JPS6241351B2 - - Google Patents

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JPS6241351B2
JPS6241351B2 JP56116013A JP11601381A JPS6241351B2 JP S6241351 B2 JPS6241351 B2 JP S6241351B2 JP 56116013 A JP56116013 A JP 56116013A JP 11601381 A JP11601381 A JP 11601381A JP S6241351 B2 JPS6241351 B2 JP S6241351B2
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JP
Japan
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vss
circuit
constant voltage
voltage value
voltage
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JP56116013A
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Japanese (ja)
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JPS5818185A (en
Inventor
Yoichi Wakai
Toshio Orii
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G19/00Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
    • G04G19/08Arrangements for preventing voltage drop due to overloading the power supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electromechanical Clocks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子時計に係わり、特に比較的電圧が
高く、しかも内部抵抗が大きいリチウム電池等を
使用した電子時計に関する。 本発明の目的は、アラーム・ランプ等の重負荷
駆動時における電池電圧の変動を吸収し、電池電
圧が変動しても時計回路には安定した一定電圧を
供給することにより、重負荷駆動時でも安定した
性能を有する電子時計を得ることにある。 近年、リチウム電池の性能が向上し、時計用に
も一部使用が開始され、また時計の長寿命化を図
るうえでもリチウム電池が注目されている。 リチウム電池は通常3〜2.8(V)の電圧を有
し、電池容量は腕時計用の電池が3(V)で60〜
100(mAH)である。腕時計用相補型MOS・IC
は1.5(V)で充分に動作するので、2つのコン
デンサの直・並例スイツチング切り換えにより電
池電圧の半分の電圧(約1.5(V))を作り出し
て、この電圧で時計用ICを駆動することによ
り、時計の電池寿命を長くさせることが周知であ
る。このような方法と、リチウム電池が有してい
る自己放電率が小さいという特性により、電池寿
命が5年〜7年という電子腕時計が実現できる。
しかし、実用化に際してはリチウム電池の内部抵
抗が非常に大きいという弊害がある。それはラン
プ・アラームといつた動作時に非常な大電流を消
費する機能が時計に伴つた時に問題となる。 通常のリチウム電池の内部抵抗は低温状態では
100(Ω)程度となり、ランプ消費電流を10(m
A)とすれば 100(Ω)×10(mA)=1(V) もの電圧降下を生じ、時計回路が電圧変動による
誤動作をきたす可能性が大きい。特に多桁マルチ
プレツクス駆動で駆動される液晶駆動部等を備え
た電子時計では、液晶駆動信号として電池電源の
他に、電池電源を昇圧した電源レベルを必要とす
るため、電池電源の微小な電圧変動に対しても、
大きな電圧変動をきたし、結果的に液晶表示部の
コントラスト低下等が起こる。 本発明はかかる点に鑑み、ランプ、ブザー等の
重負荷時に電池電圧が変動しても、時計回路には
安定した一定電圧を供給する電源回路を供給する
ものである。 以下、本発明の一実施例にもとづいて説明す
る。 第1図は、本発明に基づく一実施例のブロツク
図である。 101の破線内は時計用電子回路部、102の
破線内は昇圧回路を含む電源回路部である。10
4は水晶発振器等の時間標準源と時計信号を作成
する分周回路である。104からの時計信号を入
力して、107の時計カウンタでは時間を計数す
る。109は表示デコーダ、及び表示駆動回路で
あつて、107の時計カウンタの計数データ(1
08のアラーム用時計カウンタの計数データの場
合もある。)を入力して、表示用のセグメントデ
ータにデコードする。111は液晶、LED等に
より構成されり表示部であり、109で駆動さ
れ、セグメント・データに基づいた表示を行なう
ように機能する。 108はアラーム鳴鐘時刻計数用カウンタであ
り、アラームの鳴鐘時刻を記憶していて、110
の時刻一致検出回路でアラーム設定時刻と現在時
刻の一致を検出した時には、112のブザー駆動
回路で113のブザーを駆動せしめる。 105は外部入力用スイツチ群、106は10
5のスイツチ群からの入力信号をエンコードし、
各種の制御信号を発生するスイツチ入力エンコー
ダである。106から発生する制御信号の中の一
個は114のランプ点灯制御回路へ入力されてお
り、115のランプ点灯、消灯を制御する。 すなわち、ブザー駆動回路112、ランプ点灯
制御回路114は重負荷回路である。 113のブザー、115のランプのON時には
それらの負荷を介して流れる電流は数mA〜十数
mA程度となり、103のLi(リチウム)電池等
の内部抵抗を電流との積によつて生ずる電圧降下
は、電源電圧の1/2程度にもなる。本発明では、
これら重負荷時にはORゲート116にて重負荷
状態を検出して、102の電源回路部に重負荷状
態を知らせる。119はレベル・シフタである。 122は、通常状態、重負荷状態を切り換える
電源切り換え回路としてのSRラツチである。状
態との対応は Q=「1」……重負荷状態 Q=「0」……通常状態 となつている。 通常状態は122のQ=「0」であり、 120のスイツチングTrはOFF 121のスイツチングTrはON していて、電源回路は124のVss2定電圧源を
基準電源としている。Vss2の電圧レベルは、例
えばLi電池の場合、電池寿命の保障を2.8(V)
までとするなら、−2.6(V)程度が妥当である。
(したがつて、Vss1は−1.3(V)程度である。) Vss2は124で定電圧化されて発生し、12
1のスイツチングTrを経由して117の降圧/
昇圧回路へ供給される。 なお、117の降圧/昇圧回路は122のSR
ラツチの出力により機能が異なる。すなわち、
The present invention relates to an electronic timepiece, and more particularly to an electronic timepiece using a lithium battery or the like having relatively high voltage and high internal resistance. The purpose of the present invention is to absorb fluctuations in battery voltage when driving heavy loads such as alarm lamps, and supply a stable constant voltage to the clock circuit even when the battery voltage fluctuates. The objective is to obtain an electronic clock with stable performance. In recent years, the performance of lithium batteries has improved, and they have begun to be used in some watches, and lithium batteries are also attracting attention for extending the lifespan of watches. Lithium batteries usually have a voltage of 3 to 2.8 (V), and the battery capacity is 60 to 3 (V) for watch batteries.
100 (mAH). Complementary MOS/IC for wristwatches
