專利名稱：電子時(shí)計(jì)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有發(fā)電器、充電器或可充電電池的電子時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)控制用的方法及電路。
已經(jīng)有具有發(fā)電器及由發(fā)電器提供的電力驅(qū)動(dòng)的時(shí)計(jì)電路的電子時(shí)計(jì)。有其他類型的電子時(shí)計(jì)，其中具有計(jì)時(shí)電路、諸如內(nèi)置可充電電池或電容器或作為儲(chǔ)存電力用的可拆卸裝置等可充電電源，在可充電電源中儲(chǔ)存由內(nèi)部或外部發(fā)電器提供的電力，并由該電力來驅(qū)動(dòng)所述電子時(shí)計(jì)。作為電子時(shí)計(jì)用的發(fā)電器，有幾種途徑，諸如由擺動(dòng)錘等捕捉的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)型發(fā)電器和諸如捕捉光能的太陽電池等。對(duì)于電子時(shí)計(jì)用的可充電電池，它們之中有一些通過直接電連接或電磁波感應(yīng)接收由外部發(fā)電器產(chǎn)生的電能。
對(duì)于上述具有發(fā)電功能或電力儲(chǔ)存功能的電子時(shí)計(jì)提出了一些要求。一個(gè)是要使它能夠在長(zhǎng)時(shí)間不被觸動(dòng)之后保持初始時(shí)間顯示操作的穩(wěn)定性。另一個(gè)是要在儲(chǔ)存電能減少、電路工作停止、然后儲(chǔ)存的電力恢復(fù)時(shí)，重新取得正常的電路操作。再一個(gè)是要通知用戶精確的剩余電力儲(chǔ)存量。在題為“電氣時(shí)計(jì)”的國(guó)際公開WO98/06013、題為“帶有發(fā)電裝置的電子裝置及帶有發(fā)電裝置的電子裝置的復(fù)位方法”的日本公開特許公報(bào)No.11-64546和題為“帶有發(fā)電裝置的電子裝置及對(duì)帶有發(fā)電裝置的電子裝置電源狀態(tài)的控制方法以及存儲(chǔ)控制帶有發(fā)電裝置的電子裝置電源狀態(tài)的程序的存儲(chǔ)介質(zhì)”的日本公開特許公報(bào)No.11-64548中公開了試圖滿足這些要求的先有技術(shù)。接著將描述寫在上述出版物中的這些先有技術(shù)的輪廓和技術(shù)限制。
國(guó)際公開WO98/06013提出了以下兩種技術(shù)。第一種是這樣的技術(shù)，即當(dāng)儲(chǔ)存的電力減少到預(yù)定的基準(zhǔn)電壓以下時(shí)，停止時(shí)間顯示，而當(dāng)恢復(fù)操作的條件得到滿足時(shí)，恢復(fù)計(jì)時(shí)操作并繼續(xù)至少一個(gè)預(yù)定的時(shí)段。第二種是這樣的技術(shù)，即當(dāng)儲(chǔ)存的電力減少到預(yù)定的基準(zhǔn)電壓以下時(shí)，停止時(shí)間顯示，而當(dāng)發(fā)電檢測(cè)裝置檢測(cè)到發(fā)電量超過預(yù)先指定的電平時(shí)，恢復(fù)計(jì)時(shí)操作，并繼續(xù)至少一個(gè)預(yù)定的時(shí)段。在第一種技術(shù)中，當(dāng)檢測(cè)到用戶完成時(shí)間設(shè)置時(shí)，便滿足恢復(fù)操作的條件。因此即使在不出現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)存裝置充電時(shí)也可以恢復(fù)計(jì)時(shí)操作。在這樣的條件下，在不對(duì)儲(chǔ)存裝置充電的情況下，計(jì)時(shí)操作會(huì)反反復(fù)復(fù)地恢復(fù)和停止，消耗儲(chǔ)存的電力。因此，儲(chǔ)存的電力很容易偏離繼續(xù)計(jì)時(shí)操作的預(yù)定條件，以致無法保證通知的(notified)計(jì)時(shí)時(shí)間。
