整流回路
を構成する整流ダイオード2の代わりに全波整流回路を
用い、この全波整流回路を発電機の発電コイル1とキャ
パシター3との間に接続したものである。その内の発電
コイル1、整流回路、キャパシター3、過充電防止回路
を取り出した回路図が図3である。図3において、整流
回路は4つのダイオード2a、2b、2c、2dがブリ
ッジ連結され、発電機の発電コイル1とキャパシター3
との間に接続されており、リミッターTr4と逆流防止
ダイオード5を有する過充電防止回路が発電コイル1と
ダイオードブリッジとの間に接続され、発電コイル1に
並列接続されている。ここで、キャパシター3に充電が
進んで過充電状態になると、過充電防止回路が導通し、
キャパシター3の過充電を防止するものである。この場
合、キャパシター3と過充電防止回路との間には、全波
整流回路が接続されているので、キャパシター3から過
充電防止回路側に電流が流れることはなく、前述の特開
昭52―80871号公報の様な放電はありえない。従
って、時計回路の駆動が早く停止することがなく、その
駆動が安定する。また、本発明では、整流回路が全波整
流回路であるから、発電電力が交流であっても、交流全
波が整流回路を通過してキャパシター3に充電されるの
で、半波整流の場合の様に、整流されない側の半波期間
での発電機からの誘起電圧の急激な上昇は発生せず、過
充電防止回路が破壊する心配はなく、あるいは過充電防
止回路の耐圧を一般の回路に使用される通常レベルを満
足すれば良いので、過充電防止回路が大型化すること、
及び高価になることもない。
Here, in the present invention, a full-wave rectifier circuit is used in place of the rectifier diode 2 constituting the rectifier circuit in FIG. 1, and this full-wave rectifier circuit is connected between the generator coil 1 and the capacitor 3 of the generator. Connected. FIG. 3 is a circuit diagram showing the power generation coil 1, the rectifier circuit, the capacitor 3, and the overcharge prevention circuit. In FIG. 3, a rectifier circuit includes four diodes 2a, 2b, 2c, and 2d connected in a bridge, and a generator coil 1 and a capacitor 3 of a generator.
An overcharge prevention circuit having a limiter Tr4 and a backflow prevention diode 5 is connected between the power generation coil 1 and the diode bridge, and is connected in parallel to the power generation coil 1. Here, when the charging of the capacitor 3 proceeds and becomes overcharged, the overcharge prevention circuit is turned on,
This is to prevent the capacitor 3 from being overcharged. In this case, since a full-wave rectifier circuit is connected between the capacitor 3 and the overcharge prevention circuit, no current flows from the capacitor 3 to the overcharge prevention circuit side. There is no discharge as in the publication No. 80871. Therefore, the driving of the clock circuit does not stop early, and the driving is stabilized. Further, in the present invention, since the rectifier circuit is a full-wave rectifier circuit, even if the generated power is AC, the AC full-wave passes through the rectifier circuit and is charged in the capacitor 3, so that in the case of half-wave rectification, In this way, there is no sudden rise in the induced voltage from the generator during the half-wave period on the non-rectified side, and there is no fear that the overcharge prevention circuit will be destroyed, or the withstand voltage of the overcharge prevention circuit will be reduced to a general circuit. It is sufficient to satisfy the normal level used, so the overcharge prevention circuit becomes large,
And it does not become expensive.

【0012】なお、図3の実施例においては、発電コイ
ル1に発生した誘起電圧が、図3のごとくコイル1の下
側の電位が高い時は、正常時は点線50の電流経路をと
る。ここで仮に逆流防止ダイオード5が無かったとする
と、リミッターTr 4がオフでも寄生ダイオード52を
通って、点線51の電流経路をとってしまい、全波整流
の片側しかキャパシター3には充電されず、充電性能は
半減してしまう。従って図3の実施例の場合、逆流防止
ダイオード5を付加することは有効となる。
In the embodiment shown in FIG. 3, when the induced voltage generated in the power generating coil 1 has a high potential on the lower side of the coil 1 as shown in FIG. Here, if the backflow prevention diode 5 is not provided, even if the limiter Tr 4 is off, the current path of the dotted line 51 is taken through the parasitic diode 52 and only one side of the full-wave rectification is charged to the capacitor 3. Performance is reduced by half. Therefore, in the case of the embodiment shown in FIG. 3, the addition of the backflow prevention diode 5 is effective.

【0013】次に図4を用いて、図1の多段昇圧の具体
例を示す。横軸は時間をとってあり、縦軸はキャパシタ
ー3の電圧VSC(点線)と、補助コンデンサー10の電
圧VSS(実線)とをそれぞれ示している。また、前述の
VON,Vup,Vdown,VLimはそれぞれ、以下の様に設
定してある。
Next, a specific example of the multi-stage booster shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the voltage VSC of the capacitor 3 (dotted line) and the voltage VSS of the auxiliary capacitor 10 (solid line). The above-mentioned VON, Vup, Vdown and VLim are respectively set as follows.