Since it operates satisfactorily at 1.5 (V), we can create a voltage (approximately 1.5 (V)) that is half the battery voltage by direct/parallel switching of the two capacitors and drive the watch IC with this voltage. It is well known that this increases the battery life of a watch. By using this method and the characteristic of a lithium battery having a low self-discharge rate, an electronic wristwatch with a battery life of 5 to 7 years can be realized.
However, when put into practical use, the disadvantage is that the internal resistance of lithium batteries is extremely large. This becomes a problem when the clock has functions such as lamps and alarms that consume a large amount of current during operation. The internal resistance of a normal lithium battery is
It is about 100 (Ω), and the lamp consumption current is reduced to 10 (m).
If A), a voltage drop of 100 (Ω) x 10 (mA) = 1 (V) will occur, and there is a high possibility that the clock circuit will malfunction due to voltage fluctuations. In particular, electronic watches equipped with a liquid crystal drive unit driven by multi-digit multiplex drive require not only the battery power source but also a boosted power level of the battery power source as the liquid crystal drive signal. Even against fluctuations,
This causes a large voltage fluctuation, resulting in a decrease in the contrast of the liquid crystal display. In view of this, the present invention provides a power supply circuit that supplies a stable constant voltage to a clock circuit even if the battery voltage fluctuates during heavy loads such as lamps and buzzers. Hereinafter, an explanation will be given based on one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. Inside the broken line 101 is a watch electronic circuit section, and inside the broken line 102 is a power supply circuit section including a booster circuit. 10
4 is a time standard source such as a crystal oscillator and a frequency dividing circuit for creating a clock signal. A clock signal from 104 is input, and a clock counter 107 counts time. Reference numeral 109 denotes a display decoder and a display drive circuit, which receives count data (1
It may also be the count data of the 08 alarm clock counter. ) and decode it into segment data for display. Reference numeral 111 denotes a display section composed of liquid crystal, LED, etc., which is driven by 109 and functions to perform display based on segment data. 108 is a counter for counting alarm ringing time, which stores the alarm ringing time;
When the time coincidence detection circuit detects coincidence between the alarm setting time and the current time, the buzzer drive circuit 112 drives the buzzer 113. 105 is a group of external input switches, 106 is 10
5 encodes the input signal from the switch group,
This is a switch input encoder that generates various control signals. One of the control signals generated from 106 is input to a lamp lighting control circuit 114, which controls lighting and extinguishing of the lamp 115. That is, the buzzer drive circuit 112 and the lamp lighting control circuit 114 are heavy load circuits. When the buzzer 113 and the lamp 115 are turned on, the current flowing through those loads ranges from several milliamps to over a dozen milliamps, and the voltage drop occurs when the internal resistance of the lithium battery 103 is multiplied by the current. is about 1/2 of the power supply voltage. In the present invention,
During these heavy loads, the OR gate 116 detects the heavy load state and notifies the power supply circuit section 102 of the heavy load state. 119 is a level shifter. Reference numeral 122 denotes an SR latch as a power supply switching circuit that switches between a normal state and a heavy load state. The correspondence with the states is Q=“1”...Heavy load state Q=“0”…Normal state. In the normal state, the Q of 122 is "0", the switching Tr 120 is OFF and the switching Tr 121 is ON, and the power supply circuit uses the Vss 2 constant voltage source 124 as the reference power source. For example, in the case of Li batteries, the voltage level of Vss 2 is 2.8 (V) to guarantee battery life.
