JPS6234114B2 - - Google Patents
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- JPS6234114B2 JPS6234114B2 JP55032403A JP3240380A JPS6234114B2 JP S6234114 B2 JPS6234114 B2 JP S6234114B2 JP 55032403 A JP55032403 A JP 55032403A JP 3240380 A JP3240380 A JP 3240380A JP S6234114 B2 JPS6234114 B2 JP S6234114B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
- G04G19/00—Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は過酸化銀電池を電源とする電子時計に
関する。
関する。
従来、時計、例えばウオツチサイズの水晶時計
等においては、超小型のボタン型Ｘの銀電池が電
源として広く用いられてきた。銀電池には陽極活
物質としてAg2Oを用いるものとAgOを用いるも
のと大別して２種類ある。前者は現在最も普通に
用いられる。後者は銀が還元し終るまでの放電量
が多いので高容量（理論的にはAgOは同容積の
Ag2Oの1.94倍の電気量をもつ）の電池が得られ
るのであるが、難点があるので一部にしか用いら
れていない。即ち、まずAgOが反応していると
きは約1.85Vの電圧が生じるが、やがて活物質の
表面が還えによつて生じたAg2Oでで覆われると
起電力が1.55Vに落ちてしまいいわゆる２段電圧
の使い難さがあることと、AgOは良導体である
がAg2Oは導電率がやや小さいのでAg2Oが活物質
表面を覆う項以後一時的に電池の内部抵抗が高く
なる（更に反応が進むと金属銀がAg2O内に折出
して来るので内部抵抗は小さい値に回復する）欠
点がある。従つて現在では陽極合材としてAgO
とAg2Oの混合物を用いたり、AgOの表面をあら
かじめ適当な厚さのAg2O層（導電物質入り）で
コートした陽極剤を用いたりして電圧Ag2Oレベ
ルに抑え、２段電圧にならないようにした電池が
実用されている。しかしこれでは電池としての容
量は同型のAg2O電池の20乃至30％増にしかなら
ず、AgOの特質を十分生かしていない。一方、
時計回路側での進歩も著しく、殊に発振回路（分
周回路の初段附近を含むこともある）の電源とし
て電圧レギユレータを適用して1.0V附近の一定
電圧に落して低電力で駆動する回路方式がほぼ完
成した為、２段電圧であるが故の問題点はほとん
ど解消された。２段電圧の難点とは主に水晶発振
器の電圧―発振周波数特性がフラツトでないの
で、レギユレータなしでは高電圧時と低電圧時と
で歩度が異ることである。他にはステツプモータ
の駆動エネルギーの変化があるが、これはステツ
プ動作の安定のための許容範囲が広ければコイル
線形、巻数、パルス巾設定等の設計的配慮だけで
もよいし、そうでないときは高電圧時には駆動パ
ルス巾をせまくするか、チヨツパー駆動と称して
駆動パルスを櫛歯状に間引けばよい。また液晶の
マトリクス駆動においては、表示のON，OFFを
決める駆動電圧実効値の差が小さいので、高電圧
時と低電圧時の駆動電圧用の昇圧比を切替えてほ
ぼ一定電圧が得られるようにする。整数昇圧比で
は細い調節ができないので、昇圧回路のコンデン
サの充電時間を、電池電圧信号や昇圧出力電圧信
号によりコントロールして、フル充電でなく中途
充電で使用すればよい。このようにして２段電圧
による難点は解消されうるが電圧の変り目で内部
抵抗が増大すること（例えば２倍位に）への対策
が次に必要となる。そこで、AgO活物質の表面
層にのみカーボンや銀等の導電物質を添加してお
きかつ高電位の持続がほとんどない状態からスタ
ートさせるものである。この電池は使用開始時は
1.75V程度であるが、例えば数時間〜数日中に
（腕時計レベルの消費電流で）1.58V程度に降下
し、以後寿命の尽きるまで一定である。しかし使
用途中で時計修理などで放電を中断してから再び
電源を投入すると、やはり数時間の電圧上昇を見
る。しかし内部抵抗の増加はほとんどなく、あつ
ても十分小さい。この電池は前述の２段電圧を抑
えた型のものよりはや、容量が大きいが、活物質
中のAgO量にまだ制限が加えられるので理論容
量に及ばない。
等においては、超小型のボタン型Ｘの銀電池が電
源として広く用いられてきた。銀電池には陽極活
物質としてAg2Oを用いるものとAgOを用いるも
のと大別して２種類ある。前者は現在最も普通に
用いられる。後者は銀が還元し終るまでの放電量
が多いので高容量（理論的にはAgOは同容積の
Ag2Oの1.94倍の電気量をもつ）の電池が得られ
