(57)【要約】      （修正有）【課題】電池電圧を降圧回路で一旦降圧し、その出力をシリーズレギュレータの電源として安定化した時計用電子回路において、電池電圧検出回路の消費電力を削減する。【解決手段】高電圧高容量の電池を降圧回路で降圧し、その出力をシリーズレギュレータで安定化して後段負荷回路を駆動するシステムにおいて、降圧回路が動作している時は、その出力を電池電圧として検出し、非動作時は、電池電圧を直接検出する。さらに、太陽電池１、二次電池３００を用いる太陽電池発電機能を備えた充電型システムの場合、降圧回路３０が動作するあるいは停止するという状態の繰り返しがある場合は、その都度、検出電圧を切り替えて二次電池電圧を監視する。その結果、電池電圧検出回路６の消費電力を抑えることができ、より低電力な時計システムを実現できる。【選択図】図４
2010230508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、
電池電圧を検出する電池電圧検出回路と、
前記電池電圧を降圧した降圧電圧を出力する降圧回路を有し、
前記降圧回路の出力を電源として動作する時計用電子回路において、
前記降圧回路の降圧電圧を電源として定電圧を出力する定電圧回路と、
前記定電圧で動作する時計用負荷回路と、
を設け、
前記電池電圧検出回路は、前記降圧電圧を電源として動作するとともに、
前記電池電圧の被検出用信号として、前記降圧電圧を用いることを特徴とする時計用電子回路。
【請求項２】
前記降圧回路は、容量により前記電池電圧を分圧して降圧電圧を生成して出力することを特徴とする請求項１に記載の時計用電子回路。
【請求項３】
前記電池は一次電池であり、
前記電池電圧検出回路は、前記降圧回路および前記定電圧回路が動作する電圧範囲において、前記降圧電圧が所定のレベルになったことを検出した場合には、前記降圧回路および前記電池電圧検出回路の動作を停止することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の時計用電子回路。
【請求項４】
前記電池は二次電池であり、
前記電池電圧検出回路は、検出した電圧レベルに応じて、前記電池電圧の被検出用信号を、前記降圧電圧から前記電池電圧、または前記電池電圧から前記降圧電圧に切り替えて用いることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の時計用電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源として動作する時計用電子回路であって、電池電圧の状態を検出する電池電圧検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子式腕時計用の駆動回路は、超小型電池を用いて時刻表示を行うため低消費電力で駆動する必要があり、今日では半導体技術によるＣＭＯＳ回路を用いることは周知のとおりである。
一方で、回路技術の進歩により消費電力が低下しても、電源としての電池の消費は避けられないため、電池電圧が低下したことをユーザーに知らせ電池交換を促すこともまた重要である。
さらに、太陽電池をはじめとする発電機能を備えた時計システムにおいては、二次電池の電圧を検出し、効率の良い充放電を実現することが低消費電力化には欠かせない技術となっている。
低消費電力化とは、回路技術により駆動電力を低減することと、太陽光発電や熱電発電などの発電機能を備えた場合には高効率の充放電システムを実現するという２つのアプローチがある。
具体的に電子式腕時計用の駆動回路として、一次電池を用いた場合の電池電圧検出システムと二次電池を用いた場合の電池電圧検出システムについて以下に述べる。
【０００３】
一般的に用いられる電子式腕時計用の一次電池は、その多くに公称電圧１．５５Ｖの酸化銀電池が用いられる。
時計本体に電池が組み込まれた段階から運針を開始し、時計回路及び時刻表示としての針を回すモータにより電力を消費する。
通常、一次電池を用いた電子式腕時計では電池電圧を検出する機能がない場合も多く、電池電圧は、消費電力に応じて次第に低下していき、最終的に運針が停止する。
一次電池を用いた電子式腕時計は、電池電圧値に応じて時計回路を制御する必要性がないため電池電圧検出を行わないことが多い。