If the voltage is up to -2.6 (V), then approximately -2.6 (V) is appropriate.
(Therefore, Vss 1 is about -1.3 (V).) Vss 2 is generated at a constant voltage of 124, and
117 step-down/
Supplied to the boost circuit. In addition, the step-down/step-up circuit of 117 is the SR of 122.
Functions vary depending on the latch output. That is,

【表】 と、上表に示す電源発生状態となるように117
は動作する。 つまり、通常状態ではリチウム電池電圧VLi
は、 VL1>|Vss2| であるので、|Vss2|を定電圧化して降圧/昇
圧回路117により、定電圧化した|Vss2|を
降圧して|Vss1|を、そして昇圧して|Vss3
を形成する。 しかし、アラーム・ランプ等の駆動による重負
荷状態では、前述のようにVL1はリチウム電池の
内部抵抗によつて大きく電圧降下するため、
Vss2を定電圧化することができない。そこで、 VL1>|Vss1| であるので、|Vss1|を定電圧化して降圧/昇
圧回路117により、定電圧化した|Vss1|を
昇圧して|Vss2|を、さらに昇圧して|Vss3
を形成する。 重負荷状態(ランプONがブザーON)がORゲ
ート116で検出されると、122のSRラツチ
はセツトされ、そのQ出力が「1」となる。 その時、 120のスイツチングTrはON 121のスイツチングTrはOFF となり、電源回路は125のVss1定電圧源を基
準電源とする。 降圧1昇圧回路117は昇圧回路として動作
し、Vss2Vss3の2個の電源が発生される。 一方通常状態においては、122のSRラツチ
はリセツトされており、その出力が「1」とな
る。その時、 120のスイツチングTrはOFF 121のスイツチングTrはON となり、電源回路は124のVss2定電圧源を基
準電源とする。そして、降圧/昇圧回路117に
よりVss2を降圧したVss1及びVss2を昇圧した
Vss3の2個の電源が発生される。 また、123はタイマー回路であり、1Hz信号
をクロツクとして入力しており、1〜2秒の時間
を計数してからSRラツチをリセツトする。そし
と、118は降圧/昇圧回路117の降圧・昇圧
時の容量の切り換えを制御する信号を作成する切
り換え制御回路である。 系全体は以上のような動作を行ない、時計用電
子回路には、常に定電圧が供給されているため、
重負荷時の電源変動に対しても影響されることは
ない。 第2図は第1図中の定電圧回路周辺である。 200はVss2定電圧源124に対応し、20
1はVss1定電圧源125に対応する。 229,230のNチヤネルMOS・FETは1
21,120の電源切り換え用スイツチングTr
である。231は122のSRラツチ、232は
122,231のSRラツチをリセツトするタイ
マー回路である。 200内には、 206〜210で構成される差動増幅器 201内には、 219〜223で構成される差動増幅器 が内蔵されている。 通常状態では、SRラツチ231はタイマー2
32の出力により、リセツト状態にあり、229
のNチヤネルMOS・FETがONしていて、Vss2
が200の定電圧源から供給されている。 202〜205のMOS・FET群は定電圧源
(Vss1、Vss2のいずれの定電圧源にも)への参照
電圧を形成する。この場合、参照電圧は204,
205の2個のNチヤネルMOS・FETの閾値の
差となるように、トランジスタを形成してある。 206〜210のMOS・FETで形成される差
動増幅回路において、206と207は全く同特
性、同寸法のPチヤネルMOS・FETであり20
9と210も同特性、同寸法である。 206のゲート入力は反転入力を、207は非
反転入力を表わす。参照電圧Vrefは206のゲ
ートへ入力されているため、206と207のゲ
ート入力電位間の電位差が“0”となるように、
NチヤネルMOS・FET211は動作する。な
お、211はデイプレツシヨンタイプのNチヤネ
ルMOS・FETであつて、抵抗212,213と
共に、レベル・シフトしつつ出力する出力段を形
成している。 差動増幅回路の動作により、抵抗212には常
にVrefの電圧が印加されている。したがつて
Vss2は抵抗212(抵抗値をR1とする)と抵抗
213(抵抗値をR2とする)の比で決定され
る。 すなわち Vss2=R+R/R×Vref となり、R1とR2の比を調整することで所望の電
圧値が得られる。 一方、201のVss1定電圧源では通常状態に
おいて動作しないようになつていて、定消費電力
化が図られる。 通常状態では、SRラツチ231のQ=「0」で
あるから、 PチヤネルTr214はOFF PチヤネルTr218はON PチヤネルTr224はON NチヤネルTr227はOFF となつて、Vss1定電圧源201は動作せず、し
