JPH0746145B2 - Electronic clock - Google Patents
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- JPH0746145B2 JPH0746145B2 JP59040657A JP4065784A JPH0746145B2 JP H0746145 B2 JPH0746145 B2 JP H0746145B2 JP 59040657 A JP59040657 A JP 59040657A JP 4065784 A JP4065784 A JP 4065784A JP H0746145 B2 JPH0746145 B2 JP H0746145B2
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、太陽電池などの充電手段を備えた、充電機能
付電子時計に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electronic timepiece having a charging function, which includes a charging means such as a solar cell.
一般に充電手段(一次電源)に太陽電池を用いた時計回
路は、夜間など太陽からの光エネルギーの供給が遮断さ
れた時もその作動を確保するため、何らかのバックアッ
プエネルギー、即ち蓄電手段(二次電源)を備えるよう
に構成されている。Generally, a clock circuit using a solar cell as a charging means (primary power source) ensures some operation even when the supply of light energy from the sun is cut off at night, so that some kind of backup energy, that is, a storage means (secondary power source) is used. ) Is provided.
そして、前記二次電源から時計回路へ電力を供給するこ
とにより、安定した動作を確保するように構成されてい
る。Then, by supplying electric power from the secondary power source to the clock circuit, stable operation is ensured.
しかし、従来の電子時計は、あらかじめ所定の充電開始
用の基準レベルを設定しておき、二次電源の電圧が前記
基準レベルを下回ると充電が必要であることを使用者に
知らせるための表示を行っていた。However, in the conventional electronic timepiece, a predetermined reference level for starting charging is set in advance, and when the voltage of the secondary power supply falls below the reference level, a display is provided to inform the user that charging is required. I was going.
特に、電圧低下に起因する動作不良を確実に防止するた
め、前記基準電圧は十分余裕を持った高いレベルに設定
されていた。In particular, the reference voltage has been set to a high level with a sufficient margin in order to reliably prevent a malfunction due to the voltage drop.
このため、従来の充電機能付電子時計は、使用者に充電
開始を指示する表示を早めに行なうため、使用者にとっ
てその表示が極めてわずらわしいものとなるという問題
があった。しかも、二次電源の充電開始の指示を行うだ
けで、充分な充電が終了したことを使用者に知らせるこ
とができないという問題もあった。For this reason, the conventional electronic timepiece with a charging function has a problem that the display is extremely troublesome for the user because the display for instructing the user to start charging is made earlier. In addition, there is also a problem that it is not possible to notify the user that sufficient charging has been completed simply by giving an instruction to start charging the secondary power source.
本発明は、このような従来の課題を解決した充電機能付
電子時計を提供することを目的とするものである。It is an object of the present invention to provide an electronic timepiece with a charging function that solves the above conventional problems.
前記目標を達成するために、本発明は、 外部から付与されるエネルギーを基に発電を行う発電手
段と、 前記発電手段の出力を用い充電される二次電源と、 前記二次電源から電源電圧が供給される時計回路と、 前記二次電源の強制充電表示を行う充電動作表示手段
と、 を含み、 前記充電動作表示手段は、 前記二次電源の強制充電開始電圧に対応した第1の基準
電圧および充分大きな値の充電終了電圧に対応した第2
の基準電圧を設定する基準電圧設定部と、 前記二次電源の電源電圧が第1の基準電圧以下になると
第1の信号を出力する第1のコンパレータと、 前記二次電源の電源電圧が第2の基準電圧以上になると
第2の信号を出力する第2のコンパレータと、 前記第1の信号が出力されてから第2の信号が出力され
るまでの間、電源電圧の強制充電動作表示を行う表示部
と、 を含むことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned target, the present invention provides a power generation unit that generates power based on energy applied from the outside, a secondary power source that is charged using the output of the power generation unit, and a power source voltage from the secondary power source. And a charging operation display means for performing a forced charging display of the secondary power supply, wherein the charging operation display means is a first reference corresponding to the forced charging start voltage of the secondary power supply. 2nd corresponding to the voltage and the charging end voltage of a sufficiently large value
A reference voltage setting unit that sets a reference voltage, a first comparator that outputs a first signal when the power supply voltage of the secondary power supply becomes equal to or lower than a first reference voltage, and the power supply voltage of the secondary power supply is A second comparator that outputs a second signal when the voltage becomes equal to or higher than the reference voltage of 2 and a forced charge operation display of the power supply voltage from the time when the first signal is output until the time when the second signal is output. It is characterized by including a display section for performing.
このように本発明の電子時計によれば、従来の電子時計
にない2つの電圧レベルに基づく強制充電の動作、即ち
放電に伴う異常な電圧低下時には、異常の表示の開始に
よって残存容量がわずかなことを知らせることができ、
異常表示の終了によって、充電によって充分な電圧が充
電されたことを使用者に知らせることができる。従っ
て、使用者はこの表示、即ち強制充電動作表示を確認し
ながら充電をすれば、その後も充分に電子時計が動き、
しかも充電が必要な最低レベルまで、この異常表示は再
開されないため、通常は異常表示のわずらわしさに気を
乱されることもない。As described above, according to the electronic timepiece of the invention, when the forced charge operation is performed based on two voltage levels, which is not present in the conventional electronic timepiece, that is, when an abnormal voltage drop occurs due to discharge, the residual capacity becomes small due to the start of the abnormal display. Can let you know
By the end of the abnormal display, the user can be informed that the sufficient voltage has been charged by the charging. Therefore, if the user charges while checking this display, that is, the forced charging operation display, the electronic timepiece will continue to operate sufficiently,
Moreover, since the abnormal display is not restarted until the minimum level at which the battery needs to be charged, normally, the trouble of the abnormal display is not disturbed.
以下、本発明について、実施例に基づき詳述していく。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
第1図は、本発明の基本構成を示すブロツク図である。
101は発電手段となる光電気変換素子102は前記発電手段
からの過充電を防止する過充電防止手段、103は蓄電手
段、104は時刻表示手段、105は前述の手段間の電気信号
をコントロールする電子回路である。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention.
Reference numeral 101 is a power generation means. Photoelectric conversion element 102 is an overcharge prevention means for preventing overcharge from the power generation means. 103 is a storage means. 104 is a time display means. 105 is an electric signal between the above means. It is an electronic circuit.
第2図は、本発明の発電手段(一次電源)に関する一実
施例で、携帯用アナログ表示式電子時計に応用した太陽
電池の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a solar cell applied to a portable analog display type electronic timepiece, which is an embodiment relating to the power generation means (primary power source) of the present invention.
第3図は、第2図に於けるX-X′面の断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line XX ′ in FIG.
201〜212までは、12分割されているアモルフアスシリコ
ン太陽電池が、201〜206間と、207〜212間が直列に結合
され、さらにおのおのが並列に結合されている。いわゆ
る指針表示式の12H-6Hを境いとして左右に直列の太陽電
池をふり分ける事は、次の様な利点がある。直列に結合
された太陽電池は、そのうちの一つが光を遮断されても
全体としての起電力を失う性質をもつている。従つて、
携帯時計の様に袖口にかくれる状態で使用される条件の
下では、光に当り易い3H側に直列部分を設定し、たとえ
9H側が袖内にかくされていても一次電源からの充電エネ
ルギーを得る事が実用携帯上有効である。From 201 to 212, 12-divided amorphous silicon solar cells are connected in series between 201 and 206 and between 207 and 212, and each is connected in parallel. Dividing the solar cells in series to the left and right with the so-called pointer display type 12H-6H as the boundary has the following advantages. The solar cells connected in series have the property of losing the overall electromotive force even if one of them is blocked from light. Therefore,
Under the condition that it is used in a state where it covers the cuff like a mobile watch, set a series part on the 3H side that is easy to hit the light,
Even if the 9H side is hidden inside the sleeve, it is effective for practical use to obtain the charging energy from the primary power source.
第3図に於て、301は上部透明電極、302はアモルフアス
シリコン太陽電池でp層,i層,n層が真空蒸着により積層
されている。303は下部金属電極で、Y-Y′(12H)を中
心にして左右に前記アモルフアスシリコン太陽電池層を
直列係合している。305はガラス基板で、時計体のカバ
ーガラス又は、文字板等の表示板として利用される。30
6は、印刷面で、デザインのバラエテイをつける為、化
粧文字等にして用いるが機能上秀様なものではない。30
4は樹脂による保護コートで前記下部金属電極を機械的
なキズから守る。In FIG. 3, 301 is an upper transparent electrode, 302 is an amorphous silicon solar cell, and p layer, i layer and n layer are laminated by vacuum deposition. Reference numeral 303 denotes a lower metal electrode, which has the amorphous silicon solar cell layers engaged in series on the left and right with YY '(12H) as the center. Reference numeral 305 denotes a glass substrate, which is used as a cover glass of a timepiece or a display plate such as a dial. 30
6 is used as a decorative character, etc. to give a variety of designs on the printed surface, but it is not a functionally superior one. 30
4 is a resin protective coat that protects the lower metal electrode from mechanical scratches.
第3図に於て、b部は外観上白色に近く、c部は、前述
した上部透明導電膜の厚さにより定まるニユートンリン
グ干渉色で、デザイン面からこの両者ははつきりと区別
されている。従つて、太陽電池を平面的に数個重ねて用
いる場合は必ずこの区切が発生する。又aは印刷巾でa
>bとなつている。In FIG. 3, part b is almost white in appearance and part c is a Newton ring interference color determined by the thickness of the upper transparent conductive film described above. ing. Therefore, this division always occurs when a plurality of solar cells are stacked in a plane. Also, a is the printing width a
> B.
ところで、なぜ太陽電池を数個直列に結合しなければな
らないかという理由についてふれる。By the way, I will explain why we have to combine several solar cells in series.
第4図は、アモルフアスシリコン太陽電池一個当りの起
電圧Vと起電流Iの特性を示すグラフである。Vocはオ
ープン電圧で負荷が何もない時の起電圧である。このオ
ープン電圧Vocは、受光照度により異なるが、室内照明
による明るさ−200Lx程度では0.6V、直射日光で0.8V程
度である。アモルフアスシリコン太陽電池が蛍光灯の様
な室内光で充電効率が高い事は周知である。一般に電子
時計は、IC作動電圧等から1.5V前後で動作している。従
つて、一次電源の電圧も最低1.5V程度は必要という事に
なる。又、第1図の蓄電手段103には、光電気変換素子
による充電手段が暗状態におかれたときその逆流防止の
為、挿入する素子の電圧ドロツプが0.6V程度考えられる
為、作動条件をみたすには、最低でも4個の直列した太
陽電池が必要となる。充電効率の良い点(Iop)を選ぶ
とすれば、5〜6個直列に結合する事が有利である。
尚、第4図の中のIscは負荷電圧がovの時に取り出せる
シヨート電流である。FIG. 4 is a graph showing the characteristics of electromotive voltage V and electromotive current I per amorphous silicon solar cell. Voc is an open voltage and is an electromotive voltage when there is no load. The open voltage Voc varies depending on the illuminance of received light, but is 0.6 V when the brightness is about −200 Lx due to indoor lighting, and is 0.8 V in direct sunlight. It is well known that amorphous silicon solar cells have high charging efficiency under room light such as fluorescent lights. Generally, electronic timepieces operate at around 1.5V due to the IC operating voltage. Therefore, the voltage of the primary power supply must be at least 1.5V. Further, in the storage means 103 of FIG. 1, when the charging means by the photoelectric conversion element is placed in the dark state, the voltage drop of the element to be inserted is considered to be about 0.6V in order to prevent the backflow thereof. At least four solar cells in series are needed to complete. If a point (Iop) with good charging efficiency is selected, it is advantageous to connect 5 to 6 in series.