るのであるが、難点があるので一部にしか用いら
れていない。即ち、まずAgOが反応していると
きは約1.85Vの電圧が生じるが、やがて活物質の
表面が還えによつて生じたAg2Oでで覆われると
起電力が1.55Vに落ちてしまいいわゆる２段電圧
の使い難さがあることと、AgOは良導体である
がAg2Oは導電率がやや小さいのでAg2Oが活物質
表面を覆う項以後一時的に電池の内部抵抗が高く
なる（更に反応が進むと金属銀がAg2O内に折出
して来るので内部抵抗は小さい値に回復する）欠
点がある。従つて現在では陽極合材としてAgO
とAg2Oの混合物を用いたり、AgOの表面をあら
かじめ適当な厚さのAg2O層（導電物質入り）で
コートした陽極剤を用いたりして電圧Ag2Oレベ
ルに抑え、２段電圧にならないようにした電池が
実用されている。しかしこれでは電池としての容
量は同型のAg2O電池の20乃至30％増にしかなら
ず、AgOの特質を十分生かしていない。一方、
時計回路側での進歩も著しく、殊に発振回路（分
周回路の初段附近を含むこともある）の電源とし
て電圧レギユレータを適用して1.0V附近の一定
電圧に落して低電力で駆動する回路方式がほぼ完
成した為、２段電圧であるが故の問題点はほとん
ど解消された。２段電圧の難点とは主に水晶発振
器の電圧―発振周波数特性がフラツトでないの
で、レギユレータなしでは高電圧時と低電圧時と
で歩度が異ることである。他にはステツプモータ
の駆動エネルギーの変化があるが、これはステツ
プ動作の安定のための許容範囲が広ければコイル
線形、巻数、パルス巾設定等の設計的配慮だけで
もよいし、そうでないときは高電圧時には駆動パ
ルス巾をせまくするか、チヨツパー駆動と称して
駆動パルスを櫛歯状に間引けばよい。また液晶の
マトリクス駆動においては、表示のON，OFFを
決める駆動電圧実効値の差が小さいので、高電圧
時と低電圧時の駆動電圧用の昇圧比を切替えてほ
ぼ一定電圧が得られるようにする。整数昇圧比で
は細い調節ができないので、昇圧回路のコンデン
サの充電時間を、電池電圧信号や昇圧出力電圧信
号によりコントロールして、フル充電でなく中途
充電で使用すればよい。このようにして２段電圧
による難点は解消されうるが電圧の変り目で内部
抵抗が増大すること（例えば２倍位に）への対策
が次に必要となる。そこで、AgO活物質の表面
層にのみカーボンや銀等の導電物質を添加してお
きかつ高電位の持続がほとんどない状態からスタ
ートさせるものである。この電池は使用開始時は
1.75V程度であるが、例えば数時間〜数日中に
（腕時計レベルの消費電流で）1.58V程度に降下
し、以後寿命の尽きるまで一定である。しかし使
用途中で時計修理などで放電を中断してから再び
電源を投入すると、やはり数時間の電圧上昇を見
る。しかし内部抵抗の増加はほとんどなく、あつ
ても十分小さい。この電池は前述の２段電圧を抑
えた型のものよりはや、容量が大きいが、活物質
中のAgO量にまだ制限が加えられるので理論容
量に及ばない。
本発明は上記欠点を改良するもので、前述のよ
うな電池側に対策を求めず、使用回路の工夫によ
り解決をはかることにより、電池容積を極限まで
AgOに活用し、従来にない高容量電池システム
を得ることを目的とし、持続する高電圧より出発
する電池電圧が段差的に変化する期間を検出し、
その期間中必要な回路に対して電源の内部抵抗増
加に対する補償を行わせようとするものである。
以下図面に基いて説明する。
うな電池側に対策を求めず、使用回路の工夫によ
り解決をはかることにより、電池容積を極限まで
AgOに活用し、従来にない高容量電池システム
を得ることを目的とし、持続する高電圧より出発
する電池電圧が段差的に変化する期間を検出し、
その期間中必要な回路に対して電源の内部抵抗増
加に対する補償を行わせようとするものである。
以下図面に基いて説明する。
第１図は本発明に用いる電池の電圧と内部抵抗
の時間経過を示すグラフで第２図は本発明の一実
施例である電子腕時計の回路システム図である。
１は基準水晶発振器、２は分周器、３は表示装置
駆動のための波形整形回路、４はパルスモータ駆
動回路、５は輪列を駆動するパルスモータであ
る。６〜９はアラームシステムで、６は目安時刻
設定のためのメモリー・カウンタ及び一致検出器
を含む目安回路、７は鳴り音波形を作成する波形
整形回路、８は音響出力を増巾する鳴り駆動回
路、９はスピーカ又はブザーである。１０は表示
照明を行わせるスイツチで、接点が閉じられる
と、アンドゲート１１を通じてランプ駆動回路１
２を動作せしめ、ランプ１３を点灯する。１４，
１５は後述する特定条件下でアンドゲート１１を
閉じてランプに大きな負荷電流を流さないように
する禁止信号を作成するためのオアゲートとアン
ドゲートである。１６はシステム全体の電源電池
で、第１図に示した特性を持つ、正常時２段電圧
