JP3592371B2 - Solar clock - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、太陽電池と蓄電器としての大容量コンデンサ及びクイックスタート用の小容量コンデンサによって駆動されるモータ負荷を備えた電子時計に於ける、クイックスタート時の起動性の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、太陽電池と電気二重層型の大容量コンデンサとを組み合わせることにより電池交換を不要とした長寿命の電子時計が製品化されている。しかし前記大容量コンデンサは容量が大きいため電子時計を暗い場所に放置するなどして一度完全に放電してしまうと、次に明かるい場所に出して光を当てても時計回路の動作開始電圧まで充電するのに長時間を必要とし、時計の動作開始に時間がかかり過ぎるという問題があった。しかるに、この問題を解決するための提案が特公平4−80355号公報にて行なわれている。
【0003】
この方式は太陽電池の発生電圧が所定値を越えるまでは大容量コンデンサに充電を行なわず小容量コンデンサのみによって時計回路を動作させクイックスタートを実現している。しかし、この方式は一度放電した状態から光を当てた場合の照射条件によっては、いつまでたっても大容量コンデンサへの充電がおこなわれないという問題が発生する。すなわち太陽電池時計に光照射を再開したとき太陽電池の発生電圧が最低動作開始電圧を維持する程度の照度しか得られない場合には、時計回路は小容量コンデンサによって動作を開始するが、大容量コンデンサへの充電がいつまでたっても行なわれない可能性がある。
【0004】
従って太陽電池に光が当たっている間は小容量コンデンサによって時計回路が動作しているが、ちょっとでも光が当たらなくなると大容量コンデンサからの電圧供給は行なわれないため時計回路の動作は停止してしまうことになる。すなわち、少し暗い照明下にあるオフィスや、店内においては大容量コンデンサが二次電池の機能をはたさない構成となっている。
【0005】
上記の問題を解決する方式が実公平5−34196号公報により提案されている。この方式は大容量コンデンサと小容量コンデンサとを時分割で充電すると共にクイックスタート時は太陽電池にて充電状態にある小容量コンデンサで、モータ負荷の駆動を行なう事により前述の様な条件の悪い照明下においても大容量コンデンサへの充電を確実に行う事が出来るものである。以下図面により説明する。
【0006】
図5は従来の太陽電池時計のブロック図であり、10は電気二重層型の大容量コンデンサ、11は小容量コンデンサ、4は小容量コンデンサ11充電用のN型トランジスタ、7は大容量コンデンサ10充電用のP型トランジスタ、8は太陽電池への逆流防止用のダイオード、9は太陽電池、12はコンパレータ、40は時計回路であり、モータコイル50を駆動する機能を有する。
太陽電池9は光照射により起電力を発生し、一次電源として機能する。この太陽電池9に、逆流防止用ダイオード8およびP型トランジスタ7を介して接続する大容量コンデンサ10は、太陽電池9により充電され二次電源として機能する。また太陽電池9に逆流防止用ダイオード8およびN型トランジスタ4を介して接続する小容量コンデンサ11は、太陽電池9により、極く短時間に時計回路40を駆動できる程度の電圧にまで充電され、前記大容量コンデンサ10の電圧が、前記時計回路40を駆動出来ない程度に低下しているときに、これに代わって前記時計回路40に電源を供給する。コンパレータ12は、前記大容量コンデンサ10の電位と小容量コンデンサ11の電位とを比較し、大容量コンデンサ10が十分充電されているときはLレベルの出力を送出し、十分充電されていないときはHレベルの出力を送出する。時計回路40は、コンパレータ12よりHレベルの信号を入力するとN型トランジスタ4、P型トランジスタ7のゲート入力を時分割に制御し、Lレベル信号を入力するとN型トランジスタ4とP型トランジスタ7をON状態に制御する。大容量コンデンサ10はN型トランジスタ4とP型トランジスタ7を介して、また小容量コンデンサ11は直接、時計回路40およびモータ50より構成される負荷回路に接続し、これらに電源を供給している。
【0007】
次に、図5に基づいて従来例の動作について説明する。先ず、クイックスタート動作について説明する。クイックスタートとは太陽電池9に光が長時間照射されず、大容量コンデンサ10と小容量コンデンサ11が放電しきって、全く動作が停止した状態から、太陽電池9に光を照射すると、即動作(運針)を再開する機能である。
太陽電池9に光が照射されると、この太陽電池9に所定の起電力が発生し、太陽電池9、小容量コンデンサ11、N型トランジスタ4、逆流防止用ダイオード8、太陽電池9という小容量コンデンサ11の充電回路が構成され、小容量コンデンサ11の充電が開始される。小容量コンデンサ11は、容量が小さいため、短時間で、時計回路40を駆動できる程度に充電される。
【0008】
時計回路40が動作を開始するとコンパレータ12も働きだす。この時、大容量コンデンサ10は、未だ充電が開始されておらず、他方、小容量コンデンサ11は十分に充電されており、コンパレータ12の出力はHレベルとなる。時計回路40は、コンパレータ12からのHレベルの制御信号を受け、N型トランジスタ4とP型トランジスタ7のゲートを時分割制御する。該制御信号は、図6(ニ)(ホ)に示す様、1秒周期で1/4秒間Hレベル、3/4秒間Lレベルというものである。N型トランジスタ4およびP型トランジスタ7は、交互にON状態となり、1秒のうちの1/4秒はN型トランジスタ4がON状態となり、3/4秒はP型トランジスタ7がON状態となる。これにより、N型トランジスタ4がON状態となる1/4秒間は、太陽電池9、小容量コンデンサ11、N型トランジスタ4、逆流防止ダイオード8、太陽電池9という小容量コンデンサ11の充電回路が形成され、小容量コンデンサ11が充電される。P型トランジスタ7がON状態となる3/4秒間は、太陽電池9、大容量コンデンサ10、P型トランジスタ7、逆流防止ダイオード8、太陽電池9という大容量コンデンサ10の充電回路が形成され、大容量コンデンサ10が充電される。モータ50は時計回路40からの制御信号により、1秒に1回運針信号を出力する。運針タイミング(図6(ト))は1Hz信号(図6(イ))の立ち下がりに同期しているので、運針タイミングは小容量コンデンサ11の充電タイミング(図6(ヘ))期間となっている。