但し一次電池を電源とする一部の時計では、時計回路が動作する最低電圧付近の電圧値をあらかじめ設定しておき、その電圧まで電池電圧が低下すると、通常は１秒毎に運針する秒針を２秒毎の運針に切替えて、電池電圧が低下したことを視覚的にユーザーに知らせる機能を付加したシステムもある。
この場合の電池電圧検出は、一次電池の電圧値を検出することになり、電池電圧検出回路の動作電源も通常は電池電圧を設定する。
【０００４】
次に太陽電池を発電機能として備えた二次電池への充電回路を付加した電子式腕時計システムについて図７を用いて説明する。
１は太陽電池、２は二次電池、３は容量、４は第１の逆流防止ダイオード、５は第２の逆流防止ダイオード、６は電池電圧検出回路、７はレギュレータ回路、８は時計負荷回路、１０は時分割スイッチ、１１は電源スイッチ、１２は過充電防止スイッチである。
【０００５】
太陽電池１は、１段セルあたり約０．７Ｖの電圧を発生することができ、図７に示すように太陽電池を４段直列に接続すると最大で２．８Ｖの電圧が発生する。
二次電池２は公称電圧１．３５Ｖのコイン型のマンガンリチウム電池（以後、ＭＴと記述する。）と呼ばれるものである。
容量３は外付け容量１０μＦで、二次電池２の電圧が低い場合でも太陽電池１に光が照射され発電した場合、すぐに時計としての機能が動作するように容量３に充電された電荷
で運針が開始されるようになっている。
詳細は後述するが、後段の負荷回路は直接二次電池２で駆動せず、容量３で受けた後、電圧供給される。
【０００６】
第１の逆流防止ダイオード４及び第２の逆流防止ダイオード５は、二次電池２及び容量３の電圧よりも太陽電池１の電圧が低下した時、太陽電池１側に電荷流入しないようにするためのものである。
電池電圧検出回路６は、二次電池２の電圧を常に監視して時計負荷回路８に検出した二次電池２の電圧に応じて種々の制御信号を送るためのきっかけとなる信号を出力する。
レギュレータ回路７は、容量３の電圧を降圧して適切な駆動電圧を発生するとともに安定化して時計負荷回路８に電圧を供給する。
【０００７】
時分割スイッチ１０は、任意時間間隔でオンとオフを繰り返し、太陽電池１で発生した電荷を二次電池２と容量３とへの充電割合を決めるためのスイッチである。
電源スイッチ１１は、一定電圧以上に二次電池２の電圧が高くなった場合、二次電池２と容量３とを並列接続するためのスイッチである。
過充電防止スイッチ１２は、太陽電池１の発生電圧が二次電池２以上の電圧があり、二次電池２が耐圧を超えるまでに二次電池電圧が上昇しないように、太陽電池１を短絡するためのスイッチである。
次に図７の動作について説明する。
【０００８】
今、二次電池２は時計負荷回路８を動作させるのに十分な電圧がないものとする。
ここで、太陽電池１に光が照射されると第２の逆流防止ダイオード５の順方向に電流が流れ、容量３を充電する。
容量３の電圧が１Ｖを越えると、時計負荷回路８が動作し始め、電源スイッチ１１がオン、時分割スイッチ１０が任意時間間隔でオンとオフを繰り返す。
この動作によって、二次電池２と容量３とは太陽電池１で発電した発電電流にしたがって交互に充電されていく。
時分割スイッチ１０のオンとオフとの時間によって、二次電池２と容量３への充電割合を決めることができる。
この充電方法は時分割充電と呼ばれ、二次電池２の電圧があらかじめ設定された電圧になるまで繰り返される。
二次電池２の電圧が例えば１．２５Ｖに達したことを電池電圧検出回路６が検出すると、時分割スイッチ１０はオンとなり、その後は二次電池２と容量３は並列接続されて充電されていく。
ここで、太陽電池１への光照射が低下し、容量３の電圧が低下すると二次電池２から容量３への電荷移動が起こり、容量３の電荷を補充する。
この時、二次電池３の電荷は第１の逆流防止ダイオード４及び第２の逆流防止ダイオード５によって、太陽電池１側へ電荷移動が生じないようになっている。
【０００９】
一方で、光照射が継続し二次電池２の耐圧以上に充電されることが起こらないように、耐圧を超える電圧に達すると過充電防止スイッチ１２がオンになり、太陽電池１を短絡することで二次電池２の耐圧以上の電圧が発生しないようなシステムになっている。
このシステムでは、基本的に容量３でレギュレータ回路７と時計負荷回路８を駆動し、容量３の電圧が低下すると二次電池２から容量３への電荷移動が起こり、時計負荷回路８を駆動しないときは、二次電池２と容量３とが分離され、必要以上に二次電池２の電圧低下を防止するような構成になっている。
