KR20000064584A - 전자시계 - Google Patents

Abstract

외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단(10)과, 이 발전에너지를 축전하는 축전수단(30)과, 상기 발전수단(10)의 발전에너지 또는 축전수단(30)에 축전된 전기에너지에 의해 시각표시동작을 행하는 계시기구를 구비한 전자시계에, 발전수단(10)에 의한 발전전압과 축전수단(30)에 의한 축전전압의 비율을 연산하는 연산수단(80)과, 발전수단(l0)과 축전수단(30)과 계시수단(20) 사이의 접속 또는 차단을 행하는 스위치수단(40)과, 제어수단(50)을 설치하고, 이 제어수단(50)이 연산수단(80)에 의해 연산된 비율에 따라 스위치수단(40)의 접속 또는 차단을 제어한다.

Description

전자시계

종래의 전자시계로서는, 광 에너지나 기계적 에너지 등의 외부에너지를 전기에너지로 변환시키는 발전수단을 내장하여, 그 전기에너지를 시각표시의 구동에너지로 이용하도록 한 것이 있다.

이러한 발전수단을 내장한 전자시계로서는, 태양전지를 이용하는 태양전지식 시계, 회전추의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 이용하는 기계발전식 시계, 혹은 열전쌍을 적층하여 그 열전쌍의 양 끝단의 온도차에 의해 발전하는 온도차 발전식 시계 등이 있다.

이들 발전수단을 내장한 전자시계에 있어서는, 외부에너지가 없어졌을 때에도, 항상 안정된 시계의 구동을 계속하여 행하기 위해, 외부에너지가 있을 때에, 그 외부에너지를 시계의 내부에 축적하는 수단을 내장하는 것이 필요하다.

그를 위한 외부에너지를 시계 내에 축적하는 수단을 갖는 충전기능이 부착된 전자시계가, 예를들면 일본국 특공평 6-31725호 공보에 기재되어 있다. 그 전자시계의 전원 주변회로의 개략을 도 13에 의해 설명한다.

발전수단(10)은 태양전지이고, 제 1 다이오드(11)와 작은 용량의 콘덴서(23)로서 폐회로를 형성하며, 또한 전기에너지로 시각표시를 행하는 계시블록(24)이 콘덴서(23)와 병렬로 접속되어 있다. 또한 이 발전수단(10)은 제 2 다이오드(12)와 제 1 스위치(13)와 2차 전원(31)에 의하여, 또 하나의 폐회로를 형성하고 있다.

그리고, 제 2 스위치(14)는, 콘덴서(23)와 2차 전원(31)을 병렬로 접속할 수 있도록, 콘덴서(23)와 2차 전원(31)의 쌍방의 양극 사이에 접속되어 있다.

또한, 제 1 전압비교기(16)가 콘덴서(23)의 단자전압을 어떠한 문턱값과 비교하여 제 1 스위치(13)를 제어한다. 그리고 제 2 전압비교기(17)가 2차 전원(31)의 단자전압과 콘덴서(23)의 단자전압을 비교하여 제 2 스위치(14)를 제어한다.

이 전자시계에 있어서, 발전수단(10)이 발전을 행하면 콘덴서(23)에 즉시 충전이 행해지고, 그 콘덴서(23)에 충전된 전기에너지에 의해 계시블록(24)이 동작을 개시한다.

그리고, 콘덴서(23)의 단자전압이 어느 레벨이상으로 되면, 제 1 전압비교기(16)가 제 1 스위치(13)를 닫고, 발전수단(10)의 발전에너지로서 2차 전원(31)의 충전을 행한다.

또한, 발전수단(10)이 발전을 행하지 않을 때는, 콘덴서(23)의 단자전압은 계시블록(24)에 의한 에너지소비에 의해 떨어지는데, 제 2 전압비교기(17)가 2차 전원(31)의 단자전압과 콘덴서(23)의 단자전압을 비교하여, 2차 전원(31)측이 콘덴서(23)측보다 단자전압이 높은 경우에는, 제 2 스위치(14)를 닫고, 2차 전원(31)에 충전된 전기에너지에 의해 계시블록(24)의 동작을 계속한다.

그렇지만, 2차 전원(31)의 단자전압은 충전량에 따라 변화하고, 또한 발전수단(10)의 발전전압에 대하여도, 태양전지와 같이 항상 거의 일정한 전압을 발생하는 정전압 발전소자이면 문제가 되지 않지만, 열전소자로 대표되는 것과 같은 발전소자는 외부환경에 의해 발전전압이 변화하기 때문에 문제가 발생한다.

예를들어 도 13의 회로도에 있어서, 발전수단(10)이 발전하고는 있으나, [2차 전원(31)의 단자전압]<[콘덴서(23)의 단자전압]<[제 1 전압비교기(16)의 문턱값] 이라는 관계가 성립할 때, 발전수단(10)의 발전전압이 2차 전원(31)보다 높은 경우에는 2차 전원(31)에 충전시킬 수 있음에도 불구하고, 제 2 스위치(14)가 오프되며, 제 1 스위치(13)도 오프되도록 제어한다. 이 때문에 2차 전원(31)으로의 충전은 행해지지 않고, 그 결과 발전에너지를 효과적으로 이용할 수 없게 된다.

따라서, 2차 전원(31)의 단자전압이 비교적 낮고, 발전전압도 그다지 높지 않을 때에 충전이 행해지지 않아, 효율이 나쁘다는 문제가 있다.

이것은, 2차 전원(31)에 충전가능한 상태인지 아닌지를 제 1 전압비교기(16)의 문턱값 만으로 판별하고 있는 것에 의한다.

따라서 본 발명은, 상기의 문제점을 개선하여, 발전수단이나 축전수단의 단자전압이 변동하더라도, 축전수단으로의 충전을 효율좋게 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 외부로부터의 에너지를 이용하여 발전을 행하는 발전수단을 내장한 전자시계에 관한 것으로서, 특히 그 발전된 전기에너지를 충전하여 시계를 구동시키는 기능을 갖는 전자시계에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 전자시계의 기본구성을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 전자시계의 구성을 나타낸 블록회로도이다.

도 3은 도 2에 있어서의 연산수단과 제어수단의 구체적인 회로구성예를 나타낸 회로도이다.

도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 전자시계에서의 각 부분 신호의 파형도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 전자시계의 구성을 나타낸 블록회로도이다.

도 6은 도 5에 있어서의 연산수단과 제어수단이 구체적인 회로구성예를 나타낸 회로도이다.

도 7은 도 5에 있어서의 승압수단이 구체적인 회로구성예를 나타낸 회로도이다.

도 8은 도 5 내지 도 7에 나타낸 전자시계에서의 각 부분 신호의 파형도이다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제 2 실시예의 전자시계에서의 발전전압과 축전수단으로의 충전전력과의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 11은 본 발명의 제 3 실시예의 전자시계의 연산수단과 제어수단의 일부만을 나타낸 회로도이다.

도 12는 본 발명의 제 4 실시예의 전자시계의 제 2 실시예와 다른 부분만을 나타낸 회로도이다.

도 13은 종래 전자시계의 구성예를 나타낸 블록회로도이다.

본 발명에 의한 전자시계는 상기의 목적을 달성하기 위하여, 외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단과, 그 발전에너지를 축전하는 축전수단과, 이들의 발전수단 또는 축전수단으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 시각표시동작을 행하는 계시수단과, 상기 발전수단에 의한 발전전압과 축전수단에 의한 축전전압의 비율을 연산하는 연산수단과, 상기 발전수단과 축전수단과 계시수단의 사이를 접속 또는 차단하는 스위치수단과, 상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 스위치수단의 접속 또는 차단을 제어하는 제어수단을 갖는다.

이에 따라, 발전수단의 발전전압과 축전수단의 축전전압이 어떠한 상태에 있더라도, 연산수단에 의한 그 발전전압과 축전전압의 비율 산출에 의해, 발전수단의 발전에너지를 축전수단에 충전가능한 상태에 있는가 아닌가를 판단하는 것이 가능하며, 충전이 가능한 경우에는 축전수단으로의 충전을 행하도록 스위치수단을 제어할 수 있다. 따라서 종래와 같이 충전할 기회가 있음에도 불구하고 충전이 안되는 등의 경우가 없어지므로, 축전수단으로의 충전을 효율좋게 행할 수 있다.

또한, 상기 발전수단에 의한 발전전압을 복수의 승압배율중 어느 하나의 배율로 승압하고, 그 승압된 발전전압을 상기 축전수단과 계시수단으로 출력하는 승압수단과, 상기 발전수단과 축전수단과 계시수단과 승압수단 사이를 접속 또는 차단하는 스위치수단과, 상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 스위치수단의 접속 또는 차단 및 상기 승압수단의 승압배율을 제어하는 제어수단을 갖도록 하여도 좋다.

이와 같이 하면, 종래에는 이용이 어렵던 저전압의 발전에너지를 승압수단에 의해 소망의 승압배율로 승압하여 이용할 수 있게 되어, 축전수단으로의 충전을 한층 더 효율적으로 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 승압하여 충전시키는 경우에는 충전효율이 가장 커지는 승압배율을 선택함으로써, 축전수단의 충전효율을 보다 향상시킬 수 있다.

그 때문에, 충전수단이 예를들어 1, 2, 3배 승압이 가능한 것일 때, 상기 제어수단은 발전수단에 의한 발전전압과 축전수단에 의한 축전전압의 비율인 [발전전압/축전전압]이, 3/2 이상일 때에는 1배 승압을 선택하고, 5/6 이상 3/2 미만일 때는 2배 승압을 선택하며, 1/3 이상 5/6 미만일 때는 3배 승압을 선택하여 각각 승압을 행하도록, 1/3 미만일 때에는 승압을 행하지 않도록 승압수단을 제어할 수 있게 구성하면 좋다.

또한, 이들 전자시계에서, 상기 계시수단으로의 인가전압을 검출하는 인가전압 검출수단을 구비하여, 계시수단으로의 인가전압이 소정의 전압값을 밑돌 때에는 승압수단의 출력을 계시수단으로 보내고, 상기 인가전압이 소정의 전압값을 상회할 때는 승압수단의 출력을 축전수단으로 보내도록, 상기 제어수단이 상기 스위치수단을 제어하도록 하면 좋다.

또한, 상기 제어수단이, 상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 승압수단의 승압배율을 선택하는 제어를 행하여, 상기 발전전압이 소정의 전압이하일 때에는, 연산수단의 동작 또는 연산결과를 무효로 하여 승압수단의 승압동작을 강제적으로 정지시키고, 또한 발전수단과 충전수단의 접속을 차단하도록 상기 스위치수단을 제어하여도 좋다.

또, 상기 제어수단이, 상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 승압수단의 승압배율을 선택하는 제어를 행하여, 상기 발전전압이 소정의 전압이상이고 또한 축전전압이 소정의 전압이하일 때에는, 연산수단의 동작 또는 연산결과를 무효로 하여 상기 승압수단의 승압배율을 고정하고, 그 승압된 전압에 의해 상기 축전수단을 충전하도록 상기 스위치수단을 제어하여도 좋다.

그 경우에 승압회로의 승압배율은, 계시수단이 구동가능한 전압을 얻을 수 있는 승압배율로 고정하는 것이 바람직하다.

상기 연산수단은, 상기 발전수단의 단자전압을 적어도 1개 이상의 비율로 분압출력하는 제 1 분압수단과, 상기 축전수단의 단자전압을 적어도 1개 이상의 비율로 분압출력하는 제 2 분압수단과, 이들 제 1 분압수단과 제 2 분압수단과의 출력의 대소를 비교하여 출력하는 비교수단에 의해 구성할 수 있다.

상기 연산수단이, 상기 발전전압과 축전전압의 비율을 연산하는 동작을 간헐적으로 행하도록 하여도 좋다.

상기 제어수단이, 상기 연산수단의 연산시에는, 발전수단과 축전수단 사이의 접속을 차단하도록 상기 스위치수단을 제어하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 승압수단을 갖는 경우에는, 상기 제어수단이, 상기 연산수단의 연산시 및 연산직전의 소정시간은, 상기 승압수단의 동작을 정지시키거나 또는 발전수단과 승압수단 사이의 접속을 차단하도록 상기 스위치수단을 제어하는 기능을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해서, 첨부도면에 따라서 본 발명의 실시예를 설명한다.

[본 발명의 전자시계의 기본구성 : 도 1]

우선, 도 1을 이용하여 본 발명에 의한 전자시계의 기본구성을 설명한다.

