JPS6111071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電池を電源とする小型電子時計におけ
る電源供給方式に関する。

電池を電源とする小型電子機器例えば小型電子
時計は、発振回路及び計時情報を得る分周計数回
路等の論理回路と、この論理回路から得られる計
時情報を表示する表示部を備えており、一般に上
記論理回路は1.5Vの低電圧で動作し、また表示
部は液晶素子等を用いた場合3Vの高電圧を動作
する。しかして、従来では一般に1.5Vの電池電
源を使用しており、このため表示部に対しては電
池によつて与えられる1.5Vの電圧を3Vに昇圧し
て供給している。第１図は上記従来における電子
時計の回路構成を示すもので、1.5Vの電池１は
論理回路２に供給されると共に昇圧回路３で3V
に昇圧されて液晶表示部４に供給される。上記論
理回路２は発振源としての水晶振動子２ａを備
え、基準信号を発生する発振回路５及びこの発振
回路５から出力される基準信号を分周計数して計
時情報を得る分周計数回路６からなつており、こ
の分周計数回路６から得られる所定周波数信号が
昇圧回路３に昇圧タイミング信号として送られ
る。また、分周計数回路６から得られる計時情報
は表示部４に送られて表示される。

しかして、このような従来の時計における電源
電池の電池寿命は１年乃至２年程度であり、それ
以上継続して使用するためには、複数の電池を並
列に設けて使用しなければならず、そのため、時
計装置が大型化する欠点があつた。

しかして、最近では電池電圧が従来の２倍すな
わち3V程度あるリチウム電池が開発されてい
る。このリチウム電池の利点は自己放電が少な
く、耐漏液性が優れている点である。このリチウ
ム電池を電子時計の電源として使用する場合、論
理回路に対しては3Vの電圧を1.5Vに降圧しなけ
ればならない。この場合、抵抗等を使用して降圧
することが考えられるが、単に抵抗により降圧し
た場合には、降圧することによつて無駄な電力が
消費されることになり、好ましくない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、降
圧動作を確実に行い得ると共に降圧動作による電
力消費を殆んど無くすことができる小型電子時計
の電源供給方式を提供することを目的とする。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第２図において１１は端子電圧が3Vの電池
で、この電池１１の電池電圧は直接表示部１２に
供給されると共に降圧回路１３及び電圧制御部１
４へも供給される。そして、まず電池電圧は電圧
制御部１４を介して論理回路１５へ送られる。こ
の論理回路１５は水晶振動子１６により一定周期
の基準信号を発生する発振回路１７、この発振回
路１７から出力される基準信号を分周計数して計
時情報を得る分周計数回路１８等からなつてお
り、分周計数回路１８から出力される計時情報が
表示部１２へ送られて表示される。また、分周計
数回路１８からは、降圧用タイミング信号が取出
され、降圧回路１３へ送られる。この降圧回路１
３は分周計数回路１８からのタイミング信号に従
つて動作し、電池１１から供給される3Vの電圧
を1.5Vの電圧に降圧し、以後電圧制御部１４を
介して1.5Vの電圧を論理回路１５に供給する。

第３図は上記降圧回路１３及び電圧制御部１４
の詳細を示すもので、以下その構成について説明
する。第３図においてL₁は電池１１の負極端子
に接続されるライン、L₂は電池１１の正極端子
に接続されるラインで、上記ラインL₁，L₂間に
降圧回路１３及び電圧制御部１４が設けられる。
しかして、降圧回路１３はラインL₁，L₂間にＮ
チヤンネルMOSトランジスタ２１と、Ｐチヤン
ネルMOSトランジスタ２２が直列に接続され、
ラインL₁と降圧回路１３の出力ライン２３との
間にＮチヤンネルMOSトランジスタ２４，２５
が直列に接続される。そして、トランジスタ２
４，２５の共通接続点とラインL₂との間にＮチ
ヤンネルMOSトランジスタ２６及びＰチヤンネ
ルMOSトランジスタ２７が直列に接続される。
さらに、出力ライン２３とラインL₂との間に、
ＮチヤンネルMOSトランジスタ２８とＰチヤン
ネルMOSトランジスタ２９の直列回路及び降圧
用コンデンサ３０が並列に設けられる。また、こ
のトランジスタ２８，２９のドレイン側共通接続
点とトランジスタ２４，２５の共通接続点との間
に降圧用コンデンサ３１が設けられる。この降圧
用コンデンサ３１は前記降圧用コンデンサ３０と
同容量である。しかして、上記トランジスタ２
６，２７，２８，２９の各ゲートには分周計数回
路１８からの動作タイミング信号を与えられる。
そして、トランジスタ２６，２７のドレイン側共
通接続点Ａに出力される電圧がトランジスタ２５
のゲート及びトランジスタ２１，２２のゲートに
制御信号として与えられる。さらに、このトラン
ジスタ２１，２２のドレイン側共通接続点Ｂに出
力される電圧がトランジスタ２４のゲートに制御
信号として与えられる。