Incidentally, Isc in FIG. 4 is a short current which can be taken out when the load voltage is ov.
アモルフアスシリコン太陽電池は、前住したとおり真空
蒸着等で形成される。この為従来の単結晶シリコン太陽
電池に比べ次の様な特徴を有する。Amorphous silicon solar cells are formed by vacuum vapor deposition, etc., as they used to be. Therefore, it has the following features as compared with the conventional single crystal silicon solar cell.
(1)厚さが数千オングストロームと薄いため、電子時
計の薄型化が可能。(1) Since the thickness is as thin as several thousand angstroms, it is possible to make electronic watches thinner.
(2)蒸着によるバツチ加工が容易で低コスト化が可
能。(2) Batch processing by vapor deposition is easy and cost reduction is possible.
(3)形状の自由度が高く、マスク形状により任意の形
が成形できる。(3) The degree of freedom of the shape is high, and an arbitrary shape can be formed by the mask shape.
(4)太陽電池間の結線が、同時にバツチ加工可能。(4) The connection between the solar cells can be punched at the same time.
このように多くの利点を有しているが、一たん太陽電池
の形状を決めた場合、モデル毎に精密な写真用のマスク
を頻繁に変更する事はコスト高になり現実的でない。こ
れを解決するには、前述した印刷面306によりモデルバ
ラエテイを増す事が効果的である。Although it has many advantages as described above, once the shape of the solar cell is determined, it is not realistic to frequently change the precise photographic mask for each model because it becomes expensive. In order to solve this, it is effective to increase the model variety by the printing surface 306 described above.
さらにこの区切を積極的に活用し、アナログ表示タイプ
では文字板の時目盛として使う事もできる。Furthermore, this division can be used positively, and it can also be used as a scale for the dial in the analog display type.
又、最近、雑誌“日径エレクトロニクス"No.306.P118に
示す様な積層型の太陽電池が開発されており、これを一
次電源に利用する事も可能である。この場合は、わずか
でも太陽電池が袖口よりみえていれは充電可能となり、
第2図,第3図に示す様な区切が不要となり美観向上に
役立つし、実用性も高まる。In addition, recently, a laminated solar cell as shown in the magazine "Nikka Electronics" No.306.P118 has been developed, and it can be used as a primary power source. In this case, even if the solar cell is visible from the cuff, it can be charged,
The divisions shown in FIGS. 2 and 3 are not necessary, which helps improve the aesthetic appearance and enhances the practicality.
次に、二次電源がov付近の電子回路の非作動状態から問
題なく作動状態へ立ち上げる為の諸策について詳述す
る。Next, various measures for the secondary power supply to bring the electronic circuit in the vicinity of ov from the non-operating state to the operating state without any problem will be described in detail.
第1に、一次電源から二次電源への過充電防止手段(リ
ミツター回路)の改善策について説明する。これについ
ては、二次電源電圧が回路動作範囲以下の時、過充電防
止トランジスタの誤シヨートを防止する事がポイントで
ある。First, an improvement measure of the overcharge preventing means (limiter circuit) from the primary power source to the secondary power source will be described. In this regard, the point is to prevent erroneous short-circuiting of the overcharge prevention transistor when the secondary power supply voltage is within the circuit operating range.
従来の太陽電池付電子機器の過充電防止手段(以下リミ
ツターと呼ぶ。)において、二次電源がリミツターの動
作電圧以下になると、リミツター内のスイツチングトラ
ンジスタの開閉状態が不定となり、太陽電池をシヨート
するループを形成したまま(本来は、二次電源が過電圧
になつた時、シヨートする。)となることがある。従つ
て、この状態から、いくら充電しようとしても、二次電
源には電流が流れない。特に、光の弱い場所では太陽電
池の発生起電力が小さいため、どんなに長時間光を与え
ても充電されないこととなる。このことは、充電機能付
機器の最も致命的な欠陥である。従来はこの防止対策が
ないままに、二次電源が、完全に空になる前(トランジ
スタのスレツシユホールド電圧以下になる前)に、充電
をさせることを強要していた。In the conventional means for preventing overcharge of electronic devices with solar cells (hereinafter referred to as limiters), when the secondary power supply falls below the operating voltage of the limiter, the open / closed state of the switching transistor in the limiter becomes indeterminate, and the solar cell is shut down. There is a case where the loop that keeps forming is still formed (it should be shut down when the secondary power source becomes overvoltage). Therefore, no matter how much charge is made from this state, no current flows in the secondary power supply. In particular, in a place where the light is weak, the electromotive force generated by the solar cell is small, so that the solar cell is not charged no matter how long the light is applied. This is the most fatal defect of the charging device. In the past, without this preventive measure, the secondary power supply was forced to be charged before it was completely emptied (before the threshold voltage of the transistor became lower than the threshold voltage).
上記欠点を防止するための一例を第5図−(a)に示
す。第5図−(a)において、501は太陽電池、502,50
3,504,505,506はMOS-FET(以下Trと略す。)、507は抵
抗、508は二次電源側から太陽電池への逆流を防止する
ダイオード、509は前述した電子回路、510は二次電源を
示す。リミツターの基本動作原理は、従来のものと変わ
らない。すなわち回路図としては、従来回路図と同様で
ある。An example for preventing the above defects is shown in FIG. In FIG. 5A, 501 is a solar cell and 502,50.
3, 504, 505, and 506 are MOS-FETs (hereinafter abbreviated as Tr), 507 is a resistor, 508 is a diode for preventing backflow from the secondary power source side to the solar cell, 509 is the electronic circuit described above, and 510 is a secondary power source. The basic operating principle of the limiter is the same as the conventional one. That is, the circuit diagram is the same as the conventional circuit diagram.
基本的動作について、以下説明する。二次電源の電圧は
Tr502及びTr503のデートの印加され、二次電池電圧が上
昇すると、抵抗507に流れる電流は、Tr502のゲート・ソ
ース間電圧(以下ゲート電圧と略す。)の2乗に比例し
て増加する。この結果、Tr504のゲート電圧が増加する
ため、Tr504はオンして、Tr506のゲート電圧が上り、Tr
506がオンする。このTr506がオンするための二次電源電
圧をリミツター電圧と呼び、通常は1.8V〜2.0V程度にな
るように各Trのスレツシユホールド電圧、増幅率を決定
する。また抵抗507は、最終的にリミツター電圧を調整
するため、可変とする事が望ましい。ここで二次電源電
圧が、各Trのスレツシユホールド電圧(以下VTHと呼
ぶ。)以下になつた時を考える。この時、Tr502,503,50
4は、各々エンハンスメント型のMOS-FETであるため、ゲ
ート電圧がVTH以下になると、Trの動作は不可能とな
り、Tr506のゲート電位はフローテイング状態となつて
しまう。そこでTr506のゲートと+電極との間に接続し
たTr505の特性だけは、少なくとも2次電池510が電圧低
下しても、ある程度のインピーダンスを保持して、Tr50
6のゲートを+側にプルアツプしてやる必要がある。そ
こでTr505はデプレーシヨン型のMOSFETを用いて、ゲー
ト電圧がOVでも電流が流れるようにする。もちろん、Tr
505を抵抗に置きかえても良いが、本回路形式では、バ
イアス設定上トランジスタを抵抗素子として用いる例を
示した。The basic operation will be described below. The voltage of the secondary power supply is
When the date of Tr502 and Tr503 is applied and the secondary battery voltage rises, the current flowing through the resistor 507 increases in proportion to the square of the gate-source voltage of Tr502 (hereinafter abbreviated as gate voltage). As a result, the gate voltage of Tr504 increases, so that Tr504 turns on and the gate voltage of Tr506 rises.
The 506 turns on. The secondary power supply voltage for turning on the Tr 506 is called a limiter voltage, and the threshold voltage and the amplification factor of each Tr are usually determined so as to be about 1.8V to 2.0V. Further, it is desirable that the resistor 507 be variable because it finally adjusts the limiter voltage. Here, consider the case where the secondary power supply voltage becomes lower than the threshold voltage (hereinafter referred to as V TH ) of each Tr. At this time, Tr502,503,50
Since 4 are enhancement type MOS-FETs, respectively, when the gate voltage becomes V TH or less, the operation of Tr becomes impossible and the gate potential of Tr 506 becomes a floating state. Therefore, only the characteristics of Tr505 connected between the gate of Tr506 and the + electrode maintain a certain level of impedance even if the secondary battery 510 drops in voltage.
It is necessary to pull up the gate of 6 to the + side. Therefore, Tr505 uses a depletion type MOSFET so that the current can flow even if the gate voltage is OV. Of course, Tr
Although 505 may be replaced with a resistor, this circuit type shows an example in which a transistor is used as a resistance element for bias setting.
また、同様の考え方に基づいて、別の回路方式について
も説明する。Another circuit system will be described based on the same idea.
第5図−(b)は、第2の回路例を示したもので、511,
512,513は抵抗、514は基準電圧発生回路、515はコンパ
レータ、その他の第5図−(a)と同番号の物は、第5
図−(a)と同一の機能、素子等である。第5図−
(b)において、抵抗512,513によつて分割された電圧
は、二次電源510の電圧に比例して変化し、コンパレー
タ515の一方の入力となる。コンパレータ515の他方への
入力は、基準電圧発生回路514からの出力で、二次電源
の電圧変化には影響されず、一定電圧を出力する。これ
ら2つの入力を比較し、基準電圧よりも抵抗分割された
電圧の方が高くなつた時、コンパレータ515はLOW電位を
出力しTr506をシヨートさせる。ここで二次電源電圧
が、コンパレータ515、基準電圧発生回路514の動作電圧
よりも低くなると、Tr506のゲート電圧は不定となつて
しまうため、抵抗511によつて、プルアツプしTr506がオ
ンすることを防止している。抵抗511のインピーダンス
は、Tr506のゲート電圧がフローテイングしない程度の
抵抗値(数MΩ〜数十MΩ)に設定すれば、電流の増加
は少なくて(数nA〜数十nA)済む。FIG. 5- (b) shows a second circuit example.
Reference numerals 512 and 513 are resistors, 514 is a reference voltage generation circuit, 515 is a comparator, and the other parts having the same numbers as in FIG.