【００１０】
このように、発電機能を備える二次電池の充放電を行う電子式腕時計システムでは、二次電池２の状態を検出し、最適な充放電制御を実現している。
ここで、電池電圧検出回路６について説明する。
【００１１】
種々の電池電圧検出回路が存在するが、ここでは一例を挙げて説明する。
図６は、電池電圧検出回路の一例を示す図である。
２０はコンパレータ、２１は基準電圧、２２は第１の抵抗、２３は第２の抵抗、２４はＭＯＳスイッチ、２５は電源、１０２は接地電位である。
第２の抵抗２３をラダー状に配列して、第１の抵抗２２と各々の抵抗分割を設定するＭＯＳスイッチ２４を設け、時系列でこのＭＯＳスイッチ２４を順番に切り替えていき、コンパレータ２０の基準電圧２１と比較することで設定した複数の電圧に達しているかどうかを検出できる仕組みになっている。
基準電圧２１に二次電池２の電圧を設定しておくと、二次電池２の電圧の変化に応じて抵抗分割で設定した電圧と比較し、二次電池２の電圧を監視し検出することができる。
通常は、二次電池２の電圧を電池電圧検出回路６の電源としている。
【００１２】
この電池電圧検出回路６は、常時動作しているが、消費電力を極力抑えるため間欠動作を設定する。
例えば、検出時間を１０秒に１回とすれば、消費電力は当然１／１０に抑えることができる。また、前述のように二次電池電圧を電源としているため二次電池電圧が高い場合は消費電力が増加する。
【００１３】
最近では、時計の高機能化に伴いマイクロコントローラ（以後、マイコンと記述する。）
を搭載した電子式腕時計が増加している。
このため、今まで使用していた酸化銀電池の一次電池や、ＭＴの二次電池では、急激に増加した時計負荷回路８の消費電力によって、時計システムの低消費電力化の足枷となっている。
そこで、これらの高機能化に対応するため、一次電池では公称電圧３Ｖのリチウムイオン電池、二次電池では公称電圧２．３５ＶのＣＴＬと呼ばれる高電圧高容量の電池が使用されるようになってきた。
ＣＴＬは負極にリチウムチタン酸化物、正極にリチウムコバルト酸化物も用いた比較的最近の二次電池である。
【００１４】
一般的にこれまでの時計負荷回路８は、電源電圧をシリーズレギュレータで降圧安定化して駆動していた。
また、特許文献１に開示されているように、電池電圧が高い場合は一旦、容量分圧等で降圧するスイッチングレギュレータで安定化する手法が取られている。
【００１５】
さらに電池電源から電源電圧を安定化して出力する別の手段として、特許文献２に開示されているような方法もある。
特許文献２では、電池電源からの電源電圧を安定化して出力する自動電圧調整回路の電圧と電池電源からの電源電圧を比較して電池電圧が低下した変化分ΔＶを減電圧検出回路で検出し、自動電圧調整回路にその信号をフィードバックしてΔＶを補償するものである。
電池電圧の低下を検出する減電圧検出回路及び自動電圧調整回路は、電池電源で動作するものである。
しかし、電池電圧を検出する電池電圧検出回路の消費電力の低減及び制御信号については特に触れられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−２８６８７８号公報（７頁、第１図）
【特許文献２】特開昭５８−９７７２２号公報（３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前述のように高電圧化した電池電圧をシリーズレギュレータで直接、降圧安定化したのでは電池電圧と降圧した電圧の差分が熱エネルギーとして放出され電力変換効率を著しく低下させてしまうため、高効率な電力変換が可能な容量分圧等のスイッチングレギュレータを搭載することは一般的な手法である。
しかし、電池電圧検出回路の電源に電池電圧を用いると、いかに間欠駆動で動作させたところで消費電力は電圧の二乗に比例して増加するため電池電圧検出回路の消費電力も増加してしまい、その結果、システム全体の消費電力が増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の時計用電子回路は次のような構成を採用する。
【００１９】
電池と、
電池電圧を検出する電池電圧検出回路と、
電池電圧を降圧した降圧電圧を出力する降圧回路を有し、
降圧回路の出力を電源として動作する時計用電子回路において、
降圧回路の降圧電圧を電源として定電圧を出力する定電圧回路と、
