WO2014090830A2 - Organe régulateur pour montre-bracelet - Google Patents

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WO2014090830A2
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braking
load impedance
control circuit
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Daho Taghezout
Willy Meier
Alexandre MICHALET
Kurt Straumann
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Richemont International SA
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor
    • H02P3/22—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an AC motor by short-circuit or resistive braking
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14—Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • H02P8/16—Reducing energy dissipated or supplied

Definitions

  • the present invention relates to a regulator member for a wristwatch, in particular an electronic regulator member for a mechanical wristwatch.
  • CH-A-597636 (Ebauches SA) proposes a mechanical movement with a mainspring and a generator.
  • the spring actuates, by means of a gear train, a time indicator and the generator that delivers an alternating voltage.
  • the generator supplies a rectifier that charges a storage capacity to power a crystal oscillator and an electronic control circuit.
  • the electronic control circuit comprises a comparison logic circuit and an energy dissipation circuit connected to the output of the comparison logic circuit, whose power absorption can be controlled by the comparison logic circuit.
  • An input of the comparison logic circuit is connected to the reference circuit and another input of the comparison logic circuit is connected to the generator.
  • comparison control according to the result of this comparison, the power absorption by the energy dissipation circuit and regulates in this way, through the control of the energy absorption of the control circuit, the generator running and the time indicator.
  • EP-A-0239820 and EP-A-679968 disclose various electronic circuits for controlling the speed of a microgenerator in which a control circuit continuously monitors the angular position of the rotor and brakes it as soon as its angular position is in position. advanced. Because of their sensitivity to component errors and phase variations, these circuits are difficult to adjust.
  • EP816955 the content of which is incorporated by reference, describes an improvement to the electronic control circuits of watchmaking microgenerators, in which the voltage rectifier comprises transistors controlled by comparators to replace the diodes after the start of the circuit.
  • EP0851322 discloses a microgenerator for watch movement comprising a stator with three coils electrically connected and a rotor provided with magnetized regions. The coils are arranged asymmetrically about the axis of the rotor, to facilitate assembly.
  • WO0063749 the content of which is incorporated by reference, describes a watch movement with a microgenerator.
  • the wheels and gears of the gear train are electrically connected to the ground (that is to say to the plate) and made of a non-magnetic material.
  • EP905589 discloses a braking circuit for a watchmaker microgenerator, comprising a counter and a braking circuit which brakes as soon as the value accumulated in the counter exceeds a threshold.
  • the braking of the microgenerator of this type of circuit is generally performed by modifying the load impedance connected to the coils of the microgenerator.
  • the coils are short-circuited by means of braking pulses, in order to apply a sudden braking for brief moments.
  • the sudden acceleration and deceleration applied result in inefficient use of available energy.
  • Other braking circuits therefore offer progressive braking by varying the value of the load impedance between several discrete values.
  • Braking circuits known in this type of application have the disadvantage of reducing the available voltage across the stator coils during braking. The problem is
  • US2005041 535 discloses a clock microgenerator braking circuit comprising a rectifier circuit that can switch from a simple alternating mode to a full-wave rectifier, which has the effect of increasing step by step the voltage available at the output of the rectifier, to increase the induced current and to slow down the rotor.
  • the switching the operating mode of the rectifier however causes sudden changes in the braking torque applied to the generator, which is not conducive to efficient use of available energy.
  • An object of the present invention is to propose an electronic regulator member for a wristwatch free of these limitations.
  • an object of the present invention is to provide an electronic regulator member for a wristwatch which continues to provide sufficient electrical voltage even when the generator rotates rapidly and must be braked energetically or during a long duration.
  • a regulator member comprising:
  • a generator provided with a rotor and a stator with M + N coils, M and N each being an integer greater than or equal to 1; and an electronic control circuit arranged to control the braking of the rotor, wherein the circuit is arranged to control the braking exerted by the M coils differently from the braking exerted by the N coils.
  • N coils are used to control the variable braking applied to the rotor, while the other M coils are not used for braking, or in any case to control braking.
  • This solution has the advantage of only braking on N coils, and permanently maintain at least M coils to supply the electronic control circuit, even during maximum braking period. This avoids sudden voltage drops due to simultaneous short-circuiting of all the coils, the electronics are simplified, and / or more flexibility of operation is obtained, allowing, for example, different braking strategies used.
  • M is preferably greater than or equal to two.
  • N is from
  • M and N are preferably both greater than or equal to two. In another embodiment, M is greater than or equal to two while N is one. In another embodiment, N is greater than or equal to two while M is one.
  • a first variable load impedance Z1 is linked to the N coils.
  • the braking intensity exerted by the N coils depends on the value of this impedance, which thus determines the speed of rotation and the advance of the rotor.
  • a second load impedance Z2 fixed value is related to M said coils.
  • the second fixed-value charging impedance Z2 may be constituted by a discrete impedance, for example a discrete resistor or integrated into an integrated circuit.
  • the second fixed-value charging impedance Z2 can also be constituted, at least in part, by the input impedance of the electronic control circuit.
  • a first variable-value load impedance Z1 is related to the N coils and a second variable-load impedance Z2 is related to the other M coils.
  • the value of the impedance Z1 is controlled independently of the value of the impedance Z2, so as to individually control the braking exerted by the M coils and the braking exerted by the N coils.
  • the braking applied by the M coils is controlled but less than the braking applied by the other N coils, so as to ensure a sufficient power supply even under maximum braking.
  • the coils are distributed in more than two groups, each group being linked to a fixed or variable impedance.
  • One or more groups of coils, or all groups, are linked to a variable impedance in order to control individually the braking intensity exerted by each of these groups.
  • One or more groups of coils is bound to a fixed impedance, or to a variable impedance but high value, so as to guarantee a sufficient power supply even in the event of maximum braking.
  • each coil is linked to a variable non-shared impedance whose intensity is controlled.
  • the braking intensity exerted by the N + M coils depends on the value of their impedance, which thus determines the speed of rotation and the advance of the generator.
  • the invention thus relates to a regulating member for a wristwatch comprising a rotor and stator with M + N coils, wherein the number of coils used to control the braking is less than M + N.
  • N coils used to control the braking are preferably connected in series with each other, and they are directly connected in parallel with the first load impedance Z1 adjustable value.
  • the first adjustable load impedance Z1 can be connected upstream of the electronic control circuit.
  • the second load impedance Z2 fixed value can be traversed by a current determined by the set of M + N coils.
  • the second fixed load impedance Z2 can be connected downstream of the electronic control circuit. Thus, the totality of the voltage available across the M + N coils in series is available to supply the electronic control circuit.
  • the adjustable-value charging impedance can be realized with one or more fixed impedances whose serial connections and / or parallel can be modified to adjust the resulting total impedance.
  • the adjustable-value load impedance may also include one or more components whose value can be controlled.
  • the electronic control circuit may comprise a rectifier and voltage multiplier.
  • the electronic control circuit may comprise a quartz oscillator, a pulse counting system generated from the quartz oscillator and pulses of the generator, and a control system of the first load impedance Z1. to adjust the value of the first load impedance Z1 according to the counting system.
  • the pulse counting system of the generator can count the pulses from the signals across the M + N coils.
  • the generator's pulse counting system can count the pulses from the signals across the M coils which are never short-circuited.
  • the generator pulse counting system can count the pulses from the signals across a portion of the M coils that are never short-circuited.
  • the first adjustable load impedance Z1 has a plurality of individually selectable discrete impedances for controlling the value of the first load impedance Z1 between a plurality of discrete values.
  • the generator comprises M + N coils of which only N can be short-circuited.
  • the other M coils can be connected to a fixed load impedance. Only the remaining N coils are used for braking. In this way, the average AC voltage available at the terminals of the electronic circuit of Regulation remains sufficient even during braking, provided that the rotor continues to run at a sufficient speed.
  • the number of coils assigned to braking or the number of coils assigned solely to the generation of electric current may vary. It is possible to use a number N variable of coils assigned to braking. In this case a variable braking intensity can be obtained by changing the number of coils assigned to braking, even if the first load impedance remains fixed. For example, when the voltage accumulated in a storage capacity is large and the generator continues to rotate too quickly, it is possible
  • a weak braking can be obtained by braking with a number N of coils assigned to braking; a greater braking torque can be obtained by increasing the value of N in order to brake with more coils. It is possible to change the assignment of the coils.
  • a first group of coils can be used at first moments for the braking, and at second moments only for the production of electric current.
  • a second group of coils can be used in these first moments for the production of electric current, and in these second moments for braking.
  • a first group of coils can be connected to a first adjustable load impedance Z1.