つまり、クイックスタート後、1秒周期で1/4秒間小容量コンデンサ11に充電を行ない、続いて3/4秒間大容量コンデンサ10に充電を行なうことを繰り返している(時分割充電動作)。
【0009】
上記時分割充電動作が継続され、所定の時間が経過すると、大容量コンデンサ10は十分に充電され、その電圧が時計回路40を駆動するのに十分なものとなり、小容量コンデンサ11の電圧より高くなると、コンパレータ12の出力はLレベルとなる。これを入力した時計回路40はN型トランジスタ4のゲートにHレベル、P型トランジスタ7のゲートにLレベルの制御信号を出力する。(図6(ロ)(ハ))この為、N型トランジスタ4とP型トランジスタ7は、ともに常時ON状態となり、小容量コンデンサ11と大容量コンデンサ10を並列接続する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実公平5−34196号公報の方式においては、クイックスタート時、太陽電池から小容量コンデンサに充電される充電時間が1/4秒と短いため、照度が低い所では、1秒後の最初の運針タイミングでモータが回る可能性が低いという問題がある。
本発明の目的は上記問題を解決し、クイックスタート時、最初の運針タイミングでモータが回る可能性を向上させた太陽電池時計を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は下記の通りである。太陽電池と、該太陽電池によってスイッチ手段を介さずに充電される比較的容量の小さい小容量コンデンサと、前記太陽電池よりスイッチ手段を介して充電される大容量コンデンサと、前記小容量コンデンサ及び前記大容量コンデンサを時分割充電する為の時分割信号を発生する時分割信号作成回路と、モータ駆動信号を出力する駆動信号作成回路を有する時計回路とを備え、前記太陽電池による充電開始時は前記小容量コンデンサによってクイックスタ−トする電子時計に於いて、
前記クイックスタ−ト時、はじめてモータ駆動信号が出力されるまでは、前記時分割信号作成回路より出力される時分割信号によって、前記太陽電池が前記小容量コンデンサに対してのみ充電を行うように制御する構成としたことを特徴とする。
更に、前記クイックスタ−ト時、はじめてモータ駆動信号が出力されるまでは、前記時分割信号作成回路より出力される時分割信号によって前記スイッチ手段がOFF状態に保持されることを特徴とする。
【0012】
更に、前記大容量コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路を設け、該電圧検出回路の検出結果により前記大容量コンデンサが十分に充電されていることが検出されているときには、電圧検出回路からの検出信号により前記時分割信号作成回路からの時分割信号の出力を停止させ、前記時分割信号作成回路からスイッチ手段を常時オン制御させる制御信号を出力するように構成したことを特徴とする。
更に、前記大容量コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路を設け、該電圧検出回路の検出結果により前記大容量コンデンサが十分に充電されていることが検出されているときには、前記小容量コンデンサと大容量コンデンサとが並列接続される状態となるように構成したことを特徴とする。
更に、前記スイッチ手段は、Nchタイプトランジスタの充電用トランジスタであることを特徴とする。
【0013】
【実施例】
以下図面により本発明の実施例を詳述する。図1は本発明の太陽電池時計のブロック図であり、9は太陽電池、10は電気二重層型の大容量コンデンサ、40は時計回路で、モータコイル50を駆動する機能を有する。1は時分割手段、8と13は太陽電池9への逆流防止用のダイオード、11は小容量コンデンサ、2は大容量コンデンサ10への逆流防止用ダイオード、12は電圧検出回路である。尚、上記構成において図5と同一番号は同一要素を示し、同じ動作を行うものである。
【0014】
図2は図1における時計回路40の詳細を示すブロック図である。また図3は本発明における一実施例の波形図である。41は水晶発振回路、42は分周回路、43はモータ駆動信号作成回路、44はモータ駆動回路、46はパワーオン等により回路起動を検出する起動検出回路、48はパルス化回路である。
45は時分割信号作成回路で、前記分周回路42よりの信号を入力し、制御端子C1に電圧検出回路12からHレベルの電圧検出信号Pkが入力されると、Q出力より1秒周期で1/4秒間Lレベル、3/4秒間Hレベルの時分割信号Pc(図3(ホ))を出力し、Lレベルの電圧検出信号Pkが入力されるとHレベルの時分割信号Pchが出力する。尚、制御端子C2に後述する時分割禁止制御回路47からの時分割禁止信号Ppが入力されると、制御端子C1のH、Lに関係なく、Q出力よりLレベルの時分割信号Pclが出力される。
47は時分割禁止制御回路で、セット優先のセット・リセット付フリップフロップ(以降SR−FFと略記する。)で構成されており、S端子に起動検出回路46からの起動信号Psが入力されるとQ出力より時分割禁止信号Ppが出力され、R端子に分周回路42からの1Hz信号(図3(イ))がパルス化回路48を介して入力されると時分割禁止信号Ppが解除される。
【0015】