It has the same functions and elements as those in FIG. Fig. 5-
In (b), the voltage divided by the resistors 512 and 513 changes in proportion to the voltage of the secondary power supply 510 and becomes one input of the comparator 515. The other input of the comparator 515 is the output from the reference voltage generation circuit 514, which outputs a constant voltage without being affected by the voltage change of the secondary power supply. These two inputs are compared, and when the resistance-divided voltage becomes higher than the reference voltage, the comparator 515 outputs a LOW potential and causes the Tr 506 to short. Here, if the secondary power supply voltage becomes lower than the operating voltage of the comparator 515 and the reference voltage generation circuit 514, the gate voltage of Tr506 becomes indefinite.Therefore, the resistor 511 pulls up and Tr506 turns on. To prevent. If the impedance of the resistor 511 is set to a resistance value (several MΩ to several tens MΩ) such that the gate voltage of the Tr 506 does not float, the increase in current is small (several nA to several tens nA).
以上のように本発明は、従来全くあきらめていた、低電
圧(0.6V以下の領域)でのリミツターシヨートを、簡単
な回路構成で、しかも確実に防止するものである。この
様にする事で、二次電源の残存容量がなくなり、電圧値
がリミツターの非作動状態になつても、充電可能な状態
に電源系システムを自動設定できる。As described above, the present invention reliably prevents a limiter short circuit at a low voltage (a region of 0.6 V or less), which has been completely given up in the past, with a simple circuit configuration. By doing this, the power supply system can be automatically set to a chargeable state even if the remaining capacity of the secondary power source is exhausted and the voltage value becomes the inactive state of the limiter.
第2に、表示手段として指針式表示装置を用いた場合の
改善策について詳述する。従来の指針式表示電子時計に
おいて、モータードライブの方式は、最終段のフリツプ
フロツプ(以下FFと呼ぶ)の制御によつて、モーター端
子(以下o1,o2と呼ぶ)に交互にパルスを印加して行な
う。従がつて、発振が停止した状態において、FFの入力
と出力との電位が異なると、o1-o2間も電位差が生ずる
ため、発振が再起動しない限りモーターに数百μA〜数
mA程度の電流が流れ続けることになる。この確率は原理
的に50%起こり得るため、何らかの原因で発振が止まつ
た時、2つの1つの時計は二次電池までも短時間で空に
してしまうことになる。太陽電池付電子時計のように、
2次電池電圧が発振停止電圧以下になつた後も、充電に
より再運転させる必要がある物については、その間でき
るだけ2次電池の放電を抑え、再始動し易くしておく必
要がある。ところが、従来のモータードライブ方式で
は、前述したように、発振停止した場合のo1,o2の電位
は保証されないため、充電しようとしても、o1-o2間に
太陽電池の発電エネルギーがくわれ(モーターに電流が
流れてしまうため)、2次電池への充電が不可能とな
る。Secondly, the improvement measures when the pointer type display device is used as the display means will be described in detail. In the conventional pointer-type display electronic timepiece, the motor drive system applies pulses alternately to the motor terminals (hereinafter referred to as o 1 and o 2 ) by controlling the final stage flip-flop (hereinafter referred to as FF). Do it. Therefore, if the input and output potentials of the FF are different when the oscillation is stopped, a potential difference also occurs between o 1 and o 2, so unless the oscillation is restarted, several hundred μA to several
A current of about mA will continue to flow. This probability can occur 50% in principle, so when oscillation stops for some reason, one of the two clocks will empty the secondary battery in a short time. Like an electronic watch with a solar cell,
For an object that needs to be restarted by charging even after the voltage of the secondary battery becomes equal to or lower than the oscillation stop voltage, it is necessary to suppress the discharge of the secondary battery as much as possible during that period to facilitate restarting. However, in the conventional motor drive method, the potentials of o 1 and o 2 are not guaranteed when oscillation is stopped, as described above, so even if an attempt is made to charge, the generated energy of the solar cell is lost between o 1 and o 2. (Because current flows to the motor), it becomes impossible to charge the secondary battery.
実施例は前記欠点を解消した物で、その基本回路ブロツ
クを第6図−(a)に示す。第6図−(a)は、本実施
例に関し最低限必要な回路構成を示すもので、実際の回
路よりも簡略化してある。第6図−(a)において、60
1は発振回路、602は分周回路、603はモータードライブ
回路、604は発振停止検出回路、605はモーターを示す。
発振回路601の基準信号(32768Hz)は、分周回路602で
2秒信号まで分周され、モータードライブ回路603で所
定のパルス巾に微分されてモーターをドライブする。パ
ルス巾は分周回路602から出力されるクロツクにより決
定され、6〜7msec程度が一般的である。発振が停止す
ると発振停止検出回路604の出力が変化し、モータード
ライブ回路603のドライブを制御する。The embodiment is one in which the above-mentioned drawbacks are eliminated, and its basic circuit block is shown in Fig. 6- (a). FIG. 6- (a) shows the minimum required circuit configuration for this embodiment, which is simpler than the actual circuit. In FIG. 6- (a), 60
Reference numeral 1 is an oscillation circuit, 602 is a frequency dividing circuit, 603 is a motor drive circuit, 604 is an oscillation stop detection circuit, and 605 is a motor.
The reference signal (32768 Hz) of the oscillator circuit 601 is divided into a signal of 2 seconds by the frequency dividing circuit 602, differentiated into a predetermined pulse width by the motor drive circuit 603, and drives the motor. The pulse width is determined by the clock output from the frequency dividing circuit 602, and is generally about 6 to 7 msec. When the oscillation stops, the output of the oscillation stop detection circuit 604 changes and controls the drive of the motor drive circuit 603.
次に第6図−(a)における発振停止検出回路604モー
タードライブ回路603の回路案を提示し、更に詳細に本
発明の原理を説明する。Next, a circuit plan of the oscillation stop detection circuit 604 motor drive circuit 603 in FIG. 6- (a) will be presented, and the principle of the present invention will be described in more detail.
第6図−(b)は発振停止検出回路の一実施例である。
606は発振回路の発振出力(32768Hz)で、インバータ61
0,611を経てイクスクルーシブオアゲート612(以下EXOR
と呼ぶ)に入力するラインと、直接EXORのもう一方の入
力端子に接続されるラインとがある。ここでインバータ
611を通過した信号607は、インバータによる遅延を生
じ、EXOR612の出力608には発振出力606を逓倍(65536H
z)した波形が表われる。この動作の位相関係を第6図
−(c)のタイミングチヤートに示す。第6図−(c)
の番号は各々第6図−(b)の同番号の信号の電圧波形
を示している。そして第6図−(b)において信号608
がHighレベル(以下Hと略す)の時、ダイオード613が
順方向となるため、コンデンサ615に電荷が蓄積され、
信号線609はHを示す。ここで、低電位(Vss)にプルダ
ウンされた抵抗614によつて、蓄積された電荷は常時放
電されるが、信号608の周波数よりも大きなCRの時定数
を設定(コンデンサ615が10PF程度、抵抗614が10MΩ程
度)すれば、放電よりも充電の方が勝り、Hを保持す
る。第6図−(c)の609′がコンデンサ615の端子電圧
の波形を示す。また、発振が停止し、信号606がHかあ
るいはLOWレベル(以下Lと略す)のままになると、信
号608は必らずLのままとなるため、ダイオード613は逆
方向となつて遮断され、コンデンサ615は充電されず、
抵抗614に電荷が流れて信号線609はLを保持する。この
ようにして、発振停止時にはL,発振時にはHを示す回路
が実現する。また回路性能を上げるために実用的には、
信号609をインバーターして波形整形すると共に充放電
時定数の安定化を計る必要がある。更にダイオードによ
る制御は順方向電圧ロスが大きい(0.3〜0.6V)ため、
トランスミツシヨンゲートを使用する方が好ましい。本
項では説明簡略のため上記回路を省略したが、原理的に
は問題ない。次に、モータードライブ回路について説明
する。第6図−(d)は本発明におけるモータードライ
ブ回路の一例であり、第6図−(e)は、第6図−
(d)の回路動作を説明するタイミングチヤートであ
る。第6図−(d)において、616は分周回路からの2
秒信号、617は分周回路からの128Hz信号、618は前述し
た発振停止検出回路の波形整形された出力である。まず
信号618がHすなわち発振している状態においては、信
号616のLからHへの立上りエツジを信号617で微分し、
ナンドゲート623に出力する。またHからLへの立下り
エツジをナンドゲート624に出力する。従つてモーター6
05には1秒に1回づつ交互方向にパルス電流が流れ、時
計の針を動かすことができる。この動作は従来のドライ
ブ回路と同様である。信号618が常にHであれば、従来
のドライブ回路になる。例えば信号618がHのままで発
振が停止し、信号616がL,D型フリツプフロツプ(以下FF
と略す)622のQ出力がLの状態を保持したとすればナ
ンドゲート623の出力はH,ナンドゲート624の出力はLと
なつて、ドライバー625,626によつて増巾され、モータ
ー605に大電流が流れたままになつてしまう。しかし、
発振停止時は信号618がLとなつてナンドゲート623,624
を動作禁止状態にするため、モーター端子619,620は共
にLとなり、モーター電流は流れない。すなわち、イン
バーター621′FF622,ナンドゲート623,624からなる微分
回路の出力制御を信号618で行なつている。ここで、o1,
o2を同電位にするためには他の回路としてドライバー62
5,626をNANDゲートあるいはクロツクドゲートに変えて
制御を信号618で行なつても同じ効果があり、本発明の
別の実施例となる。あるいは信号616をLに、FF622をH
にセツトしても良い。FIG. 6- (b) shows an embodiment of the oscillation stop detection circuit.
606 is the oscillation output (32768Hz) of the oscillator circuit, and the inverter 61
Exclusive OR gate 612 (hereinafter EXOR
There is a line to input to, and a line directly connected to the other input terminal of EXOR. Inverter here
The signal 607 that has passed through 611 is delayed by the inverter, and the output 608 of the EXOR 612 is multiplied by the oscillation output 606 (65536H).
z) waveform appears. The phase relationship of this operation is shown in the timing chart of FIG. 6- (c). Fig. 6- (c)
The numbers in the figure indicate the voltage waveforms of the signals of the same numbers in FIG. 6- (b). Then, in FIG. 6- (b), the signal 608
Is at a high level (hereinafter abbreviated as H), the diode 613 is in the forward direction, so that electric charge is accumulated in the capacitor 615,
The signal line 609 indicates H. Here, the accumulated charge is always discharged by the resistor 614 pulled down to the low potential (Vss), but a time constant of CR larger than the frequency of the signal 608 is set (capacitor 615 is about 10PF, resistance is If 614 is about 10 MΩ), charging is superior to discharging and H is maintained. Reference numeral 609 'in FIG. 6- (c) shows the waveform of the terminal voltage of the capacitor 615. Further, when the oscillation is stopped and the signal 606 remains at H level or LOW level (hereinafter abbreviated as L), the signal 608 always remains at L, and the diode 613 is cut off in the opposite direction. The capacitor 615 is not charged,
Electric charge flows through the resistor 614, and the signal line 609 holds L. In this way, a circuit showing L when oscillation is stopped and H when oscillation is realized is realized. In addition, in order to improve the circuit performance,
It is necessary to invert the signal 609 to shape the waveform and stabilize the charge / discharge time constant. Furthermore, since the control by the diode has a large forward voltage loss (0.3 to 0.6V),
It is preferable to use a transmission gate. Although the above circuit is omitted in this section for simplification of description, there is no problem in principle. Next, the motor drive circuit will be described. FIG. 6- (d) is an example of the motor drive circuit in the present invention, and FIG. 6- (e) is FIG.