のうち高電圧側の値より僅か下つた電圧値を
V1、低電圧側の値より僅か高い電圧値をV2、や
や低い電圧値をV3とする。V1は電圧の遷移期間
すなわち電池の内部抵抗の増加時の開始を、V2
はその終期を、V3は電池寿命の末期を検出する
ための電圧レベルである。さて発振回路１（バツ
フアーや分周回路の初段〜２段位迄を含めること
が多い）だけには、消費電力の節減のために一定
の低電圧（0.8〜1.0V位）の電源電圧とするが、
降圧回路１８、降圧回路１９がそのために存
在する。前者は電池１６が高電位側にある場合、
後者は電圧遷移期間以後ずつと作用し、それぞれ
降圧比が異なる。降圧回路１８は降圧比が大、
降圧回路１９は降圧比が小である。これらのい
ずれを動作させるかは切換回路１７、２０により
切換えられる。各降圧回路は複数の容量を直列に
して電池１６にて充電し、これを並列にして放電
させ出力用容量素子に充電する周知の原理を用い
る。整数でない降圧比を得るには出力容量の充電
を適圧で止めるようなタイミングで直並列切換動
作をさせればよい。このタイミングは降圧回路に
内蔵されている電圧監視回路によつて制御され
る。従つて本実施例における降圧回路は電圧レギ
ユレータ作用を持つている。もとより電圧安定化
作用が広範な入力電圧範囲に対して十分行われる
ならば降圧回路２個の切替は不要で、１個の電圧
レギユレータ回路があればよい。２１は電池１６
の電圧Ｖを測定する電圧検出回路、２２はこれを
周期的に動作させるサンプリング回路、２３は検
出された電圧ＶがＶ＞V1，V1≧Ｖ≧V2，V2＞Ｖ
のいずれの区間にあるかを判別しかつ記憶する判
別記憶回路（但し本実施例においては後述のよう
にV2の検出を行わないですませている。）２４は
前記判別回路の判断結果により前記各場合に対応
して制御信号を出力する切換出力回路である。ま
ず線２５にはＶがV1まで降下したとき信号１が
出力され、切換回路１７、２０を動作させて降圧
回路をからへ切替える。またタイマー２６を
動作させその出力線２７にＶがV1に達してから
一定期間（通常の電圧遷移期間の最大値にほぼ一
致させておく）だけ１レベルの信号を出力する。
（このタイマー２６を設けることによりV2レベル
を検出し、V1≧Ｖ≧V2である信号を出力するこ
との代用としているわけである。尚V1レベルを
検出する代りに、精度は下るがやはりタイマーを
用いる。）線２７の電圧遷移期間であることを示
す信号は発振回路１、モータ用波形整形回路３、
報音波形整形回路７に設けた各制御機能１ａ，３
ａ，７ａ、を動作させる。１ａの機能は発振回路
のゲインを上昇させ（例えば増巾率の高い回路を
追加するかこれと切換える、電源電圧を１時的に
直接電池に接絶する等多少消費電流を増しても発
振停止し難くする。）機能３ａは、例えばモータ
ー駆動のパルス巾を増すことである。（尚図示し
ないが、波形整形回路３は、電源電圧が高いとき
はすだれ状の徴小巾パルスの集合を駆動波形とし
て出力し、電源電圧が低くなると充実した単一の
パルスを駆動波形として出力し、駆動回路の電源
電圧が変化してもモータの駆動に必要な一定期間
に与えられる駆動エネルギーの変化が少ないよう
に構成されている。）また機能７ａは、連続的に
出力されていた鳴り音を、早い周期の断続音に切
りかえ、又は音量を下げた波形に切り替えること
により音響駆動の負荷軽減をはかるものである。
線２７の信号は更にアンドゲート１５に作用し、
電圧遷移期間中は照明駆動を他の重負荷（モータ
ス又は鳴り駆動）と重複したとき中止させ電源へ
の負荷を軽減させる。尚線２８にはV2＞Ｖ時に
１レベルの信号が出力され、電池寿命の到来を示
す表示装置２９を駆動する他、諸回路の必要なバ
ツクアツプを行わせる。
の時間経過を示すグラフで第２図は本発明の一実
施例である電子腕時計の回路システム図である。
１は基準水晶発振器、２は分周器、３は表示装置
駆動のための波形整形回路、４はパルスモータ駆
動回路、５は輪列を駆動するパルスモータであ
る。６〜９はアラームシステムで、６は目安時刻
設定のためのメモリー・カウンタ及び一致検出器
を含む目安回路、７は鳴り音波形を作成する波形
整形回路、８は音響出力を増巾する鳴り駆動回
路、９はスピーカ又はブザーである。１０は表示
照明を行わせるスイツチで、接点が閉じられる
と、アンドゲート１１を通じてランプ駆動回路１
２を動作せしめ、ランプ１３を点灯する。１４，
１５は後述する特定条件下でアンドゲート１１を
閉じてランプに大きな負荷電流を流さないように
する禁止信号を作成するためのオアゲートとアン
ドゲートである。１６はシステム全体の電源電池
で、第１図に示した特性を持つ、正常時２段電圧
のうち高電圧側の値より僅か下つた電圧値を
V1、低電圧側の値より僅か高い電圧値をV2、や
や低い電圧値をV3とする。V1は電圧の遷移期間
すなわち電池の内部抵抗の増加時の開始を、V2
