Brevet FR2482739A1 — publié le 19811120

L'invention concerne une monôme élec-onique comportant un convertisseur d'énergie produisant une tension d'alimen- tation électrique et chargeant, en cas de besoin, un accumu- lateur tampon. Ce convertisseur d'énergie peut être notamment constitué par un générateur à thermocouples ou par une batte- rie à cellules solaires. On peut également concevoir des con- vertisseurs d'énergie d'un autre type, par exemple ceux con- vertissant une énergie mécanique. La caractéristique de telles montres est le fait que le convertisseur d'énergie qui produit l'énergie électrique né- cessaire au fonctionnement de la montre, n'est pas alimenté de façon ininterrompue et constante en énergie primaire. Ain- si, par exemple, avec une montre équipée de thermocouples (appelés également "éléments Peltier"), dans laquelle on uti- lise le gradient de température entre le fond de la montre reposant sur le poignet et une partie supérieure de bottier thermiquement isolée de celui-ci, il n'y a pas d'énergie élec- trique disponible lorsque la montre n'est pas portée au bras. Pour cette raison, les montres de la catégorie décrite ci- dessus doivent comporter un accumulateur tampon capable d'assu- rer le fonctionnement ininterrompu de la montre en cas d'ar- rêt passager du convertisseur d'énergie. En fonctionnement normal de la montre, l'énergie primaire recueillie par le convertisseur d'énergie (énergie thermique, photoénergie ou analogue), ou l'énergie électrique provenant de celle-ci suffit pour alimenter les circuits et le système d'affichage, ainsi que pour charger l'accumulateur tampon. Naturellement, l'accumulateur tampon ne peut maintenir la montre en fonc- tionnement que pendant un temps limité, au cas o la tension du convertisseur d'énergie est égale à zéro ou insuffisante pendant une période prolongée. On voit donc que les montres du type défini ci-dessus exigent plus d'attention que les montres électroniques usuel- les qui sont entraînées par une pile remplaçable. Il serait souvent très instructif pour le fabricant, pour le vendeur et surtout pour l'utilisateur de connattre l'état de fonc- tionnement présent du système d'accumulation et d'alimenta- tion en énergie. Notamment, il est intéressant de savoir si, à un instant déterminé, l'accumulateur est chargé ou non. Toutefois, on n'a tiré jusqu'à maintenant aucune conséquence 2 24827j9 de ce besoin. On s'est plutôt contenté, pour les montres à piles solaires, d'exposer la montre plus fréquemment à la lumière pour éviter une trop forte décharge de l'accumula- teur. Dans le domaine des montres à entraînement thermo- électrique, il n'existe pas non plus de propositions qui permettraient à l'utilisateur d'accroître la fiabilité de la montre par un contrôle du fonctionnement. L'invention est basée sur l'idée que la montre doit com- porter des moyens d'indication optiques, acoustiques ou- au- tres, qui renseignent par un signal ou une autre information la personne intéressée sur le fonctionnement ou l'état de fonctionnement du convertisseur d'énergie ou de l'accumula- teur tampon. Cette idée est mise en pratique, conformément à l'invention, par le fait que la montre est équipée de moyens de détection qui, soit constatent le mode de fonctionnement instantané ou l'état de charge de l'accumulateur, soit mesu- rent ou comparent une grandeur électriqué dérivée du conver- tisseur d'énergie,et qu'on prévoit des moyens d'informations ou de signaux perceptibles par l'utilisateur qui sont comman- dés par les moyens de détection précités et permettent ainsi de contrôler le fonctionnement du convertisseur d'énergie. L'invention est particulièrement intéressante, comme il sera expliqué plus loin, dans le cas o la montre est équipée de circuits qui, en cas de tension insuffisante du convertis- seur d'énergie, mettent celui-ci hors circuit et commutent sur le fonctionnement par accumulateur. Ces circuits peuvent alors être utilisés avantageusement pour commander les moyens d'information ou de signaux perceptibles par l'utilisateur. Par "moyens de signaux", on entend principalement des moyens qui, au moment d'une modification du type de fonctionne- ment (par exemple commutation de l'état de charge à l'état de décharge de l'accumulateur), émettent