7 is a timing chart for explaining the circuit operation of (d). In FIG. 6- (d), 616 is 2 from the frequency divider circuit.
The second signal, 617 is the 128 Hz signal from the frequency dividing circuit, and 618 is the waveform-shaped output of the oscillation stop detection circuit described above. First, when the signal 618 is H, that is, in an oscillating state, the rising edge of the signal 616 from L to H is differentiated by the signal 617,
Output to NAND gate 623. It also outputs the falling edge from H to L to the NAND gate 624. Therefore motor 6
In 05, a pulse current flows in alternate directions once a second, and the hands of the clock can be moved. This operation is similar to the conventional drive circuit. If signal 618 is always high, then a conventional drive circuit is achieved. For example, the oscillation stops when the signal 618 remains H, and the signal 616 changes to the L, D type flip-flop (hereinafter FF
If the Q output of 622 is kept L, the output of NAND gate 623 is H, the output of NAND gate 624 is L, and the output is increased by drivers 625 and 626, and a large current flows to motor 605. It will be left as it is. But,
When the oscillation is stopped, the signal 618 becomes L and the NAND gates 623, 624
The motor terminals 619 and 620 are both set to L, so that the motor current does not flow. That is, the output control of the differentiating circuit composed of the inverter 621′FF622 and the NAND gates 623 and 624 is performed by the signal 618. Where o 1 ,
To make o 2 the same potential, use a driver 62 as another circuit.
Changing 5,626 to a NAND gate or a clocked gate and performing control with the signal 618 has the same effect and is another embodiment of the present invention. Or signal 616 to L and FF622 to H
You can set it to
上述した制御のタイミングチヤートを第6図−(e)に
示す。第6図−(e)で、616′は2秒信号波形、617′
は128Hz信号波形,618′は発振停止検出信号波形,619′,
620′は第6図−(d)におけるドライバー625,626の出
力波形を各々示す。図中616′,617′における斜線部
は、発振停止したためにHかLか不定であることを示
す。第6図−(d)で説明したように、この発振停止区
間では、619′,620′はLを保持している。実際の時計
回路では、VDDアースのため、o1,o2出力は通常Hでアク
テイブLの負論理であるが、本項は、説明上全て正論理
とした。The timing chart of the above control is shown in FIG. 6- (e). In FIG. 6- (e), 616 'is a 2-second signal waveform, 617'.
Is the 128Hz signal waveform, 618 'is the oscillation stop detection signal waveform, 619',
Reference numeral 620 'shows the output waveforms of the drivers 625 and 626 in FIG. 6- (d). The shaded areas 616 'and 617' in the figure indicate that it is indefinite between H and L because the oscillation is stopped. As explained in FIG. 6- (d), 619 'and 620' hold L in this oscillation stop section. In an actual clock circuit, since V DD is grounded, the o 1 and o 2 outputs are normally H and have a negative logic of active L. However, for the sake of explanation, all of the items are positive logic.
この様にすれば、電子回路の非作動状態で、モーターの
消費エネルギーを停止させる事ができ、一次電源の充電
エネルギーを二次電源がov付近の電子回路の非作動状態
からスムーズ立ち上げる為に利用できる。従つて時計動
作を始動させるスピードを早める事にも役立つ。By doing this, the energy consumption of the motor can be stopped while the electronic circuit is not operating, and the charging energy of the primary power supply can be smoothly started from the non-operating state of the electronic circuit when the secondary power supply is near ov. Available. Therefore, it is also useful for accelerating the speed of starting the clock operation.
次に、一次電源からの充電エネルギーで二次電源を充電
する際、二次電源が空の状態から電子回路・表示手段が
作動可能状態になる電圧まで立ち上げる時間について考
察してみる。携帯電子時計の様に最も消費エネルギの少
ない場合について考えると、現在の消費エネルギーは、
1〜2μW程度であると考えられる。1日分のエネルギ
ーとしては従つて12〜24μWH必要とされる。一方一次電
源からの充電エネルギーは、太陽電池の場合を例にとる
と、光−電気変換効率10%と仮定し、直射日光の最大エ
ネルギー100mW/cm2、時計表示板上で取り出せる太陽電
池の1セル当りの面積を0.3cm2としても、一次電源の取
出しエネルギーは、100×0.1×0.3=3(mW)程度しか
ない。この充電エネルギーで2次電源をovからモジユー
ルの作動が可能になると思われる1.0vまで立ち上げるに
は、2次電源の容量を、モジユールの消費エネルギーの
2日分程度とした場合でも、2×(12〜24)×60/3000
×0.5=1〜2(分)の間は、モジユールが作動しない
事となる。この時間は、強い太陽光下のもとでの仮定で
あり室内等の光の弱い所では、数10分〜数時間も待たな
いと2次電源がチヤジアツプできず、従つてモジユール
が作動しないという不具合が生ずる。Next, when charging the secondary power supply with the charging energy from the primary power supply, let us consider the time required for the secondary power supply to rise from an empty state to a voltage at which the electronic circuit / display means becomes operable. Considering the case of the least energy consumption such as a portable electronic timepiece, the current energy consumption is
It is considered to be about 1 to 2 μW. Therefore, 12 to 24 μWH is required as energy for one day. Meanwhile the charging energy from the primary power supply, taking the case of a solar cell as an example, the light - assuming electrical conversion efficiency of 10%, the maximum energy 100 mW / cm 2 of direct sunlight, the first solar cell that can be extracted by the clock display board Even if the area per cell is 0.3 cm 2 , the energy taken out from the primary power source is only about 100 × 0.1 × 0.3 = 3 (mW). With this charging energy, the secondary power supply can be activated from ov to 1.0v, which is considered to enable the module to operate. To increase the capacity of the secondary power supply to about 2 days of the energy consumption of the module, 2 x (12-24) x 60/3000
The module will not operate for x0.5 = 1 to 2 (minutes). This time is an assumption under strong sunlight, and in places where the light is weak such as indoors, the secondary power supply cannot be charged until it waits several tens of minutes to several hours, and accordingly the module does not work. A problem occurs.
この不具合を解決し、消費者が電子時計をその止り状態
から即スタートさせる手法について、以下に詳述する。A method for solving this problem and allowing the consumer to immediately start the electronic timepiece from its stopped state will be described in detail below.
第7図−(a)は、この即スタートを可能ならしめる基
本構成図、また、第7図−(b)は太陽電子付電池時計
における発振停止検出回路の一実施例である。以下、第
7図−(a),−(b)について構成を述べる。FIG. 7- (a) is a basic configuration diagram for enabling this immediate start, and FIG. 7- (b) is an embodiment of an oscillation stop detection circuit in a battery clock with solar electronics. The configuration will be described below with reference to FIGS. 7- (a) and 7- (b).
太陽電池701は時計回路702と二次電池703とに電源供給
するため、逆流防止ダイオード704を介して、充電ルー
プを作つている。ここで時計回路と2次電池との電源間
にトランスミツシヨンゲート705が直列接続され、その
制御信号713は時計回路702に含まれる発振停止検出回路
の出力である。発振停止検出回路は、第7図−(b)に
示す如く発振回路708の基準信号及びインバーター709に
よる反転信号をトランスミツシヨンゲート706,707に各
々制御信号として加え、コンデンサ710,711及び抵抗712
の充放電ループを制御する。The solar cell 701 forms a charging loop via the backflow prevention diode 704 for supplying power to the clock circuit 702 and the secondary battery 703. Here, a transmission gate 705 is connected in series between the power source of the timepiece circuit and the secondary battery, and its control signal 713 is the output of the oscillation stop detection circuit included in the timepiece circuit 702. As shown in FIG. 7- (b), the oscillation stop detection circuit applies the reference signal of the oscillation circuit 708 and the inverted signal from the inverter 709 to the transmission gates 706 and 707, respectively, as control signals, and the capacitors 710 and 711 and the resistor 712.
Control the charge and discharge loop of.
次に作用について述べる。今、発振停止状態とすると、
発振回路708の出力は、H(高電位)あるいはL(低電
位)のまま保持されるため、トランスミツシヨンゲート
706,707は何れかがOFFのまま保持され、コンデンサ711
の電荷は抵抗712により放電されて、制御信号713はL
(Vssレベル)となる。この結果、トランスミツシヨン
ゲート705は、OFFして、二次電池703の時計回路702とは
非導通状態となる。従がつてこの状態では太陽電池が光
を受ければ、時計回路702には、二次電池703がOVであつ
ても大陽電池からの起電圧が発生する。以上が即スター
トさせる方法の基本原理であり、これ以外にも次の手法
を採用できる。例えば、一端発振開始すれば、発振停止
検出回路の出力713はHとなりトランスミツシンゲート
はONしてしまう。従がつて発振状態では、二次電池電圧
を検出し、ある電圧以上の時始めてONするように制御信
号713とANDゲートを組んでトランスミツシヨンゲート70
5を制御すればよい。また、二次電池を充電するために
は、トランスミツシヨンゲート705のON抵抗を高くして
少しづつ充電する、あるいは断続的にスイツチングを繰
返して充電する、あるいは別の充電経路を設ける等の回
路手段が考えられる。何れにしても、論理回路を設計す
る上で、基準クロツクが必要となり、一旦時計回路に高
電圧が発生すれば発振が開始して種々の電源制御を行な
うことができる。Next, the operation will be described. Now when the oscillation is stopped,
Since the output of the oscillator circuit 708 is maintained as H (high potential) or L (low potential), the transmission gate
Either 706 or 707 is kept OFF, and capacitor 711
Is discharged by the resistor 712, and the control signal 713 becomes L
(Vss level). As a result, the transmission gate 705 is turned off and the clock circuit 702 of the secondary battery 703 is brought out of conduction. Therefore, in this state, if the solar cell receives light, the electromotive voltage from the Taiyo battery is generated in the clock circuit 702 even if the secondary battery 703 is OV. The above is the basic principle of the method for starting immediately, and the following method can be adopted in addition to this. For example, if the oscillation is started once, the output 713 of the oscillation stop detection circuit becomes H and the transmitting gate is turned ON. Therefore, in the oscillating state, the secondary battery voltage is detected, and when the voltage exceeds a certain voltage, the control signal 713 and an AND gate are combined to form a transmission gate 70.