【0014】 VON=0.4V Vup=1.2V Vdowm=2.0V VLim =2.3V ここでt0 〜t6 までの区間は主に発電機 が稼動して
いる状態で充電期間となり、t6 以後は発電されていな
い状態を想定しており放電期間となる。なお、図4にお
いては充電期間も放電期間も同様な時間スケールで書い
ているが、実際は充電期間は数分のオーダーであり、放
電期間は数日のオーダーとなる。t0 〜t1 及びt10以
降は即スタート状態であり後述する。VSCが増加してい
きVSCが0.4Vを越えたt1 から3倍昇圧状態とな
り、VSSにはVSC×3の電圧が充電される。さらに充電
されるとt2 においてVSSは2.0Vに達する。そこ
で、昇圧倍率は1段落ちて2倍昇圧となる。以後、さら
に充電が進むと、t3 ,t4 においてそれぞれVSSが
2.0Vに達し、VSSが2.0Vになったことにより昇
圧倍率を1段下げていくことになる。すなわち、t1 〜
t2 は3倍昇圧、t2 〜t3 は2倍昇圧、t3 〜t4 は
1.5倍昇圧、t4 〜t7 は1倍昇圧となる。なお、1
倍昇圧時は、VSC=VSSとなって電圧上昇していくこと
になるが、この時はVSSが2.0Vに達しても、昇圧倍
率は変化させない。さらに電圧が上昇してVSC=VSS=
2.3Vとなるt5 〜t6 においては、リミッターTr4
をオンとして、2.3V以上に電圧上昇しない様にして
いる。次にt6 以降の放電期間においては、1.2Vが
昇圧倍率の切換点となる。すなわち、電圧が下降してい
き、VSS=1.2Vになると昇圧倍率を1段上げて1.
5倍昇圧とする。以後、VSSが1.2Vを割るごとに昇
圧倍率は1段上がっていくことになる。よって、t7 〜
t8 は1.5倍昇圧、t8 〜t9 は2倍昇圧、t9 〜
t10は3倍昇圧となる。
VON = 0.4V Vup = 1.2V Vdowm = 2.0V VLim = 2.3V Here, the section from t0 to t6 is a charging period mainly when the generator is operating, and after t6 It is assumed that no power is being generated, and this is the discharge period. In FIG. 4, the charging period and the discharging period are written on the same time scale, but in reality, the charging period is on the order of several minutes, and the discharging period is on the order of several days. From t0 to t1 and after t10, the operation is immediately started and will be described later. As VSC increases, VSC becomes a triple boosted state from t1 when VSC exceeds 0.4 V, and VSS is charged with a voltage of VSC × 3. When the battery is further charged, VSS reaches 2.0 V at t2. Thus, the boosting factor is reduced by one step, resulting in double boosting. Thereafter, when the charging is further advanced, VSS reaches 2.0 V at t3 and t4, respectively, and when VSS reaches 2.0 V, the boosting factor is reduced by one stage. That is, t1
t2 is triple boosting, t2 to t3 is double boosting, t3 to t4 is 1.5 times boosting, and t4 to t7 is 1 times boosting. In addition, 1
At the time of double boosting, VSC becomes equal to VSS, and the voltage increases. At this time, even if VSS reaches 2.0 V, the boosting ratio is not changed. The voltage further rises and VSC = VSS =
Between t5 and t6 when 2.3 V is reached, the limiter Tr4
Is turned on so that the voltage does not rise to 2.3 V or more. Next, in the discharge period after t6, 1.2 V is the switching point of the boosting ratio. In other words, when the voltage decreases, and when VSS = 1.2 V, the boosting ratio is increased by one step to 1.
It is assumed to be 5 times as high. Thereafter, each time VSS falls below 1.2 V, the boosting ratio increases by one step. Therefore, from t7
t8 is 1.5 times boost, t8 to t9 is 2 times boost, t9 to
t10 is boosted three times.

【0015】この様な昇圧システムを採用することによ
り、時計の駆動電源であるVSSは、VSC≧0.4Vの条
件においては、常に1.2V以上を確保でき、時計の動
作時間を長くすることに成功した。なお、Vup(1.2
V)は回路、指針用ステッピングモーターの動作最低電
圧に設定してあり仮に昇圧が無くVSCを駆動電圧とする
システムであったなら、VSC=1.2V以上、すなわち
t11 〜t7 までの期間しか時計は動かず、充電期間に
おいては、時計の動き出すまでの時間が長く、放電期間
においては、時計の止まるまでの時間が短くなってしま
い、使用者にとって好ましくない時計となってしまう。
なおVON(0.4V)は3倍昇圧に起動がかかる電圧B
であるため、VON×3≧Vupなる条件に設定するのは、
明白である。また、VLin (2.3V)は、本実施例に
使用したキャパシター3の耐圧が2.4Vであったこと
より、余裕をとり、2.3Vに設定してある。
By employing such a step-up system, VSS, which is the drive power supply of the timepiece, can always maintain 1.2 V or more under the condition of VSC ≧ 0.4V, and the operating time of the timepiece can be extended. succeeded in. Note that Vup (1.2
V) is set to the minimum operation voltage of the stepping motor for the circuit and the pointer, and if there is no step-up and the system uses VSC as the driving voltage, VSC = 1.2 V or more, that is, the clock only during the period from t11 to t7. In the charging period, the time required for the clock to start moving is long, and in the discharging period, the time required for the clock to stop is short, resulting in a clock that is not desirable for the user.
Note that VON (0.4 V) is a voltage B at which startup is performed for triple boosting.
Therefore, the condition of VON × 3 ≧ Vup is set as follows.
It is obvious. V Lin (2.3 V) is set to 2.3 V with a margin since the withstand voltage of the capacitor 3 used in the present embodiment was 2.4 V.