un signal avertisseur acoustique ou autre. Par contre, dans le cas des "moyens d'in- formation", il s'agit d'une indication optique normale qui, pendant la durée du changement d'état de fonctionnement (notamment pendant la durée de la décharge de l'accumulateur), fournissent une information permanente et permettent ainsi de savoir à tout moment si le travail du convertisseur d'éner- gie est suffisant. Le principe de l'affichage optique peut être mis en oeu- 2 4 8 - r 3 9 vre sur des montres numériques et anal1 bituel de l'aiguille des secondes). Il est d'une importance capitale d'être renseigné sur le fonctionnement du système d'énergie et de pouvoir en tirer des conclusions pour l'utilisation et la manipulation de la montre. Grâce à l'invention, on peut également déterminer très simplement et sans connaissances spéciales si l'utili- sation du courant dans la montre'est optimale. Cette possi- bilité facilite le contr5le du fonctionnement après la fabri- cation, la présentation de la montre par le vendeur et la surveillance du fonctionnement pendant l'utilisation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seule- ment, d'une forme de réalisation de l'invention, en liaison avec le dessin joint sur lequel la figure unique est un schéma-bloc. Il s'agit ici d'une montre-bracelet électronique à affi- chage numérique qui est alimentée par un générateur à thermo- couples TG (constitué par un grand nombre de thermocouples montés en série). Ce générateur utilise le gradient de tem- pérature entre le fond du boîtier reposant sur le poignet et la partie supérieure du boîtier plus froide, thermiquement isolée de celui-ci, et il produit en conséquence une tension. Cette tension est toutefois très faible et ne suffit générale- ment pas pour alimenter les circuits et l'affichage de l'heure. P;ur cette raison, la tension continue fournie par le généra- teur à thermocouples TG doit être accrue de façon appropriée à l'aide d'un convertisseur continu-continu. Ce convertisseur comporte deux transistors hacheurs TRi et TR2, un transfor- mateur T avec l'enroulement primaire PW en deux parties et l'enroulement secondaire SW, ainsi qu'un montage de redresseurs comprenant quatre transistors MOS-FET TR3-TR6. Les transistors TR1 et TR2 sont mis en circuit périodique- ment par l'intermédiaire d'un montage décodeur DEC à l'aide d'une fréquence de 8192 Hz, par exemple, dérivée-d'un divi- seur de fréquence DIV à commande par quartz (quartz QZ). 4 2482739 On voit en outre sur le schéma un système d'affichage numérique DP, un circuit d'attaque d'affichage DR,un circuit de comparaison COMP comportant une bascule FF intercalée à la suite et enfin un accumulateur tampon ACC. Cet accumula- teur est normalement chargé lorsqu'on porte la montre et il assure l'alimentation des circuits et du système d'affichage dès que la tension du générateur à thermocouples TG tombe en dessous d'un niveau prédéterminé. Le circuit décodeur DEC veille, entre autres, à ce que le jeu de transistors TR3-TR6 soit commandé en synchronisme avec les transistors hacheurs TR1 et TR2 de façon qu'il agisse en tant que redresseur à deux alternances.- Le circuit de comparaison COMP commute la montre autDma- tiquement de fonctionnement sur générateur à thermocouples à fonctionnement sur accumulateur dès que la tension du géné- rateur TG n'atteint plus un niveau prédéterminé. Ce cas se produit notamment lorsqu'on dépose la montre-bracelet. Dans ce but, le circuit de comparaison est conçu de telle sorte qu'il compare périodiquement (par exemple toutes les secondes) la tension prélevée à-l'enroulement secondaire SW après un redressement à la tension de l'accumulateur et qu'il déter- mine l'état de la bascule selon le résultat de la comparaison. Cette bascule a deux entrées D (données) et CK (horloge) ain- si qu'une sortie Q. Cette dernière est reliée au circuit dé- codeur DEC et au circuit d'attaque d'affichage DR. Outre la fonction mentionnée ci-dessus, le circuit déco- deur assure une autre fonction essentielle, à savoir le blo- cage de tous les transistors TR1-TR6 dans le cas d'une ten- sion insuffisante du générateur à thermocouples. Ces transis- tors, de ce fait, sont non-conducteurs dans cet état de fonc- tionnement (alimentation