You can control 5. In addition, in order to charge the secondary battery, the ON resistance of the transmission gate 705 is increased to charge little by little, or charging is performed by intermittently repeating switching, or a circuit such as another charging path is provided. Means are considered. In any case, a reference clock is required in designing the logic circuit, and once a high voltage is generated in the clock circuit, oscillation starts and various power supply control can be performed.
第7図−(c)は本発明の一応用例であり、太陽電池付
電子時計の電源制御方式を示す回路図である。FIG. 7- (c) is an application example of the present invention and is a circuit diagram showing a power supply control system of an electronic timepiece with a solar cell.
以下第7図−(c)について電源制御の説明をする。ま
ず二次電池703は低電圧状態即ち電子回路の非作動状態
とする。The power supply control will be described below with reference to FIG. 7- (c). First, the secondary battery 703 is set to a low voltage state, that is, the electronic circuit is inactive.
発振回路708の発振信号723が発振していないとすると発
振停止検出回路717が停止を検出し制御信号713がLとな
つてトランスミツシヨンゲート714がON,トランスミツシ
ヨンゲート715,705がOFFとなる。If the oscillation signal 723 of the oscillation circuit 708 does not oscillate, the oscillation stop detection circuit 717 detects the stop, the control signal 713 becomes L, the transmission gate 714 turns ON, and the transmission gates 715 and 705 turn OFF.
このため、発振回路708の電源720は、昇圧回路719によ
る昇圧電源721とOFF、太陽電池側電源722とONしてお
り、ここで太陽電池701に光を与えると発振回路708、発
振停止検出回路717、論理回路718に発振可能な電圧が供
給され、発振開始する。発振開始すると昇圧に必要な昇
圧クロツク724が発生して、昇圧回路719は、二次電池70
3の昇圧を開始し、昇圧電源721に高電圧が発生する。一
方、電源ゲートは発振開始によりトランスミツシヨンゲ
ート714がOFF、トランスミツシヨンゲート715,705がON
するため、時計回路702の電源系は、太陽電池701が二次
電池703を充電し、二次電池703を昇圧した高電圧により
時計回路702が動作することになる。すなわち二次電池
が低電圧でも時計は動作することとなる。Therefore, the power supply 720 of the oscillator circuit 708 is turned off by the booster power supply 721 by the booster circuit 719 and turned on by the solar battery side power supply 722, and when light is applied to the solar battery 701, the oscillator circuit 708, the oscillation stop detection circuit. A voltage capable of oscillating is supplied to 717 and the logic circuit 718, and oscillation starts. When oscillation starts, the boost clock 724 required for boosting is generated, and the boost circuit 719 turns the secondary battery 70
The boosting of 3 is started, and a high voltage is generated in the boosting power source 721. On the other hand, in the power supply gate, the transmission gate 714 turns off and the transmission gates 715 and 705 turn on due to the start of oscillation.
Therefore, in the power supply system of the clock circuit 702, the solar cell 701 charges the secondary battery 703, and the clock circuit 702 operates by the high voltage boosted by the secondary battery 703. That is, the watch operates even if the secondary battery has a low voltage.
注)第7図−(c)における昇圧回路718は液晶表示用
に汎用化されているコンデンサ方式の物で詳細は略す。
昇圧電源721を安定化するためには、二次電圧を検出
し、昇圧の倍率を電圧に応じて可変させること、定電圧
回路を通すこと等が考えられるが、ここでは略す。論理
回路718は、時計に必要な回路を総まとめしたものであ
る。発振停止検出回路717は第7図−(b)と同一であ
る。Note) The step-up circuit 718 in FIG. 7- (c) is a capacitor type that is widely used for liquid crystal display, and its details are omitted.
In order to stabilize the booster power source 721, it is conceivable to detect the secondary voltage and change the boosting ratio according to the voltage, to pass a constant voltage circuit, etc., but this is omitted here. The logic circuit 718 is a group of circuits necessary for the clock. The oscillation stop detection circuit 717 is the same as in FIG. 7- (b).
この様に時計回路と2次電池とをスイツチング回路によ
り電源接続し、発振停止状態においてこの接続を開放と
なる様構成すれば即スタートが可能となる。In this way, if the clock circuit and the secondary battery are connected to the power supply by the switching circuit and the connection is opened when the oscillation is stopped, the start can be started immediately.
さらに、これを実用に共する様さらに工夫した他の実施
例について以下に述べる。Furthermore, another embodiment in which this is further devised so as to be practically used will be described below.
第8図は、他の実施例を示す充放電電源制御方式の回路
図である。第8図において、802は電子回路であり、時
刻表示手段を駆動させる為の時計回路を備えている。こ
の電子回路は、一次電源である太陽電池801と二次電源
であるコンデンサ803から電源供給可能である。第8図
において809は時計負荷変動吸収用の平滑コンデンサ807
と808は逆流阻止ダイオード、804は過電圧防止トランジ
スタ、805は充電用トランジスタ、806は放電用トランジ
スタである。初期状態において太陽電池801の発生電圧
(Vss)がダイオード808の順方向電圧を越え、時計回路
電圧(Vss)が最低作動開始電圧以上になると時計機能
が開始される。ここで充電用トランジスタ805はVssが最
低作動開始電圧以上になるまでONしない。時計機能開始
後充分な照度が維持されると、照度に対応した電圧上昇
・下降分に対応して805がON・OFFされる。ここで平滑コ
ンデンサ809は、時刻表示手段を駆動させる為の運針モ
ータの駆動による電圧変動を吸収するとともに、805の
スイツチングによる電圧変動も吸収する。又、時計回路
の最低作動開始電圧は最低作動電圧よりも高くその差分
が制御マージンとなり時計回路をより停止させない様に
働く。この様にして時計回路の駆動を妨げる異なく太陽
電池の発生余剰電流によりコンデンサ803への充電が行
なわれる。充電完了後はコンデンサ803の過電圧を妨ぐ
ため定格電圧以上になるとトランジスタ804がONする。
次に照度が極端に低下した場合はコンデンサ電圧(Vs
c)が太陽電池電圧(VsB)より高くなりその差分の検出
によつて放電用トランジスタ806がオンし、電子回路802
はコンデンサから電源供給を受ける事になる。ダイオー
ド807,808は放電時の損失を妨ぐために設置される。ま
た放電中にVssが最低作動電圧以下(時計機能停止)に
なると806はオフしコンデンサー803の無用の放電を禁止
させる。つまり時計の非作動電圧領域においての損失は
主にコンデンサ803の自己放電だけとなる。FIG. 8 is a circuit diagram of a charging / discharging power supply control system showing another embodiment. In FIG. 8, reference numeral 802 is an electronic circuit provided with a clock circuit for driving the time display means. This electronic circuit can be supplied with power from a solar cell 801 which is a primary power source and a capacitor 803 which is a secondary power source. In FIG. 8, 809 is a smoothing capacitor 807 for absorbing load fluctuations of the clock.
Reference numerals 808 and 808 are reverse-current blocking diodes, 804 is an overvoltage protection transistor, 805 is a charging transistor, and 806 is a discharging transistor. In the initial state, when the generated voltage (Vss) of the solar cell 801 exceeds the forward voltage of the diode 808 and the clock circuit voltage (Vss) becomes equal to or higher than the minimum operation start voltage, the clock function is started. Here, the charging transistor 805 does not turn on until Vss becomes equal to or higher than the minimum operation start voltage. If sufficient illuminance is maintained after the clock function starts, the 805 will be turned ON / OFF in response to the amount of voltage increase / decrease corresponding to the illuminance. Here, the smoothing capacitor 809 absorbs the voltage fluctuation due to the driving of the hand movement motor for driving the time display means, and also absorbs the voltage fluctuation due to the switching of 805. Further, the minimum operation starting voltage of the timepiece circuit is higher than the minimum operation voltage, and the difference serves as a control margin to prevent the timepiece circuit from further stopping. In this way, the capacitor 803 is charged by the surplus current generated by the solar cell without disturbing the driving of the clock circuit. After charging is completed, the transistor 804 is turned on when the voltage exceeds the rated voltage in order to prevent overvoltage of the capacitor 803.
Next, when the illuminance drops extremely, the capacitor voltage (Vs
c) becomes higher than the solar cell voltage (Vs B ), the discharge transistor 806 is turned on by the detection of the difference, and the electronic circuit 802
Will be powered by the capacitor. The diodes 807 and 808 are installed to prevent loss during discharge. If Vss becomes lower than the minimum operating voltage (clock function stops) during discharging, 806 is turned off to prohibit unnecessary discharging of the capacitor 803. That is, the loss in the non-operating voltage region of the timepiece is mainly due to the self-discharge of the capacitor 803.
この方式によりovから二次電源を耐電圧までの電源電圧
の広い変動に対し安定した充放電システムを得る事がで
きる。With this method, a stable charging / discharging system can be obtained against a wide variation of the power supply voltage from ov to the withstand voltage of the secondary power supply.
次に、本発明の様に容量が少ない場合、使用者にその残
存容量を何らかの方法で知らせる事が実用性を高める。
これは、容量と電圧が関数関係にある場合が有利であ
る。本発明では例えば、第9図−(a)に示す様なコン
デンサーの場合は、初期の電圧E0としてt時間経過した
後の電圧Eとすれば次式で表わされる。Next, when the capacity is small as in the present invention, it is more practical to inform the user of the remaining capacity by some method.
This is advantageous when there is a functional relationship between capacitance and voltage. In the present invention, for example, in the case of a capacitor as shown in FIG. 9- (a), if the initial voltage E 0 is the voltage E after t time has elapsed, it is expressed by the following equation.
ここで、Rは時計負荷抵抗、Cはコンデンサー容量であ
る。この場合、時計体の作動停止電圧をEnとすれば、残
存容量は電圧として換算する事ができる。 Here, R is a watch load resistance, and C is a capacitor capacity. In this case, if the operation stop voltage of the timepiece is En, the remaining capacity can be converted as a voltage.
第9図−(b)は、固定電解質電池を使用した場合の、
定電流負荷放電曲線である。同様なパラメーターを使用
すると、次式で表わされる。FIG. 9- (b) shows the case of using a fixed electrolyte battery.
It is a constant current load discharge curve. Using similar parameters,
cは固体電解質電池の容量、iは負荷消費電流である。 c is the capacity of the solid electrolyte battery, and i is the load current consumption.
この様に本発明に適用する蓄電手段は、電圧と残存容量
が関数関係にあるので、次に示す様な方策により残存容
量表示が可能となる。As described above, in the power storage means applied to the present invention, since the voltage and the remaining capacity have a functional relationship, the remaining capacity can be displayed by the following measures.
第10図は、電気−光学変換素子のうちで液晶表示パネル
を用いた場合の残存容量表示方法の一例である。FIG. 10 is an example of a remaining capacity display method when a liquid crystal display panel is used among the electro-optical conversion elements.