본 발명에 의한 전자시계는 도 1에 나타낸 바와 같이, 외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단(10)과, 그 발전에너지를 축전하는 축전수단(30)과, 이들 발전수단(10) 또는 축전수단(30)으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 시각표시동작을 하는 계시수단(20)과, 발전수단(10)에 의한 발전전압과 축전수단(30)에 의한 축전전압의 비율을 연산하는 연산수단(80)과, 발전수단(10)과 축전수단(30)과 계시수단(20) 사이의 접속 또는 차단을 행하는 스위치수단(40)과, 연산수단(80)의 연산출력에 따라 스위치수단(40)의 접속 또는 차단을 제어하는 제어수단(50)으로 이루어진다.

그리고, 발전수단(10)에서 발생된 발전에너지를 스위치수단(40)을 통하여 축전수단(30)과 계시수단(20)으로 보낸다. 또한 연산수단(80)은, 발전수단(10)의 단자전압인 발전전압과 축전수단(30)의 단자전압인 축전전압을 입력하고, 이 발전전압과 축전전압의 전압비, 즉[발전전압/축전전압]을 연산하여, 그 연산출력을 제어수단(50)에 출력한다.

제어수단(50)은, 계시수단(20)으로부터 동작의 기준이 되는 신호를 입력하고, 연산수단(80)의 연산결과(전압비)를 입력하여, 스위치수단(40)의 접속 또는 차단을 제어함과 동시에 연산수단(80)의 동작제어를 행한다.

이와 같이 구성함으로써, 발전수단(10)의 발전전압과 축전수단(30)의 축전전압과의 전압비가 사전에 설정한 범위 이외인 경우에는, 축전수단(30)으로의 충전동작을 행하지 않고, 그 전압비가 그 설정한 범위내에 있는 경우에는 충전동작을 행하도록 하여, 발전수단(10)의 발전전압이 비교적 낮은 경우라도, 축전수단(30)에 의 충전동작을 행하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 의한 전자시계의 보다 상세한 구성과 그 동작의 설명은 이하의 각 실시예에 의하여 행한다.

[제 1 실시예 : 도 2 내지 도 4]

본 발명에 의한 전자시계의 제 1 실시예에 관해서, 도 2 내지 도 4에 의해 상세히 설명한다.

도 2는 그 전자시계의 전체 구성을 나타낸 블록구성도이다.

발전수단(10)은, 외부에 존재하는 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전소자 블록으로서, 예컨대 열전쌍을 복수 적층하여 그 양 끝단에 온도차를 주는 것에 의해 발전을 행하는 열전소자를 이용한다.

그 경우, 도시하지는 않았으나, 발전수단(10)은 온접점이 전자시계의 덮개 이면에 접촉하고, 냉접점이 전자시계의 표면에 접촉하여, 사용자가 전자시계를 휴대함으로써, 발전수단(10)의 양 접점에 온도차가 발생하여 발전을 개시할 수 있는 구조를 취한다. 여기에서 그 발전수단(10)은, 휴대시에 있어서 적어도 0.8 V의 기전력이 발생하는 것으로 가정하고 있다.

스위치수단(40)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 다이오드(41)와 충전스위치(42) 및 방전스위치(43)로 구성된다. 다이오드(41)는 발전수단(10)으로의 발전에너지의 역류를 방지하는 스위칭소자로서, 발전수단(10)에 직렬로 접속되어 있다. 즉 다이오드(41)의 애노드는 발전수단(10)의 양극에 접속되어 있고, 캐소드는 계시수단(20)의 양극에 접속되어 있다.

또한, 충전스위치(42) 및 방전스위치(43)로서는, 도전형이 P채널의 MOS 전계효과 트랜지스터(이하「FET」라고 약칭함)를 이용하고 있다. 그 때문에 이 충전스위치(42) 및 방전스위치(43)는, 계시수단(20) 내의 계시회로(21)를 포함하는 집적회로 내에 설치할 수 있다.

그리고, 충전스위치(42)의 드레인은 발전수단(10)의 양극에, 방전스위치(43)의 소스는 계시수단(20)의 양극에 각각 접속되고, 충전스위치(42)의 소스와 방전스위치(43)의 드레인은 축전수단(30)의 양극에 접속되어 있다. 또한 이 충전스위치(42)와 방전스위치(43)의 각 게이트는 제어수단(50)에 접속되어 있다.

계시수단(20)은, 일반적인 전자시계에 이용되는 수정발진기의 발진신호를 분주(分周)하여, 스텝 모터의 구동파형을 발생하는 계시회로(21)와, 그 계시회로(21)가 발생하는 구동파형에 따라 구동하는 스텝모터와 기어열과 시각표시용의 지침을 포함하는 시각표시수단(22)과, 전기에너지의 버퍼인 콘덴서(23)에 의해 구성되어 있다.

또, 계시수단(20) 내에서는, 콘덴서(23)와 계시회로(21)와 시각표시수단(22)이 모두 병렬로 접속되어 있다.

여기에서 도시하지는 않았으나, 상기 계시수단(20)의 계시회로(21)와, 후술하는 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)를 포함하는 연산수단(80) 및 제어수단(50)은, 일반적인 전자시계와 같이 상보형(相補型) 전계효과 트랜지스터(CM0S)로 구성한 집적회로를 이용하고 있으며, 동일한 전원으로 동작한다.

계시회로(21)는, 수정발진기에 의한 발진주파수를 적어도 주기가 2초(2초 운행침인 경우)가 되는 주파수까지 분주(分周)하고, 또한 그 분주신호를 시각표시수단(22)내의 스텝 모터의 구동에 필요한 파형으로 변형하여 스텝 모터를 구동시킨다. 시각표시수단(22)은 스텝 모터의 회전을 기어열에서 감속전달하여, 시각표시용의 지침(초침, 분침, 시침 등)을 회전구동시킨다.

콘덴서(23)로서는 전해콘덴서와 같은 것을 이용하며, 여기서는 그 용량이 10μF인 것을 이용하는 것으로 한다.

또, 계시회로(21)는 계시회로(21)의 내부신호인 검출스트로브(S25)와 클럭(S26)을 제어수단(50)으로 출력하고 있다. 클럭(S26)은 예컨대 주기가 1초인 사각형파이고, 후술한 바와 같이 스위치수단(40)의 온/오프 제어용으로서 제어수단(50)으로 송출하고 있다. 검출스트로브(S25)는 후술하는 제 1 분압수단(60)과 제 2 분압수단(70) 및 제어수단(50)으로 동작하는 타이밍을 주는 액티브 하이 신호이다.

검출스트로브(S25)의 파형생성은 이미 알려져 있는 것이므로, 검출스트로브(S25)의 생성회로의 설명은 생략하지만, 검출스트로브(S25)의 작용에 있어서는 후에 설명한다.

계시수단(20)의 음극은 접지되어 있고, 발전수단(10)과 다이오드(41)와 계시수단(20)에 의해 폐회로를 형성하고 있다.

축전수단(30)으로서는, 리튬이온 2차 전지를 이용하고 있으며, 축전수단(30)의 양극은 스위치수단(40)의 충전스위치(42)의 소스단자와 방전스위치(43)의 드레인단자에 접속되어 있다. 또한 이 축전수단(30)의 음극은 접지되어 있다.

그리고, 제어수단(50)은 계시수단(20)과 발전수단(10)에 병렬로 접속되어 있고, 발전수단(10)의 발전에너지 또는 축전수단(30)의 축전 에너지에 의해 구동가능하게 되어 있다.

이 제어수단(50)은, 스위치수단(40)의 스위치동작, 즉 온/오프 제어동작을 행하여, 발전수단(10)과 축전수단(30)을 전기적으로 차단하거나 접속하는 신호를 송출하고 있다. 즉 충전신호(S44)를 충전스위치(42)의 게이트단자로 출력하고, 방전신호(S45)를 방전스위치(43)의 게이트단자에 출력한다.

연산수단(80)은, 도 3에 그 회로예를 나타낸 바와 같이, 제 1 분압회로(60)와, 제 2 분압회로(70)와, 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)의 출력전압의 대소를 비교하는 컴퍼레이터(85)로 구성된다.

제 1 분압회로(60)는 발전수단(10)의 발전전압을 분압출력하는 회로이며, 발전수단(10)의 양극 전압을 발전전압(V61)으로서 입력하고 있다.

한편, 제 2 분압회로(70)는 축전수단(30)의 축전전압을 분압출력하는 회로이며, 축전수단(30)의 양극 전압을 축전전압(V71)으로서 입력하고 있다.

또한, 컴퍼레이터(85)는 제 1 분압회로(60)의 제 1 분압출력(V62)과, 제 2 분압회로(70)의 제 2 분압출력(V72)과의 전압의 대소를 비교한다. 그리고 제 1 분압출력(V62)이 제 2 분압출력(V72)보다 클때(V62>V72)에 출력을 하이레벨로 하고, 그 이외의 경우에는 출력을 로우레벨로 한다.

또한, 제 1 분압회로(60) 및 제 2 분압회로(70)는, 컴퍼레이터(85)가 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 대소를 간접적으로 비교하여 그 비를 구하는 것이 가능하게 되도록, 연산수단(80)의 입력전압을 분압할 목적으로 구비되어 있다.

이것은 컴퍼레이터(85)로서 이용하는 일반적인 앰프회로는, 앰프회로의 입력전압은 앰프회로의 전원전압 혹은 그것보다 작은 전압폭 이내가 아니면 정확하게 비교동작이 행해질 수 없다는 이유 때문이기도 하다.

다음에, 도 3을 이용하여 상술한 연산수단(80)과 제어수단(50)의 구체적인 구성예와 그 작용을 설명한다.

연산수단(80)의 제 1 분압회로(60)는 분압저항(63)과 분압스위치(64)로 구성되어 있고, 제 2 분압회로(70)는 분압저항(73)과 분압스위치(74)로 구성되어 있다.

발전수단(10)으로부터의 입력인 발전전압(V61)은, 제 1 분압회로(60)의 고정밀도의 저항소자로 이루어진 분압저항(63)의 한 끝단으로 인가되고, 그 분압저항(63)의 다른 끝단은, 도전형이 N채널의 FET 인 분압스위치(64)의 드레인·소스 사이를 통해 접지되어 있다. 그 분압스위치(64)의 게이트에는 제어수단(50)으로부터 검출스트로브(S25)가 인가된다.

그리고, 분압저항(63)의 중간점에서 제 1 분압출력(V62)을 출력하도록 구성되어 있다. 그 제 1 분압출력(V62)은 분압스위치(64)가 온으로 되어 분압저항(63)에 전류가 흘렀을 때, 이 예에서는 발전전압(V61)의 1/3의 전압이 나타나는 점에서 인출한다.

예컨대, 분압저항(63)의 전체 저항값이 600KΩ인 경우, 발전전압(V61)이 인가되는 한 끝단으로부터 제 1 분압출력(V62)을 얻는 단자까지 사이의 저항값은 400KΩ 이다.

한편, 축전수단(30)으로부터의 입력인 축전전압(V71)은, 제 2 분압회로(70)의 고정밀도의 저항소자로 이루어지는 분압저항(73)의 한 끝단으로 인가되고, 그 분압저항(73)의 다른 끝단은 도전형이 N 채널의 FET인 분압스위치(74)의 드레인·소스사이를 통해 접지되어 있다. 그 분압스위치(74)의 게이트에는 제어수단(50)으로부터 검출스트로브(S25)가 인가된다.

그리고, 분압저항(73)의 중간점에서 제 2 분압출력(V72)를 출력하도록 구성되어 있다. 그 제 2 분압출력(V72)은 제 1 분압출력(V62)의 경우와 마찬가지로, 분압스위치(74)가 온으로 되어 분압저항(73)에 전류가 흘렀을 때, 이 예에서는 축전전압(V71)의 1/3의 전압이 나타나는 점에서 인출한다.

예컨대, 분압저항(73)의 전체 저항값이 600KΩ인 경우, 축전전압(V71)이 인가되는 한 끝단으로부터 제 2 분압출력(V72)을 얻는 단자까지 사이의 저항값은 400KΩ 이다.

이와 같이, 이 제 1 실시예에서는 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)는 분압비가 1:1의 비율로 동등하게 1/3로 설정되어 있고, 이에 따라 제 1 분압출력(V62)과 제 2 분압출력(V72)의 대소관계는, 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 대소관계와 동등하게 대응되는 것으로 된다.

따라서, 컴퍼레이터(85)는 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비율이 1/1 이하일 때는 연산출력(S81)을 로우레벨로 하고, 1/1을 넘을 때에는 연산출력(S81)을 하이레벨로 한다. 이에 따라 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비율을 연산할 수 있다.

이 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)의 분압비를 1/3과 2/3 (1:2)와 같이 바꿀 수도 있고, 그에 따라 컴퍼레이터(85)는 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비율이 1/1 이외의 예를들면 1/2 이하일 것인가 그것을 넘을 것인가에 따라 연산출력(S81)의 레벨이 변하게 된다. 즉 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 여러가지 비율을 연산하는 것이 가능하다.

