JPS6226248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば電子式腕時計、電子式卓上計
算機等電池電源を用いる小型電子機器の電源供給
方式に関する。

電池を電源とする小型電子機器、例えば電子式
腕時計においては、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を用い、このリチウ
ム電池の出力電圧を降圧して電子回路を駆動させ
ることにより電池の長寿命化を計り、電池交換の
手間を省くことが考えられている。

第１図は上記3V電圧のリチウム電池を用いた
従来の電子式腕時計の回路構成を示したもので、
１はリチウム電池であり、このリチウム電池の陰
極電圧V₁（−3V）は降圧回路２に送られて降圧
され、この降圧回路２から出力される降圧電圧
V₂（−1.5V）が基準発振信号を分周計数して時
刻情報を出力する発振・論理回路３に駆動電圧と
して供給される。上記発振・論理回路３で得られ
る時刻情報はセグメント信号ドライブ回路４に送
られ、このセグメント信号ドライブ回路４は上記
発振・論理回路３からの所定周期の信号f₁及びリ
チウム電池１の出力電圧V₁によつて、上記時刻
情報を−3Vのセグメント信号として液晶表示装
置５のセグメント電極（図示せず）に送る。ま
た、６はコモン信号発生回路であり、発振・論理
回路３からの所定周期の信号f₁，f₂を組み合わせ
て、電池の出力電圧である−3V及降圧回路２の
降圧電圧である−1.5Vからなる２値レベルのコ
モン信号Ｘ，Ｙを合成し、このコモン信号Ｘ，Ｙ
を液晶表示装置５の共通電極（図示せず）に送
り、上記セグメント信号及び信号によつて液晶表
示装置５をダイナミツク駆動するものである。ま
た、７は暗所における液晶表示装置５の表示内容
の視認を容易にするための照明ランプ装置であ
り、この照明ランプ装置７はランプスイツチ８を
投入している間動作するようになつている。

上記構成においては、発振・論理回路３に駆動
電圧として供給される電圧V₂は、リチウム電池
１の出力電圧V₁を降圧回路２で降圧することに
よつて得られるものであり、それ故、リチウム電
池１の出力電圧V₁が低下すると、降圧回路２か
らの降圧出力V₂も低下し発振・論理回路３にお
いて、発振停止、誤動作等が起こる虞れがある。
例えば、上記構成においては、スイツチ８を投入
し照明ランプ装置７を作動させることにより照明
ランプ装置７に大きな電流が流れ、リチウム電池
１の出力電圧V₁が低下し、その結果、上述した
如く発振停止、誤動作等が発生するものである。
このような電源電池の出力電圧の低下は照明ラン
プだけでなく、例えばブザー等の報音装置の駆動
によつても起こるものである。

然して、このような欠点を解消する為、従来で
は、電池電圧の低下時に電池の出力電圧を直接発
振・論理回路に供給することが提案されている。
例えば、特開昭53−115269号公報においては、電
池の降圧手段としてダイオードを用い、常時はこ
のダイオードによつて降圧された電圧で電子回路
を駆動し、電池電圧が低下したことが検知される
と、ダイオードを介さず電池電圧を直接電池回路
に供給して電子回路の誤動作を防止している。

然しながら、降圧手段としてダイオードを用い
ることは、このダイオードによる電圧降下によつ
て無駄な電力消費がなされるという欠点があり、
また、第１図に示した如く、電池電圧として−
3V、降圧電圧として−1.5Vの電圧を用いた場合
にあつては、電池電圧が例えば−2.5Vに低下し
て電圧を切換えるような場合に、この−2.5Vが
発振・論理回路に供給されることとなり、この電
圧は常時供給されている−1.5Vより極めて大き
な電圧である為、無駄な電力消費となるばかりか
素子が劣化して故障等が発生する虞れがあつた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電
池を電源とし、通常は上記電池の降圧電圧で動作
する負荷回路を有する小型電子機器において、上
記電池電源が低下した際に降圧電圧に変えて他の
電圧を供給する場合の上記負荷回路の誤動作、機
能停止を防止すると共に無駄な電力消費をなくす
ことができる小型電子機器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。尚、第１図と同一構成部分には同一番号を付
し、一部の構成部分についてはその詳細な説明を
省略する。