1001,1002は上下パネルガラス、1003,1004は上下の偏光
板、1005,1006はそれぞれ上下の透明電極である。上下
パネルガラスの間に液晶が挾持され表示パネルを形成す
る周知の構造である。又1009はシール剤である。ここ
で、前記透明電極の一部分にポリイミド等の液晶配向を
抑制する薄膜1007,1008をかぶせるとすれば、この電極
部分は、a,b,cの3区分され、二次電源電圧の低い時即
ち容量の少ない時は、aのみ点灯し、電圧が中位の時は
a,bか、又、電圧が高い時はa,b,c全部が点灯する事にな
り、残存容量を容易に表示できる。点灯・非点灯の電圧
レベルは、前記107,108の薄膜の厚みをコントロールす
る事で容易にシフトできる。この薄膜の厚みを何段にも
とれば、分解能の高いリニアー残存容量表示が可能とな
る。1001 and 1002 are upper and lower panel glasses, 1003 and 1004 are upper and lower polarizing plates, and 1005 and 1006 are upper and lower transparent electrodes, respectively. This is a well-known structure in which a liquid crystal is sandwiched between upper and lower panel glasses to form a display panel. 1009 is a sealant. Here, if a thin film 1007, 1008 of polyimide or the like for suppressing liquid crystal orientation is covered on a part of the transparent electrode, this electrode part is divided into three parts a, b, c, that is, when the secondary power supply voltage is low, that is, When the capacity is low, only a lights up, and when the voltage is medium,
When the voltage is high, a, b, or a, b, c are all turned on, and the remaining capacity can be easily displayed. The voltage level of lighting / non-lighting can be easily shifted by controlling the thickness of the thin films 107 and 108. If the thin film has multiple thicknesses, it is possible to display a linear remaining capacity with high resolution.
一方、表示手段が指針式の場合は、外観上から表示手段
と残存容量表示手段を兼用する方がデザイン的に好まし
い。これは、すでに実用化されている電圧を検知して、
秒針を異常表示例えば2秒ステツプにする方法が適用で
きる。前述した電解液を使用した化学電池と異なり、コ
ンデンサーの場合は、電圧変動範囲が広いので、この電
圧検知レベルを複数とる事が容易である。この場合は、
秒針の運針ステツプを電圧が低い程間隔をあけ4秒ステ
ツプ、8秒ステツプという様にしていく事が使用者に自
然の感じを与える。On the other hand, when the display means is of the pointer type, it is preferable in terms of design that both the display means and the remaining capacity display means are combined in terms of design. This detects the voltage that has already been put to practical use,
A method of displaying an abnormality on the second hand, for example, a step of 2 seconds can be applied. Unlike the above-described chemical battery using an electrolytic solution, a capacitor has a wide voltage fluctuation range, and thus it is easy to set a plurality of voltage detection levels. in this case,
The lower the voltage of the second hand movement step is, the longer the interval is, and the fourth step or 8 seconds step is given to give the user a natural feeling.
他の残存容量の表示方法として、以下に充電時と放電時
の検出電圧レベルを変え、使用者が光電行為を完全にす
る様に警告する回路形式を提案する。As another display method of the remaining capacity, a circuit form is proposed below in which the detection voltage level at the time of charging and discharging is changed and the user is warned to complete the photoelectric action.
先ず、この考え方を第11図を使つて説明する。第11図
は、電源電圧(時計電子回路の電源となる電圧)の変化
に対する異常表示(以下BLDと略す)の区間を表わすグ
ラフであり、縦軸に電圧V、横軸に時間Tを示す。コン
デンサを2次電池とし、太陽電池による充電と、時計負
荷との放電が繰り返され、第11図の1101で示したような
該コンデンサの電圧カーブをしたとすると、電圧カーブ
が第1の電圧レベル1102を下降時に横切つた時から、第
2の電圧レベル1103に上昇するまでの間を点線で示して
ある。この点線区間がBLD区間である。以下第12図を用
いて、その基本回路について述べる。First, this concept will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a graph showing a section of an abnormal display (hereinafter abbreviated as BLD) with respect to a change in the power supply voltage (voltage used as the power supply of the timepiece electronic circuit), in which the vertical axis represents the voltage V and the horizontal axis represents the time T. If the capacitor is a secondary battery, charging with the solar cell and discharging with the watch load are repeated, and the voltage curve of the capacitor is 1101 in FIG. 11, the voltage curve is the first voltage level. A dotted line is shown from when the 1102 is traversed during the descent to when it rises to the second voltage level 1103. This dotted line section is the BLD section. The basic circuit will be described below with reference to FIG.
第12図は、前記残存容量表示を可能ならしめる回路構成
の一例である。1201は太陽電池、1203は時計回路、1204
は電荷を貯え2次電池の役割をするコンデンサ、1205は
暗い時にコンデンサから太陽電池への逆流を防ぐ逆流防
止用ダイオードである。まず、電圧検出をするための基
準となる定電圧発生回路1202によつてコンデンサ1204の
電圧変動に依存しない(実際には、わずかに変化する
が、無視できる。)定電圧出力1215(Vref)を得る。定
電圧発生回路は一般にはMOSトランジスタのVTHを基準に
作られ、詳細の説明は省略する。定電圧出力1215は、コ
ンパレータ1206,1207に入力され、各々のコンパレータ
の一方の比較電圧は、電源を抵抗1216,1217,1218で分割
して得られる高電圧入力と低電圧入力である。以下に、
第12図に示す回路のコンパレータ1206、1207を用いたBL
D表示動作を、第11図に示すタイミングチャートに基づ
き詳細に説明する。FIG. 12 is an example of a circuit configuration that enables the remaining capacity display. 1201 is a solar cell, 1203 is a clock circuit, 1204
Is a capacitor that stores electric charge and acts as a secondary battery, and 1205 is a backflow prevention diode that prevents backflow from the capacitor to the solar cell when it is dark. First, a constant voltage output circuit 1215 (Vref) that does not depend on the voltage fluctuation of the capacitor 1204 by the constant voltage generation circuit 1202 serving as a reference for voltage detection (actually, slightly changes, but can be ignored). obtain. The constant voltage generating circuit is generally formed based on the V TH of the MOS transistor, and detailed description will be omitted. The constant voltage output 1215 is input to the comparators 1206 and 1207, and one comparison voltage of each comparator is a high voltage input and a low voltage input obtained by dividing the power supply by the resistors 1216, 1217 and 1218. less than,
BL using the comparators 1206 and 1207 of the circuit shown in FIG.
The D display operation will be described in detail based on the timing chart shown in FIG.
同図に示すよう、コンデンサ1204の端子電圧V100は、
R1、R2、R3の分圧回路によりV110、V120の電圧に分圧さ
れる。As shown in the figure, the terminal voltage V 100 of the capacitor 1204 is
It is divided into the voltages of V 110 and V 120 by the voltage dividing circuit of R 1 , R 2 and R 3 .
コンパレータ1206、1207は、定電圧発生回路1202から出
力される基準電圧Vrefと、前記電圧V110、V120とを比較
し、V210、V220というHまたはLレベルの信号を出力す
る。Comparators 1206 and 1207 compare the reference voltage Vref output from the constant voltage generation circuit 1202 with the voltages V 110 and V 120, and output H 210 or V 220 H or L level signals.
そして、これらの出力信号V210、V220は、それぞれフリ
ップフロップ1208およびANDゲート1210で構成された立
ち上がり微分回路A、フリップフロップ1209およびNOR
ゲート1211で構成された立ち下がり微分回路Bにより微
分波形V310、V320に加工され、NORゲート1212、1213で
構成されたラッチ回路Cに入力される。これによりラッ
チ回路Cからは、V400のような波形が出力され、インバ
ータ1214は、V500のような信号を時計回路1203に向け出
力される。These output signals V 210 and V 220 are output to a rising differentiating circuit A composed of a flip-flop 1208 and an AND gate 1210, a flip-flop 1209 and a NOR, respectively.
The falling differential circuit B composed of the gate 1211 processes the differential waveforms V 310 and V 320 , and the differential waveforms are input to the latch circuit C composed of the NOR gates 1212 and 1213. As a result, the latch circuit C outputs a waveform such as V 400 , and the inverter 1214 outputs a signal such as V 500 to the clock circuit 1203.
このインバータ1214の出力V500のHレベルの区間が、前
記BLD区間となる。時計回路1203は、インバータ1214の
出力V500がHレベルの区間の時にBLD表示を行うようゲ
ート回路が構成される。BLD表示は、デジタル時計表示
の場合、表示桁のフラッシング、アナログ表示式時計の
場合は秒針の2秒飛び運針が好ましいが、本実施例にお
いては具体的には限定されない。いずれにしても、通常
の状態とBLD区間の状態は、何らかの形で、時計使用者
に識別できればよい。The H level section of the output V 500 of the inverter 1214 is the BLD section. The clock circuit 1203 has a gate circuit configured to perform BLD display when the output V 500 of the inverter 1214 is in the H level section. The BLD display is preferably a flashing of a display digit in the case of a digital timepiece display, and a 2-second jumping hand of a second hand in the case of an analog display timepiece, but is not specifically limited in this embodiment. In any case, the normal state and the state of the BLD section may be identified by the clock user in some way.
なお、前記微分回路A,Bの微分パルス巾は、時計回路120
3に含まれる分周回路からの高周波クロック信号1219に
よって決まる。The differential pulse width of the differentiating circuits A and B is the same as that of the clock circuit 120.
Determined by the high frequency clock signal 1219 from the divider included in 3.
次に、前記基準電圧Vrefと、2つの基準電圧V1、V2との
関係を説明する。Next, the relationship between the reference voltage Vref and the two reference voltages V 1 and V 2 will be described.
コンパレータ1206、1207に入力される分圧電圧V110、V
120は、次の(1)、(2)式に従って、コンデンサ120
4の端子電圧V100を分圧した電圧である。Divided voltage V 110 , V input to comparators 1206, 1207
120 is a capacitor 120 according to the following equations (1) and (2).
It is a voltage obtained by dividing the terminal voltage V 100 of 4.
コンパレータ1206、1207に入力される基準電圧Vrefを、
コンデンサ1204の端子電圧V100と同じレベルで考えるた
めには、この基準電圧Vrefが分圧されたものであると考
え、その値を、分圧回路R1、R2、R3による分圧前の電圧
に変換してやる必要がある。すなわち、次の(3)、
(4)式に従い、この基準電圧Vrefを、分圧回路による
分圧前の電圧V1、V2に変換してやる必要がある。これ
が、本発明でいう2つの基準電圧V1、V2である。 The reference voltage Vref input to the comparators 1206 and 1207 is
In order to consider it at the same level as the terminal voltage V 100 of the capacitor 1204, it is considered that this reference voltage Vref is divided, and the value is divided by the voltage dividing circuits R 1 , R 2 and R 3 before voltage division. It is necessary to convert into the voltage of. That is, the following (3),
According to the equation (4), it is necessary to convert the reference voltage Vref into the voltages V 1 and V 2 before being divided by the voltage dividing circuit. This is the two reference voltages V 1 and V 2 referred to in the present invention.