제어수단(50)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 데이터래치(51)와 충전신호용 게이트(52)와 제 1 인버터(53)에 의해 구성되어 있다.

데이터래치(51)는 검출스트로브(S25)의 파형의 하강시에 데이터유지를 행하는 데이터래치이고, 입력데이터로서 연산수단(80)의 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)을 입력하고 있으며, 유지데이터를 방전신호(S45)로서 도 2의 스위치수단(40)으로 출력하고 있다.

또한, 충전신호용 게이트(52)는 3입력의 앤드게이트이고, 검출스트로브(S25)의 부정신호(S25)와 클럭(S26)과 데이터래치(51)의 출력인 방전신호(S45)와의 논리곱을, 충전신호(S44)로서 도 2의 스위치수단(40)으로 출력하고 있다. 또 검출스트로브(S25)의 부정신호(S25)는, 제 1 인버터(53)에 의해 검출스트로브(S25)를 반전시키는 것에 의해 얻고 있다.

다음에, 이 제 1 실시예의 전자시계의 동작에 대하여, 도 4의 신호 파형도를 참조하여 설명한다.

먼저, 전자시계가 장기간 방치되어, 도 2에 나타낸 축전수단(30)이 거의 빈 상태로 되어 있을 때, 발전수단(10)이 발전을 시작하여 시동하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.

여기서는 단순화를 위해, 도 2에 나타낸 스위치수단(40)의 초기동작으로서는, 충전스위치(42) 및 방전스위치(43)가 함께 오프되어 있는 것으로 한다.

발전수단(10)이 발전을 개시하면, 다이오드(41)를 통해 발전에너지가 콘덴서(23)에 충전되고, 계시수단(20)은 계시동작을 시작한다.

마찬가지로 제어수단(50) 및 연산수단(80)도 동작을 시작한다.

계시수단(20) 내의 계시회로(21)는, 발진 분주동작을 행하고 있기 때문에, 계시수단(20)은 1초 주기의 신호를 클럭(S26)으로서 출력한다.

또한 계시수단(20)은, 검출스트로브(S25)로서 도 4에 나타낸 바와 같이, 주기가 1초이고 하이레벨로 되는 시간이 약 60 마이크로초인 파형을 출력한다.

이 검출스트로브(S25)가 발생하면, 검출스트로브(S25)가 하이레벨로 되는 동안에는, 도 3에 나타낸 제 1 분압회로(60)의 분압스위치(64)와 제 2 분압회로(70)의 분압스위치(74)가 온하여, 발전전압(V61) 및 축전전압(V71)이 소정의 비율로 분압되어, 컴퍼레이터(85)에 각각 입력된다.

특히 이 때, 연산수단(80)의 전원전압은 발전전압(V61)보다도 다이오드(41)에서의 전압 강하만큼만 낮게 되어 있으나, 제 1 분압회로(60)는 컴퍼레이터(85)로의 입력을 연산수단(80)의 전원전압에 대하여 작게 분압하기 때문에, 컴퍼레이터(85)의 비교동작이 정확히 행해지게 된다.

또한, 충전신호용 게이트(52)에는 검출스트로브(S25)의 부정신호(S25)가 입력되어 있기 때문에, 검출스트로브(S25)가 하이레벨로 되는 동안에 충전신호(S44)는 강제적으로 로우레벨로 되어 충전스위치(42)는 오프가 된다. 그 결과 발전수단(10)과 축전수단(30)은 차단상태로 된다.

그에 따라, 제 1 분압회로(60)는, 검출스트로브(S25)가 하이레벨로 되는 동안은, 축전전압(V71)의 영향을 받지 않고 발전전압(V61)을 정확하게 분압할 수 있다. 마찬가지로 제 2 분압회로(70)도 발전전압의 영향을 받지 않고 축전전압(V71)을 정확하게 분압할 수 있다.

그런데, 축전수단(30)이 거의 비어, 축전전압(V71)이 0.8V 정도라 하고, 계시수단(20)이 충분히 동작하는 경우, 발전수단(10)의 발전전압(V61)은 축전전압(V71)을 크게 초과하고 있는 것으로 된다.

이와 같이, 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비율이 1/1보다 크면, 검출스트로브(S25)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)가 분압동작을 행하고, 그 결과 컴퍼레이터(85)의 비교출력(S81)은 하이레벨로 된다.

단, 검출스트로브(S25)가 로우레벨일 때의 연산출력(S81)은, 어떠한 신호레벨이라도 동작상의 영향이 없기 때문에, 도 4에 있어서는 파선으로 생략하여 표기하고 있다.

도 3에 나타낸 데이터래치(51)는, 검출스트로브(S25)가 꺼지는 순간에 하이레벨로 되어 있는 연산출력(S81)을 유지하여, 방전신호(S45)를 하이레벨로 한다. 이 방전신호(S45)가 하이레벨일 때는, 도전형이 P 채널의 FET인 방전스위치(43)는 계속 오프로 된다.

또한 검출스트로브(S25)가 로우레벨로 된 후에는, 충전신호용 게이트(52)는 클럭(S26)을 충전신호(S44)로서 출력한다.

이 때문에, 충전스위치(42)는 클럭(S26)이 하이레벨로 되는 동안만 온으로 되고, 그 결과로서 발전수단(10)의 발전에너지는 축전수단(30)에 주기적으로 충전된다.

따라서, 발전수단(10)이 축전수단(30)보다도 높은 전압으로 발전하고 있는 동안에, 계시수단(20)은 동작하면서 일부의 발전에너지를 축전수단(30)으로의 충전에 이용하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 축전수단(30)의 충전이 진행된 후에, 발전수단(10)이 발전을 정지하였을 때의 동작에 대하여 설명한다.

발전수단(10)의 발전이 정지하면, 상술한 경우와 같이 하여, 제 1 분압회로(60) 및 제 2 분압회로(70)는 검출스트로브(S25)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 동작하지만, 축전수단(30)과 축전전압(V71)의 비율이 1/1 보다 작아지기 때문에, 비교출력(S81)이 로우레벨로 된다.

로우레벨의 비교출력(S81)을 데이터래치(51)가 유지하면 방전신호(S45)가 로우레벨로 되고, 또한 충전신호(S44)는 강제적으로 로우레벨로 된다.

그 결과, 도 2의 충전스위치(42)는 오프되고, 또한 방전스위치(43)는 온으로 되기 때문에, 축전수단(30)에 충전되어 있는 전기에너지가 계시수단(20)으로 방전된다.

이에 따라, 발전수단(10)의 발전전압이 축전수단(30)의 전압보다도 낮은 경우에, 충전동작은 즉시 정지하고, 축전수단(30)이 비축한 에너지를 이용하여, 계시수단(20)의 동작을 계속하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 발전수단(10)과 축전수단(30)의 단자전압이 어떠한 전압에 있더라도, 발전수단(10)의 발전에너지를 축전수단(30)에 충전가능한 상태로 있을 때에는, 그것을 연산수단에 의해서 검출하는 것이 가능하고, 이 연산출력에 따라 축전수단(30)으로의 충전을 행하도록 스위치수단(40)을 제어할 수 있기 때문에, 종래와 같이 충전할 기회가 있음에도 불구하고, 충전이 안되는 경우 등을 방지할 수 있고, 축전수단(30)으로의 충전을 효율적으로 행할 수 있다.

또, 상기 제 1 실시예에서, 축전수단(30)의 충전방법은 클럭(S26)을 이용하여 단순히 1대1의 시분할로 주기적으로 행하였으나, 이것에만 한정되지 않고, 충전조건이나 충전제어방법을 변화시켜도 좋다.

예를들어 계시수단(20)의 단자전압을 검출하는 것과 같은 검출수단을 설치하여, 계시수단(20)이 어느 전압 이상이고 또한 발전전압(V61)이 축전전압(V71)보다 클 때에만 충전을 행하는 것과 같은 방법이나, 또 충전시간의 시분할비를 계시수단(20)의 단자전압에 따라 변화시키는 등의 방법을 채용하여도 좋다.

또한, 제 1 실시예에서는 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)의 분압비를, 1:1비율로 동일하게 설정하는 것으로 하였지만, 전술한 바와 같이 분압비를 변화시켜도 좋다. 예컨대 발전전압(V61)이 축전전압(V71)의 1.2배 이상일 때에만 충전동작을 개시하도록 설정하는 것이나, 축전전압(V71)을 검출하는 검출수단을 설치하여, 통상은 발전전압(V61)이 축전전압(V71) 이상으로 충전동작을 행하고, 축전수단(30)이 어느 전압 이상에서는, 발전전압(V61)이 축전전압(V71)의 1.3배 이상일 때에만 충전 동작을 행하도록 하는 것도 가능하다.

또한, 전술한 제 1 분압회로(60) 및 제 2 분압회로(70)에 있어서는, 분압수단으로서 저항에 의한 분압을 이용하였으나, 다른 수단을 채용하여도 좋다.

예컨대, 저항 대신에 용량비가 분압비로 되는 2개의 콘덴서를 직렬로 접속하고, 그 중점에서 분압출력하는 방법이라도 좋다. 또한 분압시의 소비전류에 제약이 없으면 분압스위치와 같은 것을 생략하여도 좋다.

또, 제 1 실시예에서는 설명하지 않았으나, 콘덴서의 접속상태를 바꿔 발전전압을 승압하는 것과 같은 승압수단을 설치하여, 발전전압(V61)이 축전전압(V71)보다 낮은 경우는 직접 충전하지 않고, 승압수단을 동작시켜 축전수단(30)으로 승압출력에 의해 충전하는 것도 가능하다.

이 승압출력에 의해 충전하는 전자시계에 대하여는 제 2 실시예에서 상세한 설명을 행한다.

[제 2 실시예 : 도 5∼도 10]

다음에, 도 5 내지 도 10을 이용하여 본 발명의 제 2 실시예의 전자시계에 대하여 설명한다.

먼저, 도 5에 그 전체 구성을 나타내었으나, 도 2와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그들의 설명은 생략한다.

이 제 2 실시예에서는, 승압수단(90)을 설치한 것과, 계시수단(20)과, 스위치수단(40)과, 연산수단(80) 및 제어수단(50)의 구성 및 작용이 도 2에 나타낸 제 1 실시예와 약간 상이하다.

계시수단(20)은, 제 1 실시예와 마찬가지로, 수정발진기의 발진신호를 분주하여 스텝모터의 구동파형을 발생시키는 계시회로(21)와, 계시회로(21)에서 발생하는 구동파형으로 구동하는 스텝모터와 기어열과 시각표시 지침을 포함하는 시각표시수단(22)과, 전기에너지의 버퍼인 콘덴서(23)로 구성되어 있다.

콘덴서(23)로서는 전해콘덴서와 같은 것을 이용하며, 여기서는 용량이 22μF인 것을 이용하는 것으로 한다.

또한 계시회로(21)는, 계시회로(21)의 내부신호인 1배 검출스트로브(S27)와 2배 검출스트로브(S28)와 3배 검출스트로브(S29)와 클럭(S26)과 제 1 승압클럭(S121)과 제 2 승압클럭(S122)과 제 3 승압클럭(S123)과 승압허가클럭(S127)을 파형 합성하여 생성하고, 제어수단(50) 및 연산수단(80)으로 출력하고 있다.

여기에서 클럭(S26)은 주기가 0.5초인 사각형파이고, 후술과 같이 스위치수단(40)의 온/오프 제어용으로 제어수단(50)에 송출하고 있다.

1배 검출스트로브(S27)와 2배 검출스트로브(S28)와 3배 검출스트로브(S29)는, 후술의 연산수단(80) 및 제어수단(50)으로 동작하는 타이밍을 주는 액티브 하이신호이다.

1배 검출스트로브(S27)와 2배 검출스트로브(S28)와 3배 검출스트로브(S29)의 파형생성은 이미 알려져 있으므로 이들 파형의 생성회로의 설명은 생략한다.

각 검출스트로브의 파형은, 1배 검출스트로브(S27)와 2배 검출스트로브(S28)와 3배 검출스트로브(S29)는, 모두 주파수 0.5Hz에서 하이레벨로 되는 시간이 244 마이크로초이고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 2배 검출스트로브(S28)는 1배 검출스트로브(S27)의 하강시에 기동하며, 3배 검출스트로브(S29)는 2배 검출스트로브(S28)의 하강시에 기동하는 파형이다.

또한, 제 1 승압클럭(S121)과 제 2 승압클럭(S122)과 제 3 승압클럭(S123)과 승압허가클럭(S127)은, 후술하는 승압수단(90)의 동작타이밍을 얻기 위한 신호이고, 계시수단(20)에서 제어수단(50)으로 출력하고 있다.

이들 파형생성도 이미 알려져 있는 것이기 때문에 파형생성회로에 대한 설명은 생략한다.