  • a second group of coils can be connected to a second adjustable load impedance.
  • the value of the first adjustable load impedance Z1 may be different from the value of second adjustable load impedance.
  • the electronic control circuit can control the first load impedance Z1 and the second load impedance so as to brake with a different braking intensity on the first group of coils and on the second group of coils. It is possible to use a first group of coils for a strong braking, connecting these coils with a first impedance. It is possible to use a second group of coils for lower braking, connecting these coils with a second impedance of greater value than the first impedance.
  • a first group of coils can be connected to a first load impedance Z1.
  • a second group of coils can be connected to a second load impedance.
  • the duration of the braking by the first load impedance may be different from the braking time by the second load impedance.
  • the electronic control circuit can control the value and / or the connection of the first load impedance and / or the second load impedance so as to brake during braking times or times.
  • first group of coils for a strong braking, by applying a braking during a first duration on this first group of coils, and to use a second braking group for a lower braking, by applying to these coils braking for a second time shorter than the first duration.
  • the braking coils can also be used for the power supply of the electronic control circuit, at least when they are not completely short-circuited.
  • the braking applied to at least one coil is intermittent.
  • the braking applied on N of the M + N coils can be intermittent.
  • the braking applied on all the coils can be intermittent.
  • Intermittent braking can be combined with the use of M + N coils of which only N is assigned to braking control. Intermittent braking can also be applied with regulating members in which all the coils exert identical braking. Intermittent braking can be applied with regulating devices in which all coils are used to control the braking intensity. [0044] Thus the invention also relates to a regulating member for a wristwatch, comprising:
  • a generator provided with a rotor and a stator with M + N coils, M and N each being an integer greater than or equal to 1; and an electronic control circuit arranged to control the braking of the rotor by applying braking cycles, each cycle comprising a first braking period with a fixed braking intensity and a second braking period with a braking intensity depending on the advance of the generator.
  • the intermittent braking can be obtained by interrupting the braking during the first period of duration T1, then restoring it for a second period of duration T2.
  • the total cycle time T1 + T2 can be fixed, preferably 1 second, or any other value.
  • the regulating member may comprise an electronic control circuit, for example an electronic control circuit as described in the rest of this document, arranged to vary the total duration T1 + T2 as a function of the energy available in the cylinder and therefore of the power reserve.
  • the total cycle time T1 + T2 may take a plurality of values, for example a plurality of discrete values, depending on the energy available in the barrel.
  • the electronic control circuit is arranged to indicate the power reserve by varying the duration of said cycle as a function of the energy available in a cylinder.
  • an almost discharged state of the barrel may be indicated to the user by greatly increasing the duration of the cycles, for example by increasing it to a value of 3, 5 or 10 seconds, which causes an irregular movement, in a jerk, the seconds hand on the dial.
  • a loaded barrel is indicated by means of short cycles causing a regular movement of the needle, while a more discharged barrel can be indicated by means of longer cycles causing a more irregular movement of the needle. Tests have shown that such jogging is unexpectedly more energy efficient than constant braking operation.
  • braking cycles comprising more than two distinct periods, for example braking cycles comprising more than one braking period and / or more than one period of non-braking or constant braking.
  • the duration T1 + T2 cycles can be reduced when the watch operates in chronograph mode, to allow accurate measurement of short durations.
  • the intensity of the braking can be controlled by varying at each cycle the intensity of the braking applied during the second braking period T2 duration.
  • the braking intensity can be controlled by varying the duration T2, or the ratio between the duration T1 and the duration T2.
  • the braking intensity can be controlled by changing the number of braking coils.
  • the braking intensity may depend on the advance of the generator, determined using a counter as described in the rest of the application and which incorporates the difference between the number of pulses. from a crystal oscillator and the number of pulses from the generator.
  • short-circuit means "reduce the impedance to a value close to zero, but not necessarily equal to zero".
  • a coil will be considered short-circuited if the load impedance connected to its output is such that the voltage across the coil drops to a much lower level (for example less than 1 percent) at voltage induced in open circuit, that is to say when the load impedance is infinite.
  • Figure 1 schematically illustrates a generator according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a simplified circuit diagram of the circuit
  • FIG. 3 is a simplified electrical diagram of an electronic circuit variant according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 schematically illustrates an adjustable load impedance Z1 according to an embodiment of the invention. 'invention.
  • the regulating member for a wristwatch comprises a
  • the generator of this example comprises a rotor 12 mounted on the axis 120 of a pinion or a wheel (not shown) connected to the gear of a mechanical movement not shown which it controls the speed.
  • the rotor 12 comprises a plate with magnetic portions not shown, for example discrete magnets or magnetized portions, which generate a rotating magnetic field when the rotor is rotated by the gear of a mechanical movement.
  • the generator further comprises a stator with coils 10, 10 'arranged so that the rotating magnetic field generated by the rotation of the rotor 12 induces induced voltages in the coils.
  • the figure illustrates a construction with six coils angularly distributed in a substantially regular manner.
  • the number of coils can be different.
  • the coils are advantageously mounted on a printed circuit, for example a PCB, passing between the two rotor trays.
  • the coils 10, 10 'of this example have a substantially ovoidal shape, or substantially trapezoidal, so that their section grows away from the center of the generator.
  • This particular shape makes it possible to bring the coils closer to each other close to the center, while taking advantage of the improved coupling offered thanks to the large section of the coils on the outside.
  • the ovoid shape may for example be obtained by a winding process in which the winding tension is changed at each half-turn, so as to tighten more the turns inside and outside.
  • This ovoid shape can also be used in watchmaking generators used with any electronic control circuits, for example circuits as described in the rest of this application, or different circuits.
  • Other types of generators can be used in the context of this invention, including the generator described in EP-B1 -851322 or that described in EP-B1-1171806, the contents of these two patents being included herein by reference.
  • Figure 2 illustrates a simplified circuit diagram of the electronic circuit 2 for regulating the speed of rotation of the rotor according to the invention.
  • a number of elements of this circuit may be identical to those of EP-B1-1276024, the contents of which are hereby incorporated by reference.
  • Most of the elements of this circuit with the exception of the coils 10, 10 ', the quartz 23 and possibly the capacitance C2, may be embodied as an integrated circuit, for example an asic circuit.
  • the electrical coils 10, 10 'of the stator described above are connected in series and grouped into two groups.
  • the element Z1 is a variable value load impedance, in this embodiment a single resistor, connected in parallel with the N coils 10 'for braking.
  • An exemplary embodiment of the impedance Z1 is illustrated and will be described below in relation to FIG. 4.
  • the load impedance Z1 comprises several resistors 910-916 of variable value connected in parallel. Switches 901 -906 are provided in each branch of the circuit and can be individually selected by means of a signal
  • the element 3 is a rectifier and voltage multiplier circuit which makes it possible to convert the AC voltage across the terminals of the M + N coils into a continuous and multiplied voltage Vdd, which is stored in the storage capacitor C2 and supplies the power supply. entire electronic circuit.
  • the circuit shown is based on the use of diodes D1-D3 and capacitors C1 and C3 to rectify and multiply the current. To avoid voltage drops in the diodes, they can advantageously be replaced, after start-up, by transistors controlled by comparators
  • C2 capacity is a valuable storage capacity
  • the impedance Z2 is a load impedance, in this example a simple resistor, preferably of fixed value, related to the M feed coils 10 and in this embodiment also, related to the N braking coils 10 '.
  • "Linked" in this context means that a variation of the load impedance Z2 would affect the current generated by the M + N coils, or in other words that the current flowing through this load impedance Z2 depends on the induced voltage by the M + N coils 10, 10 '.
  • the term "fixed” means that the value of the impedance Z2 is not adjustable and that it is not adjusted voluntarily; variations in this impedance may, however, occur during use.
  • This impedance Z2 may be constituted by a discrete component, by an integrated component, or possibly be constituted by the input impedance of the electronic control circuit 2.
  • the load impedances Z1, Z2 illustrated in Figure 2 are simple resistors. Other types of impedances, including impedances with capacitive or inductive components, may be employed.
  • the element 20 is a hysteresis comparator which compares at each instant the voltage VM2 across the M + N coils 10, 10 'and generates a rectangular signal that changes direction at each polarity reversal. The rising and / or falling flanks of this rectangular signal can therefore be used as pulses whose rate determines the rotation frequency of the rotor 12. In a variant, the comparator 20 could compare the voltage VM1 across the unbraked coils 10, or across a portion of these unbraked coils. .