定電圧で動作する時計用負荷回路と、
を設け、
電池電圧検出回路は、降圧電圧を電源として動作するとともに、
電池電圧の被検出用信号として、降圧電圧を用いることを特徴とする。
【００２０】
降圧回路は、容量により電池電圧を分圧して降圧電圧を生成して出力することが好ましい。
【００２１】
電池は一次電池であり、
電池電圧検出回路は、降圧回路および定電圧回路が動作する電圧範囲において、降圧電圧が所定のレベルになったことを検出した場合には、降圧回路および電池電圧検出回路の動作を停止することが好ましい。
【００２２】
電池は二次電池であり、
電池電圧検出回路は、検出した電圧レベルに応じて、電池電圧の被検出用信号を、降圧電圧から電池電圧、または電池電圧から降圧電圧に切り替えて用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の時計用電子回路は、特に公称電圧が２．５Ｖ以上の高電圧を出力する一次電池あるいは、二次電池を電源とする場合の電池電圧検出回路に関して、電池電圧検出回路は、高効率な電力変換効率で動作する降圧電圧を電源として動作するとともに、電池電圧の非検出信号として、降圧回路の出力電圧を用いる。
一次電池を用いる時計用電子回路では、降圧回路および定電圧回路が動作する電圧範囲において、降圧電圧が所定のレベルになったことを検出した場合に、降圧回路および電池電圧検出回路の動作を停止する。
また、二次電池を用いる時計用電子回路では、検出した電圧レベルに応じて、電池電圧の被検出用信号を、降圧電圧から電池電圧、または電池電圧から降圧電圧に切り替えて用いる。
これらの制御により、通常動作中においては、電池電圧から降圧した電圧を電池電圧検
出信号としていることから、電池電圧検出回路の消費電流が低減でき、高電圧高容量の電池を用いるメリットが最大限生かすことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の時計用電子回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の時計用電子回路を示す回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の時計用電子回路の動作を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の時計用電子回路を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の時計用電子回路の動作を示す図である。
【図６】従来の時計用電子回路を示す回路図である。
【図７】従来の時計用電子回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、電源に高電圧高容量系の一次電池及び充電機能を有する二次電池を用いた場合の各々の電子式腕時計用電子回路の構成について説明する。
【実施例１】
【００２６】
まず、本発明の第１の実施例において電源に３Ｖ系リチウムイオン一次電池を用いた場合の電子式腕時計用電子回路の構成について説明する。
図１は、電源に３Ｖ系リチウムイオン一次電池を用いた場合の電子式腕時計用電子回路を示したブロック図である。
１００は３Ｖ系リチウムイオンの一次電池、３０は降圧回路、６は電池電圧検出回路、７はレギュレータ回路、８は時計負荷回路、１５は降圧回路選択スイッチである。
従来のように一次電池をシリーズレギュレータに接続し後段回路の電源とせず、一旦高効率のスイッチングレギュレータである降圧回路３０で電池電圧を降圧し、降圧回路３０の出力を電源としてレギュレータ回路７を駆動して安定化させ、レギュレータ回路７の出力で時計負荷回路８を駆動する。
降圧回路選択スイッチ１５は、初期状態はオンで一次電池１００が投入された時点からオンの状態を保持する。
その後、時計負荷回路８内部の発振回路が動作し、発振状態を検出すると降圧回路３０が動作して、降圧回路選択スイッチ１５がオフする。
降圧回路３０が出力を開始すると、電池電圧検出回路６は降圧回路出力の監視を開始する。
【００２７】
ここで、降圧回路３０について説明する。
図２は元になる電源の電圧を１／２の電圧に降圧する容量型のスイッチングレギュレータを示した図である。