同時(shí)，在第一種技術(shù)中，當(dāng)檢測(cè)到滿足恢復(fù)操作的條件時(shí)，恢復(fù)計(jì)時(shí)操作，并且把上述基準(zhǔn)電壓降低一個(gè)等級(jí)，因此，恢復(fù)的計(jì)時(shí)操作將繼續(xù)到儲(chǔ)存的電力減少到變化后的基準(zhǔn)電壓以下。在這種情況下，停止后恢復(fù)計(jì)時(shí)操作所要求的儲(chǔ)存電力一步步地減少。因此，當(dāng)這個(gè)動(dòng)作進(jìn)行幾次時(shí)，計(jì)時(shí)操作甚至執(zhí)行到儲(chǔ)存電力降低到最低限度為止。于是就有可能在時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路停止之后，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路中的漏電流在短時(shí)間之內(nèi)會(huì)把儲(chǔ)存的電力幾乎消耗殆盡。當(dāng)重新使用時(shí)計(jì)時(shí)，儲(chǔ)存的電力需要長(zhǎng)時(shí)間充電才能達(dá)到時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)的起始電位，結(jié)果使恢復(fù)響應(yīng)惡化，這是這種技術(shù)中的一個(gè)問題。
另一方面，在第二種技術(shù)中，當(dāng)發(fā)電檢測(cè)裝置檢測(cè)到發(fā)出的電能超過預(yù)先指定的閾值電平時(shí)，恢復(fù)計(jì)時(shí)操作。因此，在儲(chǔ)存的電力和閾值電平之間的某些關(guān)系下，存在一種即使出現(xiàn)不充電的發(fā)電也會(huì)使時(shí)計(jì)恢復(fù)的可能性。在這種情況下，時(shí)計(jì)的恢復(fù)和停止交替重復(fù)而不充電。其結(jié)果是消耗儲(chǔ)存的電力。結(jié)果，繼續(xù)時(shí)計(jì)的操作的預(yù)定條件較快丟失，因此有可能無法保證通知的時(shí)計(jì)工作時(shí)段。
日本公開特許公報(bào)No.11-64546提出一種技術(shù)，其中電池電壓降低到時(shí)計(jì)用的驅(qū)動(dòng)電壓以下之后，時(shí)計(jì)的電路操作停止，若由太陽能電池恢復(fù)充電，因而電池電壓恢復(fù)到大于時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電壓的電平，則發(fā)出復(fù)位信號(hào)，以便使電路的操作回到正常操作。但是，在這種技術(shù)中，電路操作將進(jìn)行到電池電壓變得低于時(shí)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電壓為止。存在這樣的可能性電池電壓降低到實(shí)際的時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電壓以下，因而電路停止之后，若時(shí)計(jì)仍舊不被觸動(dòng)，則電路中的漏電流會(huì)在短時(shí)間內(nèi)把儲(chǔ)存的電力幾乎消耗殆盡。然后，當(dāng)時(shí)計(jì)再次使用時(shí)，儲(chǔ)存電力需要長(zhǎng)時(shí)間充電才能達(dá)到時(shí)計(jì)用的驅(qū)動(dòng)起始電位，結(jié)果是恢復(fù)響應(yīng)惡化，這是這種技術(shù)的一個(gè)問題。
另外，當(dāng)電池電壓變得大于時(shí)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，發(fā)出復(fù)位信號(hào)，電路恢復(fù)。因此，在沒有太陽能板等發(fā)電的情況下，電池的自動(dòng)恢復(fù)特性可能會(huì)使時(shí)計(jì)或電路恢復(fù)。在這種情況下，因?yàn)殡姵刂袃?chǔ)存的電力小，操作無法長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)。這種操作的重復(fù)在短時(shí)間內(nèi)把電池中儲(chǔ)存的電力幾乎消耗殆盡。因此，當(dāng)時(shí)計(jì)再次使用時(shí)，儲(chǔ)存的電力需要長(zhǎng)時(shí)間充電才能達(dá)到時(shí)計(jì)用的驅(qū)動(dòng)起始電位，結(jié)果使恢復(fù)向應(yīng)惡化，這是這種技術(shù)的一個(gè)問題。