はその終期を、V3は電池寿命の末期を検出する
ための電圧レベルである。さて発振回路１（バツ
フアーや分周回路の初段〜２段位迄を含めること
が多い）だけには、消費電力の節減のために一定
の低電圧（0.8〜1.0V位）の電源電圧とするが、
降圧回路１８、降圧回路１９がそのために存
在する。前者は電池１６が高電位側にある場合、
後者は電圧遷移期間以後ずつと作用し、それぞれ
降圧比が異なる。降圧回路１８は降圧比が大、
降圧回路１９は降圧比が小である。これらのい
ずれを動作させるかは切換回路１７、２０により
切換えられる。各降圧回路は複数の容量を直列に
して電池１６にて充電し、これを並列にして放電
させ出力用容量素子に充電する周知の原理を用い
る。整数でない降圧比を得るには出力容量の充電
を適圧で止めるようなタイミングで直並列切換動
作をさせればよい。このタイミングは降圧回路に
内蔵されている電圧監視回路によつて制御され
る。従つて本実施例における降圧回路は電圧レギ
ユレータ作用を持つている。もとより電圧安定化
作用が広範な入力電圧範囲に対して十分行われる
ならば降圧回路２個の切替は不要で、１個の電圧
レギユレータ回路があればよい。２１は電池１６
の電圧Ｖを測定する電圧検出回路、２２はこれを
周期的に動作させるサンプリング回路、２３は検
出された電圧ＶがＶ＞V1，V1≧Ｖ≧V2，V2＞Ｖ
のいずれの区間にあるかを判別しかつ記憶する判
別記憶回路（但し本実施例においては後述のよう
にV2の検出を行わないですませている。）２４は
前記判別回路の判断結果により前記各場合に対応
して制御信号を出力する切換出力回路である。ま
ず線２５にはＶがV1まで降下したとき信号１が
出力され、切換回路１７、２０を動作させて降圧
回路をからへ切替える。またタイマー２６を
動作させその出力線２７にＶがV1に達してから
一定期間（通常の電圧遷移期間の最大値にほぼ一
致させておく）だけ１レベルの信号を出力する。
（このタイマー２６を設けることによりV2レベル
を検出し、V1≧Ｖ≧V2である信号を出力するこ
との代用としているわけである。尚V1レベルを
検出する代りに、精度は下るがやはりタイマーを
用いる。）線２７の電圧遷移期間であることを示
す信号は発振回路１、モータ用波形整形回路３、
報音波形整形回路７に設けた各制御機能１ａ，３
ａ，７ａ、を動作させる。１ａの機能は発振回路
のゲインを上昇させ（例えば増巾率の高い回路を
追加するかこれと切換える、電源電圧を１時的に
直接電池に接絶する等多少消費電流を増しても発
振停止し難くする。）機能３ａは、例えばモータ
ー駆動のパルス巾を増すことである。（尚図示し
ないが、波形整形回路３は、電源電圧が高いとき
はすだれ状の徴小巾パルスの集合を駆動波形とし
て出力し、電源電圧が低くなると充実した単一の
パルスを駆動波形として出力し、駆動回路の電源
電圧が変化してもモータの駆動に必要な一定期間
に与えられる駆動エネルギーの変化が少ないよう
に構成されている。）また機能７ａは、連続的に
出力されていた鳴り音を、早い周期の断続音に切
りかえ、又は音量を下げた波形に切り替えること
により音響駆動の負荷軽減をはかるものである。
線２７の信号は更にアンドゲート１５に作用し、
電圧遷移期間中は照明駆動を他の重負荷（モータ
ス又は鳴り駆動）と重複したとき中止させ電源へ
の負荷を軽減させる。尚線２８にはV2＞Ｖ時に
１レベルの信号が出力され、電池寿命の到来を示
す表示装置２９を駆動する他、諸回路の必要なバ
ツクアツプを行わせる。
以上述べたところ明らかなように、本発明にお
いては階段的に電圧が変化するAgO電池におけ
る、電圧遷移期間中の内部抵抗の増加現象に対
し、発振停止の危険等への補償対策を講じるよう
にしたので、電圧遷移期間附近を除く正常期間に
おいては十分小さな消費電力でかつ歩度変化も起
さないで時計を運転できるから、容量の大きな
AgO電池を十分活用し、極めて長寿命の時計を
得ることができる。また電圧遷移期間に対応する
タイマーを用いたので電圧検出は遷移期間の初期
だけ行えば良く、回路のアナログ部分（検出回
路）の構造や初期調整作業が簡素化され製品のコ
ストダウンが大巾に達成できる。
いては階段的に電圧が変化するAgO電池におけ
る、電圧遷移期間中の内部抵抗の増加現象に対
し、発振停止の危険等への補償対策を講じるよう
にしたので、電圧遷移期間附近を除く正常期間に
おいては十分小さな消費電力でかつ歩度変化も起
さないで時計を運転できるから、容量の大きな
AgO電池を十分活用し、極めて長寿命の時計を
得ることができる。また電圧遷移期間に対応する
タイマーを用いたので電圧検出は遷移期間の初期
だけ行えば良く、回路のアナログ部分（検出回
路）の構造や初期調整作業が簡素化され製品のコ
ストダウンが大巾に達成できる。
第１図は本発明に用いられる電池の特性図、第