４１は第１のＰＭＯＳＦＥＴ、４２は第２のＰＭＯＳＦＥＴ、５１は第１のＮＭＯＳＦＥＴ、５２は第２のＮＭＯＳＦＥＴ、６１は第１の分圧容量、６２は第２の分圧容量、１０１は電源電位、１０２は接地電位、２０１は入力端子、２０２は出力端子である。
【００２８】
入力端子２０１からは、ある周波数のクロックが入力され、ハイレベル信号時はＮＭＯＳＦＥＴがオン、ＰＭＯＳＦＥＴがオフとなり、第１の分圧容量６１と第２の分圧容量６２は接地電位１０２と電源電位１０１との間で直列接続となり、充電状態となる。
また、入力端子２０１にローレベルの信号が入力されると、ＮＭＯＳＦＥＴはオフ、ＰＭＯＳＦＥＴはオンとなり、第１の分圧容量６１と第２の分圧容量６２とは並列接続され、電源電位１０１からは切断される。
降圧回路の出力端子２０２に接続される負荷に供給される電荷量をＱ、入力端子２０１に入力されるクロック周波数をｆとすると、負荷電流Ｉとの関係は、数１で表される。
【００２９】
【数１】
2010230508.tif 000003
電源電位１０１が一次電池あるいは二次電池と考えると、電池から供給される電荷は分圧容量が直列接続の時だけなので、結局、数２の関係になる。
【００３０】
【数２】
2010230508.tif 000004
次に実際の動作についてフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００３１】
図３は図１の電子式腕時計用電子回路の具体的な動作を示すフローチャートである。
Ｓ０１は一次電池投入、Ｓ０２はオールリセット、Ｓ０３は発振バックアップ、Ｓ０４は降圧回路選択スイッチオフ、Ｓ０５は発振バックアップ解除、Ｓ０６はレギュレータ出力駆動、Ｓ０７は電池電圧検出開始、Ｓ０８は降圧出力比較、Ｓ０９は降圧回路選択スイッチオン、Ｓ１０は電池電圧検出停止、Ｓ１１は負荷回路及び運針停止の各状態を表す。
【００３２】
まず、一次電池１００が時計本体に投入される一次電池投入Ｓ０１後、時計負荷回路８はオールリセットＳ０２の状態になる。
その後、時計負荷回路８は発振停止を検出して発振バックアップＳ０３のシーケンスに入る。
発振バックアップＳ０３では、発振起動時間を短縮するため発振停止を検出すると、レギュレート電圧よりも絶対値として高い電位が発振回路の電源に印加される。
この時点では、降圧回路選択スイッチ１５はオンで降圧回路３０は動作待ちの状態である。
発振バックアップＳ０３で発振が検出されると、例えば降圧回路３０に２５６Ｈｚの動作クロックが入力され、降圧回路シーケンスが開始し、降圧回路選択スイッチオフＳ０４の状態になる。
その後、数百ｍｓ後に発振バックアップ解除Ｓ０５に移行し、発振回路及び周辺ロジック回路は、電源電圧から降圧回路３０の出力を介してレギュレータ回路７が駆動するレギュレータ出力駆動Ｓ０６の状態になり、その出力が時計負荷回路８の電源となり、通常の動作状態になる。
【００３３】
ここから、電池電圧検出開始Ｓ０７の状態になり、電池電圧検出回路６は降圧回路３０の出力電圧の監視を開始する降圧出力比較Ｓ０８に移行する。
降圧回路３０の出力は、一次電池１００の約１／２の電圧を出力する。
一次電池１００は公称電圧３Ｖのリチウムイオン電池であるが、最大で３．６Ｖまで上昇するため、降圧回路３０の出力は最大で１．８Ｖ程度となる。
仮に、降圧回路シーケンスの最低一次電池電圧を２．９Ｖとすると、降圧回路３０の出力電圧が１．４５Ｖ以下を検出したら降圧回路選択スイッチ１５をオンにして降圧回路シーケンスを停止する。
【００３４】
一般的に３Ｖ系リチウムイオン一次電池は、２．８Ｖ近傍が放電震度８０％以上の領域であり、ここから急激に電池電圧が低下する。
電池電圧の放電特性は、接続する負荷による放電時間の違いだけで、減少曲線はほぼ同じ特性を示す。
【００３５】
時計機能としては、降圧回路３０が停止したら電池残量警告を何らかの方法で表示すればよい。
降圧回路３０が停止した後は、電池電圧検出停止Ｓ１０の状態になり、電池電圧検出はせず、Ｓ１１の状態となって時計負荷回路８が停止あるいは運針モーターが停止のいずれかで時計機能が停止する。
【００３６】
モーターの消費電力と時計負荷回路の消費電力がほぼ同じシステムにおいて消費電力を比較すると、従来のシステムに比較して本発明のシステムでは一次電池１００の消費時間が約１．５倍に延長した。