【0016】ここで、昇圧倍率の切換はVSSとVup,V
downの比較によって行っているが、これには以下の効果
かある。本発明において昇圧倍率の切換に寄与する検出
電圧は3コあり、即スタート←→3倍昇圧のVON、それ
と上述のVup,Vdowmであるが、昇圧倍率の切換をVSC
の電圧検出により行うシステムとすると、4コの検出電
圧が必要となる。すなわち即スタート←→3倍昇圧、3
倍昇圧←→2倍昇圧、2倍昇圧←→1.5倍昇圧、1.
5倍昇圧←→1倍昇圧の4ケ所の切換点に検出電圧を設
定しなけばなならない。常にVSCを昇圧したVSSがVup
(1.2V)以上を確保するためには、以下の様に検出
電圧を設ける必要がある。
Here, the switching of the boosting ratio is performed between VSS and Vup, Vup.
This is done by comparing down, which has the following effects. In the present invention, there are three detection voltages contributing to the switching of the boosting ratio. Immediate start ← → VON of the triple boosting and Vup and Vdowm described above.
In the case of a system that performs the detection by the voltage detection, four detection voltages are required. That is, immediately start ← → 3 times boost, 3
Double boost ← → double boost, double boost ← → 1.5 boost,
The detection voltage must be set at four switching points of 5 × boost →→ 1 × boost. Vss always boosts VSC is Vup
(1.2V) or more, it is necessary to provide a detection voltage as follows.

【0017】 即スタート←→3倍昇圧 ・・・0.4V 3倍昇圧 ←→2倍昇圧 ・・・0.6V 2倍昇圧 ←→1.5倍昇圧・・・0.8V 1.5倍昇圧←→1倍昇圧 ・・・1.2V この様に、本実施例においては、検出電圧を1コ減らす
ことができ、ICのチップ面積を減らすことができる。
さらに、時計体の動作最低電圧が設計上もしくは工程上
の理由によって変更があった時も、本実施例では、VON
(0.4V),Vup(0.2V)の2コの検出電圧値の
変更で済むが、VSC検出により昇圧切換を行うシステム
では4コの検出電圧を変更する必要がある。すなわち、
ICより検出電圧の調整端子を出して検出電圧の調整を
行おうとすると、たくさんの調整端子を必要とするが、
本実施例によると調整端子の数を少なくすることがで
き、ICのチップ面積の増大を防ぐことができる。更に
本実施例は4値の多段昇圧回路であるが、昇圧コンデン
サー8.9を2コに対して3コに増やすと8値の昇圧倍
率を設定できる。すなわち、1倍、113倍、1.5
倍、123 倍、2倍、2.5倍、3倍、4倍の8値で
あり、VSC検出による昇圧倍率切換システムは、上記の
全てに検出電圧を設ける必要があるが、本実施例におい
ては、検出電圧はそのままで良い。この様に本実施例に
よると簡単に昇圧回路のシステムupができることにな
る。
Immediate start ← → 3 times boost ・ ・ ・ 0.4V 3 times boost ← → 2 times boost ・ ・ ・ 0.6V 2 times boost ← → 1.5 times boost ・ ・ ・ 0.8V 1.5 times Step-up ← → one-time step-up... 1.2 V As described above, in the present embodiment, the detection voltage can be reduced by one, and the chip area of the IC can be reduced.
Further, even when the minimum operating voltage of the watch body is changed due to design or process reasons, the present embodiment also provides that VON
(0.4V) and Vup (0.2V) need only be changed. However, in a system in which boost switching is performed by VSC detection, it is necessary to change four detection voltages. That is,
To adjust the detection voltage by taking out the detection voltage adjustment terminal from the IC, many adjustment terminals are required.
According to this embodiment, the number of adjustment terminals can be reduced, and an increase in the IC chip area can be prevented. Further, in this embodiment, a four-valued multi-stage booster circuit is used. However, if the number of booster capacitors 8.9 is increased from three to three, an eight-value boost ratio can be set. That is, 1 times, 1 1/3-fold, 1.5
Times, 1 2/3-fold, 2-fold, 2.5-fold, 3-fold, an 8 value of 4 times boosting ratio switching system according VSC detection, it is necessary to provide a detection voltage to all of the above, the present In the embodiment, the detection voltage may be left as it is. As described above, according to the present embodiment, the system up of the boosting circuit can be easily performed.