日本公開特許公報(bào)No.11-64546提出一種技術(shù)，即把電池的消耗狀態(tài)通知用戶，這導(dǎo)致防止時(shí)計(jì)在沒有通知的情況下突然停止的努力。達(dá)此目的的途徑是，當(dāng)電池電壓降低，而電壓檢測(cè)結(jié)果變得低于第一電壓時(shí)，顯示電池剩余電量的指示，在電壓檢測(cè)結(jié)果低于第二電壓時(shí)禁止蜂鳴器或照明顯示部分用的電發(fā)光元件的操作，并在電壓檢測(cè)結(jié)果降低到第三電壓以下時(shí)禁止時(shí)間顯示操作。這種技術(shù)根據(jù)電壓檢測(cè)結(jié)果通過上述時(shí)計(jì)的操作通知電池的消耗狀態(tài)。但是，電池電壓和儲(chǔ)存電力之間的關(guān)系依充電狀態(tài)、電池質(zhì)量的不一致、質(zhì)量退化、溫度特性等而不同。因此，即使電壓相同，也不意味著相同的可操作時(shí)間，結(jié)果是無法準(zhǔn)確地通知電池的消耗狀態(tài)。尤其是在電池最后的放電階段上，就是在時(shí)計(jì)即將停止之前的時(shí)刻，最好把時(shí)計(jì)比較準(zhǔn)確的剩余工作時(shí)間通知用戶。但是，在這種技術(shù)下，有可能在某些條件下，在用戶確認(rèn)它之前時(shí)計(jì)已經(jīng)停止了。
考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種電子時(shí)計(jì)及其電子電路，它采用一種在儲(chǔ)存電力小時(shí)能夠達(dá)到較穩(wěn)定的計(jì)時(shí)操作、恢復(fù)時(shí)有較快的響應(yīng)并能比較準(zhǔn)確地通知剩余操作時(shí)間的驅(qū)動(dòng)控制方法。
為了解決上述所有問題，本發(fā)明提供一種電子時(shí)計(jì)，它包括可以充電的電池；充電部分，用來給電池充電；時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，它利用電池內(nèi)儲(chǔ)存的電力進(jìn)行計(jì)時(shí)操作；顯示部分，用來顯示時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路所計(jì)的時(shí)間；電壓檢測(cè)部分，用來檢測(cè)電池儲(chǔ)存電壓；充電檢測(cè)部分，用來檢測(cè)充電部分進(jìn)行充電的狀態(tài)；控制部分，用來在滿足電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到的儲(chǔ)存電壓低于比時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路操作停止電壓高的第一預(yù)定電壓這個(gè)第一條件一段預(yù)定的時(shí)間和充電檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果表明電池沒有充電這個(gè)第二條件時(shí)對(duì)時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止，以便減少或停止時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗，并用來在電壓檢測(cè)部分或充電檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果滿足預(yù)定的操作恢復(fù)條件時(shí)，解除對(duì)計(jì)時(shí)操作的強(qiáng)制停止。
在上述結(jié)構(gòu)下，在電池電壓降低，并且變得低于比時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路停止電壓高的第一預(yù)定電壓的情況下，當(dāng)充電檢測(cè)部分檢測(cè)到在預(yù)定的時(shí)限內(nèi)無充電狀態(tài)時(shí)，通過降低或關(guān)斷時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的電流來對(duì)計(jì)時(shí)操作進(jìn)行強(qiáng)制停止。以此，在高于時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路停止電壓的第一電壓下，對(duì)計(jì)時(shí)操作進(jìn)行強(qiáng)制停止，而同時(shí)降低或關(guān)斷工作電流，因而電池電壓需要較長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)降到零伏左右的程度，并使得時(shí)計(jì)有可能在下次使用時(shí)經(jīng)短時(shí)限充電之后即可恢復(fù)。電池電壓降低到第一預(yù)定電壓以下之后，當(dāng)無充電狀態(tài)持續(xù)預(yù)定的時(shí)限時(shí)，將停止時(shí)計(jì)操作。因而有可能保證用戶準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)剩余時(shí)間。


圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的梗概的方框圖；圖2是表示圖1的時(shí)計(jì)的每一部分的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是表示充電檢測(cè)電路202兩個(gè)組成實(shí)例(a)和(b)的電路圖；圖4是表示圖2所示的強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208和時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止控制電路209的組成的電路圖；圖5是時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止控制的控制方法的說明圖，它使用兩個(gè)預(yù)先指定的第一和第二電壓作為標(biāo)準(zhǔn)；圖6是時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止控制的控制方法的說明圖，它使用三個(gè)預(yù)先指定的第一、第二和第三電壓作為標(biāo)準(zhǔn)；圖7是表示用圖5和6所示的控制方法強(qiáng)制停止期間的過程的流程圖圖8是表示用圖5所示的控制方法強(qiáng)制停止期間的過程的流程圖；圖9是表示用圖6所示的控制方法強(qiáng)制停止期間的過程的流程圖；圖10是表示用圖5所示的控制方法的操作的定時(shí)圖；圖11是表示用圖5所示的控制方法的其他操作的定時(shí)圖；圖12是表示用圖6所示的控制方法的操作的定時(shí)圖；圖13是表示用圖6所示的控制方法的其他操作的定時(shí)圖；圖14是用來說明圖2的時(shí)計(jì)中強(qiáng)制停止的目標(biāo)電路的方框圖；圖15是表示圖14中的石英振蕩電路1401的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖16是表示圖14中的石英振蕩電路1401的改型的方框圖；圖17是表示圖14中的石英振蕩電路1401的另一個(gè)改型的方框圖；圖18是表示圖14中的恒定電壓發(fā)生器1405的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖19是表示圖2中的升壓和降壓電路49的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例的方框圖；圖20是方框圖，表示圖2中的從時(shí)計(jì)控制電路到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E的信號(hào)線的配置的一個(gè)改型；以及圖21是方框圖，表示圖2中的時(shí)計(jì)控制電路203的信號(hào)輸入用的外部裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖1是表示按照本發(fā)明的最佳實(shí)施例的電子時(shí)計(jì)的梗概的方框圖。圖1所示的電子時(shí)計(jì)是手表。該時(shí)計(jì)的用戶利用圖中沒有示出但附在表體上的表帶戴在手上。電子時(shí)計(jì)1包括發(fā)電器系統(tǒng)A、電源系統(tǒng)B、控制裝置C和電動(dòng)機(jī)組D。發(fā)電器系統(tǒng)A產(chǎn)生交流電。電源系統(tǒng)B對(duì)交流電進(jìn)行整流，產(chǎn)生直流，然后把直流引入電池裝置48，然后對(duì)電池裝置的儲(chǔ)存電壓進(jìn)行升壓或降壓，并把這樣升壓或降壓后的電壓提供給時(shí)計(jì)中的電路。控制裝置C控制時(shí)計(jì)的總體操作。電動(dòng)機(jī)組D驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)10，后者驅(qū)動(dòng)秒針61、分針62和時(shí)針63。
發(fā)電裝置40例如是電磁感應(yīng)型AC(交流)發(fā)電器。發(fā)電器系統(tǒng)A包括發(fā)電裝置40、擺動(dòng)錘45和加速齒輪46。擺動(dòng)錘45被用戶手臂運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。擺動(dòng)錘45的運(yùn)動(dòng)通過加速齒輪46傳到發(fā)電器轉(zhuǎn)子43。發(fā)電器轉(zhuǎn)子43在發(fā)電器定子42內(nèi)旋轉(zhuǎn)。于是在線圈44中感應(yīng)出電力。