かも電源内部に電位の浮動状態は存在しない。 通常状態から重負荷状態へ移行すると231の
SRラツチはセツトされ、NチヤネルTr230が
ONしてVss1が201の定電圧源から供給され
る。 重負荷状態では PチヤネルTr214はON PチヤネルTr218はOFF PチヤネルTr224はOFF NチヤネルTr227はON して、Vss1定電圧源が動作する。 その参照電圧は、Vss2定電圧源200の場合
と同じくVrefである。この場合も通常状態時と
同様にVss1の出力電圧は抵抗215と216の
比により決定できる。 なお、232のタイマーは1Hz信号をクロツク
として入力しており、1〜2秒の時間を計数して
からラツチ231をリセツトする。 通常状態から重負荷状態への移行、及び通常状
態への再復帰のタイミング・チヤートを第3図に
示す。 次に第4図に第1図117の降圧/昇圧回路及
び118の切り換え制御回路の一例を示す。40
1のラツチ、402,403のインバータ、40
4〜406のANDゲート群は降圧、昇圧時の容
量の切り換えを制御する信号を作成する。AND
ゲート404〜406の出力信号を第5図にタイ
ミング・チヤートとして示す。 各信号は電源間にシヨート電流が流れないよう
に、「1」レベルを重ね合わせていない。40
8,409はセレクタであつて、
[Table] 117 so that the power generation state shown in the table above is obtained.
works. In other words, under normal conditions, the lithium battery voltage VLi
Since VL 1 > |Vss 2 |, |Vss 2 | is made into a constant voltage, and |Vss 2 |, which has been made constant voltage, is stepped down by the step-down/step-up circuit 117, and |Vss 1 | is boosted. Te | Vss 3 |
form. However, under heavy load conditions caused by driving alarm lamps, etc., as mentioned above, VL 1 will drop significantly due to the internal resistance of the lithium battery.
It is not possible to make Vss 2 a constant voltage. Therefore, since VL 1 > |Vss 1 |, |Vss 1 | is made a constant voltage, and |Vss 1 |, which has been made constant, is boosted by the step-down/boost circuit 117, and |Vss 2 | is further boosted. Te | Vss 3 |
form. When a heavy load condition (lamp ON and buzzer ON) is detected by OR gate 116, SR latch 122 is set and its Q output becomes "1". At that time, the switching Tr 120 is turned on, the switching Tr 121 is turned OFF, and the power supply circuit uses the Vss 1 constant voltage source 125 as a reference power source. The step-down/step-up circuit 117 operates as a step-up circuit, and two power supplies of Vss 2 and Vss 3 are generated. On the other hand, in the normal state, the SR latch 122 is reset and its output becomes "1". At that time, the switching Tr 120 is turned OFF, the switching Tr 121 is turned ON, and the power supply circuit uses the Vss 2 constant voltage source 124 as a reference power source. Then, the step-down/step-up circuit 117 steps up Vss 1 and Vss 2 , which are steps down from Vss 2.