次に、動作の説明をする。先ず、クイックスタート動作について説明する。太陽電池9に光が照射されると、この太陽電池9に所定の起電力が発生し、太陽電池9、小容量コンデンサ11、逆流防止用ダイオード8、太陽電池9という小容量コンデンサ11の充電回路が構成され、小容量コンデンサ11の充電が開始される。尚、この状態では、時計回路40は動作を開始しておらず、時分割手段1はON状態になっていないので大容量コンデンサ10への充電は行われない。
【0016】
小容量コンデンサ11の充電電圧が時計回路40の動作開始電圧に達すると時計回路40は動作を開始する。先ず、図2に示す起動回路46より起動信号Ps(図3(ロ))が出力され、時分割禁止制御回路47のQ出力より時分割禁止信号Pp(図3(ニ))が出力される。次に、水晶発振回路41、分周回路42も動作を開始する。時分割信号作成回路45は分周回路42からの信号群を入力し時分割信号Pcを作成しているが、制御端子C2に時分割禁止信号Ppを入力している為、Lレベルの時分割信号Pclが出力される。時分割手段1は、Lレベル信号をゲート入力とするとOFFとなるため、改めて太陽電池9、小容量コンデンサ11、逆流防止用ダイオード8、太陽電池9という小容量コンデンサ11の充電回路が構成される。
【0017】
クイックスタートから1秒経過後、時分割禁止制御回路47のR端子に分周回路42からの1Hz信号(図3(イ))がパルス化回路48を介して入力されると、時分割禁止信号Ppは解除される。時分割信号作成回路45は、制御端子C2に時分割禁止信号Ppが入力されなくなった為、Q出力からのLレベルの時分割信号Pclの出力をやめる。つまり、クイックスタート後、最初の1秒間は小容量コンデンサ11のみが充電されることになる。
同時に、図3(イ)に示す1Hz信号の立ち下がりに同期して、駆動信号作成回路43はモータ駆動信号Pm(図3(ハ))を出力し、コイル端子O1を介して駆動信号Po1がモータコイル50に供給される。
【0018】
時分割信号作成回路45は制御端子C1にHレベルの電圧検出信号Pkが入力されていることにより、Q出力から1秒周期で1/4秒間Lレベル、3/4秒間Hレベルの時分割信号Pcを出力する。時分割信号Pcをゲート信号とする時分割手段1は時分割信号PcがLの時にはOFFとなっているため太陽電池9の発生電圧はダイオード8を介して小容量コンデンサ11のみを充電し、小容量コンデンサ11の充電電圧によって時計回路40を動作させるが、時分割信号PcがHになると時分割手段4がONとなることによって太陽電池9の発生電圧はダイオード13及び時分割手段1を介して大容量コンデンサ10の充電も行なう。尚、この時ダイオード8を介して小容量コンデンサ11が並列接続されるが、クイックスタート時は大容量コンデンサ10の充電電圧が低く、小容量コンデンサ11の充電電圧が高い為、太陽電池9の発生電圧は電圧の低い大容量コンデンサ10に充電され、この結果ダイオード8が逆バイアスされる事により小容量コンデンサ11には充電が行なわれず、実質的に太陽電池9から切り離される。
つまり、1秒周期で1/4秒間小容量コンデンサ11に充電を行ない、続いて3/4秒間大容量コンデンサ10に充電を行なうことを繰り返している(時分割充電動作)。
【0019】
照度が低くて電圧検出信号PkはHの状態にある時は、時分割信号PcがLの間に小容量コンデンサ11に充電された電圧によって時計回路40をクイックスタート状態にて動作させ、又時分割信号PcがHの間は大容量コンデンサ3の充電を行なう事により徐々に大容量コンデンサ3の電圧を上昇させていくものである。
【0020】
そして大容量コンデンサ10が十分に充電される事によって充電電圧が上昇すると電圧検出回路12からの電圧検出信号PkがLに反転される。この結果、時分割信号作成回路45はHレベルの時分割信号Pchを出力するため、時分割手段1がON状態に保持され、逆流防止ダイオード2を介して小容量コンデンサ11と大容量コンデンサ10とが並列接続される。
【0021】
図4は本発明の別の実施例を示す波形図である。尚、図3の波形図と同一の番号のものは同様の動作を行うものである。
(イ)は1Hz信号で、(ロ)は起動信号Psで、(ニ)は起動信号Psによりセットされ1Hz信号のパルス信号によりリセットされる時分割禁止信号Ppでクイックスタート後1秒間だけ出力される。(ホ)は1秒周期で3/4秒間Hレベル、1/4秒間Lレベルの時分割信号Pcで、時分割禁止信号Pp出力時のみ、Lレベルの時分割信号Pclが出力される。又、運針タイミング(ハ)は大容量コンデンサ10の充電タイミングとなっている。
【0022】
図4(ホ)に示す時分割信号Pcでは1秒周期の前半3/4秒がHレベルで、大容量コンデンサ10の充電タイミングとなっている。従って、本発明のようにクイックスタート後1秒間だけはLレベルの時分割信号Pclが出力され小容量コンデンサ11を充電する構成は、特に有効である。
【0023】
上記の如く本発明では、クイックスタート時にはじめてのモータ駆動信号Pmが出力されるまでは、時分割信号作成回路45より出力されるLレベルの時分割信号Pclによって小容量コンデンサ11のみに充電を行ない、以降は時分割信号PcがHレベルの間は大容量コンデンサ10を充電し、Lレベルの間は小容量コンデンサ11を充電し、大容量コンデンサ10が十分に充電されると、Hレベルの時分割信号Pchにより、大容量コンデンサ10と小容量コンデンサ11とを並列接続していくものである。
【0024】
【発明の効果】
上記の如く本発明によれば、照度が低い状態においてもはじめてのモータ駆動信号が出力されるまでは、時分割信号によって小容量コンデンサに充電する方式であるため、室内等の使用場所で、太陽電池の発生電圧が最低動作開始電圧を維持する程度の照度しか得られない場合であっても、クイックスタート時、最初の運針タイミングでモータが回る可能性向上に大なる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の太陽電池時計を示すブロック図である。