これは、降圧回路３０の搭載に合わせて電池電圧検出回路６の電源を降圧回路３０の出力電圧にして駆動した効果である。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の第２の実施例において電源に２．５Ｖ系ＣＴＬ二次電池を用いた太陽電池発電による充電型の電子式腕時計用電子回路の構成について説明する。
図４は、電源に２．５Ｖ系ＣＴＬ二次電池を用いた太陽電池発電による充電型の電子式腕時計用電子回路を示すブロック図である。
１は太陽電池、３００はＣＴＬ系の二次電池、３は容量、４は第１の逆流防止ダイオード、５は第２の逆流防止ダイオード、６は電池電圧検出回路、７はレギュレータ回路、８は時計負荷回路、１０は時分割スイッチ、１１は電源スイッチ、１２は過充電防止スイッチ、３０は降圧回路、１５は降圧回路選択スイッチである。
【００３８】
図７を用いて前述した従来例との違いは、高電圧高容量の二次電池を使用した点と、降圧回路３０の搭載及び降圧回路選択スイッチ１５の付加と、それらに伴う通常動作時の電池電圧検出を降圧回路３０の出力を被検出用信号として用いることである。
次に実際の動作についてフローチャートを用いて詳細に説明する。
一次電池を用いた場合は、電池電圧検出を行う電圧は電池電圧の低下を示す１つの状態での電圧であったが、二次電池の場合は、二次電池の電圧変化が伴うため少し複雑になる。
【００３９】
図５は図４の電子式腕時計用電子回路の具体的な動作を示すフローチャートである。
太陽電池発電システムでは、大きくは光照射がない非発電状態と光照射がある発電状態に分類される。
本例では、二次電池電圧が低い状態から太陽電池に光照射されてから通常運針状態に至る過程、及び通常運針から太陽電池に光照射がなく非発電状態で、さらに二次電池電圧が低下する過程について説明する。
【００４０】
Ｓ１００は待機状態、Ｓ２００は発電時、Ｓ３００は非発電時の各動作を表しており、Ｓ２０は充電シーケンス、Ｓ２１は容量充電、Ｓ２２はレギュレータ出力駆動、Ｓ２３は発振バックアップ、Ｓ２４は発振バックアップ解除、Ｓ２５は運針開始、Ｓ２６ａは発電時Ｓ２００の状態における時分割充電、Ｓ２６ｂは非発電時Ｓ３００の状態における時分割充電、Ｓ２７は電池、容量並列充電、Ｓ２８は降圧回路選択スイッチオフ、Ｓ２９ａは発電時Ｓ２００の状態における降圧出力比較、Ｓ２９ｂは待機状態への遷移Ｓ４１の状態における降圧出力比較、Ｓ３０は通常運針、Ｓ３１は２秒運針、Ｓ３２は容量充電停止、Ｓ３３は時計負荷回路停止、Ｓ３４は発電検出、Ｓ４１は待機状態への遷移、Ｓ４２は降圧回路選択スイッチオンの各状態を表す。
待機状態Ｓ１００は、光照射がある場合の発電時Ｓ２００と光照射がない場合の非発電時Ｓ３００の２つの状態遷移が存在する。
【００４１】
まずは、二次電池電圧が低い状態から太陽電池１に光照射されてから通常運針に至る過
程について説明する。
図５の発電時Ｓ２００に示す充電シーケンスから開始する。
ここから光照射を検出すると、まず容量充電Ｓ２１が開始する。
容量３の電圧が１Ｖを超えるとレギュレータ出力駆動Ｓ２２に移行し、レギュレータ回路７の出力に電圧が発生する。
この時のレギュレータ回路7からの出力は、容量３の端子電圧と短絡しており、発振起動性を向上させるため発振回路の電源は容量３の端子電圧が印加されるようになっている。
これが、発振バックアップＳ２３の機能で、一度発振が検出されると、数百ｍｓ後に発振バックアップ解除Ｓ２４となり、レギュレータ回路７の出力は、容量３の端子電圧から開放されレギュレート電圧を出力し、この電圧で時計負荷回路８が動作する。
【００４２】
発振後は運針開始Ｓ２５となり、二次電池電圧が１．８Ｖを超えるまで電源スイッチ１１はオン、時分割スイッチ１０は、任意時間間隔でオンとオフを繰り返し、二次電池３００と容量３に交互に充電していく時分割充電Ｓ２６ａの状態になる。
この時、降圧回路選択スイッチ１５はオン状態で、降圧回路３０は待機状態である。
【００４３】
次に二次電池電圧が１．８Ｖを超えると、時分割スイッチ１０はオン、降圧回路選択スイッチ１５がオフとなり、二次電池３００と容量３が並列接続され、電池、容量並列充電Ｓ２７を開始する。
その出力は降圧回路３０で１／２の電圧に降圧され、さらに降圧出力が電池電圧検出回路６及びレギュレータ回路７の電源となり、レギュレータ回路７の出力が時計負荷回路８の電源となる。
この状態から電池電圧検出は、降圧出力比較Ｓ２９ａを開始するとともに降圧回路３０の出力電圧を監視検出し、降圧回路３０の出力電圧が０．９Ｖを超えると通常運針Ｓ３０の状態に移行する。