de l'accumulateur). On évite, comme il a été décrit, une décharge de l'accumulateur par l'inter- médiaire du système de conversion d'énergie. L'affichage de l'heure DP est muni d'un élément d'affi- chage optique supplémentaire DD, par exemple à cristaux li- quides, qui est commandé par la sortie Q de la bascule, par l'intermédiaire du circuit DR. Selon le type d'alimentation (générateur TG ou accumulateur), il apparaît dans la fenêtre d'affichage de l'heure une information correspondante. Dans l'exemple décrit, le mot "DECHARGE" apparaît en cas d'alimen- 22482739 tation par l'accumulateu-- par c:; re, An fonctionnement normal du générateur à thermocouples TG, il apparaît sim- plement l'indication "CHARGE", ou il n'apparaît aucune indi- cation sur l'état de fonctionnement. A la place d'une information par mots, on pourrait égale- moet prévoir comme signe d'alarme une fleche ou tout autre symbole facile à comprendre (par exemple le symbole connu pour l'accumulateur). Le principal est que l'information soit facile à reconnaître et ne donne pas lieu à une inter- prétation erronée. Dans le principe, on peut également imaginer un autre type de moyens de détection. A la place d'une comparaison périodique de deux tensions, on pourrait également déterminer l'état de fonctionnement de l'accumulateur (charge ou déchar- ge) ou déterminer de toute autre façon l'état de charge de l'accumulateur et en dériver un critère pour la commande des moyens d'information. REVENDICATIONS 1. Montre électronique comportant un convertisseur d'éner- gie produisant une tension d'alimentation électrique et char- geant, en cas de besoin, un accumulateur tampon, notamment un générateur à thermocouples ou une pile solaire, caractérisée en ce que la montre est équipée de moyens de détection (COMP) qui, soit constatent le mode de fonctionnement instantané ou l'état de charge de l'accumulateur (ACC), soit mesurent ou comparent une grandeur électrique dérivée du convertisseur d'énergie (TG), et en ce qu'on prévoit des moyens d'informa- tion ou de signaux (DD) perceptibles par l'utilisateur, qui sont commandés par les moyens de détection précités et per- mettent ainsi de contrôler le fonctionnement du convertisseur d'énergie. 2. Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de. détection sont conçus pou.r réagir et provo- quer le déclenchement des moyens de signaux ou d'information (DD), lorsque l'accumulateur tampon (ACC) est déchargé. 3. Montre selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de détection sont constitués par un circuit de comparaison ( OMP) qui compare la tension provenant du convertisseur d'énergie (TG) à la tension de l'accumulateur ou une autre tension de référence et provoque un déclenchement des moyens de signaux ou d'informations (DD), lorsque le cir- cuit de comparaison provoque une commutation sur le fonctionne- ment par l'accumulateur. 4. Montre selon la revendication 3, caractérisée en ce que le circuit de comparaison (COMP) est activé à intervalles périodiques. 5. Montre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de signaux ou d'informa- tion sont réalisés sous forme de moyens d'affichage optiques (DD). 6. Montre selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens d'affichage optiques sont réalisés sous forme d'éléments d'affichage-supplémentaire. (DD). 7. Montre selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'on utilise un élément d'affichage de l'heure existant de toutes façons dans la montre pour contrôler le fonctionnement du convertisseur d'énergie. 7 24?739 8. Montre selon la revendication 7, comportant -. afçi- chage numérique de l'heure, caractérisée en ce qu'au moins un élément d'affichage, déjà existant, du système d'affichage de l'heure, passe à un état de clignotement périodique lorsque les moyens de détection constatent que l'alimentation en éner- gie par le convertisseur d'énergie est insuffisante. 9. Montre selon la revendication 7, comportant un affi- chage de l'heure analogique, caractérisée en ce que l'entraîne- ment de l'aiguille des secondes s'effectue d'une façon anor- male attirant l'attention de l'utilisateur, lorsque les moyens de détection constatent que l'alimentation en énergie par le convertisseur d'énergie est insuffisante.