【0018】次に多段昇圧回路7の具体的構成を図5に
示す。TrI〜Tr7はコンデンサーつなぎかえ用のFET
であり、このFETのオン/オフをlKHZ の昇圧クロ
ックで制御している。32の破線ブロックは公知のアッ
プダウンカウンターであり、その2bit出力であるS
A ,SB の組合わせにより、4値の昇圧倍率を保持して
いる。図6にSA ,SB と昇圧倍率の関係を示してあ
る。アップダウンカウンター32に入力されるMupは、
VSS系出回路11より出カされる信号で、VSSがVup
(1.2V)を下った時に出力されるクロックパルスと
なり「0」がアクティプである。同様に、MdownはVSS
がVdown(2.0V)を越えた時に出力されるクロフク
パルスである。この様に、VSS検出回路11の出力によ
って、昇圧倍率の切換を行っている。以後、ロジック信
号の説明には「0」,「1」の表現を使用し、「0」と
は補助コンデンサー10の−側(VSS側)であり、
「1」とは補助コンデンサー10の+側(VDD側)のこ
とを示す。33は昇圧基準信号作成回路で、分周期より
出力される標準信号φ1K,φ2KMより、昇圧基準信
号となるCLl,CL2を出力している。34はスイッ
チング制御回路で、上記CL1,CL2を出力してい
る。34はスイッチング制御回路で、上記CL1,CL
2とSA ,SB よりデコードされた信号を出力し、Tr1
一Tr7のスイッチングを制御している。以上の回路動作
を各昇圧倍率ごとにタイミングチャートで示したのが、
図7であり、各昇圧倍率ごとにコンデンサー接続等価図
て示したのが図8である。図7においては、Trnが1に
なった時にTrnがオンすることを意味している。図7
(A)は1倍昇圧時のスイッチング制御信号であり、T
r1,3,4,5,7が常時オンしている。この時コンデンサー答
価回路は図8(A)のごとくなり、3,8,9,10の
全てのコンデンサーが並列に接続され、キャパシター3
の電圧VSCと補助コンデンサー10の電圧VSSが等しく
なる。図7(B)には、1.5倍昇圧時のスイッチング
制御信号を示し、(イ)の区間ではTr1,3,6がオンし、
(ロ)の区間ではTr2,4,5,7がオンする。図8(B)が
1.5倍昇圧時のコンデンサー等価回路で(イ)の区間
では、昇圧コンデンサー8,9にそれぞれ0.5×VSC
が充電され、(ロ)の区間ではVSCと0.5×VSCの和
である1.5×VSCが補助コンデンサー10に充電され
る。同様に、図7及び図8の(C)は、2倍昇圧時で、
(イ)の区間ではTr1,3,5,7がオンし、(ロ)の区間で
はTr2,4,5,7がオンし、その結果補助コンデンサ一10
には2×VSCが充電される。また(D)は、3倍昇圧時
で、(イ)の区間はTrI,3,5,7がオンし、(ロ)の区間
はTr2,4,6がオンし、その結果補助コンデンサー10に
は3×VSCが充電される。
Next, a specific configuration of the multi-stage booster circuit 7 is shown in FIG. TrI to Tr7 are FETs for reconnecting capacitors
The on / off of the FET is controlled by a boosting clock of 1 KHz. A dashed block 32 is a known up-down counter, and its 2-bit output S
A combination of A and SB holds a four-value boost ratio. FIG. 6 shows the relationship between SA and SB and the boost ratio. Mup input to the up / down counter 32 is
A signal output from the VSS output circuit 11 and VSS is Vup
The clock pulse is output when the voltage falls below (1.2 V), and "0" is active. Similarly, Mdown is equal to VSS
Is a black pulse output when the voltage exceeds Vdown (2.0 V). As described above, the boosting ratio is switched by the output of the VSS detection circuit 11. Hereinafter, the description of the logic signal will use the expressions "0" and "1", where "0" is the minus side (VSS side) of the auxiliary capacitor 10,
“1” indicates the + side (VDD side) of the auxiliary capacitor 10. Reference numeral 33 denotes a boost reference signal generating circuit which outputs CL1 and CL2 as boost reference signals based on the standard signals φ1K and φ2KM output in a divided cycle. Reference numeral 34 denotes a switching control circuit that outputs the above CL1 and CL2. Reference numeral 34 denotes a switching control circuit,
2 and a signal decoded from SA and SB is output.
The switching of one Tr7 is controlled. The above circuit operation is shown in the timing chart for each boost ratio.
FIG. 7 is a diagram showing a capacitor connection equivalent diagram for each boost ratio, and FIG. In FIG. 7, it means that Trn turns on when Trn becomes 1. FIG.
(A) is a switching control signal at the time of 1 × boosting, and T
r1,3,4,5,7 are always on. At this time, the capacitor value circuit becomes as shown in FIG. 8 (A), and all the capacitors 3, 8, 9, and 10 are connected in parallel, and the capacitor 3
Is equal to the voltage VSS of the auxiliary capacitor 10. FIG. 7 (B) shows a switching control signal at the time of 1.5 times boosting. In the section (A), Tr1, 3, and 6 are turned on.
In the section (b), Tr2, 4, 5, 7 are turned on. FIG. 8 (B) is a capacitor equivalent circuit at the time of 1.5 times boosting, and in the section of (A), the boosting capacitors 8 and 9 have 0.5 × VSC respectively.
Is charged, and 1.5 × VSC, which is the sum of VSC and 0.5 × VSC, is charged in the auxiliary capacitor 10 in the section (b). Similarly, (C) of FIG. 7 and FIG.
Tr1, 3, 5, 7 are turned on in the section (a), and Tr2, 4, 5, 7 are turned on in the section (b).
Is charged with 2 × VSC. Also, (D) is a triple boosting, and in the section (a), TrI, 3,5,7 are turned on, and in the section (b), Tr2,4,6 are turned on. Is charged 3 × VSC.

【0019】図5における信号“OFF”は、VSC≦V
ON(0.4V)なる条件、すなわち即スタート状態の時
は1となり、その時は昇圧基準信号作成信号33の出力
を止めて、Tr1〜7の全てがオフになる様にして、昇圧
を行わない。また、アップダウンカウンター32の出力
SA ,SB を共に1に初期設定しておき、即スタート解
除時は3倍昇圧からスタートする様にしている。
The signal "OFF" in FIG.
When the condition is ON (0.4 V), that is, in the immediate start state, the value is 1. At that time, the output of the boost reference signal generation signal 33 is stopped, and all of the transistors Tr1 to Tr7 are turned off, and the boost is not performed. . The outputs SA and SB of the up / down counter 32 are both initially set to 1, so that when the start is immediately released, the operation starts from triple boosting.