Two power supplies of Vss 3 are generated. Further, 123 is a timer circuit which inputs a 1 Hz signal as a clock, and resets the SR latch after counting the time of 1 to 2 seconds. A switching control circuit 118 generates a signal for controlling switching of the capacitance of the step-down/step-up circuit 117 during step-down/step-up operation. The entire system operates as described above, and since a constant voltage is always supplied to the watch electronic circuit,
It is not affected by power fluctuations during heavy loads. FIG. 2 shows the vicinity of the constant voltage circuit in FIG. 1. 200 corresponds to the Vss 2 constant voltage source 124, and 20
1 corresponds to the Vss 1 constant voltage source 125. 229,230 N channel MOS/FET is 1
Switching Tr for power supply switching of 21,120
It is. 231 is the SR latch of 122, and 232 is a timer circuit for resetting the SR latches of 122 and 231. Inside 200, there is built-in a differential amplifier made up of 206-210.In 201, there is built-in a differential amplifier made up of 219-223. Under normal conditions, the SR latch 231 is
It is in the reset state due to the output of 229.
N-channel MOS/FET is ON and Vss 2
is supplied from 200 constant voltage sources. The MOS/FET groups 202 to 205 form a reference voltage to a constant voltage source (both Vss 1 and Vss 2 ). In this case, the reference voltage is 204,
The transistors are formed such that the threshold values of the two N-channel MOS/FETs 205 are different. In the differential amplifier circuit formed by MOS/FETs 206 to 210, 206 and 207 are P channel MOS/FETs with exactly the same characteristics and the same size.
9 and 210 also have the same characteristics and the same dimensions. The gate input 206 represents an inverting input, and 207 represents a non-inverting input. Since the reference voltage Vref is input to the gate of 206, so that the potential difference between the gate input potentials of 206 and 207 is "0",
The N-channel MOS/FET 211 operates. Note that 211 is a depletion type N-channel MOS-FET, which, together with resistors 212 and 213, forms an output stage that outputs while shifting the level. Due to the operation of the differential amplifier circuit, a voltage of Vref is always applied to the resistor 212. Therefore
Vss 2 is determined by the ratio of resistor 212 (resistance value is R 1 ) and resistor 213 (resistance value is R 2 ). That is, Vss 2 =R 1 +R 2 /R 2 ×Vref, and a desired voltage value can be obtained by adjusting the ratio of R 1 and R 2 . On the other hand, the Vss 1 constant voltage source 201 does not operate in the normal state, and constant power consumption is achieved. In the normal state, Q of the SR latch 231 is "0", so the P channel Tr 214 is OFF, the P channel Tr 218 is ON, the P channel Tr 224 is ON, and the N channel Tr 227 is OFF, so that the Vss 1 constant voltage source 201 is not operated. Moreover, there is no potential floating state inside the power supply. When transitioning from normal state to heavy load state, 231
The SR latch is set and the N-channel Tr230 is