  • the element 23 is a quartz forming with the oscillator 24 a reference oscillator whose frequency of the output signal is divided by the frequency divider 25, to correspond with the speed of rotation to which one wishes to subject the 12. The "down" output signal at the output of this frequency divider is provided at the input of
  • the element 21 is an anti-coincidence circuit which makes it possible to shift the pulses at the output of the comparator 20 with respect to the pulses at the output of the frequency divider 25 when these two
  • the bidirectional counter 22 stores a binary value B0: B31 which is incremented at each "up” pulse from the generator, and decremented at each "down” pulse from the crystal oscillator 23, 24.
  • This signal B0: B31 is used to adjust the value of the variable impedance Z1, and thus to adjust the braking torque.
  • a logic not shown can be provided at the output of the counter 22, or as part of this counter, in order to adjust the digital signal B0: B31 and thus the braking intensity according to a linear relationship or preferably non-linear compared to the counted value. For example, in order to avoid momentary voltage drops, it is possible to eliminate any braking when the rotor 12 of the generator 10, 12 rotates very slowly, even if it is in advance with respect to the signal of the quartz oscillator, so that the voltage value allowing
  • the applied braking torque may for example comprise a component proportional to the momentary difference in speed, to the derivative of this difference, and / or to the integral of this difference.
  • a massive braking can also be provided in case of excessive speed, or conversely very slow speed, to stop the clock when the displayed indications may be incorrect.
  • the braking is preferably interrupted in the start-up phase, in order to rotate the rotor in free rotation and to reach as quickly as possible an induced voltage sufficient to power the electronics.
  • Braking is therefore performed only by means of the N coils 10 'which are related to the variable load impedance Z1 whose value decreases when the value counted by the counter 22 increases, in order to brake the generator by a large current .
  • the other M coils 10 are connected to a substantially constant load impedance Z2, so that the alternating voltage VM1 across these other coils remains substantially constant (in average value or RMS), even when the generator is braked. This keeps a voltage VM2 across the coils 10, 10 'sufficient to power the electronic circuit 2, even during braking.
  • the supply voltage Vdd is maintained at a high value, preferably sufficient to power the electronic circuit 2, even during the braking periods.
  • the braking torque applied with a reduced number of coils is reduced. It is therefore possible, thanks to this circuit, to brake longer than if the braking was done abruptly with all the coils.
  • the device is dimensioned so that during normal use of the watch, the rotor is braked permanently, or almost constantly, with varying braking intensities, in order to run at its nominal speed.
  • This mode of operation saves the available energy and therefore the power reserve of the watch, while limiting the risk that the electronic circuit stops following a sudden braking. In this way, such permanent braking can be used to make the circuit and the system less sensitive to disturbances.
  • braking cycles are applied to the rotor.
  • Each cycle comprises, for example, a first period of duration T1 during which the rotor rotates freely without being braked by the coils, and a second period of duration T2 during which the intensity of the braking is controlled as a function of the advance of the generator, way to control the running of the watch.
  • the watch thus advances at an irregular speed, accelerating during periods of duration T1 and decelerating during periods of duration T2. Tests have shown that, unexpectedly, this mode of operation is economical and allows to extend the running time of the watch. It is possible to provide cycles having more than one braking period and / or more than one non-braking period. It is possible not to interrupt the braking completely during the time T1, but to reduce it, or to apply a constant braking.
  • the total duration T1 + T2 of each cycle can be fixed.
  • the ratio between T1 and T2 can vary so as to control the running of the watch by adjusting the duration of the braking.
  • the duration of each cycle T1 + T2 is advantageously short enough so that the user does not perceive, or hardly, the irregular movement of the seconds hand.
  • This duration can be adjusted according to the energy available in the barrel, so as to extend the cycle time and operate more effectively when the barrel discharges.
  • a very discharged barrel state, shortly before the watch stops, can be indicated by means of a very long cycle time T1 + T2, for example greater than 3 seconds, preferably greater than 5 seconds, for example 10 seconds. Such a duration produces a jerky movement of the second hand, very noticeable, indicating to the user the need to reassemble his watch.
  • the fixed load impedance Z2 for the coils 10 and 10 'supplying the circuit is downstream of the rectifier and multiplier 3, while the variable load impedance Z1 for the coils 10' also serving when braking are upstream of this rectifier 3. It is also possible, as illustrated schematically in Figure 3, to provide a fixed load impedance Z2 for the coils 10 and 10 'supplying the circuit upstream of the rectifier and multiplier 3; the other components of the circuit may be identical to those of Figure 2.
  • a first group of M coils can be linked to a first adjustable value load impedance and a second group of N coils can be linked to a second adjustable value load impedance, the value of the first load impedance being different. the value of the second load impedance, at least at certain times.
  • This allows for example to use all the impedances for braking, but with different contributions.
  • a first group of coils can be used to brake for a first duration, for example permanently, while another group of separate coils can be used to brake only for a second period non-zero but less than the first duration .
  • the interruption time may vary depending on the coils.
  • the selection of coils 10 'whose value is adjusted to vary the braking torque is changed.
  • a first group of coils is used for braking at one time, and a second group is used for braking at a second time.
  • FIG. 4 illustrates an example of an adjustable value charging impedance Z1 according to one embodiment of the invention.
  • the value of the impedance Z1 depends on the digital signals B0-B31 of the counter 22 (or of the digital signals derived from the output signals of the counter).
  • the impedance Z1 can be connected directly to the terminals of the braking coils 10 ', upstream of the rectifier 2. It is also possible to provide a load impedance for the braking downstream of a rectifier, and / or a plurality of variable-value impedances individually allocated to braking with the different braking coils 10 '.
  • the impedance Z1 comprises in this embodiment example several resistors 900 to 906, for example resistors integrated into an integrated circuit. Each resistor 900 to 906 is connected in series with a switch 910 to 916, respectively.
  • the switches 910 to 916 are controlled by the signals B0 to B4 and B30-B31 from the counter 22 (or a logic downstream of this counter 32).
  • the value of the various resistors 910 to 916 is inversely proportional to the weight of the bits B0 to B31, so that the activation of the bit B31, for example, produces a much greater braking than the activation of the bit B0.
  • the switches 900 to 906 may consist of N-type field effect transistors, which are off when the gate voltage is zero, and passers-by if this voltage takes the logic value 1.
  • An additional field effect transistor 920 can be put in series with all the resistors, in order to increase the impedance when this transistor is blocked and no braking is desired.
  • This transistor 920 may for example be a P-channel transistor controlled by an active LV signal (at 0) for example during startup, or at other times when the braking must be interrupted.
  • an active LV signal at 0

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Abstract

Organe régulateur pour montre-bracelet, comportant: un générateur muni d'un rotor (12) et d'un stator avec M+N bobines (10, 10'), M étant un nombre entier supérieur ou égal à 1; un circuit électronique de régulation (2) comportant une première impédance de charge (Z1) de valeur ajustable afin d'ajuster le courant dans N desdites M+N bobines (10'), et donc la vitesse de rotation du rotor. Seul un nombre limité de bobines sont donc utilisées pour le freinage, les autres bobines continuant d'alimenter le circuit électronique de régulation.

Description

Organe régulateur pour montre-bracelet
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un organe régulateur pour montre-bracelet, notamment un organe régulateur électronique pour montre-bracelet mécanique.
Etat de la technique [0002] Les montres-bracelets mécaniques sont habituellement régulées au moyen d'un assortiment comportant un spiral et un balancier. La précision qui peut être obtenue à l'aide d'un organe régulateur de ce type est cependant limitée.
[0003] Les montres électroniques sont habituellement régulées au moyen d'un oscillateur à quartz. La précision qui peut être obtenue est supérieure à celle des mouvements mécaniques, mais ces montres
nécessitent habituellement une batterie qui doit être remplacée
périodiquement.
[0004] Afin de palier à ces inconvénients, on connaît également dans l'état de la technique des montres comprenant un mouvement mécanique régulé par un circuit électronique avec un oscillateur à quartz. L'énergie nécessaire au circuit électronique est fournie par une microgénératrice entraînée par le mouvement.
[0005] Ainsi, CH-A-597636 (Ebauches S.A.) propose un mouvement mécanique avec un ressort de barillet et un générateur. Le ressort actionne, par l'intermédiaire d'un rouage, un indicateur horaire et le générateur qui délivre une tension alternative. Le générateur alimente un redresseur qui charge une capacité de stockage afin d'alimenter un oscillateur à quartz ainsi qu'un circuit électronique de réglage. Le circuit électronique de réglage comporte un circuit logique de comparaison et un circuit de dissipation d'énergie relié à la sortie du circuit logique de comparaison, dont l'absorption de puissance peut être commandée par le circuit logique de comparaison. Une entrée du circuit logique de comparaison est reliée avec le circuit de référence et une autre entrée du circuit logique de comparaison est reliée avec le générateur. Le circuit logique de
comparaison commande, en fonction du résultat de cette comparaison, l'absorption de puissance par le circuit de dissipation d'énergie et règle de cette façon, au travers du contrôle de l'absorption d'énergie du circuit de réglage, la marche du générateur et de l'indicateur horaire.
