JPS5941553B2 - 電子時計 - Google Patents

電子時計

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JPS5941553B2
JPS5941553B2 JP52048292A JP4829277A JPS5941553B2 JP S5941553 B2 JPS5941553 B2 JP S5941553B2 JP 52048292 A JP52048292 A JP 52048292A JP 4829277 A JP4829277 A JP 4829277A JP S5941553 B2 JPS5941553 B2 JP S5941553B2
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JP
Japan
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battery
voltage
circuit
detection circuit
voltage detection
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JP52048292A
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JPS53143264A (en
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博幸 千原
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Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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Publication of JPS5941553B2 publication Critical patent/JPS5941553B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/04Arrangements of electric power supplies in time pieces with means for indicating the condition of the power supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Indicating Measured Values (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Adornments (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子時計に関し、特に電池寿命表示装置付き
の電子時計に関する。
本発明の目的は、比較的大きな電流が流れるアラームの
動作時に生じる電池内部の化学変化に起。
因する電池電圧降下によつて電池寿命表示装置が誤動作
しないようにすることにある。電源電池の電池容量低下
による電池寿命切れを事前に警告する電池寿命表示が、
電子時計にも実用化され、その便利さ、信頼性向上等の
メリットにより普及しつつある。
ク 電池寿命の検出について説明すれば、電池電圧と電
池残存容量の開係は、第1図に示すように、電池容量が
終わりに近づくと電池電圧が低下するため、電池電圧を
検出し、電池電圧の低下を検出したら電池寿命切れの警
告をする構成が一般的で0 ある。
電子時計に用いられる酸化銀電池は、出力電圧の放電特
性が第1図に示すように平坦であり、残存電池容量が初
期電池容量の数%以下位になると、初めて電圧が低下し
始める。
このように、酸化銀、電池は、電圧特性が良好なため電
池容量をほとんど使い終つた段階で電池寿命表示となる
ため、電池容量を有効に活用することができる。ただし
、先の出力電圧の放電特性の平坦性は、軽負荷時、もし
くは一定負荷時だけの特性であり、酸化銀電J池はその
内部抵抗が比較的大きいため、大きな電流が流れると電
池容量がまだあるのにも係わらず出力電圧が低下する。
等価回路を第2図に示す。
1は電圧源e、2は電池内部抵抗に、3は負荷抵抗Rで
あり、点線内が電池の等価回路である。
電池の出力電圧、すなわち負荷Rの両端電圧をEとする
と、 E=e−i、R=e0 に+R となり、負荷抵抗Rが小さくなると内部抵抗にが無視で
きなくなつて、出力電圧Eが低下する。
内部抵抗にの大きさは電解質の種類によつて異なり、酸
化銀電池の場合、電解質がKOHでは、常温で3Ω前後
、−10℃で20Ω前後、Na0Hでは、常温で8〜1
0Ω位、−10℃で100Ω以上となる。eはいずれも
1.58V位である。一方負荷は、電子時計、特に液晶
表示の腕時計の場合、通常時は平均電流で3μA位,ピ
ーク電流で100μA,したがつて、電圧を1.5Vと
して15KΩとなり、Eを計算すると、HaOHの電池
で−10℃でもとなり、通常時は電圧降丁は全く問題と
ならない。
大負荷時、例えば照明用ランプの動作時、あるいはアラ
ームの動作時は、負荷抵抗が100Ω位となつて10m
A〜15mAの電流が流れるため、出力電圧Eは、Rを
100Ωとした場合、次表のようになる。上表のように
、NaOHの電池では大きな負荷時の電圧降下量が大き