【００４４】
次に通常運針状態から太陽電池１に光照射がなく次第に二次電池電圧が低下していく状態について説明する。
これは、図５の待機状態への遷移Ｓ４１及び非発電時Ｓ３００についてのフローを説明するものである。
降圧出力比較Ｓ２９ｂが継続している状態から、降圧回路３０の出力電圧が０．９Ｖ以上あれば、電池電圧検出は降圧回路出力を検出し続け、０．９Ｖ以下になった時、Ｓ４２に移行し降圧回路選択スイッチ１５はオン、降圧回路出力は停止して降圧回路３０は待機状態になり、時分割スイッチ１０が任意時間間隔でオンとオフを繰り返し、二次電池３００と容量３とを交互に充電していく時分割充電Ｓ２６ｂのシーケンスに移行する。
この状態からは、電池電圧検出は二次電池電圧を監視して、二次電池電圧が１．８Ｖ以下になると、電池残量警告機能が働いて２秒ごとに運針する２秒運針Ｓ３１モードになる。
その後、さらに二次電池電圧が低下するとＳ３２に移行し時分割充電が停止して電源スイッチ１１がオフとなり、二次電池３００と容量３を含む後段負荷を完全に切り離し、二次電池３００を分離する。
二次電池３００が分離された状態では、容量３の電荷により後段負荷を駆動するが、一定時間後は容量３の電荷量も減少し、Ｓ３３の状態となって後段負荷を駆動できなくなったところで時計負荷回路８は完全に停止する。
【００４５】
前述した状態遷移の途中で、光照射の有無で発電と非発電が繰り返したり、遷移途中で復帰するような動作も存在する。
ここで重要なことは、通常運針状態では電池電圧検出は二次電池出力を検出するのではなく、降圧回路３０の出力を監視検出していることである。
さらに、降圧回路３０が停止している時は二次電池出力を電池電圧検出回路６によって検出していることである。
このように、降圧回路３０の動作時と非動作時によって検出電圧を変えて、降圧回路を搭載し消費電力を削減するとともに、電池電圧検出回路６の消費電力も低減できる。
本例を用いることによって、実施例１と同様に消費電力は約５０％減少することができた。
【００４６】
以上説明したように、時計の高機能化に伴い使用する電源が高電圧高容量の一次電池や二次電池に変わることで、従来の電池電圧をシリーズレギュレータで降圧し安定化する手法では、電池電圧とレギュレート電圧との差分が大きく、その差分の電圧が熱として損失エネルギーになっていた。
そのため、電池電圧を容量型に代表される高効率のスイッチングレギュレータである降圧回路で一旦降圧し、その出力を従来のシリーズレギュレータで安定化し後段回路を駆動することが考案された。
しかし、電池電圧検出は直接、電源である一次電池あるいは二次電池の電圧を検出していたため、電池電圧検出回路の消費電力の削減が実現できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、高電圧高容量の電池をスイッチングレギュレータである降圧回路で降圧し、その出力をシリーズレギュレータで安定化して後段負荷回路を駆動するシステムにおいて、降圧回路が動作している時は、その出力を電池電圧として検出し、非動作時は、電池電圧を直接検出する。
さらに、二次電池を用いる太陽電池発電機能を備えた充電型システムの場合は、降圧回路が動作するあるいは停止するという状態の繰り返しがある場合は、その都度、検出電圧を切り替えて二次電池電圧を監視する。
その結果、電池電圧検出回路の消費電力を抑えることができ、より低電力な時計システムを実現できる効果を有しており、本発明を用いることの効果は非常に高い。
【符号の説明】
【００４８】
１      太陽電池
２      二次電池
３      容量
４      第１の逆流防止ダイオード
５      第２の逆流防止ダイオード
６      電池電圧検出回路
７      レギュレータ回路
８      時計負荷回路
１０    時分割スイッチ
１１    電源スイッチ
１２    過充電防止スイッチ
１５    降圧回路選択スイッチ
３０    降圧回路
１００  一次電池
１０１  電源電位
１０２  接地電位
３００  二次電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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