【0020】図9はVSS検出回路の具体例である。SP
1.2,SP2.0 はサンプリング信号であり「1」のとき
回路が作動し、「0」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35は公知の定電圧回路であ
り、その出力電圧をVREGと表わしている。36はVSS
検出用の抵抗であり、37は基準電圧作成用の抵抗であ
る。それぞれ中間タップは、 VSS=1.2Vの時は、VM =VREG ー(r1/r1+r2十r3) VSS=2.0Vの時、VM =VREG( r1+r2/ r1十r2+r3) となる様に設定されている。38はトランスミッション
ゲートであり、VSSの1.2Vを検出するときと、2.
0Vを検出するときとで検出電圧を切り換えている。3
9はコンパレータでこれによって、VSSと検出電圧の上
下関係を比較している。40はマスターラッチでR1.2
の立ち上がりによりコンパレータ39出力をラッチして
いる。同様に41もマスターラッチでR2.0 によって、
コンパレータ39出力をラッチしている。42は公知の
微分回路であり、マスターラッチ40,41の内容が変
化した時に、MupもしくはMdownのクロックパルスを出
力し、図5におけるアップダウンカウンター32の内容
を変えている。φ8,φ64,φ128は分周器より出
力される基準信号であり、φ8は次のサンプリング時の
ために、マスターラッチ40,41及び微分回路42を
初期化するためにある。図10に、タイミングチャート
を示し、以上の動作を説明する。前半はVSS>2.0V
のときのチャートで、後半はVSS<1.2Vのときのチ
ャートである。R2.0 ,SP2.0,R1.2 ,SP1.2 は
後述のサンプリング信号生成回路より2秒に1回出力さ
れる。VSS>2.0VのときはMdownを出力して昇圧倍
率を1段下げ、VSS<1.2VのときはMupを出力して
昇圧倍率を1段上げる様に出力する。
FIG. 9 shows a specific example of the VSS detection circuit. SP
1.2 and SP2.0 are sampling signals. When "1", the circuit is activated, and when "0", the circuit state is fixed so that no current is consumed. The portion 35 within the broken line is a known constant voltage circuit, and its output voltage is represented as VREG. 36 is VSS
Reference numeral 37 denotes a detection resistor, and reference numeral 37 denotes a reference voltage generation resistor. Intermediate tap respectively, when VSS = 1.2V, when the VM = VREG chromatography (r1 / r1 + r2 tens r3) VSS = 2.0V, VM = VREG (r1 + r2 / r1 tens r2 + r3) become set as I have. Reference numeral 38 denotes a transmission gate which detects when 1.2 V of VSS is detected.
The detection voltage is switched between when 0V is detected. 3
Reference numeral 9 denotes a comparator, which compares the vertical relationship between VSS and the detected voltage. 40 is a master latch with R1.2
, The output of the comparator 39 is latched. Similarly, 41 is also a master latch with R2.0,
The output of the comparator 39 is latched. A known differentiation circuit 42 outputs a Mup or Mdown clock pulse when the contents of the master latches 40 and 41 change, and changes the contents of the up / down counter 32 in FIG. φ8, φ64 and φ128 are reference signals output from the frequency divider, and φ8 is for initializing the master latches 40 and 41 and the differentiation circuit 42 for the next sampling. FIG. 10 shows a timing chart, and the above operation will be described. The first half is VSS> 2.0V
The second half is a chart when VSS <1.2V. R2.0, SP2.0, R1.2 and SP1.2 are output once every two seconds from a sampling signal generation circuit described later. When VSS> 2.0V, Mdown is output to lower the boosting ratio by one stage, and when VSS <1.2V, Mup is output to output the boosting ratio by one stage.

【0021】次に即スタート回路の説明をする。その目
的はVSCが0.4V以下から0.4V以上になる遷移点
において、スムーズかつ確実に昇圧動作に移行できるた
めにある。上記遷移点において昇圧はスタートする必要
があるが、昇圧がスタートするためには、発振回路が発
振していて、回路が動作している必要がある。しかし、
遷移点での電圧は0.4Vと低く、遷移点にいたるまで
は当然昇圧もされてないことから、回路は動作しようが
ない。また、遷移点を回路動作可能電圧に設定したので
あれば、昇圧システムを導入した意味が無くなる。以上
の問題点を解決するために、即スタート回路は、遷移点
において、昇圧回路とは別の方式でVSS電圧を高電圧に
することを可能とした。その具体的回路構成は図11に
示す。VSC検出回路6によって、VSC<VON(0.4
V)であることが検出されたなら、“off”信号は1
となりショート用Tr15 はオフとなる。またoff信号
により図5における昇圧回路の初期設定を行うととも
に、Tr1〜Tr7を全てオフにする。この状態で発電機が
稼動すると、充電電流iがキャパシター3に流れること
になるが、その時、直列抵抗16にはその抵抗値×i=
vの電圧降下分が生ずる。すなわちiが流れている時に
限って、v+VSCの電圧が補助コンデンサー10の両端
にかかる。また即スタート時にTr3,Tr4はオフである
が、その寄生ダイオード43により、先のv+VSCの電
圧を補助コンデンサー10に充電することが可能とな
る。また補助コンデンサー10は平滑コンデンサーの役
割もはたし、以後、補助コンデンサー10にv+VSCが
充電されたなら、回路動作は可能となる。直列抵抗16
の抵抗値は、その抵抗値×i=vがVON(0.2V)以
上になるように設定すれば良い。また“off”信号は