【図2】本発明の時計回路の詳細を示すブロック図である。
【図3】本発明の波形図である。
【図4】本発明の別の実施例を示す波形図である。
【図5】従来の太陽電池時計を示すブロック図である。
【図6】従来の波形図である。
【符号の説明】
1 時分割手段
2 逆流防止ダイオード
8、13 逆流防止ダイオード
9 ソーラセル
10 大容量コンデンサ
11 小容量コンデンサ
12 電圧検出手段
40 時計回路
42 分周回路
43 駆動信号作成回路
45 時分割信号作成回路
46 起動検出回路
47 時分割禁止制御回路
48 パルス化回路
50 モータコイル
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an improvement in startability at the time of quick start in an electronic timepiece provided with a motor load driven by a solar cell, a large-capacity capacitor as a capacitor, and a small-capacity capacitor for quick start.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a long-life electronic timepiece that does not require battery replacement by combining a solar cell and an electric double-layer type large-capacity capacitor has been commercialized. However, since the large-capacity capacitor has a large capacity, if the electronic timepiece is completely discharged once, for example, when it is left in a dark place, even if it is brought out to a bright place next and exposed to light, it will reach the operation start voltage of the clock circuit. It takes a long time to charge, and there is a problem that it takes too much time to start the operation of the watch. However, a proposal for solving this problem is made in Japanese Patent Publication No. 4-80355.
[0003]
In this system, a large capacity capacitor is not charged until a voltage generated by a solar cell exceeds a predetermined value, and a clock circuit is operated only by a small capacity capacitor to realize a quick start. However, this method has a problem that the large-capacity capacitor is not charged indefinitely depending on the irradiation conditions when light is applied from the state of being discharged once. In other words, when the solar cell clock resumes light irradiation, if the generated voltage of the solar cell can only obtain the illuminance enough to maintain the minimum operation start voltage, the clock circuit starts operation with a small capacitor, There is a possibility that the charging of the capacitor will not be performed forever.
[0004]
Therefore, while the solar cell is illuminated, the clock circuit is operated by the small-capacitance capacitor.If the light does not strike even a little, the clock circuit stops operating because no voltage is supplied from the large-capacity capacitor. Will be. That is, in an office or a store under slightly dark illumination, a large-capacity capacitor does not function as a secondary battery.