すなわち、各コンパレータ1206、1207で分圧電圧V110、
V120を、基準電圧Vrefと比較するということは、コンデ
ンサ1204の端子電圧V100そのものを、2つの基準電圧
V1、V2と比較するということを意味する。 That is, the divided voltage V 110 in each comparator 1206, 1207,
Comparing V 120 with the reference voltage Vref means that the terminal voltage V 100 of the capacitor 1204 itself is
It means to compare with V 1 and V 2 .
したがって、第12図で示す回路では、定電圧発生回路12
02から1種類の基準電圧Vrefしか出力してないが、この
基準電圧Vrefと、前記分圧回路R1、R2、R3の動作を組み
合わせることにより、コンパレータ1206はコンデンサ12
04は端子電圧V100と基準電圧V1とを比較し、他方のコン
パレータ1207は端子電圧V100と他の基準電圧V2とを比較
していることになる。Therefore, in the circuit shown in FIG.
02 outputs only one type of reference voltage Vref, but by combining the operation of the reference voltage Vref and the voltage dividing circuits R 1 , R 2 and R 3 with each other, the comparator 1206 causes the capacitor 12
This means that 04 compares the terminal voltage V 100 with the reference voltage V 1, and the other comparator 1207 compares the terminal voltage V 100 with another reference voltage V 2 .
すなわち、定電圧発生回路1202と、3つの抵抗1216、12
17、1218からなる分圧回路との組み合わせによって、2
つの基準電圧V1、V2を設定する基準電圧設定部を構成す
ることになる。That is, the constant voltage generating circuit 1202 and the three resistors 1216, 12
By combining with the voltage dividing circuit consisting of 17 and 1218, 2
A reference voltage setting unit for setting the two reference voltages V 1 and V 2 will be configured.
この事により従来の電子時計にない2点のBLD警告すな
わち、充電時には「BLDの終了によつて充分な電圧まで
充電されたこと」放電時には「BLDの開始によつて残存
容量が残りわずかなこと」を知らしめることができる。
従つて、使用者は、BLDを確認しながら充電すればその
後充分時計は動き、充電が必要な最低限のレベルまでBL
Dが開始しないため、通常はBLDのわずらわしさに気を乱
すことがない。Due to this, there are two BLD warnings that conventional electronic timepieces do not have. That is, "when the BLD ends, the battery has been charged to a sufficient voltage" during discharge, and when "the BLD starts, the remaining capacity is very small." Can be announced.
Therefore, if the user charges the battery while checking the BLD, then the clock will move sufficiently and the BL will reach the minimum level required for charging.
Since D doesn't start, BLD usually doesn't disturb you.
次に、時刻表示手段へ信号を導くための時計回路の省力
化が必要となる。時刻表示手段が指針表示式の場合は、
すでに開示され実用に供しているパルス制御回路を時計
回路の駆動回路として用いることが望ましい。これにつ
いて従来の方式と、本発明に用いる実施例とを並列して
以後詳述する。Next, it is necessary to save the labor of the clock circuit for guiding the signal to the time display means. If the time display means is a pointer display type,
It is desirable to use the pulse control circuit already disclosed and put to practical use as the drive circuit of the timepiece circuit. This will be described in detail below in parallel with the conventional method and the embodiment used in the present invention.
従来の指針表示式太陽電池時計において、時刻表示手段
の駆動源となるモーターの駆動方式は、1秒毎に通6〜
8msecのパルス幅でモーターを駆動している。従つて、
モーターの平均消費電流(1秒当りの積分値)は、2〜
3μAに達し、必然的に二次電池の容量も大きい物が要
求される。その結果、時計の厚みやサイズは一般の時計
よりも制約を受け、特に腕時計にあつては、太陽電池の
薄形化は極めて困難な課題であつた。一方、モーターの
低Power化に関しては種々の方式が提案・実用化されて
おり、中でも低Powerと信頼性面から下記に述べる方法
が最も優れている。In the conventional pointer display type solar cell timepiece, the drive system of the motor which is the drive source of the time display means is 6 to 6 every 1 second.
The motor is driven with a pulse width of 8 msec. Therefore,
Average current consumption of motor (integrated value per second) is 2 to
It is required to have a secondary battery having a capacity of 3 μA and a large capacity. As a result, the thickness and size of the timepiece are more restricted than those of general timepieces, and especially for wristwatches, it has been extremely difficult to make solar cells thinner. On the other hand, various methods have been proposed and put to practical use for lowering the power of the motor. Among them, the method described below is the most excellent in terms of low power and reliability.
通常の運針を行なうための第1のパルスと、第1のパル
スよりもパルス幅の広い第2のパルスとを少なくとも設
け、第1のパルスによるモーターの回転・非回転を検出
し、モーターが非回転の時第2のパルスを出力してモー
ターを駆動する。第1のパルスは、モーターが回転し得
る最少パルス幅から、輪列負荷等を考慮した最大パルス
幅まで複数種のパルス状態を選択可能とし、モーターの
非回転検出後は、より幅の広いステツプへ、ある回数連
続回転した後は、より幅の狭いステツプへ移行するよう
制御される。At least a first pulse for performing normal hand movement and a second pulse having a wider pulse width than the first pulse are provided to detect rotation / non-rotation of the motor due to the first pulse, and When rotating, it outputs a second pulse to drive the motor. For the first pulse, multiple types of pulse states can be selected from the minimum pulse width that allows the motor to rotate to the maximum pulse width that takes into consideration the train wheel load, etc., and a wider step after the motor non-rotation is detected. After a certain number of continuous rotations, control is performed to shift to a narrower step.
上記のモーター駆動に関する方式を以下イーグルと呼
ぶ。以上のイーグル方式でモーター駆動・制御すれば、
低Powerで高信頼性の太陽電池付電子時計が可能となる
が、主に以下の技術課題により実現されていない。第1
の課題は、太陽電池付時計の場合、二次電池が充放電に
より広範囲(0〜2V程度)に電圧変動するため、イーグ
ルで必要なモーターの回転検出の動作が不安定になるこ
と。第2の課題は、充電により二次電池がイーグル動作
可能な電圧に達しても、最適なパラメーター(パルス幅
等)を初期設定することが難かしい点である。従つて、
現状の太陽電池付時計は、モーターの電流消費をカバー
する大きな容量の二次電池を採用し、モーターの電流消
費を改善するよりも、二次電池の容量増加に対策を構じ
ている。The above method for driving the motor is hereinafter referred to as an eagle. If you drive and control the motor with the above eagle method,
Although a low power and highly reliable electronic timepiece with a solar cell is possible, it has not been realized mainly due to the following technical problems. First
The problem with is that in the case of a solar-powered watch, the voltage fluctuations of the secondary battery over a wide range (about 0 to 2V) due to charge and discharge make the operation of motor rotation detection necessary for the eagle unstable. The second problem is that it is difficult to initialize optimum parameters (pulse width and the like) even if the secondary battery reaches a voltage at which the secondary battery can operate in an eagle state by charging. Therefore,
The current solar-powered watch uses a large-capacity secondary battery that covers the current consumption of the motor, and takes measures to increase the capacity of the secondary battery rather than improving the current consumption of the motor.
本発明は、上記2点の課題を解決し、太陽電池付時計の
低Power化を促進するものである。The present invention solves the above two problems and promotes low power consumption of a solar cell timepiece.
第13図に本実施例の概ブロツク図を示す。第13図におい
て、1301は発振回路で、基準周波数(32768Hz)を発振
し、分周回路1302において最大1/2Hzまで分周される。1
303はパルス巾制御回路で、前述したイーグルのロジツ
ク回路部を示す。1304はモーターで、モーターの回転を
輪列を介して指針式表示装置に伝え、時刻をアナログ表
示する。1305は二次電池1307の電圧を検出する電圧検出
回路で、二次電池1307の電圧が任意の設定電圧(ここで
は1.2Vとする)以下になつた時Highレベル(以下Hと略
す。)を出力し、イーグル回路に伝える。1306は太陽電
池、1308は逆流防止用ダイオードを示す。点線9で囲ま
れた部分はロジツク回路としてIC化される部分である。
二次電池1307の電圧が1.2V以下の時、電圧検出回路1305
はHをイーグル1303に与え、イーグル回路1303における
モーターの回転検出機能は動作停止すると共に、モータ
ー駆動パルスは固定(パルス幅=6.8msec)される。ま
た、二次電池1307の電圧が1.2V以上になつた時、電圧検
出回路1305の出力はHからLowレベル(以下Lと略す)
に落ち、この立下りによつてワンシヨツトパルスを形成
して、パルス巾制御回路1303のロジツク状態を初期設定
する。FIG. 13 shows a schematic block diagram of this embodiment. In FIG. 13, reference numeral 1301 denotes an oscillating circuit, which oscillates a reference frequency (32768 Hz) and is divided by a dividing circuit 1302 to a maximum of 1/2 Hz. 1
Reference numeral 303 denotes a pulse width control circuit, which represents the above-mentioned Eagle logic circuit section. Reference numeral 1304 denotes a motor, which transmits the rotation of the motor to a pointer-type display device via a train wheel and displays the time in analog form. A voltage detection circuit 1305 detects the voltage of the secondary battery 1307. When the voltage of the secondary battery 1307 becomes equal to or lower than an arbitrary set voltage (here, 1.2 V), a high level (hereinafter abbreviated as H) is set. It outputs and transmits to the eagle circuit. 1306 is a solar cell, and 1308 is a backflow prevention diode. The part surrounded by the dotted line 9 is a part which is made into an IC as a logic circuit.
When the voltage of the secondary battery 1307 is 1.2V or less, the voltage detection circuit 1305
Applies H to the eagle 1303, the rotation detection function of the motor in the eagle circuit 1303 is stopped, and the motor drive pulse is fixed (pulse width = 6.8 msec). Further, when the voltage of the secondary battery 1307 becomes 1.2 V or more, the output of the voltage detection circuit 1305 is from H level to Low level (hereinafter abbreviated as L).
And a one-shot pulse is formed by this fall, and the logic state of the pulse width control circuit 1303 is initialized.
本実施例では、第1パルスのパルス巾を2.0,2.5,3.0,3.
5,4.0msecの5種設け、初期設定値は3msecが選択され
る。またモーターが120回(120秒)連続回転した時、第
1パルスのパルス巾が1ステツプ狭くなるとする。ここ
で、パルス巾を中間の3msecにした理由を以下に説明す
る。In this embodiment, the pulse width of the first pulse is 2.0, 2.5, 3.0, 3.
Five types of 5,4.0 msec are provided, and the initial setting value is 3 msec. When the motor is continuously rotated 120 times (120 seconds), the pulse width of the first pulse is narrowed by 1 step. Here, the reason why the pulse width is set to the intermediate value of 3 msec will be described below.