각 승압클럭의 파형은, 제 1 승압클럭(S121)이 주파수 1KHz에서 하이레벨로 되는 시간이 488 마이크로초이고, 제 2 승압클럭(S122)과 제 3 승압클럭(S123)이 주파수 1KHz에서 하이레벨로 되는 시간이 244 마이크로초이며, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 2 승압클럭(S122)은 제 1 승압클럭(S121)의 하강시에 기동하고, 제 3 승압클럭(Sl23)은 제 2 승압클럭(S122)의 하강시에 기동하는 파형이다.

또한 승압허가클럭(S127)은, 주파수 0.5Hz에서 로우레벨로 되는 시간이 8m초이며, 도 8에 도시한 바와 같이 3배 검출스트로브(S29)의 기동과 동시에 기동하는 파형이다.

계시수단(20)의 음극은 접지되어 있고, 발전수단(10)과 다이오드(41)와 계시수단(20)에 의해 폐회로를 형성하고 있다.

승압수단(90)은, 콘덴서의 접속상태를 바꿔, 발전수단(10)의 발전전압(V61)을 2배 혹은 3배 또는 1배(직접)의 승압배율로 승압하여, 그 승압출력(V99)을 출력하는 회로로서, 발전수단(10)에 병렬로 접속되어 있다. 이것은 일반적으로 이용되는 챠지펌프회로이지만, 이 승압수단(90)에 대하여는 후에 자세히 설명한다.

스위치수단(40)은, 다이오드(41)와 방전스위치(43)와 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)로 구성된다.

다이오드(41)는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 발전수단(10)으로의 발전에너지의 역류를 방지하는 스위칭소자로서, 발전수단(10)에 직렬로 접속되어 있다.

또한, 방전스위치(43)와 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)로서는, 도전형이 P채널인 MOS 전계효과 트랜지스터(이하「FET」로 약칭함)를 이용한다.

이들 FET에 의한 스위칭소자는, 계시수단(20) 내의 계시회로(21)를 포함하는 집적회로 내에 설치할 수 있다.

방전스위치(43)와 제 1 분배스위치(46)의 소스는 각각 계시수단(20)의 양극에 접속되어 있다.

한편, 축전수단(30)으로서는, 리튬이온 2차 전지를 이용하고 있으며, 축전수단(30)의 양극은 스위치수단(40) 중의 방전스위치(43)의 드레인단자와 접속되어 있다. 축전수단(30)의 음극은 접지되어 있다.

이 축전수단(30)은, 잔량이 저하하더라도 적어도 0.8V는 축전전압(V71)이 있는 것으로 한다.

또한, 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)의 드레인단자는 승압출력(V99)에 접속되어 있고, 제 1 분배스위치(46)의 소스단자는 계시수단(20)의 양극에 접속되며, 제 2 분배스위치(47)의 소스단자는 축전수단(30)의 양극에 접속되어 있다.

그리고, 제어수단(50)과 후술하는 연산수단(80)은 계시수단(20)과 발전수단(10)에 병렬로 접속되어 있고, 발전수단(10)의 발전에너지 또는 축전수단(30)의 축전 에너지에 의해 구동가능하게 되어 있다.

제어수단(50)은 스위치수단(40)의 스위치동작을 제어하여, 발전수단(10)과 축전수단(30)과 승압수단(90)을 전기적으로 차단하거나 접속하는 신호를 송출하고 있다. 즉 방전신호(S45)와 제 1 분배신호(S48)와 제 2 분배신호(S49)를 방전스위치(43)와 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)의 각 게이트로 각각 송출한다.

또한, 제어수단(50)은 5개의 신호선에 의한 제 1 승압신호(S131)∼제 5 승압신호(S135)를 승압수단(90)으로 출력하여, 승압수단(90)을 제어하도록 하고 있다.

또한, 연산수단(80)은 상술한 제 1 실시예에서와 같이 발전수단(10)의 발전전압과 축전수단(30)의 단자전압의 전압비를 연산하여 출력하는 연산회로로서, 발전수단(10)의 양극 전압인 발전전압(V61)과 축전수단(30)의 양극 전압인 축전전압(V71)을 입력하고 있다. 그리고 이 연산수단(80)은 연산한 결과인 연산출력(S81)을 제어수단(50)으로 출력하고 있다.

다음에, 도 5에 있어서의 상술한 연산수단(80)과 제어수단(50)의 구체적인 구성예를 도 6에 의해 설명한다.

도 6에 나타낸 이 제 2 실시예의 연산수단(80)도, 상술한 제 1 실시예의 도 3에 나타낸 연산수단(80)과 마찬가지로, 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)와 컴퍼레이터(85)로 구성되어 있다.

그리고, 제 1 분압회로(60)는 발전수단(10)의 발전전압을 분압출력하는 회로로서, 발전수단(10)의 양극 전압인 발전전압(V61)을 입력으로 하고 있다.

제 2 분압회로(70)는, 축전수단(30)의 단자전압을 분압출력하는 회로로서, 축전수단(30)의 양극 전압인 축전전압(V71)을 입력으로 하고 있다.

그리고, 컴퍼레이터(85)는 제 1 분압회로(60)의 제 1 분압출력(V62)과, 제 2 분압회로(70)의 제 2 분압출력(V72)과의 전압을 비교하여, 그 결과에 따른 2값 레벨의 신호를 출력한다.

제 1 분압회로(60)및 제 2 분압회로(70)는, 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 전압비를 연산 가능하도록, 컴퍼레이터(85)의 입력전압을 분압할 목적을 갖고 있으며, 이것은 제 1 실시예와 마찬가지로, 컴퍼레이터(85)의 앰프회로에서, 입력전압이 앰프회로부분의 전원전압 혹은 그보다 작은 전압폭 이내에서가 아니면 정확하게 비교동작을 행할 수 없다는 이유와, 전압값의 계산을 간단히 처리할 수 있도록 하기 위함이다.

제 1 분압회로(60)는 분압저항(63)과 분압스위치(64)로 구성되어 있고, 제 2 분압회로(70)는 분압저항(73)과 분압스위치(74) 및 분압스위치(75)에 의해 구성되어 있다.

발전수단(10)으로부터의 입력인 발전전압(V61)은, 제 1 분압회로(60)의 고정밀도의 저항소자로 이루어지는 분압저항(63)의 한 끝단으로 인가되고, 그 분압저항(63)의 다른 끝단은, 도전형이 N채널의 FET인 분압스위치(64)의 드레인·소스사이를 통해 접지되어 있다. 그 분압스위치(64)의 게이트에는 도 5에 나타낸 계시회로(21)로부터 출력할 수 있는 1배 검출스트로브(S27)가 인가된다. 그리고 분압저항(63)의 중간점으로부터 제 1 분압출력(V62)을 출력하도록 구성되어 있다.

이 제 1 분압출력(62)은, 분압스위치(64)가 온일 때에 분압저항(63)에 전류가 흐름으로써, 발전전압(V61)의 2/3인 전압이 나타나는 점에서 인출한다.

예컨대, 분압저항(63)의 전체 저항값이 600KΩ인 경우, 이 분압저항(63)의 발전전압(V61)을 전압을 인가하는 한 끝단으로부터 제 1 분압출력(V62)을 인출해 내는 점까지 사이의 저항값은 200KΩ 이다.

한편, 축전수단(30)부터의 입력인 축전전압(V71)은, 제 2 분압회로(70)의 고정밀도의 저항소자로 이루어지는 분압저항(73)의 한 끝단으로 인가되고, 그 분압저항(73)의 다른 끝단은, 도전형이 N채널의 FET인 분압스위치(74)의 드레인·소스사이를 통해 접지되어 있다. 그 분압스위치(74)의 게이트에는 도 5에 나타낸 계시회로(21)로부터 출력할 수 있는 2배 검출스트로브(S28)가 인가된다.

그리고, 분압저항(73)의 중간점으로부터 제 2 분압출력(V72)을 출력하도록 구성되어 있다.

이 제 2 분압출력(V72)은, 분압스위치(74)가 온일 때에, 분압저항(73)에 전류가 흐름으로써, 축전전압(V71)의 5/6인 전압이 나타나는 점에서 인출한다.

예를들면, 분압저항(73)의 전체 저항값이 600KΩ이면, 축전전압(V71)을 인가하는 한 끝단으로부터 제 2 분압출력(V72)을 인출해 내는 점까지 사이의 저항값은 100KΩ 이다.

또한, 분압저항(73)의 중간점을 분압스위치(75)의 드레인·소스사이를 통해 접지할 수 있도록 하고 있다. 그 때문에 제 2 분압출력(V72)은, 분압스위치(75)가 온이고 분압스위치(74)가 오프일 때에는, 분압저항(73)에 분압스위치(75)를 통해서 전류가 흐르는 결과, 축전전압(V71)의 1/3인 전압이 나타나도록 하고 있다.

예컨대, 축전전압(V71)을 인가하는 한 끝단으로부터 제 2 분압출력(V72)을 인출해 내는 점까지 사이의 저항값이 100KΩ일 때, 제 2 분압출력(V72)을 인출해 내는 점에서 분압스위치(75)의 드레인까지의 저항값은 50KΩ이 되도록 한다.

또, 제 1 분압회로(60)에 있어서는, 분압스위치(64)가 오프일 때에는 분압되지 않고, 제 1 분압출력(V62)으로서는 발전전압(V61)이 그대로 출력된다.

이것은, 제 2 분압회로(70)에 있어서, 분압스위치(74,75)가 어느것이나 오프일 때도 마찬가지이다.

따라서, 제 1 분압회로(60)의 분압스위치(64)와 제 2 분압회로(70)의 분압스위치(74,75)를 배타적으로 온 시키면, 제 1 분압출력(V62)과 제 2 분압출력(V72)이 원래의 발전전압(V61)과 축전전압(V71)으로부터 분압되는 비[제 1 분압출력(V62)/발전전압(V61)]:[제 2 분압출력(V72)/축전전압(V71)]는 각각, 분압스위치(64) 만이 온일 때는 2:3이며, 분압스위치(74) 만이 온일 때에는 6:5이고, 분압스위치(75) 만이 온일 때는 3:1로 된다.

따라서, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은, [발전전압(V61)]/[축전전압(V71)]의 값이, 분압스위치(64) 만이 온일 때에는 3/2 이상이며, 분압스위치(74) 만이 온일 때는 5/6 이상이고, 분압스위치(75) 만이 온일 때는 1/3 이상일 때에 하이레벨로 된다. 이들의 비율관계는 후에 상세히 설명한다.

다음에, 도 6에 나타낸 제어수단(50)은, 제 1 내지 제 3 래치(101,l02,103)와 제 1 내지 제 10 앤드게이트(104∼106,110∼114,119,120)와, 낸드게이트(107)와, 제1, 제 2 인버터(108,118)와, 제 1 내지 제 4 오아게이트(109,115∼117)에 의해 구성되어 있다.

또, 각 논리게이트의 입출력 계통을 명기하지 않은 경우는, 래치와 인버터를 제외하고, 전부 2입력 1출력인 것을 나타낸다.

제 1 래치(101)와 제 2 래치(102)와 제 3 래치(103)는 데이터래치로서, 전부 입력데이터로서 연산출력(S81)을 입력하고 있으며, 각 래치에 있어서 제 1 래치(101)는 1배 검출스트로브(S27)를, 제 2 래치(102)는 2배 검출스트로브(S28)를, 제 3 래치(103)는 3배 검출스트로브(S29)를 입력하고 있어, 이들의 검출스트로브 파형의 하강시에 데이터를 취하여 유지하도록 하고 있다.

제 1 앤드게이트(104)는, 승압허가클럭(S127)과 제 1 래치(101)의 출력과의 논리곱을 1배 신호(S124)로서 출력하고 있다.

또, 이 제 2 실시예에서는, 승압허가클럭(S127)이 로우레벨로 되는 시간이 승압금지시간에 해당하고 있다. 승압금지시간은 8m초로 설정되어 있다.

이 승압금지시간은, 승압수단(90)의 승압동작에 따른 부하에 의해, 발전수단(10)의 단자에 나타나는 전압이 실제의 발전전압보다도 저하하는 일이 있기 때문에, 연산수단(80)이 발전전압(V61)을 연산하는 동안과 그 직전에는, 연산수단(80)이 오류 검출을 일으키지 않도록 승압수단(90)을 정지시킬 목적으로 설정하고 있다.

이와 같이, 승압수단(90)을 정지하고 단자전압을 검출함으로써, 발전전압을 정확히 검출할 수 있다.

이 승압금지시간은, 발전수단(10)의 내부 임피던스와 승압수단(90)의 용량에 의한 시정수(時定數)에 따라서 적절하게 결정한다.

또한, 3입력 앤드게이트인 제 2 앤드게이트(105)는, 승압허가클럭(S127)과 제 1 래치(101)의 반전출력과 제 2 래치(102)의 출력과의 논리곱을 2배 신호(S125)로서 출력한다.