[0005]
A method for solving the above problem is proposed in Japanese Utility Model Publication No. 5-34196. In this method, large-capacity capacitors and small-capacity capacitors are charged in a time-division manner, and at the time of quick start, small-capacity capacitors that are charged by solar cells are used to drive the motor load. It is possible to reliably charge a large-capacity capacitor even under illumination. This will be described below with reference to the drawings.
[0006]
FIG. 5 is a block diagram of a conventional solar clock, 10 is an electric double layer type large capacity capacitor, 11 is a small capacity capacitor, 4 is a small capacity capacitor 11, an N-type transistor for charging, and 7 is a large capacity capacitor 10. A P-type transistor for charging, 8 is a diode for preventing backflow to the solar cell, 9 is a solar cell, 12 is a comparator, and 40 is a clock circuit, which has a function of driving the motor coil 50.
The solar cell 9 generates an electromotive force by light irradiation and functions as a primary power supply. A large-capacity capacitor 10 connected to the solar cell 9 via a backflow prevention diode 8 and a P-type transistor 7 is charged by the solar cell 9 and functions as a secondary power supply. The small-capacity capacitor 11 connected to the solar cell 9 via the backflow prevention diode 8 and the N-type transistor 4 is charged by the solar cell 9 to a voltage that can drive the clock circuit 40 in a very short time. When the voltage of the large-capacity capacitor 10 is reduced to such an extent that the clock circuit 40 cannot be driven, power is supplied to the clock circuit 40 instead. The comparator 12 compares the potential of the large-capacity capacitor 10 with the potential of the small-capacity capacitor 11, and outputs an L-level output when the large-capacity capacitor 10 is sufficiently charged. An H level output is transmitted. The clock circuit 40 controls the gate inputs of the N-type transistor 4 and the P-type transistor 7 in a time-sharing manner when an H-level signal is input from the comparator 12, and switches the N-type transistor 4 and the P-type transistor 7 when an L-level signal is input. Control to ON state. The large-capacity capacitor 10 is connected via the N-type transistor 4 and the P-type transistor 7, and the small-capacity capacitor 11 is directly connected to a load circuit composed of the clock circuit 40 and the motor 50, and supplies power thereto. .
[0007]
Next, the operation of the conventional example will be described with reference to FIG. First, the quick start operation will be described. The quick start means that when the solar cell 9 is not irradiated with light for a long time, the large-capacity capacitor 10 and the small-capacitance capacitor 11 are completely discharged, and the operation is completely stopped, and then the solar cell 9 is irradiated with light. This is the function to restart the operation.
When light is applied to the solar cell 9, a predetermined electromotive force is generated in the solar cell 9, and the small capacity of the solar cell 9, the small-capacity capacitor 11, the N-type transistor 4, the backflow prevention diode 8, and the solar cell 9 is obtained. A charging circuit for the capacitor 11 is formed, and charging of the small-capacity capacitor 11 is started. Since the small-capacity capacitor 11 has a small capacity, the small-capacity capacitor 11 is charged in a short time to such an extent that the clock circuit 40 can be driven.
[0008]
When the clock circuit 40 starts operating, the comparator 12 starts operating. At this time, the charging of the large-capacity capacitor 10 has not yet started, while the small-capacitance capacitor 11 has been sufficiently charged, and the output of the comparator 12 becomes H level. The clock circuit 40 receives the H-level control signal from the comparator 12 and controls the gates of the N-type transistor 4 and the P-type transistor 7 in a time-sharing manner. As shown in FIGS. 6 (d) and 6 (e), the control signal has an H level for 1/4 second and a L level for 3/4 second in a 1 second cycle. The N-type transistor 4 and the P-type transistor 7 are alternately turned on, the N-type transistor 4 is turned on for 1/4 second, and the P-type transistor 7 is turned on for 3/4 second. . As a result, during 1/4 second when the N-type transistor 4 is turned on, a charging circuit for the small-capacity capacitor 11 such as the solar cell 9, the small-capacity capacitor 11, the N-type transistor 4, the backflow prevention diode 8, and the solar cell 9 is formed. Then, the small-capacity capacitor 11 is charged. For 3/4 seconds when the P-type transistor 7 is turned on, a charging circuit for the large-capacity capacitor 10 including the solar cell 9, the large-capacity capacitor 10, the P-type transistor 7, the backflow prevention diode 8, and the solar cell 9 is formed. The capacitance capacitor 10 is charged. The motor 50 outputs a hand movement signal once per second according to a control signal from the clock circuit 40. Since the hand movement timing (FIG. 6 (G)) is synchronized with the fall of the 1 Hz signal (FIG. 6 (A)), the hand movement timing is the period for charging the small capacitor 11 (FIG. 6 (F)). I have.
In other words, after the quick start, charging of the small-capacity capacitor 11 for 1/4 second in a cycle of 1 second and subsequently charging of the large-capacity capacitor 10 for 3/4 second are repeated (time-division charging operation).