発振が停止していて、回路が作動していない時も「1」
になる様に回路上設定されており、即スタート回路の起
動に関しては問題が無い。さらにVSCがVONを越えて昇
圧動作に入った場合は、ショート用Tr15 をオンにし
て、発電コイル1、整流ダイオード2、キャパシター3
より構成される充電経路内に余分なインピーダンス分が
つかないようにして、充電効率を高めている。またVSC
が上昇していき遷移点を越えるということは、当然発電
機も稼動して充電電流が流れていることになるので、即
スタートの動作すなわち遷移点においてVSSを高電圧化
することが可能となる。したがって、本実施例により遷
移点においては回路系が動作しており、スムーズかつ確
実に昇圧動作に移行することか可能となった。また、本
発明の即スタート回路は発電機が稼動している時は、確
実に時計が動作するため、キャパシター電圧が0.4V
以下でも、簡単に時計動作をモニターできる。すなわ
ち、工場出荷時の動作チェック、店頭での販売PRに大
いに効果を発揮する。
Next, the immediate start circuit will be described. The purpose is to make it possible to smoothly and surely shift to the boosting operation at the transition point where VSC becomes 0.4 V or less from 0.4 V or less. At the transition point, boosting needs to start, but in order for boosting to start, the oscillation circuit must be oscillating and the circuit must be operating. But,
Since the voltage at the transition point is as low as 0.4 V and the voltage is not boosted until the transition point, the circuit cannot operate. Further, if the transition point is set to a circuit operable voltage, there is no point in introducing a booster system. In order to solve the above problems, the immediate start circuit makes it possible to raise the VSS voltage at the transition point by a method different from that of the booster circuit. The specific circuit configuration is shown in FIG. VSC <VON (0.4
V), the “off” signal is 1
And the short-circuit Tr15 is turned off. The initialization of the booster circuit in FIG. 5 is performed by the off signal, and all the transistors Tr1 to Tr7 are turned off. When the generator operates in this state, the charging current i flows through the capacitor 3, and at that time, the series resistor 16 has the resistance value x i =
A voltage drop of v occurs. That is, the voltage of v + VSC is applied across the auxiliary capacitor 10 only when i is flowing. Although Tr3 and Tr4 are off at the time of immediate start, the auxiliary capacitor 10 can be charged with the voltage of v + VSC by the parasitic diode 43. The auxiliary capacitor 10 also serves as a smoothing capacitor. Thereafter, if the auxiliary capacitor 10 is charged with v + VSC, the circuit operation becomes possible. Series resistance 16
May be set so that the resistance value × i = v becomes VON (0.2 V) or more. Also, the "off" signal is "1" even when the oscillation is stopped and the circuit is not operating.
Is set on the circuit so that there is no problem with starting the immediate start circuit. Further, when VSC exceeds VON and the boost operation starts, the short-circuit Tr15 is turned on, and the power generation coil 1, the rectifier diode 2, the capacitor 3
The charging efficiency is enhanced by preventing an extra impedance component from being provided in the charging path formed by the above. Also VSC
Rise above the transition point means that the generator also operates and the charging current is flowing, so it is possible to immediately start the operation, that is, raise the voltage of VSS at the transition point. . Therefore, according to the present embodiment, the circuit system operates at the transition point, and it is possible to smoothly and surely shift to the boosting operation. Also, the instant start circuit of the present invention ensures that the clock operates when the generator is operating, so that the capacitor voltage is 0.4 V
Even below, you can easily monitor the clock operation. In other words, it is very effective for checking the operation at the time of factory shipment and selling PR at stores.