いため、ランプ,アラーム等が付加された時計の場合は
使用不能で、一般にはKOHつ電池が用いられる。
ただし、KOHの電池は、自己放電が大きいという欠点
がある。一般に、水晶発振回路を含めた電子回路の最低
動作電圧は0.8〜 1.2V位、電池寿命を検出する
ための電池電圧検出回路の検出電圧は1.35〜1.4
5V位の電池電圧が低下した場合に、電圧低下を検出す
るようr設定されている。大電流用のKOH電解質電池
でも低温において大電流が流れると、1.3〜 1.4
5V位に出力電圧が低下するため、時計機能は支障がな
いが、電池電圧検出回路が電圧低下を検出し、放電末期
でないのに電池寿命を警告してしまう場合がある。そこ
で、従来大電流負荷時における電池寿命表示装置の誤動
作を防ぐため、大電流負荷時ιては電池電圧検出回路の
動作を停止して誤動作を防止していた。
しかし、電池の出力電圧の低下は上記電池内部抵抗によ
る電圧降下のみならず、大電流が流れることによる電池
内部の化学変化に起因する電圧降下がある。そして、こ
の化学変化に起因する電圧降下は大電流負荷を駆動して
いる時のみならず、大電流負荷解除後一定時間継続する
。従つて化学変化に起因する電圧降下による電池寿命検
出回路の誤動作を防止するには大電流負荷時に電圧検出
回路の動作を停止させるだけでは十分ではない。そこで
、本発明は大電流が流れることによつて生じる化学変化
に起因する電圧降下の影響を受けない電池寿命検出装置
を提供するものである。
以下、図面に基づき本発明を説明する。第3図に、実施
例の電池電圧検出回路とその制御回路の一部を示す。
同図において、4は電源電池、5〜Tはエンハンスメン
トP.MOS.FET,8,9はエンハンスメントN.
MOS.FET,llはクロツク信号がLOwで書き込
み状態となるラツチ、12,13は相補型インバーター
、17は相補型AND−Gate,l8は同じくNOR
−Gate,l4はランプスイツチ、15はランプ、1
6はプルダウン用MOS抵抗であり、点線内の素子を除
いて他は全て計時回路と同一エCチップに集積されてい
る。5〜12で電池電圧検出回路を形成しており、動作
を簡単に説明すれば、P.MOS.FET5と外付け抵
抗10から成る初段部で電池電圧の変化を増幅し、その
出力が次段部のP.MOS.FET6とN.MOS.F
ET8から成るインバーターのロジツクレベルより大き
いか否かを比較する。
インバーター12の出力iは通常LOw,電圧低下が検
出されるとHighになる。インバーター12の出力i
が変化する時の電源電圧、すなわち検出電圧は、外付け
抵抗10の抵抗値を変化させることにより調整可能であ
る。電池電圧の検出は、消費電流を削減させるために、
1秒VCI回1.9msあるいは3.8ms等のパルス
幅でサンプリング検出され、ラツチされる。信号aは、
外付け抵抗10の調整を容易にするための強制検出信号
で、aがHighの間dはLOwとなり、電池電圧検出
回路は動作状態になる。信号bはサンプリング信号であ
り、ランプが点灯していない時は、信号bの反転信号が
電池電圧検出回路の制御信号dとなり、サンプリング検
出を行なうが、ランプ点灯時は、AND−Gatel7
によりサンプリング信号bが禁止されるため、dはHi
ghを保ち、電池電圧検出回路は動作しない。第4図に
、第3図主要信号のタイミングチヤートを示す。
Sb,Sc,Sdはそれぞれ信号B,c,dVC対応す
る。Sbは1秒周期3.9ms幅,ランプが0nされる
とScがHighになり、サンプリング信号Sbが禁止
されてSdはHighを保ち、電池電圧検出回路は動作
しない。以上のように、第1の実施例では、ランプ0n
によつて電源電池の出力電圧が一時的に低下しても、ラ
ンプ0n時は電池電圧検出回路のサンプリングを禁止す
るため電池寿命表示の誤動作が回避できる。次に、アラ
ーム動作(ブザー駆動)と電池電圧検出のサンプリング
について説明する。アラームは一般に2K〜4KHzの
周波数でデユーテイ1:1で駆動され、駆動ピーク電流
はランプとほぼ同じ10〜15mAである。大電流が流
れることによる電池の化学変化に起因する電圧降下は、
大電流が流れている間時間と共に出力電圧が低下し、電
流が0ffになつても瞬時に電圧が回復せず、電流が0
ffになつてから、およそ電流が流れていた時間と同じ
位の時間を経過した後、電圧が回復する。この化学変化
に起因する電圧降下を第5図Shに示す。この電圧降下
量は、低温時には50〜100mA以上になる場合があ
る。大電流が流れている間は、この化学変化による電圧
降下に更に内部抵抗による電圧降下が上乗せされる。し
たがつて、電池電圧検出のサンプリングタイミングは、
大電流が流れている期間をはずすことは勿論、望ましく
は、大電流が0ffになつてから電流が流れていた期間
以上の空白時間の後、電池電圧を検出することが望まし
い。かかる観点を考慮したサンプリング信号とアラーム
駆動のタイミング関係を第5図Sh,Sgに示す。
同図Sbは電池電圧検出回路のサンプリング信号であり
、周期1秒,検出パル幅3.9ms,Sgはアラーム駆
動信号であり、空白時間T,はZ秒,同じくT3は秒,
継続駆動時間T2は1楡秒であり、アラームの繰り返し
周期は1秒で、T2の期間アラームは4096Hzの周
波数で駆動される。
Shは前述のように電源電池の化学変化による電圧降下
波形である。実施例では、アラーム休止からアラーム継