[0006] Dans une telle montre, les avantages d'une montre mécanique, c'est-à-dire l'absence de piles, sont combinés avec la précision d'une montre à quartz.
[0007] EP-A-0239820 et EP-A-679968 décrivent différents circuits électroniques pour commander la vitesse d'un microgénérateur dans lequel un circuit de contrôle surveille en continu la position angulaire du rotor et le freine dès que sa position angulaire est en avance. A cause de leur sensibilité aux erreurs et variations de phase des composants, ces circuits sont difficiles à ajuster.
[0008] EP816955, dont le contenu est incorporé par référence, décrit une amélioration aux circuits électroniques de contrôle de microgénérateurs horlogers, dans laquelle le redresseur de tension comporte des transistors commandés par des comparateurs pour remplacer les diodes après le démarrage du circuit.
[0009] EP0851322 décrit un microgénérateur pour mouvement de montre comportant un stator avec trois bobines connectées électriquement et un rotor muni de régions magnétisées. Les bobines sont disposées de manière asymétrique autour de l'axe du rotor, afin de faciliter le montage.
[0010] WO0063749, dont le contenu est incorporé par référence, décrit un mouvement de montre avec un microgénérateur. Afin d'éviter l'accumulation de charges électriques, les roues et les pignons du rouage sont reliés électriquement à la terre (c'est-à-dire à la platine) et réalisés dans un matériau non magnétique.
[0011] EP905589 décrit un circuit de freinage pour microgénérateur horloger, comportant un compteur et un circuit de freinage qui freine dès que la valeur accumulée dans le compteur dépasse un seuil.
[0012] Le freinage du microgénérateur de ce type de circuit est généralement effectué en modifiant l'impédance de charge connectée aux bobines du microgénérateur. Dans certains circuits fonctionnant en toutou-rien, les bobines sont court-circuitées au moyen d'impulsions de freinage, afin d'appliquer un freinage brutal pendant de brefs instants. Les brusques accélérations et décélérations appliquées résultent en une utilisation peu efficace de l'énergie à disposition. D'autres circuits de freinage proposent par conséquent un freinage progressif en variant la valeur de l'impédance de charge entre plusieurs valeurs discrètes. [0013] Les circuits de freinage connus dans ce type d'application ont cependant pour inconvénient de réduire la tension disponible aux bornes des bobines du stator pendant le freinage. Le problème est
particulièrement important lorsque le microgénérateur est dimensionné pour tourner trop rapidement et devoir être freiné et régulé en
permanence. Dans ce cas, la tension générée est diminuée en permanence par le freinage, et il devient difficile de garantir une tension suffisante pour alimenter le circuit électronique de régulation de la marche du générateur. Il en résulte la situation paradoxale que lorsque le générateur tourne trop vite, en raison d'une énergie mécanique abondante pour faire osciller la masse de remontage, la tension électrique à disposition pour alimenter le circuit électrique diminue, au point que ce circuit risque parfois de s'arrêter.
[0014] US2005041 535 décrit un circuit de freinage pour microgénérateur horloger comportant un circuit redresseur qui peut passer d'un mode simple alternance à un redresseur à double alternance, ce qui a pour conséquence d'augmenter par palier la tension disponible à la sortie du redresseur, d'augmenter le courant induit et de ralentir le rotor. La commutation du mode de fonctionnement du redresseur entraîne cependant des variations brusques du couple de freinage appliqué au générateur, ce qui est peu favorable à une utilisation efficace de l'énergie disponible.
Bref résumé de l'invention [0015] Un but de la présente invention est de proposer un organe régulateur électronique pour montre-bracelet exempt de ces limitations.
[0016] En particulier, un but de la présente invention est de proposer un organe régulateur électronique pour montre-bracelet qui continue à fournir une tension électrique suffisante même lorsque le générateur tourne rapidement et qu'il doit être freiné de manière énergique ou pendant une longue durée.
[0017] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un organe régulateur comportant :
un générateur muni d'un rotor et d'un stator avec M+N bobines, M et N étant chacun un nombre entier supérieur ou égal à 1 ; et un circuit électronique de régulation agencé pour contrôler le freinage du rotor, dans lequel le circuit est agencé pour contrôler le freinage exercé par les M bobines différemment du freinage exercé par les N bobines. [0018] Dans un mode de réalisation, seules N bobines sont employées pour contrôler le freinage variable appliqué au rotor, tandis que les autres M bobines ne sont pas employées pour le freinage, ou en tout cas pour contrôler le freinage. Cette solution présente l'avantage de ne freiner que sur N bobines, et de maintenir en permanence au moins M bobines pour alimenter le circuit électronique de régulation, même en période de freinage maximal. On évite ainsi les chutes de tension brusques dues au court-circuitage simultané de toutes les bobines, on simplifie l'électronique, et/ou on obtient plus de flexibilité d'opération, en permettant, par exemple, différentes stratégies de freinage utilisées. [0019] M est de préférence supérieur ou égal à deux. N est de
préférence supérieur ou égal à deux. M et N sont de préférence tous deux supérieur ou égaux à deux. Dans un autre mode de réalisation, M est supérieur ou égal à deux tandis que N est égal à un. Dans un autre mode de réalisation, N est supérieur ou égal à deux tandis que M est égal à un.
[0020] Dans un mode de réalisation, une première impédance de charge Z1 à valeur variable est liée aux N bobines. L'intensité du freinage exercé par les N bobines dépend de la valeur de cette impédance, qui détermine ainsi la vitesse de rotation et l'avance du rotor. [0021] Dans un mode de réalisation, une seconde impédance de charge Z2 à valeur fixe est liée aux M dites bobines. La seconde impédance de charge Z2 à valeur fixe peut être constituée par une impédance discrète, par exemple une résistance discrète ou intégrée dans un circuit intégré. La seconde impédance de charge Z2 à valeur fixe peut aussi être constituée, au moins en partie, par l'impédance d'entrée du circuit électronique de régulation.
[0022] Dans un mode de réalisation, une première impédance de charge Z1 à valeur variable est liée aux N bobines et une seconde impédance de charge Z2 à valeur variable est liée aux autres M bobines. La valeur de l'impédance Z1 est contrôlée indépendamment de la valeur de l'impédance Z2, de manière à contrôler individuellement le freinage exercé par les M bobines et le freinage exercé par les N bobines. Dans un exemple, le freinage appliqué par les M bobines est contrôlé mais inférieur au freinage appliqué par les N autres bobines, de manière à assurer une alimentation électrique suffisante même en cas de freinage maximal.
[0023] Dans un mode de réalisation, les bobines sont réparties en plus de deux groupes, chaque groupe étant lié à une impédance fixe ou variable. Un ou plusieurs groupes de bobines, voire tous les groupes, sont liés à une impédance variable afin de contrôler individuellement l'intensité du freinage exercé par chacun de ces groupes. Un ou plusieurs groupes de bobines est lié à une impédance fixe, ou à une impédance variable mais de grande valeur, de manière à garantir une alimentation électrique suffisante même en cas de freinage maximal.
[0024] Dans un mode de réalisation, chaque bobine est liée à une impédance variable non partagée, dont l'intensité est contrôlée
indépendamment de l'intensité des impédances liées aux autres bobines, de manière à contrôler indépendamment le freinage exercé par chaque bobine.
[0025] L'intensité du freinage exercé par les N+M bobines dépend de la valeur de leur impédance, qui détermine ainsi la vitesse de rotation et l'avance du générateur.
[0026] L'invention concerne ainsi un organe régulateur pour montre bracelet comprenant un rotor et stator avec M+N bobines, dans lequel le nombre de bobines utilisées pour contrôler le freinage est inférieur à M+N.
[0027] Les N bobines utilisées pour contrôler le freinage sont de préférence connectées en série entre elles, et elles sont directement reliées en parallèle avec la première impédance de charge Z1 à valeur ajustable. La première impédance de charge Z1 à valeur ajustable peut être connectée en amont du circuit électronique de régulation. Ainsi, le freinage est particulièrement efficace, même s'il est effectué avec N bobines seulement, parce que ces bobines peuvent être directement court-circuitées, sans pertes dans un circuit intermédiaire.