一方、電圧制御部１４は、降圧回路１３の出力
ライン２３から入力ライン４０へ与えられる電位
をＮチヤンネルMOSトランジスタ４１を介して
出力ライン４２に出力する。また、上記入力ライ
ン４０とラインL₂との間にＮチヤンネルMOSト
ランジスタ４３及びＰチヤンネルMOSトランジ
スタ４４が直列に接続され、このトランジスタ４
３，４４のドレイン側共通接続点に生じる電位が
トランジスタ４１のゲートに制御信号として与え
られる。また、ラインL₁と出力ライン４２との
間にＮチヤンネルMOSトランジスタ４５及び抵
抗４６が直列に設けられる。さらに、上記トラン
ジスタ４３，４４，４５の各ゲートは一括接続さ
れ、電圧降下用の抵抗４７を介してラインL₁に
接続されると共にスイツチ４８を介してライン
L₂に接続される。

次に上記のように構成された本発明の動作を説
明する。最初、論理回路１５の動作を開始させる
ためにスイツチ４８を所定時間閉成操作し、トラ
ンジスタ４５をオンさせる。このトランジスタ４
５がオンすると電池１１からラインL₁に与えら
れている電池電圧がトランジスタ４５及び抵抗４
６を介して出力ライン４２より取出され、論理回
路１５に供給される。この際、論理回路１５に供
給される電圧は、抵抗４６で1.5Vに降圧されて
供給されるように抵抗４６の抵抗値が定められて
いる。上記電圧制御部１４から論理回路１５に供
給される電圧によつて論理回路１５は発振並びに
分周計数動作を開始する。この論理回路１５の動
作開始によつて分周計数回路１８より降圧回路１
３に所定周期の動作タイミング信号が送られる。
降圧回路１３は上記タイミング信号によつて各ト
ランジスタがオン・オフ動作して電池１１から与
えられる3V電圧を1.5Vに降圧するものである。
すなわち、上記タイミング信号のレベルが“１”
である場合、即ち高電圧である場合Ｐチヤンネル
トランジスタ２７，２９がオフし、Ｎチヤンネル
トランジスタ２６，２８がオンする。この結果、
トランジスタ２６，２７のドレイン側共通接続点
Ａの電位は低電位となり、Ｎチヤンネルトランジ
スタ２５，２１がオフし、Ｐチヤンネルトランジ
スタ２２がオンする。このトランジスタ２２がオ
ンすることによつてトランジスタ２１，２２のド
レイン側共通接続点Ｂの電位が高電位となり、Ｎ
チヤンネルトランジスタ２４がオンする。第４図
ａはこの時の各トランジスタのスイツチング状態
を示すもので、トランジスタ２５，２９がオフ、
トランジスタ２４，２８がオンとなつて降圧用コ
ンデンサ３１，３０がラインL₁，L₂間に直列に
接続された状態となつている。このため直列接続
された降圧用コンデンサ３１，３０の両端に電池
１１から3Vの電池電圧が印加され、各降圧用コ
ンデンサ３１，３０には夫々印加電圧の1/2、つ
まり1.5Vに充電される。そして、降圧用コンデ
ンサ３０に充電された1.5Vの電圧が出力ライン
２３を介して電圧制御部１４へ送られる。

また、分周計数回路１８から与えられるタイミ
ング信号のレベルが“０”、即ち低電圧である場
合、Ｎチヤンネルトランジスタ２６，２８がオフ
し、Ｐチヤンネルトランジスタ２７，２９がオン
する。この結果、トランジスタ２６，２７のドレ
イン側共通接続点Ａの電位が高電位となり、トラ
ンジスタ２５，２１がオンし、トランジスタ２２
がオフする。従つてトランジスタ２１，２２のド
レイン共通接続点Ｂの電位が低電位となり、トラ
ンジスタ２４がオフする。第４図ｂはこの時の状
態を示すもので、トランジスタ２４，２８がオ
フ、トランジスタ２５，２９がオンとなり、降圧
用コンデンサ３１，３０が並列に接続された状態
となつて降圧用コンデンサ３１，３０に夫夫充電
された1.5Vの電圧が放電して降圧回路１３から
出力される。以下同様の動作がタイミング信号に
従つて繰返され、電池１１の出力電圧が降圧回路
１３で1.5Vの電圧に降圧され、出力ライン２３
を介して電圧制御部１４に供給される。