第２図において、リチウム電池１の出力電圧
V₁は、第１図と同様、コモン信号発生回路６及
びセグメント信号ドライブ回路４に供給されると
共に、ランプスイツチ８が接続されており動作
時、即ちランプ点灯時にハイレベルの信号ｌを出
力する照明ランプ装置７ａにも供給され、さら
に、降圧回路２のＮチヤンネルトランジスタ（以
後、単にトランジスタと略称する）２ａのソース
にも接続される。このトランジスタ２ａのドレイ
ンは、さらにトランジスタ２ｂのソース及びコン
デンサ２ｃの付されたドレインを介して降圧電圧
V₂として出力され、コモン信号発生回路６に供
給されると共に、詳細を後述する電圧切替回路９
にも送られる。また、上記トランジスタ２ａのド
レインとトランジスタ２ｂのソースとの接続点
は、上記コンデンサ２ｃと同容量であるコンデン
サ２ｄを介してインバータ２ｅの出力側に接続さ
れ、このインバータ２ｅの入力側には、後述する
発振・論理回路３からの512Hzの降圧用クロツク
信号が供給されている。そして、上記インバータ
２ｅの出力は、512Hzの降圧用クロツク信号がハ
イレベルの時は、ローレベルの信号、即ち電圧
V₂に接続され、降圧用クロツク信号がローレベ
ルの時はハイレベルの信号、即ちアースに接続さ
れるようになつている。また512Hzの降圧用クロ
ツク信号はインバータ２ｆを介してトランジスタ
２ｂのゲートに与えられ、さらにインバータ２ｇ
を介してトランジスタ２ａのゲートに与えられ
る。

上記電圧切替回路９は、降圧回路２からの降圧
電圧V₂がトランジスタ９ａのドレインに接続さ
れ、このトランジスタ９ａのソースは発振・論理
回路３に駆動電圧V₃として供給されると共に、
トランジスタ９ｂのドレイン、ソースを介してリ
チウム電池１の出力電圧V₁と接続される。ま
た、トランジスタ９ｂのゲートには発振・論理回
路３からの電圧切替信号が与えられ、この電圧切
替信号はインバータ９ｃを介してトランジスタ９
ａのゲートにも送られる。

上記発振・論理回路３は水晶発振回路３ａから
の発振信号を分周回路３ｂにて分周し、この分周
回路３ｂから出力される周期１秒のクロツク信号
を計時計数回路３ｃにて計数し、その結果得られ
る時、分、秒等の時刻情報をデコーダ３ｄでデコ
ードした後、さらにセグメント信号ドライブ回路
４に送るように構成される。上記分周回路３ｂか
らは、液晶表示装置５において時刻情報をダイナ
ミツク駆動により表示させるため、所定周期の信
号f₁，f₂、例えば32Hzと64Hzの信号が出力されて
セグメント信号ドライブ回路４あるいはコモン信
号発生回路６に送られ、また、512Hzのクロツク
信号を降圧用クロツク信号として降圧回路２に供
給すると共に、照明ランプ点灯時に照明ランプ装
置７ａから出力される信号ｌを入力とする遅延回
路３ｅにも周期１秒のパルス信号を供給する。上
記遅延回路３ｅの出力は、上記信号ｌと共にオア
回路３ｆを介して電圧切替回路９に電圧切替信号
として供給されるようになつている。

上記の構成において、照明ランプ装置７ａが非
駆動状態の時は、照明ランプ装置７ａからはハイ
レベルの信号が出力されないので発振・論理回路
３のオア回路３ｆの出力はローレベルであり、電
圧切替回路９のトランジスタ９ｂがオフ、トラン
ジスタ９ａがオン状態となり、降圧回路２から出
力される降圧電圧V₂がトランジスタ９ａを介し
て発振・論理回路３に駆動用電圧V₃として印加
される。尚、降圧回路２の動作を参考のため述べ
ると、512Hzの降圧用クロツク信号がハイレベル
の時トランジスタ２ｂはオフ、トランジスタ２ａ
はオン状態となり、インバータ２ｅの出力は降圧
電圧V₂に接続されるのでコンデンサ２ｃと２ｄ
とが直列接続され、このコンデンサ２ｃ，２ｄに
リチウム電池１のV₁が印加され充電される。次
に、降圧用クロツク信号がローレベルになると、
トランジスタ２ｂはオン、トランジスタ２ａはオ
フとなり、また、インバータ２ｅの出力はアース
されるのでコンデンサ２ｃ，２ｄが降圧出力とア
ースとの間で並列接続され、コンデンサ２ｃ及び
２ｄの夫夫に充電されている電圧、即ちリチウム
電池１の電圧V₁の半分の電圧が出力されるもの
である。