[0028] La seconde impédance de charge Z2 à valeur fixe peut être parcourue par un courant déterminé par l'ensemble des M+N bobines. La seconde impédance de charge Z2 à valeur fixe peut être connectée en aval du circuit électronique de régulation. Ainsi, la totalité de la tension disponible aux bornes des M+N bobines en série est disponible pour alimenter le circuit électronique de régulation.
[0029] L'impédance de charge à valeur ajustable peut être réalisée avec une ou plusieurs impédances fixes dont les connexions en série et/ou en parallèle peuvent être modifiées de manière à ajuster l'impédance totale résultante. L'impédance de charge à valeur ajustable peut aussi comporter un ou plusieurs composants dont la valeur peut être contrôlée.
[0030] Le circuit électronique de régulation peut comprendre un redresseur et multiplicateur de tension.
[0031] Le circuit électronique de régulation peut comprendre un oscillateur à quartz, un système de comptage d'impulsions générées à partir de l'oscillateur à quartz et d'impulsions du générateur, et un système de contrôle de la première impédance de charge Z1 afin d'ajuster la valeur de la première impédance de charge Z1 en fonction du système de comptage.
[0032] Il est aussi possible d'ajuster indépendamment de Z1 la valeur la deuxième impédance de charge Z2, et/ou la valeur totale des impédances Z1 +Z2, en fonction du système de comptage.
[0033] Le système de comptage d'impulsions du générateur peut compter les impulsions à partir des signaux aux bornes des M+N bobines. Le système de comptage d'impulsions du générateur peut compter les impulsions à partir des signaux aux bornes des M bobines qui ne sont jamais court-circuitées. Le système de comptage d'impulsions du générateur peut compter les impulsions à partir des signaux aux bornes d'une partie des M bobines qui ne sont jamais court-circuitées.
[0034] La première impédance de charge Z1 de valeur ajustable comporte plusieurs impédances discrètes sélectionnables individuellement afin de contrôler la valeur de la première impédance de charge Z1 entre plusieurs valeurs discrètes. [0035] Dans un mode de réalisation, le générateur comporte M+N bobines dont seules N peuvent être court-circuitées. Les M autres bobines peuvent être connectées à une impédance de charge fixe. Seules les N bobines restantes servent au freinage. De cette manière, la tension alternative moyenne disponible aux bornes du circuit électronique de régulation reste suffisante même pendant le freinage, pour autant que le rotor continue de tourner à vitesse suffisante.
[0036] Différentes variantes peuvent être imaginées. Par exemple, le nombre de bobines affectées au freinage ou le nombre de bobines affectées uniquement à la génération de courant électrique peut varier. Il est possible d'utiliser un nombre N variables de bobines affectées au freinage. Dans ce cas une intensité de freinage variable peut être obtenue en modifiant le nombre de bobines affectées au freinage, même si la première impédance de charge reste fixe. Par exemple, lorsque la tension accumulée dans une capacité de stockage est importante et que le générateur continue de tourner trop rapidement, il est possible
d'augmenter le nombre de bobines utilisées pour le freinage. Inversement, il est possible de réduire le nombre de bobines affectées au freinage au démarrage ou lorsque le générateur tourne trop lentement. [0037] Il est ainsi possible de contrôler l'intensité du freinage en contrôlant le nombre N de bobines affectées au freinage. Un freinage faible peut être obtenu en freinant avec un nombre N de bobines affectées au freinage ; un couple de freinage plus important peut être obtenu en augmentant la valeur de N afin de freiner avec plus de bobines. [0038] Il est possible de modifier l'affectation des bobines. Un premier groupe de bobines peut être utilisé en des premiers instants pour le freinage, et en des deuxièmes instants uniquement pour la production de courant électrique. Un deuxième groupe de bobines peut être utilisé en ces premiers instants pour la production de courant électrique, et en ces deuxièmes instants pour le freinage.
[0039] Il est possible de freiner avec des intensités de freinage
différentes sur différentes bobines ou groupes de bobines. Un premier groupe de bobines peut être connecté à une première impédance de charge Z1 ajustable. Un deuxième groupe de bobines peut être connecté à une deuxième impédance de charge ajustable. La valeur de la première impédance de charge Z1 ajustable peut être différente de la valeur de deuxième impédance de charge ajustable. Le circuit électronique de régulation peut contrôler la première impédance de charge Z1 et la deuxième impédance de charge de manière à freiner avec une intensité de freinage différente sur le premier groupe de bobines et sur le deuxième groupe de bobines. Il est possible d'utiliser un premier groupe de bobines pour un freinage fort, en connectant ces bobines avec une première impédance. Il est possible d'utiliser un deuxième groupe de bobines pour un freinage plus faible, en connectant ces bobines avec une deuxième impédance de valeur plus importante que la première impédance.
[0040] Il est possible de freiner pendant des durées de freinage différentes sur différentes bobines ou groupes de bobines. Un premier groupe de bobines peut être connecté à une première impédance de charge Z1 . Un deuxième groupe de bobines peut être connecté à une deuxième impédance de charge. La durée du freinage au moyen de la première impédance de charge peut être différente de la durée du freinage au moyen de la deuxième impédance de charge. Le circuit électronique de régulation peut contrôler la valeur et/ou la connexion de la première impédance de charge et/ou de la deuxième impédance de charge de manière à freiner pendant des instants ou des durées de freinage
différentes sur le premier groupe de bobines et sur le deuxième groupe de bobines. Il est possible d'utiliser un premier groupe de bobines pour un freinage fort, en appliquant un freinage pendant une première durée sur ce premier groupe de bobines, et d'utiliser un deuxième groupe de freinage pour un freinage plus faible, en appliquant à ces bobines un freinage pendant une deuxième durée plus brève que la première durée.
[0041] Il est possible de prévoir plus de deux groupes de bobines, et plus de deux impédances de charge. Par exemple, il est possible de prévoir un premier groupe de bobines affectées au freinage fort, un deuxième groupe de bobines affectées au freinage modéré, et un troisième groupe de bobines affectées uniquement à la production de courant électrique pour alimenter le circuit électronique de réglage. [0042] Dans tous les modes de réalisation ci-dessus, les bobines de freinage peuvent aussi être utilisée pour l'alimentation électrique du circuit électronique de réglage, au moins lorsqu'elles ne sont pas entièrement court-circuitées. [0043] Selon une caractéristique indépendante de l'invention, le freinage appliqué sur au moins une bobine est intermittent. Le freinage appliqué sur N des M+N bobines peut être intermittent. Le freinage appliqué sur toutes les bobines peut être intermittent. Le freinage intermittent peut être combiné avec l'emploi de M+N bobines dont seules N sont affectées au contrôle du freinage. Le freinage intermittent peut aussi être appliqué avec des organes régulateurs dans lesquels toutes les bobines exercent un freinage identique. Le freinage intermittent peut être appliqué avec des organes régulateurs dans lesquels toutes les bobines sont utilisées pour contrôler l'intensité du freinage. [0044] Ainsi l'invention a aussi pour objet un organe régulateur pour montre-bracelet, comportant :
un générateur muni d'un rotor et d'un stator avec M+N bobines, M et N étant chacun un nombre entier supérieur ou égal à 1 ; et un circuit électronique de régulation agencé pour contrôler le freinage du rotor en appliquant des cycles de freinage, chaque cycle comportant une première période de freinage avec une intensité de freinage fixe et une deuxième période de freinage avec une intensité de freinage dépendant de l'avance du générateur.
[0045] Le freinage intermittent peut être obtenu en interrompant le freinage pendant la première période de durée T1 , puis en le rétablissant pendant une seconde période de durée T2. La durée totale du cycle T1 +T2 peut être fixe, de préférence 1 seconde, ou n'importe quelle autre valeur. L'organe régulateur peut comporter un circuit électronique de régulation, par exemple un circuit électronique de régulation tel que décrit dans le reste de ce document, agencé pour varier la durée totale T1 +T2 en fonction de l'énergie disponible dans le barillet et donc de la réserve de marche. [0046] Dans un mode de réalisation, la durée totale du cycle T1 +T2 peut prendre une pluralité de valeurs, par exemple une pluralité de valeurs discrètes, en fonction de l'énergie disponible dans le barillet. Le circuit électronique de régulation est agencé pour indiquer la réserve de marche en variant la durée dudit cycle en fonction de l'énergie disponible dans un barillet. Par exemple, un état presque déchargé du barillet peut être indiqué à l'utilisateur en augmentant fortement la durée des cycles, par exemple en l'augmentant jusqu'à une valeur de 3, 5 ou 10 secondes, ce qui provoque un déplacement irrégulier, par à-coup, de l'aiguille des secondes sur le cadran. Un barillet chargé est indiqué au moyen de cycles courts provoquant un déplacement régulier de l'aiguille, tandis qu'un barillet plus déchargé peut être indiqué au moyen de cycles plus longs provoquant un déplacement plus irrégulier de l'aiguille. Des tests ont montré qu'un tel déplacement par à-coups s'avère, de manière inattendue, plus économe en énergie qu'un fonctionnement à freinage constant.