[0009]
When the time-division charging operation is continued and a predetermined time has elapsed, the large-capacity capacitor 10 is sufficiently charged, and its voltage becomes sufficient to drive the clock circuit 40, and is higher than the voltage of the small-capacity capacitor 11. Then, the output of the comparator 12 becomes L level. The clock circuit 40 to which this is input outputs an H-level control signal to the gate of the N-type transistor 4 and an L-level control signal to the gate of the P-type transistor 7. (FIG. 6 (b) (c)) Therefore, both the N-type transistor 4 and the P-type transistor 7 are always in the ON state, and the small-capacity capacitor 11 and the large-capacity capacitor 10 are connected in parallel.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 5-34196, at the time of quick start, the charging time from the solar cell to the small-capacity capacitor is as short as 1/4 second. There is a problem that the possibility that the motor is turned at the hand movement timing is low.
An object of the present invention is to solve the above problem and to provide a solar battery timepiece in which the possibility of the motor turning at the first hand movement timing at the time of quick start is improved.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention for achieving the above object is as follows. And solar cells, and relatively small capacity small capacitor which is charged without passing through the switch means by said solar cell, and the large-capacitance capacitor which is charged via a switching means from the solar cell, the small capacitor and A time-division signal generation circuit that generates a time-division signal for time-division charging of the large-capacity capacitor, and a clock circuit having a drive signal generation circuit that outputs a motor drive signal, when charging by the solar cell is started In an electronic timepiece that is quick-started by the small capacitor,
At the time of the quick start, until the motor drive signal is output for the first time, the time division signal output from the time division signal generation circuit causes the solar cell to charge only the small capacity capacitor. It is characterized in that it is configured to be controlled .
Further, at the time of the quick start, the switch means is held in an OFF state by a time division signal output from the time division signal generation circuit until a motor drive signal is output for the first time.
[0012]
Furthermore, a voltage detection circuit for detecting the voltage of the large-capacity capacitor is provided, and when the detection result of the voltage detection circuit indicates that the large-capacity capacitor is sufficiently charged, the detection from the voltage detection circuit is performed. The output of the time-division signal from the time-division signal generation circuit is stopped by a signal, and the control signal for constantly turning on the switch means is output from the time-division signal generation circuit.
Further, a voltage detection circuit for detecting the voltage of the large-capacity capacitor is provided, and when it is detected from the detection result of the voltage detection circuit that the large-capacity capacitor is sufficiently charged, the large-capacity capacitor is connected to the large-capacity capacitor. The capacitor is configured to be connected in parallel with the capacitance capacitor.
Further, the switch means is a charging transistor of an Nch type transistor.
[0013]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a solar battery timepiece according to the present invention, in which 9 is a solar battery, 10 is an electric double layer type large-capacity capacitor, and 40 is a timepiece circuit having a function of driving a motor coil 50. 1 is a time division means, 8 and 13 are diodes for preventing backflow to the solar cell 9, 11 is a small capacity capacitor, 2 is a diode for preventing backflow to the large capacity capacitor 10, and 12 is a voltage detection circuit. In the above configuration, the same numbers as those in FIG. 5 indicate the same elements and perform the same operations.
[0014]
FIG. 2 is a block diagram showing details of the clock circuit 40 in FIG. FIG. 3 is a waveform diagram of one embodiment of the present invention. 41 is a crystal oscillation circuit, 42 is a frequency divider circuit, 43 is a motor drive signal generation circuit, 44 is a motor drive circuit, 46 is a start detection circuit that detects circuit start by power-on or the like, and 48 is a pulse circuit.
Reference numeral 45 denotes a time-division signal generating circuit which receives a signal from the frequency dividing circuit 42, and receives an H-level voltage detection signal Pk from the voltage detection circuit 12 to the control terminal C1 at a period of one second from the Q output. An L-level time-sharing signal Pc (FIG. 3E) is output for 1/4 second and an H-level for 3/4 seconds, and an H-level time-sharing signal Pch is output when the L-level voltage detection signal Pk is input. I do. When a time-division prohibition signal Pp from a later-described time-division prohibition control circuit 47 is input to the control terminal C2, an L-level time-division signal Pcl is output from the Q output irrespective of H and L of the control terminal C1. Is done.
Reference numeral 47 denotes a time-division prohibition control circuit, which is configured by a set-priority flip-flop with set / reset (hereinafter abbreviated as SR-FF), and receives a start signal Ps from a start detection circuit 46 at an S terminal. And a Q output from the Q output, and when a 1 Hz signal (FIG. 3A) from the frequency dividing circuit 42 is input to the R terminal via the pulsing circuit 48, the time division inhibiting signal Pp is released. Is done.
[0015]
Next, the operation will be described. First, the quick start operation will be described. When light is applied to the solar cell 9, a predetermined electromotive force is generated in the solar cell 9, and a charging circuit for the small-capacity capacitor 11 such as the solar cell 9, the small-capacity capacitor 11, the backflow prevention diode 8, and the solar cell 9. , And charging of the small-capacity capacitor 11 is started. In this state, the clock circuit 40 has not started operating, and the time-sharing means 1 is not in the ON state, so that the large-capacity capacitor 10 is not charged.