【0022】図12は、本実施例において4種類の電圧
検出を行うための、サンプリング信号生成回路である。
4種類の電圧検出とは、VSS検出回路11におけるVu
p,Vdown検出とVSC検出回路6におけるVON,VLim
検出のことを言う。φ256M,φ1/2,φ64,φ1
28M,φ16,φ32はそれぞれ分周器より出力され
る基準信号で、これらをデコードすることにより、各サ
ンプリングパルスを生成している。R2.0 ,R1.2 ,R
LIM ,R0.4 は各コンパレータのラッチ取り込み信号
で、SP2.0 ,SPI.2 ,SPLIM ,SP0.4 は各検出
回路を動作させるための信号である。図13に、その生
成過程を示すタイムチャートを示す。ここで、サンプリ
ングパルスの順番、特にVSSがVdown(2.0V)に達
したときに、昇圧倍率を1段下げるための検出サンプリ
ング信号SP2.0 と、VSCがVON(0.4V)に達した
ときに、昇圧動作に入るための検出サンプリング信号S
P0.4 を本実施例の様な順番に設定したことにより、大
きな効果が得られる。図14(A)には本実施例のサン
プリングパルス順番の動作を示し、図14(B)はサン
プリングパルス順番を逆にした場合の動作を示す。ま
ず、図14(B)において、SP0.4aが出力されるまで
は、VSCはVON(0.4V)より低く即スタート状態で
あったことと想定する。そして、SP0.4aの出力時に
は、VSC≧VONになっていて、即スタートが解除されて
3倍昇圧状態に移行したとする。この時VSSは即スター
ト状態の電圧から1.2V(0.4V×3)に降下する
訳だが、瞬間的に降下することなしに、ある時定数をも
って降下する。この時、即スタート時には十分VSS電圧
が高レベル(VSS>2.0V)にあった時は、以下の問
題が発生する。すなわちP1においてVSSは1.2Vに
降下開始し、P2においてたて続けにSP2.0aが出力さ
れた時に、まだVSS>2,0Vの状態にあったなら、本
来即スタート解除時は3倍昇圧状態であったにもかかわ
らず、2倍昇圧状態になってしまう。すると、VSSは、
0.4V×2=0.8Vまで低下し、回路動作電圧下限
を下まわり、回路は停止してしまう。したがって、VSC
が0.6Vに充電されるまでは、正常な昇圧動作に移行
できず、時計充電時の止まっている状態から動き始めま
での時間が長びいてしまい、使い勝手の悪い物となって
しまう。前述にてVSC=0.6Vとしたのは、仮に即ス
タート解除時に2倍昇圧になってしまっても、VSS=2
×0.6V=1.2Vとなり、回路動作は確保できるか
らである。そこで、図14(A)における本実施例にお
いては、以下の様にして上記問題点を解決している。そ
れによると、SP2.0 とSP0.4 の順番を14図(B)
とは逆にして、SP00.4 が出力されているから、次の
SP2.0 出力時までの期間を長くとっている。本実施例
によれば、その期間は2−0.047=1.953sec
であり、図14(B)においては、0.047sec とな
る。まず、SP2.0aが出力された時はまだ即スタート状
態であり昇圧倍率切換とは関係なく、次に、SP0.4aが
出力されると、即スタート解除し3倍昇圧状態に移行し
て、P1におけるVSSは1.2Vに向かって降下し始め
る。ここでSP0.4aからSP2.0bまでの期間が1.95
3sec と十分に長いため、SP2.0bか出力される P2
点においてのVSSは、2.0Vより下まわっていること
になる。すなわち、SP2.0b出力時は、検出が行われ
ず、昇圧倍率は3倍の状態を保持できることになる。具
体的にはSP0.4 から次のSP2.0 までの期間は以下の
様に設定すれば良い。すなわち、 {(i×r+VON)−VON×N}e×P(−T/CR)+VON×N<Vdown より求まるT(sec )より長い期間を設定すれば良い。
ここでそれぞれの記号には以下の意味がある。
FIG. 12 shows a sampling signal generation circuit for detecting four types of voltages in this embodiment.
The four types of voltage detection are defined as Vu in the VSS detection circuit 11.
VON, VLim in p, Vdown detection and VSC detection circuit 6
It refers to detection. φ256M, φ1 / 2, φ64, φ1
Reference numerals 28M, φ16, and φ32 are reference signals output from the frequency divider, respectively, and generate each sampling pulse by decoding them. R2.0, R1.2, R
LIM and R0.4 are latched signals of each comparator, and SP2.0, SPI.2, SPLIM and SP0.4 are signals for operating each detection circuit. FIG. 13 is a time chart showing the generation process. Here, when the sampling pulse order, particularly when VSS reaches Vdown (2.0 V), the detection sampling signal SP2.0 for lowering the boosting factor by one stage and VSC reach VON (0.4 V). Sometimes, the detection sampling signal S for starting the boosting operation
A great effect can be obtained by setting P0.4 in the order as in this embodiment. FIG. 14A shows the operation in the sampling pulse order of the present embodiment, and FIG. 14B shows the operation when the sampling pulse order is reversed. First, in FIG. 14B, it is assumed that VSC was lower than VON (0.4 V) and was in an immediate start state before SP0.4a was output. At the time of output of SP0.4a, it is assumed that VSC ≧ VON, the start is immediately canceled, and the state shifts to the triple boosting state. At this time, VSS drops from the voltage in the immediate start state to 1.2 V (0.4 V × 3), but drops with a certain time constant without instantaneous drop. At this time, if the VSS voltage is sufficiently high (VSS> 2.0 V) at the time of immediate start, the following problem occurs. That is, at P1, VSS starts to drop to 1.2V, and when SP2.0a is continuously output at P2, if it is still VSS> 2,0V, the triple boosting state is required at the time of immediate start release. Despite that, the pressure is doubled. Then, VSS is
The voltage drops to 0.4 V × 2 = 0.8 V, falls below the lower limit of the circuit operating voltage, and the circuit stops. Therefore, VSC
Until the battery is charged to 0.6 V, the normal boosting operation cannot be performed, and the time from when the watch is stopped to when it starts to move during charging is lengthened, which is inconvenient. The reason for setting VSC = 0.6 V in the above is that even if double boosting occurs at the time of immediate start release, VSS = 2V
× 0.6V = 1.2V, and the circuit operation can be ensured. Therefore, in the present embodiment in FIG. 14A, the above problem is solved as follows. According to this, the order of SP2.0 and SP0.4 is shown in Fig. 14 (B).
Conversely, since SP00.4 is output, the period until the next output of SP2.0 is long. According to the present embodiment, the period is 2−0.047 = 1.953 sec.
This is 0.047 sec in FIG. 14 (B). First, when SP2.0a is output, it is still in the immediate start state, regardless of the step-up ratio switching. Next, when SP0.4a is output, the start is immediately canceled and the state shifts to the triple boosting state. VSS at P1 begins to drop toward 1.2V. Here, the period from SP0.4a to SP2.0b is 1.95.
P2 is output from SP2.0b because it is long enough with 3sec
VSS at that point will be below 2.0V. That is, at the time of output of SP2.0b, no detection is performed, and the boosting ratio can be maintained at 3 times. Specifically, the period from SP0.4 to the next SP2.0 may be set as follows. That is, a period longer than T (sec) obtained from {(i × r + VON) −VON × N} e × P (−T / CR) + VON × N <Vdown may be set.
Here, each symbol has the following meaning.