[0047] Il est possible de prévoir des cycles de freinage comportant plus de deux périodes distinctes, par exemple des cycles de freinage comportant plus d'une période de freinage et/ou plus d'une période de non freinage ou de freinage constant. [0048] La durée T1 +T2 des cycles peut être réduite lorsque la montre fonctionne en mode chronographe, afin de permettre une mesure précise des durées brèves.
[0049] L'intensité du freinage peut être contrôlée en variant à chaque cycle l'intensité du freinage appliqué pendant la seconde période de freinage de durée T2. Alternativement, ou en outre, l'intensité du freinage peut être contrôlée en variant la durée T2, ou le rapport entre la durée T1 et la durée T2. Alternativement, ou en outre, l'intensité du freinage peut être contrôlée en modifiant le nombre de bobines de freinage.
[0050] L'intensité du freinage peut dépendre de l'avance du générateur, déterminée à l'aide d'un compteur tel que décrit dans le reste de la demande et qui intègre la différence entre le nombre d'impulsions provenant d'un oscillateur à quartz et le nombre d'impulsions provenant du générateur.
[0051] Les différents modes de réalisation ci-dessus peuvent être combinés entre eux lorsqu'ils ne s'excluent pas. [0052] Dans la présente demande, l'expression « court-circuiter » signifie « réduire l'impédance à une valeur proche de zéro, mais pas nécessairement égale à zéro ». Par exemple, une bobine sera considérée comme court- circuitée si l'impédance de charge connectée à sa sortie est telle que la tension aux bornes de la bobine descend à un niveau très nettement inférieur (par exemple moins de 1 pour-cent) à la tension induite en circuit ouvert, c'est-à-dire lorsque l'impédance de charge est infinie.
Brève description des figures
[0053] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
[0054] La figure 1 illustre de manière schématique un générateur selon un mode de réalisation de l'invention.
[0055] La figure 2 est un schéma électrique simplifié du circuit
électronique selon un mode de réalisation de l'invention
[0056] La figure 3 est un schéma électrique simplifié d'une variante de circuit électronique selon un mode de réalisation de l'invention [0057] La figure 4 illustre de manière schématique une impédance de charge ajustable Z1 selon un mode de réalisation de l'invention.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
[0058] L'organe régulateur pour montre-bracelet comporte un
générateur illustré de manière schématique sur la figure 1 . Le générateur de cet exemple comporte un rotor 12 monté sur l'axe 120 d'un pignon ou d'une roue (non représenté) connecté au rouage d'un mouvement mécanique non représenté dont il régule la vitesse. Le rotor 12 comporte un plateau avec des portions aimantées non représentées, par exemple des aimants discrets ou des portions magnétisées, qui génèrent un champ magnétique tournant lorsque le rotor est entraîné en rotation par le rouage d'un mouvement mécanique. Dans une variante, il est aussi possible de prévoir un rotor avec plusieurs plateaux, par exemple un rotor avec deux plateaux coaxiaux superposés l'un au-dessus de l'autre. [0059] Le générateur comporte en outre un stator avec des bobines 10, 10' disposées de manière à ce que le champ magnétique tournant généré par la rotation du rotor 12 induise des tensions induites dans les bobines. La figure illustre une construction avec six bobines réparties angulairement de manière sensiblement régulière. Le nombre de bobines peut être différent. Dans le cas d'un rotor à deux plateaux, les bobines sont avantageusement montées sur un circuit imprimé, par exemple un PCB, passant entre les deux plateaux rotoriques.
[0060] Les bobines 10, 10' de cet exemple ont une forme sensiblement ovoïdale, ou sensiblement trapézoïdale, en sorte que leur section grandit en s'éloignant du centre du générateur. Cette forme particulière permet de rapprocher au maximum les bobines les unes des autres à proximité du centre, tout en profitant du couplage amélioré offert grâce à la grande section des bobines à l'extérieur. La forme ovoïdale peut par exemple être obtenue par un procédé de bobinage dans lequel la tension de bobinage est modifiée à chaque demi-tour, de manière à serrer davantage les spires à l'intérieur qu'à l'extérieur. Cette forme ovoïdale peut aussi être utilisée dans des générateurs horlogers utilisés avec des circuits électroniques de régulation quelconques, par exemple des circuits tels que décrits dans le reste de cette demande, ou des circuits différents- [0061] D'autres types de générateurs peuvent être utilisés dans le cadre de cette invention, y compris le générateur décrit dans EP-B1 -851322 ou celui décrit dans EP-B1 -1 171806, le contenu de ces deux brevets étant inclus ici par référence.
[0062] La figure 2 illustre un schéma électrique simplifié du circuit électronique 2 de régulation de la vitesse de rotation du rotor selon l'invention. Un certain nombre d'éléments de ce circuit peuvent être identiques à ceux de EP-B1 -1276024, dont le contenu est inclus ici par référence. La plupart des éléments de ce circuit, à l'exception des bobines 10, 10', du quartz 23 et éventuellement de la capacité C2, peuvent être réalisés sous la forme d'un circuit intégré, par exemple d'un circuit asic. [0063] Les bobines électriques 10, 10' du stator décrit plus haut sont reliées en série et groupées en deux groupes. Le groupe comprenant les bobines 10' peut par exemple comporter N=2 bobines destinées au freinage et à l'alimentation en courant du circuit électronique. Le groupe
comprenant les bobines 10 peut par exemple comporter M=4 bobines destinées uniquement à l'alimentation en courant du circuit électronique.
[0064] L'élément Z1 est une impédance de charge à valeur variable, dans ce mode de réalisation une simple résistance, connectée en parallèle avec les N bobines 10' destinées au freinage. Un exemple de réalisation de l'impédance Z1 est illustré et sera décrit plus bas en relation avec la figure 4. Dans un mode de réalisation, l'impédance de charge Z1 comporte plusieurs résistances 910-916 de valeur variables connectées en parallèle. Des interrupteurs 901 -906 sont prévus dans chaque branche du circuit et peuvent être sélectionnés individuellement au moyen d'un signal
numérique B0-B31 déterminé en chaque instant par le circuit afin d'adapter l'intensité du freinage à la vitesse ou à l'avance du rotor.
[0065] L'élément 3 est un circuit redresseur et multiplicateur de tension qui permet de convertir la tension alternative aux bornes des M+N bobines en une tension Vdd continue et multipliée, qui est stockée dans la capacité de stockage C2 et alimente l'ensemble du circuit électronique. Le circuit représenté est basé sur l'utilisation de diodes D1 -D3 et de capacités C1 et C3 pour redresser et multiplier le courant. Afin d'éviter les chutes de tension dans les diodes, elles peuvent avantageusement être remplacées, après le démarrage, par des transistors commandés par des comparateurs
comparant la valeur de tension en amont et en aval de la diode, selon le procédé décrit dans EP-B1 -1276024. [0066] La capacité C2 est une capacité de stockage de valeur
relativement importante qui permet de maintenir la tension à la sortie du redresseur 3 à un niveau Vdd approximativement constant, même lorsque la tension induite dans les bobines 10, 10' fluctue.
[0067] L'impédance Z2 est une impédance de charge, dans cet exemple une simple résistance, de valeur préférentiellement fixe, liée aux M bobines d'alimentation 10 et dans ce mode de réalisation également, liée aux N bobines de freinage 10'. « Lié » signifie dans ce contexte qu'une variation de l'impédance de charge Z2 influerait sur le courant généré par les M+N bobines, ou en d'autres mots que le courant traversant cette impédance de charge Z2 dépend de la tension induite par les M+N bobines 10, 10'. Le terme « fixe » signifie dans ce contexte que la valeur de l'impédance Z2 n'est pas ajustable et qu'elle n'est pas ajustée volontairement ; des variations de cette impédance peuvent cependant se produire au cours de l'utilisation. [0068] Cette impédance Z2 peut être constituée par un composant discret, par un composant intégré, ou éventuellement être constituée par l'impédance d'entrée du circuit électronique de régulation 2.
[0069] Les impédances de charge Z1 , Z2 illustrées sur la figure 2 sont des simples résistances. D'autres types d'impédances, y compris des impédances comportant des composantes capacitives ou inductives, peuvent être employées.