또한, 4입력 앤드게이트인 제 3 앤드게이트(106)는, 승압허가클럭(S127)과 제 1 래치(101)의 반전출력과 제 2 래치(102)의 반전출력과 제 3 래치(103)의 출력과의 논리곱을 3배 신호(S126)로서 출력한다.

그리고, 3입력 낸드게이트인 낸드게이트(107)는, 제 1 래치(101)의 반전출력과 제 2 래치(102)의 반전출력과 제 3 래치(103)의 반전출력과의 논리곱의 부정신호를 방전신호(S45)로서 출력한다.

이 구성에 의해, 제 1 앤드게이트(104)와 제 2 앤드게이트(105)와 제 3 앤드게이트(106)와 낸드게이트(107)는, 제 1 래치(101)와 제 2 래치(102)와 제 3 래치(103)와의 출력을 간단하게 디코드하는 디코더를 구성하고 있으며, 이 제 2 실시예에 있어서는, 승압허가클럭(S127)이 로우레벨인 경우를 제외하고, 1배 신호(S124) 또는 2배 신호(S125) 또는 3배 신호(S126) 또는 방전신호(S45)중 어느 하나만이 선택되어 액티브하게 된다. 단지 방전신호(S45)는 액티브 로우의 신호이다.

예를들어, 1배 신호(S124)가 하이레벨로 되는 경우에는, 적어도 제 1 래치(101)는 하이레벨을 출력하고 있기 때문에, 제 2 앤드게이트(105)와 제 3 앤드게이트(106)와 낸드게이트(107)는 한쪽의 입력이 전부 로우레벨로 되기 때문에, 2배 신호(S125)와 3배 신호(S126)는 로우레벨로 되고, 방전신호(S45)는 하이레벨로 된다.

또한 제 1 오아게이트(109)는 2배 신호(S125)와 3배 신호(S126)의 논리합을 출력하고, 이 논리합과 제 1 승압클럭(S121)의 논리곱을 제 4 앤드게이트(110)가 제 1 승압신호(S131)로서 출력한다.

그리고, 제 2 오아게이트(115)는 그 제 1 승압신호(S131)와 1배 신호(S124)의 논리합을 제 4 승압신호(S134)로서 출력한다.

또한, 제 1 승압클럭(S121)의 반전신호와 2배 신호(S125)의 논리곱은 제 5 앤드게이트(111)가 생성하고, 제 2 승압클럭(S122)과 3배 신호(S126)의 논리곱은 제 6 앤드게이트(112)가 생성하며, 또한 이 2출력의 논리합을 제 3 오아게이트(116)가 제 2 승압신호(S132)로서 출력한다. 또 제 1 승압클럭(S121)의 반전신호는 제 1 승압클럭(S121)을 제 1 인버터(108)에 의해 반전시킴으로써 얻고 있다.

제 7 앤드게이트(113)는 제 3 승압클럭(S123)과 3배 신호(Sl26)의 논리곱을 제 3 승압신호(S133)로서 출력한다. 제 8 앤드게이트(114)는 제 2 승압클럭(S122)과 3배 신호(S126)의 논리곱을 제 5 승압신호(S135)로서 출력한다.

또한, 3입력 오아게이트인 제 4 오아게이트(117)는, 제 5 앤드게이트(111)의 출력과 제 3 승압신호(S133)와 1배 신호(S124)의 논리합을 제 6 승압신호(S136)로서 출력한다.

이 구성에 의해, 1배 신호(S124) 내지 3배 신호(S126) 중에 1배 신호(Sl24) 만이 하이레벨일 때에는 승압신호중 제 4 승압신호(S134)와 제 6 승압신호(S136)가 하이레벨로 된다.

또한 2배 신호(S125) 만이 하이레벨일 때에는, 제 1 승압신호(S131)와 제 4 승압신호(S134)로서 제 1 승압클럭(S121)을 출력하고, 제 2 승압신호(S132)와 제 6 승압신호(S136)로서 제 1 승압클럭(S121)의 반전신호를 출력한다.

또한, 3배 신호(S126) 만이 하이레벨일 때에는, 제 1 승압신호(S131)와 제 4 승압신호(S134)로서 제 1 승압클럭(S121)을 출력하고, 제 2 승압신호(S132)와 제 5 승압신호(S135)로서 제 2 승압클럭(S122)을 출력하며, 제 3 승압신호(S133)와 제 6 승압신호(S136)로서 제 3 클럭(S123)을 출력한다.

한편, 제 9 앤드게이트(119)는 제 6 승압신호(S136)와 클럭(S26)의 논리곱을 제 1 분배신호(S48)로서 출력하며, 또한 제 10 앤드게이트(120)는 제 6 승압신호(S136)와 클럭(S26)의 반전신호와의 논리곱을 제 2 분배신호(S49)로서 출력한다. 클럭(S26)의 반전신호는 제 2 인버터(118)에 의해 클럭(S26)을 반전하여 얻고 있다.

이 구성에 의해, 제 1 분배신호(S48)와 제 2 분배신호(S49)는, 클럭(S26)에 따라 제 6 승압신호(S136)를 교대로 출력가능하도록 되어 있다.

즉, 클럭(S26)이 하이레벨인 동안에는 제 1 분배신호(S48)로서 제 6 승압신호(S136)를 출력하고, 클럭(S26)이 로우레벨인 동안에는 제 2 분배신호(S49)로서 제 6 승압신호(S136)를 출력한다.

다음에, 도 5에 나타낸 승압수단(90)의 구체적인 구성예를 도 7에 의해 설명한다.

이 승압수단(90)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 1 내지 제 7 승압스위치(91∼97)와, 제 1 내지 제 3 승압콘덴서(141,142,143)에 의해 구성되어 있다.

이들 제 1 내지 제 3 승압콘덴서(141,142,143)는, 어느 것이나 도 5에 나타낸 계시회로(21)를 포함하는 집적회로에 부착되어 있으며, 각 용량은 단순화를 위해 모두 0.22μF으로 한다.

또한, 제 1 승압스위치(91)는 도전형이 N채널인 MOSFET이고, 제 2 내지 제 7 승압스위치(92∼97)는 모두 도전형이 P채널인 MOSFET이다. 제 1 승압콘덴서(141)의 양극은 발전수단(10)의 양극과 접속되고, 그 음극은 접지되어 있다.

제 5 승압스위치(95)는, 드레인이 제 1 승압콘덴서(141)의 양극에 접속되고, 소스가 제 3 승압콘덴서(143)의 양극에 접속되어 있다. 그 제 3 승압콘덴서(143)의 음극은 제 1 승압스위치(91)의 드레인과 접속되고, 그 제 1 승압스위치(91)의 소스는 접지되어 있다.

또한, 제 2 승압스위치(92)와 제 3 승압스위치(93)는 소스끼리가 접속되어 있으며, 제 3 승압스위치(93)의 드레인은 제 1 승압콘덴서(141)의 양극에 접속되고, 제 2 승압스위치(92)의 드레인은 제 3 승압콘덴서(143)의 음극에 접속되어 있다.

제 2 승압콘덴서(142)는 음극이 접지되어 있으며, 그 양극에는 제 4 승압스위치(94)의 소스에 접속되고, 그 제 4 승압스위치(94)의 드레인은 제 3 승압콘덴서(143)의 음극에 접속되어 있다.

또한, 제 6 승압스위치(96)와 제 7 승압스위치(97)는 소스끼리가 접속되어 있으며, 제 7 승압스위치(97)의 드레인은 제 2 승압콘덴서(142)의 양극에 접속되고, 제 6 승압스위치(96)의 드레인은 제 3 승압콘덴서(143)의 양극에 접속되어 있다.

그리고, 제 1 승압스위치(91)의 게이트에는 제 1 승압신호(S131)가, 제 2 승압스위치(92)와 제 3 승압스위치(93)의 각 게이트에는 제 2 승압신호(S132)가, 제 4 승압스위치(94)의 게이트에는 제 3 승압신호(S133)가, 제 5 승압스위치(95)의 게이트에는 제 4 승압신호(S134)가, 제 6 승압스위치(96)와 제 7 승압스위치(97)의 각 게이트에는 제 5 승압신호(S135)가 인가된다.

다음에, 이 승압수단(90)의 승압동작에 대하여 설명한다.

이 제 2 실시예에서, 제 1 내지 제 7 승압스위치(91∼97)는, 제어수단(50)으로부터의 적절한 제어신호에 의해 제어되는데, 여기서는 그 제어신호 에 대하여는 설명하지 않고, 각 승압스위치의 상태에서의 동작 설명만을 행한다.

우선, 2배 승압시에는, 제 4 승압스위치(94)와 제 6 승압스위치(96)와 제 7 승압스위치(97)는 언제나 오프로 한다.

이 상태에서, 제 1 승압스위치(91)와 제 5 승압스위치(95)를 동시에 온으로 함으로써, 제 1 승압콘덴서(141)와 제 3 승압콘덴서(143)는 병렬접속으로 되어, 발전에너지는 제 3 승압콘덴서(143)에 축적되고, 제 3 승압콘덴서(143)의 양극과 음극 사이의 전압차는 발전전압(V61)과 거의 같게 된다.

그리고 그 직후에, 제 1 승압스위치(91)와 제 5 승압스위치(95)를 오프로 하고, 동시에 제 2 승압스위치(92)와 제 3 승압스위치(93)를 온으로 함으로써, 제 1 승압콘덴서(141)와 제 3 승압콘덴서(143)가 직렬접속으로 되어, 발전전압(V61)의 2배 전압을 승압출력(V99)으로서 얻을 수 있다.

또한, 3배 승압시에는 먼저 제 5 승압스위치(95)와 제 1 승압스위치(91)를 온으로 하고, 제 2, 제 3, 제 4, 제 6, 제 7의 각 승압스위치(92, 93,94,96,97)를 오프로 하며, 발전에너지를 제 3 승압콘덴서(143)에 축적하여, 제 3 승압콘덴서(143)의 양극 전압이 발전전압(V61)과 거의 같게 되도록 한다.

그리고, 그 후에 제 6, 제 7, 제 2, 제 3의 각 승압스위치(96,97,92, 93)를 온으로 하고, 제 4, 제 5, 제 1의 각 승압스위치(94,95,91)를 오프로 함으로써, 제 3 승압콘덴서(143)와 제 1 승압콘덴서(141)에 축적한 에너지를 제 2 승압콘덴서(142)에 부여하여, 제 2 승압콘덴서(142)의 양극 전압을 발전전압(V61)의 2배가 되도록 한다.

또한, 제 4 승압스위치(94)를 온으로 하고, 제 1, 제 2, 제 3,제 5, 제 6, 제 7 승압스위치(91,92,93,94,95,96,97)를 오프로 함으로써, 발전전압(V61)의 3배 전압을 승압출력(V99)으로서 얻을 수 있다.

또한 1배 승압, 즉 발전전압을 직접 축전수단(30)에 전압을 가하여 충전하는 경우에는, 제 5 승압스위치(95)를 항상 온으로 함으로써, 발전전압(V61)을 그대로 승압출력(V99)으로서 얻을 수 있다.

또, 1배 승압수단(90)의 동작은, 도 6에 의해 상술한 제어수단(50)으로부터 출력할 수 있는 제 1 내지 제 5 승압신호(S131∼S135)에 의해 제어되기 때문에, 그에 따라 제 1 내지 제 7 승압스위치의 온/오프 상태가 바뀌어, 상술한 승압동작을 선택적으로 행할 수 있게 되어 있다.

여기에서, 이 제 2 실시예의 전자시계의 동작을, 도 5 내지 도 10에 의해 설명한다.

우선, 전자시계가 장기간 방치되어, 축전수단(30)이 거의 빈 상태로 되어 있을 때부터, 발전수단(10)이 발전을 시작하여 시동하는 경우의 동작을 설명한다.

여기서는 단순화를 위해, 스위치수단(40)의 초기동작으로서는, 방전스위치(43), 제 1 분배스위치(46) 및 제 2 분배스위치(47)는 모두 오프라고 간주한다.

도 5에 있어서의 발전수단(10)이 발전을 시작하면, 다이오드(41)를 통해 발전에너지가 콘덴서(23)에 충전되고, 계시수단(20)은 계시동작을 시작한다. 마찬가지로 제어수단(50) 및 연산수단(80)도 동작을 개시한다.

계시수단(20) 내의 계시회로(21)는, 수정발진기의 발진신호의 분주동작을 행하고 있기 때문에, 계시수단(20)은 0.5초 주기의 신호를 클럭(S26)으로서 출력한다.

여기에서, 연산수단(80)과 제어수단(50)의 동작에 대하여 설명한다.