When turned on, Vss 1 is supplied from the constant voltage source 201. In a heavy load state, the P channel Tr 214 is turned on, the P channel Tr 218 is turned off, the P channel Tr 224 is turned off, and the N channel Tr 227 is turned on, and the Vss 1 constant voltage source operates. The reference voltage is Vref as in the case of the Vss 2 constant voltage source 200. In this case as well, the output voltage of Vss 1 can be determined by the ratio of resistors 215 and 216, as in the normal state. Note that the timer 232 inputs a 1 Hz signal as a clock, and resets the latch 231 after counting 1 to 2 seconds. FIG. 3 shows a timing chart of the transition from the normal state to the heavy load state and the return to the normal state. Next, FIG. 4 shows an example of the step-down/step-up circuit 117 and the switching control circuit 118 in FIG. 40
1 latch, 402, 403 inverter, 40
A group of AND gates 4 to 406 create a signal that controls switching of capacitance during step-down and step-up. AND
The output signals of gates 404-406 are shown as a timing chart in FIG. The "1" level of each signal is not superimposed so that short current does not flow between the power supplies. 40
8,409 is a selector,

【表】 と出力信号を選択する。 404の出力信号が「1」レベルでは、(40
8と409の出力信号は必然的に「0」レベル)
416,419,420,421,422のNチ
ヤネルTrはON 以外のTrは全てOFFし、容量の接続形態は第
6図aに示すようになる。408の出力信号が
「1」レベルでは、(404と409の出力信号は
必然的に「0」レベル) 412,417のPチヤネルTrはON 415,419,422のNチヤネルTrは
ON、以外のTrは全てOFFし、容量の接続形態は
第6図bに示すようになる。 409の出力信号が「1」レベルでは、(40
4と408の出力信号は必然的に「0」レベル) 414,424のPチヤネルTrはON 411,413,416,418,423、の
NチヤネルTrはON 以下Trは全てOFFし、容量の接続形態は第6
図Cに示すようになる。 第4図中で 413,419のNチヤネルTrと414のP
チヤネルTr 422,423のNチヤネルTrと424のP
チヤネルTr の各Tr群は411,418の各NチヤネルTrの
サブストレートを制御している。 容量の接続形態は(a)、(b)、(c)の各形態を以下の
ように変化する。 通常状態では (c)→(b)→(c)→(a)→(c)…… 重負荷状態では (b)→(c)→(b)→(a)→(b)…… と変化する。 つまり、通常状態では、 (a)……Vss2が定電圧化されている。したがつて
C2、C1、Ccの両端の電圧はそれぞれVss2
Vss2/2(=Vss1)、Vss2/2(=Vss1)であ
る。 (b)……CcとC1は並列に接続となるから、それら
の両端電圧はVss1である。 (c)……C2(両端電圧はVss2)とCc(両端電圧は
Vss1)が直列接続されている。それらに対して
C3が並列接続であるから、C3の両端電圧は
Vss3=Vss2+Vss1である。 となる。 また、重負荷状態では、 (a)……Vss1が定電圧化されている。C1とCcは並
列接続であるから、それらの両端電圧はVss1
である。 (b)……C1とCc(それぞれの両端電圧はVss1)は直
列接続されている。それらに対してC2が並列
接続であるから、C2の両端電圧は2Vss1=Vss2
である。 (c)……通常状態の(c)と同じである。 となる。 以上が降圧/昇圧回路の一例である。 これまでの説明から理解されるように、本発明
によれば、重負荷に対して電圧変動が大きい電池
(リチウム電池のように内部抵抗の大きい電池)
を電源とした場合でも、電源変動をきたさない電
源回路が提供できる。 ここで、本発明では通常状態でVss2を定電圧
化し、重負荷状態でVss1を定電圧化したが、な
ぜ常時Vss1を定電圧化しないかという理由を追
け加える。 第2図を用いて説明する。 Vss1系定電圧源201(201が動作してい
る、つまりTr214がONしている状態)におい
て、215,216の抵抗に流れる電圧Iは定電
圧源として動作しているTr217で一定化され
ている。電池電圧228の電圧をVBとすると VB=Vss1+I・(R215・R216) 同じく、Vss2系定電圧源においては、 VB=Vss2+I・(R212+R213) となる。 いま、通常状態とすると VB>Vss2=2×Vss1 である。したがつて、 I・(R215+R216)>I・(R212+R213) となる。このように、通常状態でVss1を定電圧
化することは、Vss2を定電圧化することに較べ
て電力ロスが大きいことを意味する。なぜなら、
Vss1を定電圧化すると、電位差がより大きくな
るからである。よつて、通常状態では電池電圧に
近い値を定電圧Vss2とし、重負荷駆動状態では
Vss2のおよそ1/2の値である定電圧Vss1とするこ
とにより、より信頼性の高い電子時計が実現でき
る。 特に多桁マルチプレツクス駆動で駆動される液
晶表示部を備えた電子時計では、液晶駆動信号と
して電池電源を昇圧した電源レベルを必要とする
ため、電池電源の微少な電圧変動に対しても、大
きな電圧変動をきたし、結果的に液晶表示部のコ
ントラスト低下等が起こる。この場合であつて
も、本発明によれば電源としては常に定電圧源を
用いており、わずかの電源変動も起こすことな
く、安定した液晶表示が保障される。 なお、本実施例ではリチウム電池を用いて説明
したが、本発明はリチウム電池を使用した電子時
計に限定されるものではない、比較的高い電圧を
有する他の電池を用いた電子時計にも本発明が適
用可能である。
[Table] Select the output signal. When the output signal of 404 is at the "1" level, (40
The output signals of 8 and 409 are necessarily “0” level)
All N-channel transistors 416, 419, 420, 421, and 422 are turned off except for the transistors that are turned on, and the capacitor connection form is as shown in FIG. 6a. When the output signal of 408 is "1" level (the output signals of 404 and 409 are necessarily "0" level), the P channel Tr of 412, 417 is ON, and the N channel Tr of 415, 419, 422 is ON.