[0070] L'élément 20 est un comparateur à hystérèse qui compare en chaque instant la tension VM2 aux bornes des M+N bobines 10, 10' et génère un signal rectangulaire qui change de sens à chaque inversion de polarité. Les flancs montants et/ou descendants de ce signal rectangulaire peuvent donc être utilisés comme impulsions dont le rythme détermine la fréquence de rotation du rotor 12. Dans une variante, le comparateur 20 pourrait comparer la tension VM1 aux bornes des bobines 10 non freinées, ou aux bornes d'une portion de ces bobines non freinées. [0071] L'élément 23 est un quartz formant avec l'oscillateur 24 un oscillateur de référence dont la fréquence du signal de sortie est divisée par le diviseur de fréquence 25, afin de correspondre avec la vitesse de rotation à laquelle on souhaite assujettir le rotor 12. Le signal de sortie « down » à la sortie de ce diviseur de fréquence est fourni à l'entrée de
décrémentation d'un compteur bidirectionnel 22.
[0072] L'élément 21 est un circuit d'anti-coïncidence qui permet de décaler les impulsions en sortie du comparateur 20 par rapport aux impulsions en sortie du diviseur de fréquence 25 lorsque ces deux
impulsions surviennent au même instant. Le signal de sortie « up » à la sortie de ce circuit d'anti-coïncidence 21 est fourni à l'entrée
d'incrémentation du compteur bidirectionnel 22.
[0073] Le compteur bidirectionnel 22 stocke une valeur binaire B0 :B31 qui est incrémentée à chaque impulsion « up » provenant du générateur, et décrémenté à chaque impulsion « down » provenant de l'oscillateur à quartz 23, 24. Ainsi, la valeur de ce compteur augmente lorsque le générateur tourne trop vite par rapport au signal de référence donné par le quartz, et diminue lorsqu'il tourne moins vite. Ce signal B0 :B31 est utilisé pour ajuster la valeur de l'impédance variable Z1 , et donc pour ajuster le couple de freinage. [0074] Une logique non représentée peut être prévue à la sortie du compteur 22, ou comme partie de ce compteur, afin d'ajuster le signal numérique B0 :B31 et donc l'intensité du freinage selon une relation linéaire ou de préférence non linéaire par rapport à la valeur comptée. Par exemple, afin d'éviter des chutes de tension momentanées, il est possible de supprimer tout freinage lorsque le rotor 12 du générateur 10,12 tourne très lentement, même s'il est en avance par rapport au signal de l'oscillateur à quartz, afin que la valeur de tension permettant
l'alimentation du circuit soit rapidement atteinte. Le couple de freinage appliqué peut par exemple comporter une composante proportionnelle à la différence de vitesse momentanée, à la dérivée de cette différence, et/ou à l'intégrale de cette différence. Un freinage massif peut par ailleurs être prévu en cas de vitesse excessive, ou au contraire de vitesse très lente, afin d'arrêter la montre lorsque les indications affichées risquent d'être incorrectes. Le freinage est de préférence interrompu en phase de démarrage, afin de faire tourner le rotor en rotation libre et d'atteindre le plus rapidement possible une tension induite suffisante pour alimenter l'électronique.
[0075] Le freinage est donc effectué uniquement au moyen des N bobines 10' qui sont liées à l'impédance de charge variable Z1 dont la valeur décroit lorsque la valeur comptée par le compteur 22 augmente, afin de freiner le générateur par un courant important. En revanche, les M autres bobines 10 sont liées à une impédance de charge Z2 pratiquement constante, en sorte que la tension alternative VM1 aux bornes de ces autres bobines reste pratiquement constante (en valeur moyenne ou RMS), même lorsque le générateur est freiné. Cela permet de conserver une tension VM2 aux bornes des bobines 10, 10' suffisante pour alimenter le circuit électronique 2, même pendant le freinage.
[0076] La tension d'alimentation Vdd est donc maintenue à une valeur élevée, de préférence suffisante pour alimenter le circuit électronique 2, même pendant les périodes de freinage. En revanche le couple de freinage appliqué avec un nombre réduit de bobines est réduit. Il est donc possible, grâce à ce circuit, de freiner plus longtemps que si le freinage était effectué de manière brusque avec toutes les bobines.
[0077] Dans un mode de réalisation, le dispositif est dimensionné de manière à ce que lors d'un usage normal de la montre, le rotor est freiné en permanence, ou presque en permanence, avec des intensités de freinage variables, afin de le faire tourner à sa vitesse nominale. Ce mode de fonctionnement permet d'économiser l'énergie disponible et donc la réserve de marche de la montre, tout en limitant le risque que le circuit électronique s'arrête suite à un freinage brusque. De cette manière, un tel freinage permanent peut servir à rendre le circuit et le système moins sensibles aux perturbations. [0078] Dans un autre mode de réalisation, des cycles de freinage sont appliqués au rotor. Chaque cycle comporte par exemple une première période de durée T1 pendant lequel le rotor tourne librement sans être freiné par les bobines, et une deuxième période de durée T2 pendant lequel l'intensité du freinage est contrôlée en fonction de l'avance du générateur, de manière à contrôler la marche de la montre. La montre avance ainsi à vitesse irrégulière, en accélérant pendant les périodes de durée T1 et en décélérant pendant les périodes de durée T2. Des tests ont montré que, de manière inattendue, ce mode de fonctionnement s'avère économe et permet de prolonger la durée de marche de la montre. Il est possible de prévoir des cycles comportant plus d'une période de freinage et/ou plus d'une période de non freinage. Il est possible de ne pas interrompre complètement le freinage pendant la durée T1 , mais de le réduire, ou d'appliquer un freinage constant.
[0079] La durée totale T1 +T2 de chaque cycle peut être fixe. Le rapport entre T1 et T2 peut varier de manière à contrôler la marche de la montre en ajustant la durée du freinage. La durée de chaque cycle T1 +T2 est avantageusement suffisamment brève pour que l'utilisateur ne perçoive pas, ou guère, le mouvement irrégulier de l'aiguille des secondes. Cette durée peut être ajustée en fonction de l'énergie disponible dans le barillet, de manière à prolonger la durée du cycle et à fonctionner de manière plus efficace lorsque le barillet se décharge. Un état de barillet très déchargé, peu de temps avant que la montre ne s'arrête, peut être indiqué au moyen d'une durée de cycle T1 +T2 très longue, par exemple supérieure à 3 secondes, de préférence supérieure à 5 secondes, par exemple de 10 secondes. Une telle durée produit un mouvement saccadé de l'aiguille des secondes, très perceptible, indiquant à l'utilisateur la nécessité de remonter sa montre. [0080] Dans la figure 2, l'impédance de charge fixe Z2 pour les bobines 10 et 10' alimentant le circuit est en aval du redresseur et multiplicateur 3, tandis que l'impédance de charge variable Z1 pour les bobines 10' servant également au freinage sont en amont de ce redresseur 3. Il est aussi possible, comme illustré schématiquement sur la figure 3, de prévoir une impédance de charge fixe Z2 pour les bobines 10 et 10' alimentant le circuit en amont du redresseur et multiplicateur 3 ; les autres composants du circuit peuvent être identiques à ceux de la figure 2.
[0081] Dans une autre variante, non illustrée, il est aussi possible d'utiliser toutes les bobines 10, 10' pour le freinage, mais avec des intensités de freinage différentes. Ainsi, un premier groupe de M bobines peut être lié à une première impédance de charge de valeur ajustable et un deuxième groupe de N bobines peut être lié à une deuxième impédance de charge de valeur ajustable, la valeur de la première impédance de charge étant différente de la valeur de la deuxième impédance de charge, au moins à certains instants. Cela permet par exemple d'utiliser toutes les impédances pour le freinage, mais avec des contributions différentes. Il est possible par exemple d'utiliser un des groupes de bobines pour le freinage uniquement lorsqu'un freinage intensif est nécessaire, tandis que l'autre groupe sera utilisé plus fréquemment, et/ou avec des intensités de freinage plus élevées. Il est aussi possible d'avoir plus de deux groupes de bobines, chaque groupe étant lié, au moins à certains instants, à des impédances de charge différentes.
[0082] Il est aussi possible d'employer des durées de freinage distinctes pour différentes bobines, pendant chaque période du signal électrique. Par exemple, un premier groupe de bobines peut être utilisé pour freiner pendant une première durée, par exemple en permanence, tandis qu'un autre groupe de bobines distinctes peut être utilisé pour freiner seulement pendant une deuxième durée non nulle mais inférieure à la première durée.
[0083] Il est possible d'interrompre le freinage de toutes les bobines pendant un bref instant à chaque fois que la tension de sortie des bobines est maximale, afin d'exploiter ce pic de tension pour charger la capacité de stockage C2. La durée d'interruption peut varier selon les bobines.