[0016]
When the charging voltage of the small capacitor 11 reaches the operation start voltage of the clock circuit 40, the clock circuit 40 starts operating. First, the activation signal Ps (FIG. 3 (b)) is output from the activation circuit 46 shown in FIG. 2, and the time division inhibition signal Pp (FIG. 3 (d)) is output from the Q output of the time division inhibition control circuit 47. . Next, the crystal oscillation circuit 41 and the frequency dividing circuit 42 also start operating. The time-division signal generation circuit 45 receives the signal group from the frequency dividing circuit 42 to generate the time-division signal Pc. However, since the time-division inhibition signal Pp is input to the control terminal C2, the L-level time-division signal is output. The signal Pcl is output. Since the time division means 1 is turned off when the L level signal is inputted as a gate, a charging circuit for the small capacity capacitor 11, such as the solar cell 9, the small capacity capacitor 11, the backflow prevention diode 8, and the solar cell 9, is constituted again. .
[0017]
After one second from the quick start, when a 1 Hz signal (FIG. 3A) from the frequency dividing circuit 42 is input to the R terminal of the time division prohibition control circuit 47 via the pulsing circuit 48, the time division prohibition signal Pp is released. The time-division signal generation circuit 45 stops outputting the L-level time-division signal Pcl from the Q output because the time-division inhibition signal Pp is no longer input to the control terminal C2. That is, only the small-capacity capacitor 11 is charged for the first second after the quick start.
At the same time, in synchronization with the fall of the 1 Hz signal shown in FIG. 3A, the drive signal generation circuit 43 outputs the motor drive signal Pm (FIG. 3C), and the drive signal Po1 is output via the coil terminal O1. It is supplied to the motor coil 50.
[0018]
Since the H-level voltage detection signal Pk is input to the control terminal C1, the time-division signal generating circuit 45 outputs the L-level and the H-level time-division signal for 1/4 second and 3/4 second from the Q output. Output Pc. Since the time division means 1 using the time division signal Pc as a gate signal is OFF when the time division signal Pc is L, the voltage generated by the solar cell 9 charges only the small capacity capacitor 11 via the diode 8, The clock circuit 40 is operated by the charging voltage of the capacitance capacitor 11, but when the time-division signal Pc becomes H, the time-division means 4 is turned on, so that the generated voltage of the solar cell 9 is passed through the diode 13 and the time-division means 1. The large-capacity capacitor 10 is also charged. At this time, the small-capacity capacitor 11 is connected in parallel via the diode 8, but at the time of quick start, the charging voltage of the large-capacity capacitor 10 is low and the charging voltage of the small-capacity capacitor 11 is high. The voltage is charged in the large-capacity capacitor 10 having a low voltage, and as a result, the diode 8 is reverse-biased, so that the small-capacity capacitor 11 is not charged and is substantially disconnected from the solar cell 9.
That is, charging of the small-capacity capacitor 11 for 1/4 second at a cycle of 1 second and subsequent charging of the large-capacity capacitor 10 for 3/4 seconds are repeated (time-division charging operation).
[0019]
When the illuminance is low and the voltage detection signal Pk is in the H state, the clock circuit 40 is operated in the quick start state by the voltage charged in the small capacitor 11 while the time division signal Pc is in the L state. While the divided signal Pc is H, the voltage of the large capacity capacitor 3 is gradually increased by charging the large capacity capacitor 3.
[0020]
When the charging voltage rises due to sufficient charging of the large-capacity capacitor 10, the voltage detection signal Pk from the voltage detection circuit 12 is inverted to L. As a result, the time-division signal generation circuit 45 outputs the H-level time-division signal Pch, so that the time-division means 1 is kept in the ON state, and the small-capacity capacitor 11 and the large-capacity capacitor 10 are connected via the backflow prevention diode 2. Are connected in parallel.
[0021]
FIG. 4 is a waveform chart showing another embodiment of the present invention. Those having the same numbers as those in the waveform diagram of FIG. 3 perform the same operation.
(A) is a 1 Hz signal, (b) is a start signal Ps, and (d) is a time division inhibition signal Pp which is set by the start signal Ps and reset by a 1 Hz pulse signal, and is output only for one second after quick start. You. (E) is a time division signal Pc of H level for 3/4 seconds and L level of 1/4 second in a one second cycle. The L level time division signal Pcl is output only when the time division inhibition signal Pp is output. The hand movement timing (c) is the charging timing of the large-capacity capacitor 10.
[0022]
In the time-division signal Pc shown in FIG. 4E, the first 3/4 second of the 1-second cycle is at the H level, which is the timing for charging the large-capacity capacitor 10. Therefore, the configuration in which the time-division signal Pcl of the L level is output and the small-capacity capacitor 11 is charged only for one second after the quick start as in the present invention is particularly effective.