【0023】 i:交流発電機より得られる最大電流値 r:直列抵抗16とキャパシター3の内部抵抗の和 VON:0.4V N:昇圧倍率(本実施例ではN=3) C=補助コンデンサー10の容量値 R:多段昇圧回路7内のスイッチングTr の等価抵抗値 Vdown:2.0V 上式は、即スタート解除時にはVSSがi×r+VONまで
充電されており、その電圧より時定数CRをもってVON
×N(0.2V)まで降下することを意味しており、即
スタート解除時からT(sec )後のVSS電圧がVdown
(2.0V)より低いことを条件とした式である。
I: the maximum current value obtained from the AC generator r: the sum of the series resistance 16 and the internal resistance of the capacitor 3 VON: 0.4 V N: step-up magnification (N = 3 in this embodiment) C = auxiliary capacitor 10 R: Equivalent resistance value of switching Tr in the multi-stage booster circuit 7 Vdown: 2.0 V In the above equation, VSS is charged up to i × r + VON at the time of immediate start release, and VON has a time constant CR based on the voltage.
× N (0.2V), which means that the VSS voltage T (sec) after the immediate start release is Vdown
(2.0 V).

【0024】このように、本実施例によると、サンプリ
ングパルスSP2.0 とSP0.4 の出力タイミングを調整
しただけで、確実に即スタート状態から昇圧動作に移行
できるようになった。ロジック的には、図9のサンプリ
ング信号生成回路のデコード条件を調整するだけであ
り、何ら追加はない。このことにより、昇圧回路を導入
した目的であるところの、キャパシタ電圧VSCが0.4
V以上れば、発電機が稼動していなくても、時計動作が
可能となる点を保証できることになった。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reliably shift from the immediate start state to the boosting operation simply by adjusting the output timing of the sampling pulses SP2.0 and SP0.4. In terms of logic, only the decoding condition of the sampling signal generation circuit of FIG. 9 is adjusted, and there is no addition. As a result, the capacitor voltage VSC, which is the purpose of introducing the booster circuit, is 0.4
When the voltage is equal to or higher than V, it is possible to guarantee that the clock operation can be performed even when the generator is not operating.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によると、発
電機と全波整流回路と2次電源と過充電防止回路を有し
た発電装置付電子時計において、前記過充電防止回路
は、前記発電機と前記全波整流回路との間に接続され、
且つ前記発電機を構成しているコイルに並列接続される
様に構成されているから、全波整流器により2次電源か
ら過充電防止回路側への放電は確実に防止され時計を長
期に安定して駆動することができると共に、過充電防止
回路には無用な高耐圧が要求されないので安全且つ小型
・安価な過充電防止回路を実現することができる等、電
子時計にとって実用的な効果を奏する。
As described above, according to the present invention, in an electronic timepiece with a power generator including a generator, a full-wave rectifier circuit, a secondary power supply, and an overcharge prevention circuit, the overcharge prevention circuit comprises Machine and the full-wave rectifier circuit,
In addition, since it is configured so as to be connected in parallel to the coil constituting the generator, the discharge from the secondary power supply to the overcharge prevention circuit side is reliably prevented by the full-wave rectifier, and the watch is stabilized for a long time. And an overcharge prevention circuit does not require an unnecessary high withstand voltage, so that a safe, small and inexpensive overcharge prevention circuit can be realized.

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

【図1】本発明に類似した発電電子腕時計の全体回路
図。
FIG. 1 is an overall circuit diagram of a power generation electronic wristwatch similar to the present invention.

【図2】交流発電機の原理図。FIG. 2 is a principle diagram of an AC generator.

【図3】全波整流回路においての本発朋のリッミッター
図路。
FIG. 3 is a diagram showing a limiter diagram of the present invention in a full-wave rectifier circuit.

【図4】昇圧動作概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram of a boosting operation.

【図5】多段昇圧回路の詳細回路図。FIG. 5 is a detailed circuit diagram of a multistage booster circuit.

【図6】昇圧倍率の回路記憶方法を表す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a method of storing a circuit for boosting magnification.

【図7】多段昇圧回路のタイムチャート。FIG. 7 is a time chart of a multi-stage booster circuit.

【図8】多段昇圧回路のコンデンサ接続等価回路図。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a capacitor connection of the multi-stage booster circuit.

【図9】補助コンデンサー電圧検出回路の詳細回路図。FIG. 9 is a detailed circuit diagram of an auxiliary capacitor voltage detection circuit.

【図10】図14における回路図のタイムチャート。FIG. 10 is a time chart of the circuit diagram in FIG. 14;

【図11】即スタート回路の詳細回路図。FIG. 11 is a detailed circuit diagram of an immediate start circuit.

【図12】電圧検出用のサンプリング信号生成回路図。FIG. 12 is a circuit diagram of a sampling signal generation circuit for voltage detection.

【図13】サンプリング信号生成回路のタイムチャー
ト。
FIG. 13 is a time chart of a sampling signal generation circuit.

【図14】即スタート解除時の補助コンデンサー電圧の
推移を示した概念図。
FIG. 14 is a conceptual diagram showing a transition of an auxiliary capacitor voltage at the time of immediate start release.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・発電コイル 2、2a、2b、2c、2d・・・整流ダイオード 3・・・高容量キャパシター 4・・・リミッター 5・・・逆流防止ダイオード 6・・・VSC検出回路 7・・・多段昇圧回路 8,9・・・昇圧コンデンサー 10・・・補助コンデンサー 11・・・VSS検出回路 12・・・時計回路 13・・・水晶振動子 14・・・モーター用コイル 17・・・ローター 18・・・ステーター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Generating coil 2, 2a, 2b, 2c, 2d ... Rectifier diode 3 ... High capacity capacitor 4 ... Limiter 5 ... Backflow prevention diode 6 ... VSC detection circuit 7 ... Multi-stage booster circuit 8, 9 ... booster capacitor 10 ... auxiliary capacitor 11 ... VSS detection circuit 12 ... clock circuit 13 ... crystal oscillator 14 ... motor coil 17 ... rotor 18 ... Stator

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともロータ、ステータ、前記ロータ
の回転に応じた誘起交流電力を発生するコイル、前記ロ
ータを回転せしめる機構を具備し機械エネルギーを電気
エネルギーに変換する発電機、前記コイルに誘起した交
流起電力を整流する整流回路、前記整流回路により整流
された電力を蓄える充電可能な2次電源、前記2次電源
の過充電を防止する過充電防止回路を有する発電装置付
電子時計において、 前記整流回路は4つの整流素子がブリッジ連結されて構
成されて前記発電機と前記2次電源との間に接続され、
前記過充電防止回路は前記発電機と前記整流回路との間
に接続され、且つ前記発電機を構成しているコイルに並
列接続されてなることを特徴とする発電装置付電子時
計。
1. A generator for converting mechanical energy into electric energy, comprising at least a rotor, a stator, a coil for generating induced AC power according to the rotation of the rotor, a generator for rotating the rotor, and a generator induced in the coil. An electronic timepiece with a power generating device, comprising: a rectifier circuit for rectifying AC electromotive force, a chargeable secondary power supply for storing power rectified by the rectifier circuit, and an overcharge prevention circuit for preventing overcharge of the secondary power supply. A rectifier circuit configured by bridge-connecting four rectifier elements and connected between the generator and the secondary power supply;
The electronic timepiece with a power generator, wherein the overcharge prevention circuit is connected between the generator and the rectifier circuit, and is connected in parallel to a coil constituting the generator.
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