계시수단(20)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 통상의 하이레벨인 상태로부터 로우레벨로 되는 승압허가클럭(S127)을 출력하며, 그 동안에 1배 검출, 2배 검출 및 3배 검출의 스트로브(S27,S28,S29)를, 순차적으로 하이레벨로 되는 파형으로 발생한다.

1배 검출스트로브(S27)가 발생하면, 이 스트로브(S27)가 하이레벨로 되는 동안에는 도 6에 나타낸 분압스위치(64)가 온으로 되고, 컴퍼레이터(85)에는 발전전압(V61)을 소정의 비율로 분압된 전압과 축전전압(V71)이 입력된다.

마찬가지로, 2배 검출스트로브(S28)가 발생하면, 분압스위치(74)가 온으로 되고, 발전전압(V61)과 소정의 비율로 분압된 축전전압(V71)이 컴퍼레이터(85)에 입력된다.

또, 3배 검출스트로브(S29)가 발생하면, 분압스위치(74)가 온으로 되고, 발전전압(V61)과 다른 소정의 비율로 분압된 축전전압(V71)이 컴퍼레이터(85)에 입력된다.

그리고, 각 검출스트로브가 하이레벨인 동안에, 컴퍼레이터(85)는 입력된 분압전압의 대소를 비교하여, 연산출력(S81)을 출력한다. 즉 제 1 분압출력(V62)이 제 2 분압출력(V72)보다 크면 하이레벨을 출력하고, 그 이외에는 로우레벨을 출력한다. 이 연산출력(S81)은 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비율에 따른 것으로 된다.

그 한편에서, 제 1 래치(101)로부터 제 3 래치(103)는, 각 검출스트로브가 떨어지는 타이밍으로 연산출력(S81)의 값을 각각 넣는 등의 일련의 동작을 연산수단(80)과 제어수단(50)이 행하는 것으로 연산검출동작을 종료한다.

특히 이 때는, 컴퍼레이터(85)의 전원전압은, 발전전압(V61)보다도 다이오드(41)에서의 전압강하만큼 작은 정도이지만, 컴퍼레이터(85)로의 입력전압은 그 전원전압에 비해 작기 때문에, 컴퍼레이터(85)의 비교동작이 정확히 행해지게 된다.

또한, 승압허가클럭(S127)은 이들이 동작하는 동안에 로우레벨로 되어 있기 때문에, 1배 신호(S124)로부터 3배 신호(S126)는 모두 로우레벨로 되고, 도 6에 나타낸 제 4 앤드게이트(110)로부터 제 8 앤드게이트(114)는 모두 로우레벨을 출력한다.

즉, 제 1 승압신호(S131)로부터 제 5 승압신호(S135)는 모두 로우레벨로 되어, 승압동작은 정지하고 있다.

또한, 방전신호(S45)는 하이레벨, 제 1, 제 2 분배신호(S48,S49)는 로우레벨로 되어 있고, 그 결과 스위치수단(40)은 발전수단(10)과 축전수단(30)이나 승압수단(90)을 차단상태로 할 수 있으며, 연산수단(80)은 발전수단(10)과 축전수단(30)의 단자전압의 비를 정확히 연산하는 것이 가능하게 된다.

그런데, 축전수단(30)은 거의 빈 상태로서, 그 축전전압(V71)이 0.8V이고, 계시수단(20)이 충분히 동작할 때, 발전수단(10)의 발전전압(V61)은 축전전압(V71)을 크게 넘어 있다.

이 때, 발전전압(V61)이 축전전압(V71)의 3/2배 이상, 즉 축전전압(V71)이 0.8V일 때 발전전압(V61)이 1.2V 이상이면, 1배 검출스트로브(S27)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 1 분압회로(60)가 분압동작을 행하며, 그 결과 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 하이레벨로 되고, 제 1 래치(101)가 이것을 래치하여 하이레벨을 출력한다.

단, 각 검출스트로브가 로우레벨일 때의 연산출력(S81)은 어떠한 신호레벨이라도 동작상의 영향은 없기 때문에, 도 8에 있어서는 파선으로 생략하여 표기하고 있다.

또한, 제 1 래치(101)가 하이레벨을 출력하고 있을 때에는, 승압허가클럭(S127)이 로우로부터 하이레벨로 기동함과 동시에 1배 신호(S124)가 하이레벨로 되고, 2배 신호(S125)와 3배 신호(S126)는 함께 로우레벨인 상태가 된다.

이 때는, 도 6 및 도 7의 회로도와 전술한 구성의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 2 오아게이트(115)와 제 4 오아게이트(117)에는 1배 신호(S124)가 입력되고 있기 때문에, 제 4 승압신호(S134)와 제 6 승압신호(Sl36)가 항상 하이레벨로 되어, 제 5 승압스위치(95)는 항상 온으로 되고, 또한 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)가 0.25초마다 교대로 온·오프를 되풀이 한다.

그 때문에, 승압수단(90)은 발전수단(10)의 발전에너지를 계시수단(20)과 축전수단(30)에 보내어, 계시수단(20)의 구동을 행하면서 축전수단(30)으로 충전을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 제 1 래치(101)의 출력이 하이레벨이면, 낸드게이트(107)의 입력중 하나는 로우레벨로 되기 때문에 방전신호(S45)는 하이레벨로 되고, 방전스위치(43)는 계속 오프로 된다.

이어서, 시간이 경과하여 발전전압이 약간 저하한 경우에 대한 동작에 대하여 설명한다. 여기서는 단순화를 위해, 축전수단(30)으로의 충전은 진행되지 않고 있으며, 축전전압(V71)은 0.8V인 상태라고 가정한다.

이 때, 발전전압(V61)이 축전전압(V71)의 5/6배 이상 또한 3/2배 미만, 즉 축전전압(V71)이 0.8V일 때, 발전전압(V61)이 1.2V∼0.67V의 범위 라면, 1배 검출스트로브(S27)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 1 분압회로(60)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 로우레벨로 되고, 제 1 래치(101)가 이것을 래치하여 로우레벨을 출력한다.

그 직후에, 2배 검출스트로브(S28)가 하이레벨로 되는 타이밍에서, 제 2 분압회로(70)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 하이레벨로 되고, 제 2 래치(102)가 이것을 래치하여 하이레벨을 출력한다.

제 1 래치(101)가 로우레벨을 출력하고, 또 제 2 래치(102)가 하이레벨을 출력하고 있을 때에는, 승압허가클럭(S127)이 로우로부터 하이레벨로 기동함과 동시에 2배 신호(S125)가 하이레벨로 되고, 1배 신호(S124)와 3배 신호(S126)는 함께 로우레벨 상태로 된다.

이 때는, 제 1 승압스위치(91)와 제 5 승압스위치(95)는, 제 1 승압클럭(S121)이 하이레벨로 되는 동안에 온으로 되고, 제 2 승압스위치(92)와 제 3 승압스위치(93)는 제 1 승압클럭(S121)의 반전신호가 하이레벨로 되는 동안에 온으로 되며, 또 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)가 제 1 승압클럭(S121)의 반전신호가 하이레벨로 되는 타이밍에서 0.25초마다 교대로 온·오프한다.

이 때문에, 승압수단(90)은 발전수단(10)의 발전에너지를 2배 승압하여 계시수단(20)과 축전수단(30)으로 보내고, 계시수단(20)을 구동하면서 축전수단(30)으로 충전을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 제 2 래치(102)의 출력이 하이레벨이면, 낸드게이트(107)의 입력중 하나는 로우레벨로 되기 때문에, 방전신호(S45)는 하이레벨로 되어, 방전스위치(43)는 계속 오프로 된다.

다음에, 더욱 시간이 경과하여, 발전전압이 저하한 경우에 대한 동작에 대하여 설명한다.

여기서는 단순화를 위해, 축전수단(30)으로의 충전은 진행되지 않으며, 축전전압(V71)은 0.8V인 상태라고 가정한다.

이 때, 발전전압(V61)이 축전전압(V71)의 1/3배 이상이고 또한 5/6배 미만, 즉 축전전압(V71)이 0.8V일 때 발전전압(V61)이 0.67V∼0.27V의 범위 라면, 1배 검출스트로브(S27)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 1 분압회로(60)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 로우레벨로 되고, 제 1 래치(101)가 이것을 래치하여 로우레벨을 출력한다.

그 직후에, 2배 검출스트로브(S28)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 2 분압회로(70)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 로우레벨로 되고, 제 2 래치(102)가 이것을 래치하여 로우레벨을 출력한다.

또한, 3배 검출스트로브(S29)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 2 분압회로(70)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 하이레벨로 되고, 제 3 래치(103)가 이것을 래치하여 하이레벨을 출력한다.

제 1 래치(101)와 제 2 래치(102)가 로우레벨을 출력하고, 또 제 3 래치(103)가 하이레벨을 출력하고 있을 때에는, 승압허가클럭(S127)이 로우에서 하이레벨로 기동함과 동시에 3배 신호(S126)가 하이레벨로 되고, 1배 신호(S124)와 2배 신호(S125)는 함께 로우레벨인 그대로가 된다.

이 때, 제 1 승압스위치(91)와 제 5 승압스위치(95)는 제 1 승압클럭(S121)이 하이레벨로 되는 동안에 온으로 되고, 제 2 승압스위치(92)와 제 3 승압스위치(93)와 제 6 승압스위치(96)와 제 7 승압스위치(97)는 제 2 승압클럭(S122)이 하이레벨로 되는 동안에 온으로 된다. 또한 제 4 승압스위치(94)는 제 3 승압클럭(S123)이 하이레벨로 되는 동안에 온으로 되고, 또 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)가 제 3 승압클럭(S123)이 하이레벨로 되는 타이밍에서 0.25초마다 교대로 온·오프한다.

그 때문에, 승압수단(90)은 발전수단(10)의 발전에너지를 3배 승압하여 계시수단(20)과 축전수단(30)과 보내어, 계시수단(20)의 구동을 하면서 축전수단(30)으로 충전을 행하는 것이 가능하게 된다.

또, 제 3 래치(103)의 출력이 하이레벨이면, 낸드게이트(107)의 입력중 하나는 로우레벨로 되기 때문에 방전신호(S45)는 하이레벨로 되고, 방전스위치(43)는 계속 오프로 된다.

다음에, 축전수단(30)의 충전이 진행된 후, 발전수단(10)의 발전에너지가 미소하게 되거나, 또는 발전을 정지하였을 때의 동작에 대한 설명을 한다.

여기서는 단순화를 위해, 축전수단(30)으로의 충전이 진행되어, 그 축전전압(V71)은 1.0V까지 상승하고 있다고 가정한다.

이 때, 발전전압(V61)이 축전전압(V71)의 1/3배 미만, 즉 축전전압(V71)이 1.0V일 때 발전전압(V61)이 0.33V 이하라면, 1배 검출스트로브(S27)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 1 분압회로(60)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 로우레벨로 되고, 제 1 래치(101)가 이것을 래치하여 로우레벨을 출력한다.

그 직후에, 2배 검출스트로브(S28)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 2 분압회로(70)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 로우레벨로 되고, 제 2 래치(102)가 이것을 래치하여 로우레벨을 출력한다.

또한 그 직후에, 3배 검출스트로브(S29)가 하이레벨로 되는 타이밍에서 제 2 분압회로(70)가 분압동작을 행한 결과, 컴퍼레이터(85)의 연산출력(S81)은 로우레벨로 되고, 제 3 래치(103)가 이것을 래치하여 로우레벨을 출력한다.

제 1 래치(101)와 제 2 래치(102)와 제 3 래치(103)가 모두 로우레벨을 출력하고 있을 때는, 승압허가클럭(S127)이 로우에서 하이레벨로 기동함과 동시에 1배 신호(S124)와 2배 신호(S125)와 3배 신호(S126)는, 모두 로우레벨로 된다.

이 때에는, 낸드게이트(107)의 입력은 모두 하이레벨로 되기 때문에, 방전신호(S45)는 로우레벨로 되고, 도 5에 나타낸 방전스위치(43)가 온으로 된다.

그에 따라, 축전수단(30)에 비축된 에너지는 방전스위치(43)를 경유하여 계시수단(20)으로 보내지고, 발전수단(10)의 발전이 거의 없을 것 같은 경우이더라도, 축전수단(30)의 에너지에 의해 계시수단(20)의 구동을 계속하는 것이 가능하게 된다.

또 이 때는, 제 1 승압스위치(91)에서 제 7 승압스위치(97)는 모두 언제나 오프로 되며, 제 1 분배스위치(46)와 제 2 분배스위치(47)도 오프로 되기 때문에, 승압수단(90)은 발전수단(10)의 발전에너지의 승압 및 충전동작을 즉시 정지한다.

여기서, 도 9와 도 10도에 승압수단(90)의 단체로서의 충전특성을 나타낸다.