All transistors other than ON are turned OFF, and the capacitor connection form is as shown in FIG. 6b. When the output signal of 409 is "1" level, (40
(The output signals of 4 and 408 are necessarily at "0" level) The P channel transistors of 414 and 424 are ON The N channel transistors of 411, 413, 416, 418, and 423 are ON The following transistors are all OFF, and the capacitors are connected The form is the 6th
The result is as shown in Figure C. In Figure 4, 413,419 N channel Tr and 414 P
Channel Tr 422, 423 N channel Tr and 424 P
Each Tr group of channel Tr controls the substrate of each N channel Tr of 411 and 418. The capacitor connection configurations (a), (b), and (c) are changed as follows. Under normal conditions, (c)→(b)→(c)→(a)→(c)... Under heavy load, (b)→(c)→(b)→(a)→(b)... Change. In other words, under normal conditions, (a)...Vss 2 is kept at a constant voltage. Therefore
The voltages across C 2 , C 1 , and Cc are Vss 2 , respectively.
Vss 2 /2 (=Vss 1 ) and Vss 2 /2 (=Vss 1 ). (b)...Since Cc and C 1 are connected in parallel, the voltage across them is Vss 1 . (c)……C 2 (voltage at both ends is Vss 2 ) and Cc (voltage at both ends is Vss 2 )
Vss 1 ) are connected in series. against them
Since C 3 is connected in parallel, the voltage across C 3 is
Vss 3 = Vss 2 + Vss 1 . becomes. Also, under heavy load conditions, (a)...Vss 1 is kept at a constant voltage. Since C 1 and Cc are connected in parallel, the voltage across them is Vss 1
It is. (b)...C 1 and Cc (the voltage across each end is Vss 1 ) are connected in series. Since C 2 is connected in parallel to them, the voltage across C 2 is 2Vss 1 = Vss 2
It is. (c)...Same as (c) in normal state. becomes. The above is an example of the step-down/step-up circuit. As understood from the above description, according to the present invention, batteries with large voltage fluctuations under heavy loads (batteries with large internal resistance such as lithium batteries)
It is possible to provide a power supply circuit that does not cause fluctuations in the power supply even when the power supply is used as the power supply. Here, in the present invention, Vss 2 is made a constant voltage in a normal state and Vss 1 is made a constant voltage in a heavy load state, but an additional reason is added as to why Vss 1 is not always made a constant voltage. This will be explained using FIG. In the Vss 1 system constant voltage source 201 (201 is operating, that is, Tr214 is ON), the voltage I flowing through the resistors 215 and 216 is stabilized by Tr217, which is operating as a constant voltage source. There is. If the voltage of the battery voltage 228 is V B , then V B = Vss 1 + I・(R 215・R 216 ) Similarly, in the Vss 2 system constant voltage source, V B = Vss 2 + I・(R 212 + R 213 ). . Now, in the normal state, V B > Vss 2 = 2×Vss 1 . Therefore, I.(R 215 +R 216 )>I.(R 212 +R 213 ). In this way, making Vss 1 a constant voltage in the normal state means that power loss is greater than making Vss 2 a constant voltage. because,
This is because when Vss 1 is made a constant voltage, the potential difference becomes larger. Therefore, in normal conditions, the constant voltage Vss 2 is set to a value close to the battery voltage, and in heavy load driving conditions,