[0084] Dans une autre variante non illustrée, la sélection de bobines 10' dont la valeur est ajustée afin de varier le couple de freinage est modifiée. Un premier groupe de bobines est utilisé pour le freinage en un premier instant, et un deuxième groupe est utilisé pour le freinage en un deuxième instant.
[0085] La figure 4 illustre un exemple d'impédance de charge de valeur ajustable Z1 selon un mode de réalisation de l'invention. La valeur de l'impédance Z1 dépend des signaux numériques B0-B31 du compteur 22 (ou des signaux numériques dérivés des signaux à a sortie du compteur).
Comme déjà mentionné, l'impédance Z1 peut être connectée directement aux bornes des bobines de freinage 10', en amont du redresseur 2. Il est aussi possible de prévoir une impédance de charge pour le freinage en aval d'un redresseur, et/ou plusieurs impédances à valeur variable attribuées individuellement au freinage avec les différentes bobines de freinage 10'.
[0086] L'impédance Z1 comprend dans cet exemple de mode de réalisation plusieurs résistances 900 à 906, par exemple des résistances intégrées dans un circuit intégré. Chaque résistance 900 à 906 est connectée en série avec un interrupteur 910 à 916, respectivement. Les interrupteurs 910 à 916 sont commandés par les signaux B0 à B4 et B30-B31 provenant du compteur 22 (ou d'une logique en aval de ce compteur 32). La valeur des différentes résistances 910 à 916 est inversement proportionnelle au poids des bits B0 à B31 , en sorte que l'activation du bit B31, par exemple, produit un freinage nettement plus important que l'activation du bit B0.
[0087] Les interrupteurs 900 à 906 peuvent être constitués par des transistors à effet de champ de type N, qui sont bloqués lorsque la tension de grille est nul, et passants si cette tension prend la valeur logique 1 .
[0088] Un transistor à effet de champ supplémentaire 920 peut être mis en série avec l'ensemble des résistances, afin d'augmenter l'impédance lorsque ce transistor est bloqué et qu'aucun freinage n'est souhaité. Ce transistor 920 peut être par exemple un transistor à canal P commandé par un signal LV actif (à 0) par exemple lors du démarrage, ou à d'autres instants lorsque le freinage doit être interrompu. [0089] Afin d'assurer une commutation propre des transistors 900 à 906 et 920, et des états passants, respectivement bloqués clairement
différenciés, il est possible d'employer des multiplicateurs de tension afin de multiplier les tensions appliqués aux grilles de ces transistors.
Numéros de référence employés sur les figures
10 Bobines du stator qui servent uniquement à l'alimentation
électrique
10' Bobines du stator qui servent au freinage et à l'alimentation
12 Rotor magnétique
120 Axe du rotor
2 Circuit électronique de régulation
20 Comparateur à hystérèse - du système de comptage d'impulsions du générateur
21 Circuit d'anticoïncidence
22 Compteur du système de comptage d'impulsions du générateur et du système de comptage d'impulsions de l'oscillateur à quartz
23 Quartz
24 Oscillateur
25 Diviseur de fréquence
3 Redresseur et multiplicateur de tension
900 :906 Interrupteurs (Transistors N-FET)
910 :916 Résistances intégrées
920 Interrupteur (Transistor P-FET)
B0 :B31 Signaux de contrôle de l'impédance Z1
C1 Première capacité
C2 Deuxième capacité de stockage
C3 Troisième capacité
D1 Première diode du redresseur
D2 Deuxième diode du redresseur
D3 Troisième diode du redresseur
LV Signal d'interruption du freinage
Z1 Première impédance de charge (ajustable)
Z2 Deuxième impédance de charge (fixe ou ajustable)
VM1 Tension aux bornes des bobines 10
VM2 Tension aux bornes des bobines 10+10'
VM3 Tension aux bornes des bobines 10'
Vdd Tension à la sortie du redresseur-multiplicateur
Vss Tension de terre

Claims

Revendications
1 . Organe régulateur pour montre-bracelet, comportant :
un générateur muni d'un rotor (12) et d'un stator avec M+N bobines (10, 10'), M et N étant chacun un nombre entier supérieur ou égal à 1 ; et un circuit électronique de régulation (2) agencé pour contrôler le freinage du rotor (12), caractérisé en ce que le circuit (2) est agencé pour contrôler le freinage exercé par les M bobines (10) différemment du freinage exercé par les N bobines (10').
2. L'organe régulateur de la revendication 1 , dans lequel M et N sont tous deux supérieurs ou égaux à 2.
3. L'organe régulateur de l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le circuit électronique de régulation (2) comporte une première impédance de charge (Z1 ) de valeur ajustable afin d'ajuster le courant dans les N desdites M+N bobines (10'), et donc la vitesse de rotation du rotor.
4. L'organe régulateur de l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par une seconde impédance de charge (Z2) à valeur fixe, ladite seconde impédance de charge étant liée au moins auxdites M bobines (10).
5. L'organe régulateur de l'une des revendications 1 à 4, dans lequel M et N sont fixes et ne varient pas lors de l'opération du générateur.
6. L'organe régulateur de l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le circuit électronique de régulation est agencé pour varier M et N lors de l'opération du générateur, de manière à varier le nombre de bobines affectées au contrôle du freinage.
7. Organe régulateur selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel ladite première impédance de charge (Z1 ) à valeur ajustable est connectée en parallèle avec lesdites N bobines (10')
8. Organe régulateur selon la revendication 7, dans lequel lesdites M bobines (10) ne sont pas connectées en parallèle avec ladite première impédance de charge (Z1 ) à valeur ajustable.
9. Organe régulateur selon l'une des revendications 3 à 8, dans lequel la première impédance de charge à valeur ajustable (Z1 ) est connectée en amont du circuit électronique de régulation (2).
10. Organe régulateur selon l'une des revendications 4 à 9, dans lequel la seconde impédance de charge (Z2) à valeur fixe est parcourue par un courant (i2) déterminé par l'ensemble desdites M+N bobines.
1 1 . Organe régulateur selon la revendication 10, dans lequel la seconde impédance de charge (Z2) à valeur fixe est connectée en aval dudit circuit électronique de régulation (2).
12. Organe régulateur selon l'une des revendications 1 à 1 1, dans lequel lesdites M bobines (10) sont connectées en série avec lesdites N bobines (10'), le circuit électronique de régulation (2) étant alimenté par la tension (VM2) aux bornes des M+N bobines (10,10').
13. Organe régulateur selon l'une des revendications 3 à 12, dans lequel la première impédance de charge (Z1 ) de valeur ajustable comporte plusieurs impédances discrètes (910-916) sélectionnables individuellement afin de contrôler la valeur de la première impédance de charge (Z1 ) entre plusieurs valeurs discrètes.
14. Organe régulateur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit circuit électronique de régulation (2) est agencé pour contrôler le freinage du rotor (12) en appliquant des cycles de freinage, chaque cycle comportant une première période de freinage avec une intensité de freinage fixe et une deuxième période de freinage avec une intensité de freinage dépendant de l'avance du rotor (12).
1 5. Organe régulateur selon la revendication 14, dans lequel ledit circuit électronique de régulation (2) est agencé pour modifier l'intensité de freinage pendant ladite deuxième période, et pour garder une intensité de freinage constante pendant ladite première période.
16. Organe régulateur selon la revendication 15, dans lequel ledit circuit électronique de régulation (2) est agencé pour garder une intensité de freinage nul pendant ladite première période.
17. Organe régulateur selon l'une des revendications 14 à 16, dans lequel ledit circuit électronique de régulation (2) est agencé pour modifier la durée (T1 +T2) desdits cycles.
18. Organe régulateur selon la revendication 17, dans lequel ledit circuit électronique de régulation (2) est agencé pour indiquer la réserve de marche en variant la durée (T1 +T2) desdits cycles en fonction de l'énergie disponible dans un barillet.
19. Organe régulateur selon l'une des revendications 1 à 18, dans lequel ledit circuit électronique de régulation (2) comprend un oscillateur à quartz (23-24), un système de comptage (22) d'impulsions (down) générées à partir de l'oscillateur à quartz et d'impulsions (up) générées à partir des signaux à la sortie desdites bobines (10, 10'), et un système de contrôle (900-906) de ladite première impédance de charge (Z1 ) afin d'ajuster la valeur de ladite première impédance de charge en fonction du système de comptage.
20. Organe régulateur selon l'une des revendications 1 à 19, dans lequel lesdites bobines (10, 10') ont une forme ovoïdale.
21 . Mouvement de montre comportant un organe régulateur selon l'une des revendications précédentes.
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