도 9는, 예컨대 축전전압(V71)이 1.0V, 또한 도 10은 축전전압(V71)이 1.4V의 축전상태에 있어서의, 발전수단(10)의 발전전압(V61)과 축전수단(30)으로의 충전전력 P와의 관계를 나타낸 것이다. 단 발전수단(10)의 내부저항은 10KΩ 인 것으로 한다.

도 9 및 도 10에 있어서, (161)은 1배 승압하였을 때의 축전수단(30)으로의 충전특성인 1배 승압특성을 나타내고, 마찬가지로 (162)는 2배 승압특성, (163)은 3배 승압특성을 각각 나타낸다. 어느쪽의 승압특성도 발전전압에 대하여 충전전력이 직선적으로 변화하고 있다.

도 9에 있어서, 2배 승압특성(162)과 3배 승압특성(163)이 교차하는 점으로의 발전전압(V61)의 값은 0.833V이고, 도 10에 있어서는 2배 승압특성(162)과 3배 승압특성(163)이 교차하는 점에서의 발전전압(V61)의 값은 1.167V가 된다. 따라서 이 교점에서의 발전전압(V61)과 축전전압(V71)(1V와 1.4V)의 비는 0.833/l과 1.167/1.4이며, 동시에 0.833(=5/6)이고, 이 점보다도 발전전압(V61)이 상승한 경우는, 2배 승압쪽이 3배 승압보다도 충전효율이 향상한다.

마찬가지로, 2배 승압특성(162)과 1배 승압특성(161)의 교점에 있어서 발전전압(V61)은 1.5V와 2.1V이고, 그 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비는 1.5/1과 2.1/1.4이며, 동시에 1.5(=3/2)이고, 이 점보다도 발전전압(V61)이 상승한 경우는, 1배 승압쪽이 2배 승압보다도 충전효율이 향상한다. 이것은 축전전압(V71)이 변화한 경우라도 성립한다.

따라서, 이 제 2 실시예의 전자시계의 승압수단(90)의 제어에 있어서는, 상기의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 다음과 같은 승압배율을 설정한다.

1배 승압 : 3/2≤발전전압/축전전압

2배 승압 : 5/6≤발전전압/축전전압<3/2

3배 승압 : l/3≤발전전압/축전전압<5/6

승압동작 없음 : 발전전압/축전전압<1/3

이와 같이 설정함으로써, 발전전압(V61)과 축전전압(V71)의 비율에 따른 충전효율이 좋은 승압배율을 선택할 수 있다.

또한, 승압동작 없음의 경우에 있어서는, 단순히 3배 승압특성이 음의 값을 취하지 않도록 설정하고 있다. 이것은 도 9 및 도 10에 3배 승압특성(163)의 직선을 파선으로 연장하고 있는데, 이 연장선의 횡축과의 마디에 있어서의 발전전압(V61)은 0.333V와 0.467V이고, 이것과 축전전압(V71)(1V와 1.4V)의 비가, 동시에 0.33(=1/3)인 것에 따르고 있다.

단, 이 제 2 실시예에 나타낸 승압수단(90)에 있어서, 특히 축전수단(30)에 승압충전하고 있는 동안에 대하여는, 승압수단(90)은 일반적인 용도와 같이 승압전압을 발생 유지하도록 되지 않는다. 왜냐하면 승압수단(90)이 승압한 출력은 축전수단(30)에 흡수되어 버리기 때문에, 승압수단(90)의 동작중에 놓을 수 있는 실제의 승압전압은 축전전압(V71)에 가까운 전압이 되고, 또한 도 7에 나타낸 각 승압콘덴서(141,142,143)는 발전수단(10)으로부터 취출되는 에너지가 최대로 되는 단자전압으로 되어 동작하는 것을 강조해 둔다.

따라서, 이 제 2 실시예의 전자시계에서는, 특히 축전수단의 충전량이 비교적 적은 초기충전시의 충전효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

[제 3 실시예 : 도 11]

다음에, 본 발명의 제 3 실시예의 전자시계에 대하여 설명하는데, 도 11의 회로도를 이용하여, 상술한 제 2 실시예와 다른 부분만의 구성과 그 동작을 설명한다. 그 밖의 점은 상술한 제 2 실시예와 동일하기 때문에, 그 설명은 생략한다.

도 11은, 이 제 3 실시예의 전자시계에서의 연산수단(80)과 제어수단(50)의 일부를 나타낸 회로도이고, 도시하지 않은 부분은 도 6에 나타낸 제 2 실시예의 연산수단(80) 및 제어수단(50)과 같은 구성이다.

이 연산수단(80)에는, 발전전압(V61)이 어느 전압 이상인지 아닌지를 조사하기 위해서, 발전전압(V61)이 0.6V 이상이면 하이레벨을 출력하는 앰프회로를 발전검출수단(67)으로서 준비하고, 또한 축전전압(V71)이 어느 전압 이상인지 아닌지 조사하기 위해서, 축전전압(V71)이 0.6V 이상이면 하이레벨을 출력하는 앰프회로를 축전검출수단(77)으로서 설치하고 있다.

또, 앰프회로인 발전검출수단(67) 및 축전검출수단(77)은 래치기능을 갖고 있으며, 1배 검출스트로브(S27)의 기동으로 검출결과를 래치한다.

한편, 제어수단(50)에 있어서는 제 1, 제 2, 제 3 래치(101,l02,103)와, 제 11 앤드게이트(151)와, 제 3 인버터(152)와, 제 12 앤드게이트(153)와, 제 5 오아게이트(154)와, 제 13 앤드게이트(155)와, 제 4, 제 5, 제 6 인버터(156,157,158)에 의해, 도 6에 나타낸 제 2 실시예의 제어수단(50)에 있어서의 제 1 내지 제 3 래치(101,102,103)에 대신한 회로를 구성하고 있다.

그리고, 제 1 내지 제 3 래치(101,102,103)는 데이터래치로서, 제 2 실시예의 데이터래치와 마찬가지로, 어느 것이나 연산수단(80)부터의 연산출력(S81)을 입력하고 있으며, 각 래치에 있어서 제 1 래치(101)는 1배 검출스트로브(S27)를, 제 2 래치(102)는 2배 검출스트로브(S28)를, 제 3 래치(103)는 3배 검출스트로브(S29)를 또 하나의 입력으로 하고 있다.

그리고, 제 1 래치(101)의 출력과 발전검출수단(67)의 출력과 축전검출수단(77)의 출력과의 논리곱을, 제 2 실시예에 있어서의 제 3 래치(103)의 출력에 해당하는 신호로서 출력한다.

또한, 발전검출수단(67)의 출력과 축전검출수단(77) 출력의 반전신호와의 논리곱을, 제 3 인버터(152)와 제 12 앤드게이트(153)에서 생성하고, 이것과 제 2 래치(102)의 출력과의 논리합을 제 5 오아게이트(154)에서 생성하여, 제 2 실시예에 있어서의 제 2 래치(102)의 출력에 해당하는 신호로서 출력한다.

그리고, 제 3 래치(103)의 출력과 발전검출수단(67)의 출력과 축전전압검출수단(77)의 출력과의 논리곱을, 제 2 실시예에 있어서의 제 3 래치(103)의 출력에 해당하는 신호로서 출력한다.

또한, 제 11 앤드게이트(151)와 제 5 오아게이트(154)와 제 13 앤드게이트(155)의 각 출력을, 각각 제 4 내지 제 6 인버터(156,157,158)에 의해 반전하여, 제 2 실시예에 있어서의 제 1 내지 제 3 래치(101,102,103)의 각 반전출력에 해당하는 신호로서 출력한다.

또한, 승압허가클럭(S127)과 발전검출수단(67)의 출력과의 논리곱을, 제 14 앤드게이트(159)에서 생성하고, 제 2 실시예에 있어서의 승압허가클럭(S127)에 해당하는 신호로서 사용한다.

이 제 3 실시예의 동작에 대하여, 도 6 및 도 11을 이용하여 설명한다. 통상의 동작에 대해서는, 제 2 실시예와 거의 같은 동작으로 된다.

이것은, 발전전압(V61)과 축전전압(V71)이 함께 0.6V를 넘는 것과 같은 경우는, 1배 검출스트로브(S27)가 기동하는 타이밍에서 발전검출수단(67)과 축전검출수단(77)이 그것을 검출하여 함께 하이레벨을 출력하기 때문에, 제 1 내지 제 3 래치(101,l02,103)의 출력은, 각각 제 11 앤드게이트(151)와 제 5 오아게이트(154), 제 13 앤드게이트(155)의 출력이 그대로 반영되기 때문이다.

여기에서, 축전수단(30)에는 전기에너지가 어느 정도 비축되고, 축전전압(V71)이 1.0V 정도로 되어 있을 때, 발전전압(V61)은 0.4V 정도밖에 생기지 않는 경우에 대한 전자시계의 동작에 대하여 설명한다.

그런데, 전술한 제 2 실시예에서의 3배 승압의 동작설명에서는, 축전수단(30)의 단자전압이 1.0V일 경우에 발전수단(10)은 발전전압이 0.67∼0.27V의 범위라면 3배 승압이 가능하다고 하였으나, 통상은 발전전압이 낮은 경우, 예컨대 발전전압이 0.5V를 밑도는 것 같은 경우는, 승압수단(90)중의 승압스위치의 특성상, 효율이 좋은 승압이 곤란해지는 경우가 있다.

이런 때에는 승압충전을 할 수 없을 뿐만 아니라, 축전수단(30)에 비축된 에너지를 승압수단(90) 측으로 반대로 방출하여 버리게 된다.

그 때문에, 이 제 3 실시예에서는, 발전전압(V61)이 0.6V 이상일 때에는 제 2 실시예와 같은 동작을 하지만, 발전전압(V61)이 0.6V를 밑돌 때에는 충전을 금지하도록 동작할 수 있게 하고 있다.

즉, 발전검출수단(67)이 1배 검출스트로브(S27)가 기동하는 타이밍에서 발전전압(V61)을 래치하고, 그것을 출력한 결과가 로우레벨로 될 때에는, 1배 신호(S124)∼3배 신호(S126)는 승압허가클럭(S127)과 관계없이 모두 로우레벨로 되어, 승압 충전동작은 행해지지 않게 된다.

따라서, 발전전압(V61)이 매우 낮은 경우에, 축전된 에너지를 쓸데없이 방출해 버리는 동작을 방지하고, 전자시계의 전체 동작을 안정적으로 제어하는 것이 가능하다.

또한 이와는 반대로, 축전수단(30)의 단자전압이 낮을 때, 예를들면 축전전압(V71)이 0.4V 정도라 한다면, 제 2 실시예에 있어서는 발전전압(V61)이 0.7V라면, 제어수단(50)은 1배승압으로 승압수단(90)을 제어하고자 하지만, 그렇게 하면 계시수단(20) 측에는 최대한 0.7V 정도의 전압밖에 생기지 않은 경우가 있고, 일반적으로는 1.0V 정도의 전압이 동작에 필요한 계시수단(20)은 이 때 시각표시동작을 행할 수 없게 되어 버린다.

그 때문에, 이 제 3 실시예에서, 발전전압(V61)과 축전전압(V71)이 함께 0.6V 이상일 때는, 제 2 실시예와 같은 동작을 하지만, 특히 발전전압(V61)이 0.6V 이상이고, 또한 축전전압(V71)이 0.6V를 밑돌 때에는, 강제적으로 2배 승압으로 충전을 하도록 하고 있다.

즉, 발전검출수단(67)과 축전검출수단(77)이 1배 검출스트로브(S27)가 기동하는 타이밍으로 발전전압(V61)과 축전전압(V71)을 각각 래치한 결과, 발전검출수단(67)이 하이레벨을 출력하고, 또한 축전검출수단(77)의 출력이 로우레벨로 될 때에는, 제 11 앤드게이트(151)와 제 13 앤드게이트(155)는 한편의 입력이 로우레벨로 되기 때문에 로우레벨을 출력하지만, 제 12 앤드게이트(153)의 출력만은 하이레벨로 되기 때문에, 제 5 오아게이트(154)의 출력은 하이레벨로 된다.

따라서 제어수단(50)의 내부는, 전술한 제 2 실시예에 있어서의 2배승압의 동작과 거의 동등하게 되어, 승압수단(90)이 강제적으로 2배 승압의 동작을 행하도록 제어되게 된다.

이 때문에, 계시수단(20)의 단자전압은 승압출력을 받고 적어도 1.2V는 확보되는 셈이 되어, 계시수단(20)의 동작이 시각표시동작을 계속 가능하게 한다.

따라서, 축전전압(V71)이 매우 낮은 경우라도, 계시수단(20)이 도중에서 정지하여 버리는 것 같은 동작을 방지하며, 전자시계의 전체 동작을 안정적으로 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 제 3 실시예에서는, 제 2 실시예의 가정에 포함시키지 않았던 케이스, 즉 발전전압(V61)이나 축전전압(V71)이 매우 낮아져 버리는 것과 같은 특수한 경우이더라도, 동작이 안정된 전자시계를 얻는 것이 가능하다.