太陽電池の2次電池としてコンデンサーを使用した場合
充放電も非常に急速である。従つて、コンデンサ電圧が
OVの状態から2Vまで達するのに、直射日光下では3分を
要しない。この時、イーグルの初期設定を最大状態(第
1パルスのパルス幅が最も広いステツプ状態)にする
と、第1パルスが次の(より狭いパルス幅の)ステツプ
に移行する前にコンデンサ電圧が上昇し、2V付近でかな
り幅の広いパルスをモーターに印加することになる。こ
れは、Powerロスだけでなく、ローターの制動が効か
ず、2秒とびのミスリをおかすことになる。逆に、パル
ス幅制御回路の初期設定を最小状態(第1パルスのパル
ス幅が最も狭いステツプ状態)にした場合は、当然スタ
ート時点で電圧が低いため、第1パルスではモーターは
回転せず、無駄な電流を消費することとなる。従つて、
本発明は、パルス幅制御回路開始時の第1パルスのパル
ス幅設定をほぼ中央のステツプにすることで、前記危険
性を解決する。この様にする事で時刻表示手段に要する
消費エネルギーを減少する事ができ、容量の少ない二次
電源を用いた場合にも使用に耐え得る持続を持つ事が可
能となる。When a capacitor is used as a secondary battery of a solar cell, charging / discharging is also very rapid. Therefore, the capacitor voltage
It takes less than 3 minutes to reach 2V from OV under direct sunlight. At this time, if the initial setting of the eagle is set to the maximum state (step state in which the pulse width of the first pulse is the widest), the capacitor voltage rises before the first pulse shifts to the next step (with a narrower pulse width). In the vicinity of 2V, a very wide pulse is applied to the motor. Not only the power loss, but also the braking of the rotor doesn't work, and this misses every 2 seconds. On the contrary, when the initial setting of the pulse width control circuit is set to the minimum state (step state in which the pulse width of the first pulse is the narrowest), the voltage is naturally low at the start time, and therefore the motor does not rotate at the first pulse, It wastes current. Therefore,
The present invention solves the above-mentioned danger by setting the pulse width of the first pulse at the start of the pulse width control circuit to a substantially central step. By doing so, the energy consumption required for the time display means can be reduced, and even if a secondary power source with a small capacity is used, it is possible to maintain the durability for use.
以上説明したように、本発明によれば、二次電源の強制
充電開始電圧に対応した第1の基準電圧および充分大き
な値の充電終了電圧に対応した第2の基準電圧を予め設
定しておき、二次電源の電源電圧が第1の基準電圧以下
になると表示部に強制充電動作表示を行わせ、二次電源
の電源電圧が第2の基準電圧以上になると、強制充電動
作表示を終了するという構成とすることにより、前記強
制充電動作表示の開始により使用者に「二次電源の残存
容量がわずかなこと」を知らしめることができ、強制充
電表示の終了により、使用者に「十分な電圧の充電がな
されたこと」を知らしめることができ、これにより、使
用者は強制充電表示を確認しながら充電すれば、その後
も充分に時計が動き、しかも充電が必要な最低レベルま
で強制充電表示が再開されないため、通常はこの表示の
煩わしさに気を乱されることもないという効果がある。As described above, according to the present invention, the first reference voltage corresponding to the forced charging start voltage of the secondary power supply and the second reference voltage corresponding to the charging end voltage of a sufficiently large value are set in advance. , When the power supply voltage of the secondary power supply becomes equal to or lower than the first reference voltage, the display unit performs the forced charge operation display, and when the power supply voltage of the secondary power supply becomes equal to or higher than the second reference voltage, the forced charge operation display ends. With such a configuration, it is possible to inform the user that "the remaining capacity of the secondary power source is small" by starting the forced charging operation display, and by terminating the forced charging display, the user can say "sufficient The user can be informed that the voltage has been charged, and by doing so, the user can charge the battery while checking the forced charging display, and the watch will continue to operate sufficiently, and the battery will be charged to the minimum level required for charging. Display Because they are not open, there is an effect that is not normally also be disturbed attention to the hassle of this display.
第1図は、本発明の基本構成を示すブロツク図。 第2図は、本発明の充電手段に関する一実施例を示す太
陽電池の平面図。 第3図は、第2図に於るX-X′面の断面図。 第4図は、太陽電池の性能を示す電圧−電流特性。 第5図−(a)は、本発明に係る過充電防止手段を示す
第1の実施例。 第5図−(b)は、本発明に係る過充電防止手段を示す
第2の実施例。 第6図−(a)は、時刻表示手段に電気信号を与える電
子回路のブロツク図。 第6図−(b)は、発振停止検出回路の一例である。 第6図−(c)は、第6図−(b)におけるタイミング
チヤート図。 第6図−(d)は、本発明に係るモーター駆動回路の実
施例。 第6図−(e)は、第6図−(d)におけるタイミング
チヤート図。 第7図−(a)は、本発明に係る充電手段の一実施例を
説明する為の基本構成図。 第7図−(b)は、本発明に係る発振停止検出回路の一
実施例。 第7図−(c)は、本発明を応用した電子時計の電源制
御方式を示す一例。 第8図は、他の実施例を示す充放電電源制御方式の回路
図。 第9図は−(a)は、コンデンサーの時間−電圧を示す
定抵抗負荷放電特性。 第9図−(b)は、Li系の固体電解質電池の時間−電圧
を示す定電流負荷放電特性。 第10図は、本発明に係る残存容量表示手段のうち、時刻
表示手段として液晶を用いた場合の一実施例。 第11図は、本発明に係る残存容量表示手段のうち、時刻
手段として指針表示式を用いた場合の説明図。 第12図は、第11図における残存容量表示を行なわせる為
の回路構成の一例。 第13図は、本発明に係る時刻表示手段に、パルス巾制御
手段を応用した場合のブロツク図。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a solar cell showing an embodiment relating to the charging means of the present invention. FIG. 3 is a sectional view taken along the line XX ′ in FIG. FIG. 4 is a voltage-current characteristic showing the performance of the solar cell. FIG. 5- (a) is a first embodiment showing an overcharge preventing means according to the present invention. FIG. 5- (b) is a second embodiment showing the overcharge preventing means according to the present invention. FIG. 6- (a) is a block diagram of an electronic circuit that gives an electric signal to the time display means. FIG. 6- (b) is an example of the oscillation stop detection circuit. FIG. 6- (c) is a timing chart shown in FIG. 6- (b). FIG. 6- (d) is an embodiment of the motor drive circuit according to the present invention. FIG. 6- (e) is a timing chart shown in FIG. 6- (d). FIG. 7- (a) is a basic configuration diagram for explaining an embodiment of the charging means according to the present invention. FIG. 7- (b) shows an embodiment of the oscillation stop detection circuit according to the present invention. FIG. 7- (c) is an example showing a power supply control system for an electronic timepiece to which the present invention is applied. FIG. 8 is a circuit diagram of a charging / discharging power source control system showing another embodiment. FIG. 9- (a) is a constant resistance load discharge characteristic showing time-voltage of the capacitor. FIG. 9- (b) is a constant current load discharge characteristic showing time-voltage of a Li-based solid electrolyte battery. FIG. 10 shows an embodiment in which liquid crystal is used as time display means in the remaining capacity display means according to the present invention. FIG. 11 is an explanatory diagram of a case where a pointer display type is used as a time means of the remaining capacity display means according to the present invention. FIG. 12 is an example of a circuit configuration for displaying the remaining capacity in FIG. FIG. 13 is a block diagram when the pulse width control means is applied to the time display means according to the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 知雄 長野県塩尻市大字塩尻町390番地 塩尻工 業株式会社内 (72)発明者 桜井 照夫 長野県塩尻市大字塩尻町390番地 塩尻工 業株式会社内 (72)発明者 高山 昌之 長野県塩尻市大字塩尻町390番地 塩尻工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−7378(JP,A) 特開 昭59−26089(JP,A) 実開 昭56−19783(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomio Ueda 390 Shiojiri-cho, Shiojiri City, Shiojiri City, Nagano Prefecture Shiojiri Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Takayama 390 Shiojiri-cho, Shiojiri-shi, Nagano Prefecture Shiojiri Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-54-7378 (JP, A) JP-A-59-26089 (JP, A) Actual development Sho 56-19783 (JP, U)
Claims (1)
を行う発電手段と、 前記発電手段の出力を用い充電される二次電源と、 前記二次電源から電源電圧が供給される時計回路と、 前記二次電源の強制充電表示を行う充電動作表示手段
と、 を含み、 前記充電動作表示手段は、 前記二次電源の強制充電開始電圧に対応した第1の基準
電圧および充分大きな値の充電終了電圧に対応した第2
の基準電圧を設定する基準電圧設定部と、 前記二次電源の電源電圧が第1の基準電圧以下になると
第1の信号を出力する第1のコンパレータと、 前記二次電源の電源電圧が第2の基準電圧以上になると
第2の信号を出力する第2のコンパレータと、 前記第1の信号が出力されてから第2の信号が出力され
るまでの間、電源電圧の強制充電動作表示を行う表示部
と、 を含むことを特徴とする充電機能付電子時計。1. A power generation means for generating power based on energy applied from the outside, a secondary power supply charged using the output of the power generation means, and a clock circuit to which a power supply voltage is supplied from the secondary power supply. Charging operation display means for performing a forced charge display of the secondary power supply, wherein the charging operation display means includes a first reference voltage corresponding to the forced charge start voltage of the secondary power supply and a sufficiently large value of charge. Second corresponding to the end voltage
A reference voltage setting unit that sets a reference voltage, a first comparator that outputs a first signal when the power supply voltage of the secondary power supply becomes equal to or lower than a first reference voltage, and the power supply voltage of the secondary power supply is A second comparator that outputs a second signal when the voltage becomes equal to or higher than the reference voltage of 2 and a forced charge operation display of the power supply voltage from the time when the first signal is output until the time when the second signal is output. An electronic timepiece with a charging function, characterized by including:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040657A JPH0746145B2 (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Electronic clock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040657A JPH0746145B2 (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Electronic clock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60185188A JPS60185188A (en) | 1985-09-20 |
| JPH0746145B2 true JPH0746145B2 (en) | 1995-05-17 |
Family
ID=12586612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59040657A Expired - Lifetime JPH0746145B2 (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Electronic clock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746145B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001098843A1 (en) | 2000-06-21 | 2001-12-27 | Citizen Watch Co.,Ltd. | Power generating type electronic clock and method for controlling the same |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0789154B2 (en) * | 1986-02-21 | 1995-09-27 | シチズン時計株式会社 | Electronic watch with warning display |
| JP5802743B2 (en) * | 2011-03-31 | 2015-11-04 | シチズンホールディングス株式会社 | Radio wave watch |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547378A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic watch |
| JPS5619783U (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-21 |
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1984
- 1984-03-02 JP JP59040657A patent/JPH0746145B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| WO2001098843A1 (en) | 2000-06-21 | 2001-12-27 | Citizen Watch Co.,Ltd. | Power generating type electronic clock and method for controlling the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60185188A (en) | 1985-09-20 |
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