しかして、上記したように電圧制御部１４にお
けるスイツチ４８を閉成操作することによつて各
部の動作が開始されて1.5Vの電圧が電圧制御部
１４に供給されるもので、その後スイツチ４８を
開放する。スイツチ４８を開放するとトランジス
タ４３，４４，４５のゲートにラインL₁から抵
抗４７を介して低電位が与えられる。この結果、
Ｎチヤンネルトランジスタ４３，４５がオフ、Ｐ
チヤンネルトランジスタ４４がオンとなり、トラ
ンジスタ４３，４４のドレイン側共通接続点の電
位が高電位となる。このためトランジスタ４１が
オンし、降圧回路１３から出力されている1.5V
の電圧がトランジスタ４１を介して論理回路１５
へ供給される。第４図ａ，ｂにおける電圧制御部
１４はこの時の状態を等価的に示したものであ
る。このようにスイツチ４８をオフすると、トラ
ンジスタ４５がオフしてラインL₁から抵抗４６
を介して論理回路１５への電源供給が遮断される
と共にトランジスタ４１がオンして降圧回路１３
の降圧出力電圧が論理回路１５へ供給されるよう
になり、論理回路１５は動作を継続する。従つ
て、動作開始時には電池電圧が抵抗４６を介して
降圧され論理回路１５に送られるので、ある程度
無駄な電力消費が行なわれるが、その後は、降圧
回路１３において、低消費電力のMOSトランジ
スタを用い、降圧用コンデンサ３１，３０を論理
回路１５からのタイミング信号に同期して直並列
の切換えを行い、直列接続時に電池１１により充
電を行うと共に一方のコンデンサの分圧電圧を降
圧された出力電圧とし、また、並列接続時にはコ
ンデンサ３１，３０と電池１１との間を開放して
コンデンサ３１，３０の並列出力を降圧出力電圧
とするようにしたので、降圧動作による電力消費
を殆んどなくすことができると共に降圧動作を確
実に行い得るものである。

なお、上記実施例ではスイツチ４８を外部操作
スイツチとして独立して設けたが、その他例えば
照明スイツチあるいは修正用スイツチと兼用する
ようにしてもよい。また、論理回路１５が3Vの
高電圧でも動作可能なものであれば電池装着時に
直接3Vの高電圧を印加して動作タイミング信号
を発生させ、その後、降圧回路１３からの1.5V
の電圧で動作させてもよい。

また、1.5Vの低電圧で動作する表示装置、例
えば発光ダイオード素子を用いた場合には、
1.5Vの電池電圧で論理回路及び表示装置を駆動
することができる。このように1.5Vで動作可能
な表示装置を用いた場合でも本発明を適用できる
もので3Vの電池を用いて、これを降圧して論理
回路及び表示装置を駆動することにより長期間の
使用が可能で小型化が図れるものである。また、
電池１１もリチウム電池に限定されず、使用期間
中の耐漏液性が保たれるものであればいかなる電
池であつてもよい。

また、本発明は、液晶、発光ダイオード素子等
を用いて電子光学的に時刻を表示するものに限定
されず、例えばステツプモータ等を用いて指針に
より時刻をアナログ的に表示するものあるいは、
小型卓上電子計算機等にも適用でき、さらに、電
池電圧、降圧された電圧は3V、1.5Vに限定され
ない等要は本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
応用変更が可能である。

以上述べたように、本発明によれば高い電池電
圧を論理回路からの所定周期のタイミング信号に
より降圧し、この降圧電圧により各回路を動作さ
せるようにしたので、降圧による電力消費をなく
すことができると共に降圧を確実に行い得るもの
であり、また、長期間各回路を動作させることが
できるので電池交換等の手間をなくすことができ
る等種々の効果を有する小型電子時計の電源供給
方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子時計における電源供給方式
を示す図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図は同実施例における降圧回路及び
電圧制御部１４の詳細を示す回路構成図、第４図
ａ，ｂは第３図の動作状態を示す等価回路図であ
る。 １１……電池、１３……降圧回路、１４……電
圧制御部、１５……論理回路、１７……発振回
路、１８……発振計数回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電池電源と、発振回路及びこの発振回路から
   の発振信号を分周する分周回路を少なくとも有す
   る電子回路と、この電子回路の前記分周回路から
   の信号に基づいて時刻を表示する時刻表示手段と
   を備えた小型電子時計の電源供給方式であつて、
   前記電池電源の出力電圧を前記分周回路からの所
   定周期のタイミング信号によつて降圧する降圧手
   段と、前記電池電源の出力電圧に基づく電圧を前
   記電子回路に動作電圧として供給する第１の電圧
   供給手段と、前記降圧手段によつて得られた降圧
   電圧を前記電子回路に動作電圧として供給する第
   ２の電圧供給手段と、前記第１の電圧供給手段と
   前記第２の電圧供給手段とを切換える外部操作ス
   イツチ手段とを具備したことを特徴とする小型電
   子時計の電源供給方式。