[제 4 실시예 : 도 12]

다음에, 본 발명의 제 4 실시예의 전자시계에 대해 도 12를 이용하여 설명한다. 이 제 4 실시예는 전술한 제 2, 제 3 실시예와 거의 같지만, 일부가 다른 부분의 구성만을 도 12에 나타내고, 그 구성을 설명한다.

이 제 4 실시예에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 계시수단(20)의 전원전압이 어느 정도의 전압 이상인지 어떤지를 조사하기 위해서, 계시수단(20)의 양극 전압이 1.2V 이상이면 하이레벨을 출력하는 앰프회로를 분배검출수단(86)으로서 설치하고 있다.

또, 앰프회로인 분배검출수단(86)은 래치기능을 갖고 있으며, 클럭(S26)의 기동으로 검출결과를 래치한다.

그리고, 분배검출수단(86)의 출력을 제 7 인버터(87)에 의해 반전된 신호를, 제 2 실시예 또는 제 3 실시예에서의 클럭(S26)에 해당하는 신호로서 제어수단(50)에 출력하도록 하고 있다.

다음에, 이 제 4 실시예에 있어서의 전자시계의 동작에 대하여, 도 5 및 도 12를 이용하여 설명한다.

이 제 4 실시예의 전자시계의 동작은, 전술한 제 2 실시예 또는 제 3 실시예와 거의 같지만, 스위치수단(40)의 분배충전동작만이 다르고, 계시수단(20)의 구동과 축전수단(30)으로의 충전동작을 최적화할 수 있도록 개선하고 있다.

즉, 제 2 실시예 또는 제 3 실시예에 있어서의 클럭(S26)의 대신에, 클럭(S26)이 기동하는 타이밍, 즉 0.5초의 주기로서, 분배검출수단(86)이 계시수단(20)의 전원전압을 검출한 결과가 1.2V 이상일 때는 로우레벨로, 1.2V를 밑돌 때는 하이레벨로 되는 신호가 제어수단(50)을로 보내진다. 그에 따라 제어수단(50)은, 계시수단(20)의 전원전압이 충분히 유지되어 있는 동안에만 승압수단(90)이 승압한 전압을 축전수단(30)으로 보내도록, 제 1, 제 2 분배신호(S48,S49)를 출력하여 스위치수단(40)을 제어할 수 있다.

따라서, 제 2 실시예 또는 제 3 실시예에서는, 축전수단(30)의 충전은 클럭(S26)을 이용하여 단순히 1대1의 시분할로 주기적으로 행하도록 되어 있었으나, 제 4 실시예에서는 축전수단(30)의 충전에 할당하는 시간을 계시수단(20)의 단자전압에 따라 변화시키는 것이 가능하게 되어, 계시수단(20)의 구동에 필요한 에너지 이외를 축전수단(30)의 충전에 할당하게 된다.

특히, 이 제 4 실시예에서는 클럭(S26)의 주파수를 적절히 설정하면, 계시수단(20)의 단자전압은 분배검출수단(86)의 검출전압근방에서는 거의 안정시키는 것이 가능하게 되며, 일반적인 아날로그 전자시계의 스텝모터의 안정구동도 함께 가능해진다.

이에 따라, 발전수단(10)으로부터 얻어지는 전기에너지에 변화가 있더라도, 계시수단(20)의 동작에 필요한 에너지에 과부족이 발생하는 일없이, 계시수단(20)의 구동과 축전수단(30)으로의 충전동작의 최적화가 실현된다.

또, 전술한 제 2 실시예에 있어서, 제 1 분압회로(60) 및 제 2 분압회로(70)는 분압력법으로서 저항에 의한 분압을 이용하였으나, 다른 방법을 채용하여도 좋다.

예를 들면, 저항대신에, 용량비가 분압비로 되는 2개의 콘덴서를 직렬로 접속하고, 그 중점으로부터 분압출력하는 방법이라도 좋다. 또한 분압시의 소비전류에 제약이 없으면 분압스위치를 생략하여도 좋다.

또한, 제 2 실시예에서는, 연산수단(80)으로서 제 1 분압회로(60)와 제 2 분압회로(70)와 컴퍼레이터(85)를 이용하기로 하였으나, AD컨버터와 마이크로 컴퓨터를 이용함으로써, 발전전압과 축전전압의 비율을 직접 연산하도록 한 경우에는, 분압회로나 컴퍼레이터(85)는 불필요하게 되고, 제어수단(50) 내의 디코더부분도 불필요하게 된다.

또한, 승압수단(90)의 승압배율은 연산수단(80)에 의한 연산한 결과에 따라 결정하고 있으나, 특히 승압수단(90)이 계시수단(20)으로 승압출력을 행하는 동안은, 연산수단(80)의 연산결과와 관계없이 승압배율을 어느 고정된 값으로 하는 것도 가능하다.

예를들어, 승압수단(90)이 계시수단(20)으로 승압출력을 하는 동안의 승압배율을 2배로 고정해 버려도 좋다.

또, 전술한 제 2 내지 제 4 실시예에 있어서는, 단순화를 위해 승압수단(90)을 1, 2, 3배 승압가능한 구성으로 하였으나, 이것에만 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 필요에 따라서 1.5배 승압이나 2/3배 승압(3/2배 강압) 등도 가능한 구성의 승압수단을 이용하여도 좋다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 발전전압과 축전전압의 비율에 따라 그 승압배율을 선택가능하도록 연산수단이나 제어수단을 구성함으로써, 더욱 세심한 충전제어를 실현하는 것도 가능하다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 전자시계는, 발전수단과 축전수단이 어떠한 상태에 있더라도, 발전수단의 발전에너지에 의해 축전수단을 충전시킬 수 있는 상태이면, 발전수단의 발전에너지를 축전수단으로 직접 혹은 승압하여 충전하는 것이 가능하게 되어, 축전수단의 충전을 효율적으로 행할 수 있다.

또한 승압하여 충전하는 경우에는, 충전효율이 가장 커지는 승압배율을 선택하여 승압시킬 수 있다.

이 때문에, 본 발명의 전자시계에서는, 종래는 이용이 어렵던 저전압의 발전에너지를 이용할 수 있게 되고, 특히 축전수단의 충전량이 비교적 적은 초기 충전시의 충전효율을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 발전수단과 축전수단을 내장한 전자시계에서의 축전수단으로의 충전효율을 높여, 장시간의 안정된 계시동작을 가능하게 할 수 있다. 특히 발전전압을 복수의 승압배율로 승압가능한 승압수단을 설치하여, 발전전압과 축전전압의 비에 따라 그 승압배율을 변경하도록 하면, 발전전압이 매우 낮은 경우라도 최적의 충전이 가능하게 된다. 따라서 열전소자로 대표되는 외부환경에 의해 발전전압이 크게 변화하는 발전수단을 내장한 전자시계에서도, 효율이 좋은 충전이 가능하게 되어, 전자시계는 장기간에 걸쳐 안정된 동작을 실현할 수 있다.

Claims (11)

1. 외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단과,

   이 발전수단의 발전에너지를 축전하는 축전수단과,

   상기 발전수단 또는 축전수단으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 시각표시동작을 행하는 계시수단과,

   상기 발전수단에 의한 발전전압과 상기 축전수단에 의한 축전전압과의 비율을 연산하는 연산수단과,

   상기 발전수단과 상기 축전수단과 상기 계시수단 사이의 접속 또는 차단을 행하는 스위치수단과,

   상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 스위치수단의 접속 또는 차단을 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자시계.
2. 외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단과,

   이 발전수단의 발전에너지를 축전하는 축전수단과,

   상기 발전수단 또는 축전수단으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 시각표시동작을 행하는 계시수단과,

   상기 발전수단에 의한 발전전압과 상기 축전수단에 의한 축전전압과의 비율을 연산하는 연산수단과,

   상기 발전전압을 복수의 승압배율 중 어느 하나의 배율로 승압하고, 그 승압된 전압을 상기 축전수단과 상기 계시수단으로 출력하는 승압수단과,

   상기 발전수단과 상기 축전수단과 상기 계시수단과 상기 승압수단 사이의 접속 또는 차단을 행하는 스위치수단과,

   상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 스위치수단의 접속 또는 차단 및 상기 승압수단의 승압배율을 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자시계.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 계시수단으로의 인가전압을 검출하는 인가전압검출수단을 구비하고,

   상기 제어수단은, 상기 인가전압이 소정의 전압값을 밑돌 때에는 상기 승압수단의 출력을 상기 계시수단으로 보내고, 상기 인가전압이 소정의 전압값을 상회할 때는 상기 승압수단의 출력을 상기 축전수단으로 보내도록 상기 스위치수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자시계.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 발전수단에 의한 발전전압과 상기 축전수단에 의한 축전전압과의 비율인 [발전전압/축전전압]이

   3/2 이상의 때는 1배 승압을 선택하고,

   5/6 이상 3/2 미만일 때는 2배 승압을 선택하고,

   1/3 이상 5/6 미만일 때는 3배 승압을 선택하여,

   각각 승압을 행하도록,

   1/3 미만일 때에는 승압을 하지 않도록,

   상기 승압수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 전자시계.
5. 외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단과,

   이 발전수단의 발전에너지를 축전하는 축전수단과,

   상기 발전수단 또는 축전수단으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 시각표시동작을 행하는 계시수단과,

   상기 발전수단에 의한 발전전압과 상기 축전수단에 의한 축전전압과의 비율을 연산하는 연산수단과,

   상기 발전전압을 복수의 승압배율 중 어느 하나의 배율로 승압하고, 그 승압된 전압을 상기 축전수단과 상기 계시수단으로 출력하는 승압수단과,

   복수의 스위칭소자로 이루어지고, 상기 발전수단과 상기 축전수단과 상기 계시수단과 상기 승압수단 사이의 접속 또는 차단을 행하는 스위치수단과,

   상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 승압수단의 승압배율을 선택하는 제어를 행하여, 상기 발전전압이 소정의 전압값 이하일 때에는, 상기 연산수단의 동작 또는 연산결과를 무효로 하여 상기 승압수단의 승압동작을 강제적으로 정지시키고, 또 상기 발전수단과 상기 충전수단의 접속을 차단하도록 상기 스위치수단을 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자시계.
6. 외부로부터의 에너지에 의해 발전하는 발전수단과,

   이 발전수단의 발전에너지를 축전하는 축전수단과,

   상기 발전수단 또는 축전수단으로부터 공급되는 전기에너지에 의해 시각표시동작을 행하는 계시수단과,

   상기 발전수단에 의한 발전전압과 상기 축전수단에 의한 축전전압과의 비율을 연산하는 연산수단과,

   상기 발전전압을 복수의 승압배율 중 어느 하나의 배율로 승압하고, 그 승압된 전압을 상기 축전수단과 상기 계시수단으로 출력하는 승압수단과,

   복수의 스위칭소자로 이루어지고, 상기 발전수단과 상기 축전수단과 상기 계시수단과 상기 승압수단 사이의 접속 또는 차단을 행하는 스위치수단과,

   상기 연산수단의 연산출력에 따라 상기 승압수단의 승압배율을 선택하는 제어를 행하여, 상기 발전전압이 소정의 전압이상이고 또 축전전압이 소정의 전압 이하일 때에는, 상기 연산수단의 동작 또는 연산결과를 무효로 하여 상기 승압수단의 승압배율을 고정하고, 그 승압된 전압에 의해 상기 축전수단을 충전하도록 상기 스위치수단을 제어하는 제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자시계.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어수단이 고정하는 상기 승압회로의 승압배율이, 상기 계시수단을 구동가능한 전압를 얻을 수 있는 승압배율인 것을 특징으로 하는 전자시계.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 연산수단은,

   상기 발전수단의 단자전압을 적어도 1개 이상의 비율로 분압출력하는 제 1 분압수단과,

   상기 축전수단의 단자전압을 적어도 1개 이상의 비율로 분압출력하는 제 2 분압수단과,

   상기 제 1 분압수단과 상기 제 2 분압수단과의 출력의 대소를 비교하여 출력하는 비교수단에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자시계.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 연산수단이, 상기 발전전압과 축전전압의 비율을 연산하는 동작을 간헐적으로 행하는 것을 특징으로 하는 전자시계.
10. 제 1 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어수단은, 상기 연산수단의 연산시에는 상기 발전수단과 상기 축전수단 사이의 접속을 차단하도록 해당 스위치수단을 제어하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전자시계.
11. 제 2 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 제어수단은, 상기 연산수단의 연산시 및 연산직전의 소정시간의 사이는, 상기 승압수단의 동작을 정지시키거나 혹은 상기 발전수단과 상기 승압수단 사이의 접속을 차단하도록 상기 스위치수단을 제어하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 전자시계.