しかして、ランプスイツチ８が投入されると照
明ランプに大電流が流れ、その結果、第３図Ｃで
示すようにリチウム電池１の出力電圧V₁の電圧
低下が発生し、そのため降圧電圧V₂も大幅に低
下する。この時、照明ランプ装置７ａからはハイ
レベルの信号ｌが出力され、この信号ｌは直接及
び遅延回路３ｅにて所定時間遅延されてオア回路
３ｆに送られるので、オア回路３ｆからは第３図
Ｂの如き信号が出力され、この信号が電圧切替回
路９のトランジスタ９ｂをオンさせると共に９ａ
をオフさせるので、発振・論理回路３には第３図
Ｄに示すようにリチウム電池１の出力電圧V₁が
駆動電圧として供給されるようになる。そして、
オア回路３ｆからのハイレベルの信号がローレベ
ルになると、ランプ駆動前と同様に、トランジス
タ９ａがオン、９ｂがオフとなり、駆動電圧V₃
には降圧電圧V₂があらわれるようになる。この
ように、上記実施例ではリチウム電池１の電圧低
下を起こさせる重負荷回路であるランプの駆動時
に、通常は降圧電圧V₂が与えられている負荷回
路、即ち発振・論理回路３の駆動電圧を電池の出
力電圧V₁に切替えるため、発振停止や回路の誤
動作が発生する虞れが全くないものである。

尚、上記実施例において、ランプの点灯終了後
直ちにリチウム電池１の出力電圧V₁から降圧電
圧V₂に復帰させないのは、リチウム電池１の電
圧の回復が直ちに行なわれず、ある程度の時間を
要することによるものであり、リチウム電池１の
出力電圧がランプ点灯終了後、直ちに正常の電圧
に回復するのであれば、遅延回路３ｅを設ける必
要がないものである。

然して、上記実施例では、発振・論理回路３に
印加される電圧V₃の変動があまりに大きいと、
発振・論理回路３を構成する素子が劣化して故障
する虞れがあるので、トランジスタ９ｂのソース
側に抵抗を挿入するか或いは、ゲート、ソース間
の抵抗値を大きくすることによつて電圧V₁の値
を低くし、これによつて素子の劣化等を防止して
いる。また、第４図に示すような電圧切替回路１
０を用い、ランプ点灯の間は電池の出力電圧V₁
をトランジスタ１０ａを介して出力させ、その
後、オア回路３ｆからハイレベルの出力がある間
はトランジスタ１０ｂ、抵抗R₁を介して出力電
圧を低く押えて出力させ、オア回路３ｆの出力が
ローレベルになつた際に降圧電圧V₂をトランジ
スタ１０ｃを介して出力させることにより、第５
図Ｃに示すようにV₃の電圧を低く押えることも
できる。

尚、上記実施例においては、発振・論理回路３
の駆動電圧を切替えるようにしたが、必らずしも
発振・論理回路３全てに対して駆動電圧の切替え
を行う必要はなく、例えば電子時計の基本部分で
ある発振回路のみ電圧切替えを行つてもよい。

また、本発明は、液晶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V₁、降圧電圧V₂
の値は何Ｖであつてもよく電池電圧を低下させる
重負荷回路は照明ランプ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、電池を電
源としこの電池の降圧電圧で駆動する負荷回路を
備えた小型電子機器において、照明ランプ等の重
負荷が駆動されて電池電圧が低下した際に電池電
圧を供給する場合でも、電池電圧を抵抗成分を介
して正常時の降圧電圧に近い値に直して供給する
ようにしたので前記負荷回路の駆動電圧の変化を
所定範囲内に抑えて誤動作、機能停止等を確実に
防止し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子式腕時計の電源供給を示す
図、第２図は本発明による電子腕時計の電源供給
方式を示す図、第３図は第２図の動作を説明する
ためのタイムチヤート、第４図は本発明による他
の実施例を示す図、第５図は第４図の動作を説明
するためのタイムチヤートである。 １……リチウム電池、２……降圧回路、３……
発振・論理回路、５……液晶表示装置、７，７ａ
……照明ランプ装置、９，１０……電圧切替回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電池電源と、ハイレベル及びローレベルから
   なる降圧用クロツク信号を出力する手段を備えた
   負荷回路と、第１、第２のコンデンサ及び前記降
   圧用クロツク信号によつてスイツチング制御され
   る複数のスイツチング用トランジスタを少なくと
   も有し前記負荷回路からの降圧用クロツク信号の
   一方のレベルで前記第１及び第２のコンデンサを
   直列接続させると共に前記電池電源の出力電圧を
   充電させ、前記降圧用クロツク信号の他方のレベ
   ルで前記第１及び第２のコンデンサを並列接続し
   て前記電池電源の降圧電圧を得る降圧回路と、 駆動時に前記電池の出力電圧を低下させる重負
   荷回路と、常時は前記降圧回路で得られる降圧電
   圧を前記負荷回路に供給し前記電池の出力電圧を
   低下させる重負荷回路が駆動された際には前記負
   荷回路に前記降圧電圧が供給されるのを禁止する
   と共に前記電池電源の出力電圧を抵抗成分によつ
   て前記降圧電圧に近接させて前記負荷回路に供給
   する手段とを有してなることを特徴とする小型電
   子機器の電源供給方式。