続駆動時間T2より大きい0.5秒(T3)の空白時街
の後、電池電圧検出回路をサンプリング検出しているた
め、大電流負荷に起因する化学変化による電圧降下がサ
ンプリング時には充分回復しているので、電圧検出の誤
動作が回避される。なお、回路素子数が若千ふえるもの
の、上記観点から先のランプ0n時の電池電圧検出回路
のサンプリング禁止期間を、ランプ0n時だけでなく、
大電流負荷に起因する電圧低下が回復されるまで延長さ
せることも可能である。
第6図に、ランプ0n時に電池寿命表示の誤動作を避け
るための第2の回路例を示す。
この例は、ランプスイツチ14が0nされたら、ランプ
信号cの反転信号eによつて、電池電圧検出回路のラツ
チをりセツトすることにより、サンプリング検出によつ
てランプ0n時に電池電圧低下を検出しても、出力1を
LOwVC保つことによつて、ランプ0nW!FVCお
ける電池寿命表示の誤動作を避けることができる。第7
図に、第6図主要信号のタイミングチヤートを示す。
第7図において、サンプリング信号Sbは第3図の場合
と同じく第5図の如く、アラーム駆動周期に対し化学変
化による電圧降下の回復時間を考慮した周期となつてい
る。
又、ラツチ20のりセツト期間についてもランプ0N時
だけでなく、電圧降下が回復する時間まで延長すること
ができる。以上詳記した如く、本発明は電池電圧検出回
路のアラーム休止後、アラームの継続駆動時間以上の時
間が経過した後にサンプリング検出することとしたため
、アラームの動作時の大電流による電池内部の化学変化
に起因する電圧降下に対して電池寿命表示装置の誤動作
を防ぐことができ、電池寿命表示の信頼性を向上するこ
とができ、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、酸化銀電池の放電特性を示す図。 第2図は、電池の等価回路を示す図。第3図は、本発明
から成る実施回路で、電池電圧検出回路及びその制御回
路。第4図は、第3図から成る回路の主要各部のタイミ
ングチヤート図。第5図は、本発明から成る電池電圧検
出回路のサンプリング信号とアラーム駆動信号との関係
を表わすタイミングチヤート図。第6図は、本発明から
成る第2の実施回路で、電池電圧検出回路及びその制御
回路。第7図は、第6図から成る回路の主要各部のタイ
ミングチヤート図。4・・・・・・電源電池、5〜7・
・・・・・エンハンスメントP.MOS.FETl8〜
9・・・・・・エンハンスメントN.MOS.FET、
14・・・・・・ランプスイッチ、15・・・・・・ラ
ンプ、Sb・・・・・・電池電圧検出回路のサンプリン
グ信号、Sc・・・・・・ランプ信号、Sg・・・・・
・アラーム駆動信号、Sh・・・・・・電池出力電圧波
形。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 時間標準源、電子回路、表示装置、電源電池、電池
    電圧検出回路、前記電池電圧検出回路を間欠的に動作さ
    せるサンプリング信号及び前記電池電圧検出回路の出力
    を記憶するラッチ回路よりなる電子時計に於いて、断続
    駆動されるアラーム装置を有し、前記サンプリング信号
    は前記アラーム休止期間であり、且つアラーム休止後ア
    ラームの継続駆動時間以上の時間が経過した後に前記電
    池電圧検出回路を動作させる間欠信号であることを特徴
    とする電子時計。
JP52048292A 1977-04-26 1977-04-26 電子時計 Expired JPS5941553B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52048292A JPS5941553B2 (ja) 1977-04-26 1977-04-26 電子時計
CH452578A CH634714B (fr) 1977-04-26 1978-04-26 Piece d'horlogerie electronique, notamment montre-bracelet electronique.
US05/899,926 US4232383A (en) 1977-04-26 1978-04-26 Electronic timepiece battery monitoring circuit

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JP52048292A JPS5941553B2 (ja) 1977-04-26 1977-04-26 電子時計

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JPS53143264A JPS53143264A (en) 1978-12-13
JPS5941553B2 true JPS5941553B2 (ja) 1984-10-08

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Also Published As

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CH634714GA3 (ja) 1983-02-28
CH634714B (fr)
JPS53143264A (en) 1978-12-13

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