[0023]
As described above, in the present invention, only the small capacitor 11 is charged by the L-level time division signal Pcl output from the time division signal generation circuit 45 until the first motor drive signal Pm is output at the time of quick start. Thereafter, the large-capacity capacitor 10 is charged while the time-division signal Pc is at the H level, the small-capacity capacitor 11 is charged during the L-level, and when the large-capacity capacitor 10 is sufficiently charged, The large capacity capacitor 10 and the small capacity capacitor 11 are connected in parallel by the divided signal Pch.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when the illuminance is low, the small-capacity capacitor is charged by the time-division signal until the first motor drive signal is output. Even if the generated voltage of the battery can obtain only the illuminance enough to maintain the minimum operation start voltage, at the time of quick start, there is a great effect of improving the possibility of the motor turning at the first hand movement timing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a solar battery timepiece of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing details of a clock circuit according to the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram of the present invention.
FIG. 4 is a waveform chart showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional solar battery timepiece.
FIG. 6 is a conventional waveform diagram.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 time division means 2 backflow prevention diodes 8, 13 backflow prevention diodes 9 solar cell 10 large capacity capacitor 11 small capacity capacitor 12 voltage detection means 40 clock circuit 42 frequency divider circuit 43 drive signal generation circuit 45 time division signal generation circuit 46 start detection circuit 47 Time-division prohibition control circuit 48 Pulsing circuit 50 Motor coil

Claims (5)

太陽電池と、該太陽電池によってスイッチ手段を介さずに充電される比較的容量の小さい小容量コンデンサと、前記太陽電池よりスイッチ手段を介して充電される大容量コンデンサと、前記小容量コンデンサ及び前記大容量コンデンサを時分割充電する為の時分割信号を発生する時分割信号作成回路と、モータ駆動信号を出力する駆動信号作成回路を有する時計回路とを備え、前記太陽電池による充電開始時は前記小容量コンデンサによってクイックスタ−トする電子時計に於いて、
前記クイックスタ−ト時、はじめてモータ駆動信号が出力されるまでは、前記時分割信号作成回路より出力される時分割信号によって、前記太陽電池が前記小容量コンデンサに対してのみ充電を行うように制御する構成としたことを特徴とする太陽電池時計。
And solar cells, and relatively small capacity small capacitor which is charged without passing through the switch means by said solar cell, and the large-capacitance capacitor which is charged via a switching means from the solar cell, the small capacitor and A time-division signal generation circuit that generates a time-division signal for time-division charging of the large-capacity capacitor, and a clock circuit having a drive signal generation circuit that outputs a motor drive signal, when charging by the solar cell is started In an electronic timepiece that is quick-started by the small capacitor,
At the time of the quick start, until the motor drive signal is output for the first time, the time division signal output from the time division signal generation circuit causes the solar cell to charge only the small capacity capacitor. A solar battery timepiece characterized in that it is controlled .
記クイックスタ−ト時、はじめてモータ駆動信号が出力されるまでは、前記時分割信号作成回路より出力される時分割信号によって前記スイッチ手段がOFF状態に保持されることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池時計。 Before SL Quick Star - DOO time, until the first motor driving signal is output, according to claim wherein said switch means by a dividing signal when output from the time division signal generating circuit is characterized in that it is held in the OFF state 2. The solar cell clock according to 1. 前記大容量コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路を設け、該電圧検出回路の検出結果により前記大容量コンデンサが十分に充電されていることが検出されているときには、電圧検出回路からの検出信号により前記時分割信号作成回路からの時分割信号の出力を停止させ、前記時分割信号作成回路からスイッチ手段を常時オン制御させる制御信号を出力するように構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2の何れかに記載の太陽電池時計。A voltage detection circuit for detecting the voltage of the large-capacity capacitor is provided, and when the detection result of the voltage detection circuit indicates that the large-capacity capacitor is sufficiently charged, a detection signal from the voltage detection circuit is used. 2. The control method according to claim 1, wherein the output of the time-division signal from the time-division signal generation circuit is stopped, and a control signal for constantly turning on a switch is output from the time-division signal generation circuit. Item 3. A solar cell watch according to any one of Items 2. 前記大容量コンデンサの電圧を検出する電圧検出回路を設け、該電圧検出回路の検出結果により前記大容量コンデンサが十分に充電されていることが検出されているときには、前記小容量コンデンサと大容量コンデンサとが並列接続される状態となるように構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の太陽電池時計。A voltage detection circuit for detecting a voltage of the large-capacitance capacitor; and when the detection result of the voltage detection circuit indicates that the large-capacity capacitor is sufficiently charged, the small-capacity capacitor and the large-capacity capacitor are provided. 4. The solar cell timepiece according to claim 1, wherein the solar cell timepiece is configured to be connected in parallel. 前記スイッチ手段は、Nchタイプトランジスタの充電用トランジスタであることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の太陽電池時計。5. The solar cell timepiece according to claim 1, wherein said switch means is a charging transistor of an Nch type transistor.
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