By setting the constant voltage Vss 1 , which is approximately 1/2 the value of Vss 2 , a more reliable electronic clock can be realized. In particular, electronic watches equipped with a liquid crystal display driven by multi-digit multiplex drive require a boosted power level from the battery power source as the liquid crystal drive signal, so even small voltage fluctuations in the battery power source can be This causes voltage fluctuations, resulting in a decrease in the contrast of the liquid crystal display. Even in this case, according to the present invention, a constant voltage source is always used as the power source, and a stable liquid crystal display is guaranteed without causing even the slightest fluctuation in the power source. Although this embodiment has been explained using a lithium battery, the present invention is not limited to electronic watches using lithium batteries, but can also be applied to electronic watches using other batteries with relatively high voltage. The invention is applicable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図…本発明からなる電子時計の構成を示し
たブロツク図、第2図…本発明による電源回路
例、第3図…第2図の本発明による電源回路例に
おいて、重負荷が印加されたときの電位変化等の
タイミング・チヤート、第4図…降圧/昇圧回路
例、第5図…降圧/昇圧制御クロツクのタイミン
グ・チヤート、第6図…降圧/昇圧時の容量の接
続状態図。
Figure 1: A block diagram showing the configuration of an electronic timepiece according to the present invention, Figure 2: An example of a power supply circuit according to the present invention, Figure 3: In the example of the power supply circuit according to the present invention shown in Figure 2, a heavy load is applied. FIG. 4: An example of a step-down/step-up circuit. FIG. 5: A timing chart of a step-down/step-up control clock. FIG. 6: A connection state diagram of capacitors during step-down/step-up.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 水晶発振器等の時間標準源、分周回路、表示
駆動回路等の電子回路、リチウム電池等の比較的
内部抵抗の高い電源電池、該電源電池を電源とす
るとともに比較的大きな電流が流れるランプ・ア
ラーム等からなる重負荷回路、前記電源電池の電
圧より低い第1の定電圧値Vss2に前記電源電池
の電圧を降圧せしめるMOS・FETより構成され
る第1の定電圧回路、前記第1の定電圧値Vss2
よりも低い第2の定電圧値Vss1に前記電源電池
の電圧を降圧せしめるMOS・FETより構成され
る第2の定電圧回路、前記第1の定電圧値Vss2
の降圧を行いその第1の定電圧値Vss2よりも低
い第1の電圧値を作成する降圧回路、前記第2の
定電圧値Vss1の昇圧を行いその第2の定電圧値
Vss1よりも高い第2の電圧値を作成する昇圧回
路、前記重負荷回路からの出力信号を入力して、
前記重負荷回路の非動作時には前記第1の定電圧
回路及び前記降圧回路に基づく前記第1の定電圧
値Vss2と前記第1の電圧値により前記電子回路
を動作せしめ、かつ前記重負荷回路の動作時には
前記第2の定電圧回路及び前記昇圧回路に基づく
前記第2の定電圧値Vss1と前記第2の電圧値に
より前記電子回路を動作せしめる電源制御回路を
有することを特徴とする電子時計。
1 Time standard sources such as crystal oscillators, electronic circuits such as frequency dividing circuits and display drive circuits, power batteries with relatively high internal resistance such as lithium batteries, lamps and lamps that are powered by such power batteries and which flow relatively large currents. A heavy load circuit consisting of an alarm etc., a first constant voltage circuit consisting of a MOS/FET that steps down the voltage of the power supply battery to a first constant voltage value Vss 2 lower than the voltage of the power supply battery, and the first Constant voltage value Vss 2
a second constant voltage circuit composed of a MOS/FET that steps down the voltage of the power supply battery to a second constant voltage value Vss 1 lower than the first constant voltage value Vss 2 ;
a step-down circuit that steps down the voltage of the second constant voltage value Vss 1 to create a first voltage value lower than the first constant voltage value Vss 2 ;
A booster circuit that creates a second voltage value higher than Vss 1 , inputting the output signal from the heavy load circuit,
When the heavy load circuit is not operating, the electronic circuit is operated by the first constant voltage value Vss 2 based on the first constant voltage circuit and the step-down circuit and the first voltage value, and the heavy load circuit An electronic device comprising: a power supply control circuit that operates the electronic circuit using the second constant voltage value Vss 1 based on the second constant voltage circuit and the booster circuit and the second voltage value when the electronic circuit is in operation. clock.
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JPS533864A (en) * 1976-06-30 1978-01-13 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic watch

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