２図は本発明の実施例の回路システム図である。 １６……電源電池、１，３，７，１２……電圧
遷移時補償対象となる回路、２１〜２４及び２６
……電圧遷移期間等を検出し制御信号を出力する
回路、１ａ，３ａ，７ａ……補償機能、１７〜２
０……発振回路用低圧電源。
２図は本発明の実施例の回路システム図である。 １６……電源電池、１，３，７，１２……電圧
遷移時補償対象となる回路、２１〜２４及び２６
……電圧遷移期間等を検出し制御信号を出力する
回路、１ａ，３ａ，７ａ……補償機能、１７〜２
０……発振回路用低圧電源。
Claims (1)
- １ AgOを陽極活物質とし、電圧が放電の途中
で階段的に低下しかつ該電圧の遷移期間中におい
ては内部抵抗が一時的に増加する特性を有する電
源電池と、前記電圧の遷移期間の初期変化を検出
する電圧検出手段と、該電圧検出手段の検出出力
に応じて少くとも表示駆動回路への入力波形を切
換える切換え手段と、該切換え手段の動作状態を
所定時間維持するタイマー手段とを備えたことを
特徴とする過酸化銀電池を電源とする電子時計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240380A JPS56128478A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Electronic watch using power source of silver peroxide battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240380A JPS56128478A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Electronic watch using power source of silver peroxide battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56128478A JPS56128478A (en) | 1981-10-07 |
| JPS6234114B2 true JPS6234114B2 (ja) | 1987-07-24 |
Family
ID=12357982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240380A Granted JPS56128478A (en) | 1980-03-14 | 1980-03-14 | Electronic watch using power source of silver peroxide battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56128478A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872085A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-28 | Seiko Epson Corp | 電子時計 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5386270A (en) * | 1976-12-24 | 1978-07-29 | Citizen Watch Co Ltd | Oscillation circuit for electronic timepiece |
| JPS549665A (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-24 | Nippon Precision Circuits | Electronic timepiece |
-
1980
- 1980-03-14 JP JP3240380A patent/JPS56128478A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5386270A (en) * | 1976-12-24 | 1978-07-29 | Citizen Watch Co Ltd | Oscillation circuit for electronic timepiece |
| JPS549665A (en) * | 1977-06-23 | 1979-01-24 | Nippon Precision Circuits | Electronic timepiece |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56128478A (en) | 1981-10-07 |
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