電源系統(tǒng)B包括整流電路47、電池裝置48和升壓和降壓電路49。整流電路47對(duì)來自發(fā)電器系統(tǒng)A的交流進(jìn)行整流。電池裝置48包括電容器或諸如鋰電池等可充電的電池。來自整流器47的整流后的電流流入電池裝置48的正極。電流從電池裝置負(fù)極輸出，并返回整流電路。電池裝置48儲(chǔ)存這樣提供的電流。升壓和降壓電路49用一個(gè)以上的電容把電池裝置48儲(chǔ)存的電壓升高或降低數(shù)倍。升壓和降壓電路49的輸出電壓由來自控制裝置C的控制信號(hào)φ11控制。
在圖1中，電池48的正極和升壓和降壓電路49的GND(地)端子連接到地線。地線的電位定義為VDD(=0V)。電池48的負(fù)極用作電池儲(chǔ)存電壓VTKN的輸出端子。升壓和降壓電路49把電壓VTKN升高或降低，以便輸出其輸出端子和GND端子之間的電壓VSS。升壓和降壓電路49的輸出電壓VSS定義為第二較低電位側(cè)電壓VSS。發(fā)電裝置40兩端之間的輸出電壓輸入到控制裝置C作為控制信號(hào)φ13。電壓VSS輸入到控制裝置C作為控制信號(hào)φ12。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置E根據(jù)控制裝置C提供的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，然后把驅(qū)動(dòng)脈沖提供給電動(dòng)機(jī)組D內(nèi)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10按照驅(qū)動(dòng)脈沖個(gè)數(shù)旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)部分通過小齒輪連接到秒中間齒輪51。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)通過秒中間齒輪51和秒齒輪52傳給秒針61。于是進(jìn)行秒的指示。另外，秒齒輪52的旋轉(zhuǎn)傳給分中間齒輪53、分齒輪54、分齒輪55和時(shí)齒輪56。分齒輪連接到分針62。時(shí)齒輪連接到時(shí)針63。于是這兩根針隨著步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)而共同工作，從而進(jìn)行時(shí)、分指示。
可以把其他傳動(dòng)系統(tǒng)連接到齒輪系50，以顯示日歷等。例如，為了顯示日期，我們?cè)O(shè)置一個(gè)日期齒輪和日期盤等。此外，我們可以設(shè)置一個(gè)日歷校正齒輪系(諸如第一日歷校正齒輪、第二日歷校正齒輪、日歷校正齒輪和日期盤)。
現(xiàn)將參見圖2，詳細(xì)描述圖1中時(shí)計(jì)的每一個(gè)結(jié)構(gòu)。圖2是表示圖1的控制裝置C的細(xì)節(jié)的方框圖，并表示本發(fā)明最佳實(shí)施例中從裝置A到E之間的信號(hào)流程。在圖2中，從201到209的方框是控制裝置C的電路框圖，用虛線圍成的部分則不是。
發(fā)電檢測(cè)電路201根據(jù)發(fā)電電壓信號(hào)SI檢測(cè)發(fā)電器系統(tǒng)A的發(fā)電狀態(tài)。發(fā)電電壓信號(hào)SI表示系統(tǒng)A各端子之間的電壓φ13。電路201輸出表示電壓是否由發(fā)電器系統(tǒng)A發(fā)出的發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ。電路201包括比較器電路，后者把發(fā)電電壓信號(hào)SI和預(yù)先指定的基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref加以比較。當(dāng)電壓SI的電平高于預(yù)先指定的基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，電路201輸出一個(gè)具有高電平的發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ。
充電檢測(cè)電路202利用發(fā)電電壓信號(hào)SI和指示電池儲(chǔ)存電壓VTKN的儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC，檢測(cè)發(fā)電器系統(tǒng)A是否處于能夠向電池48充電的狀態(tài)。電路202輸出所檢測(cè)的結(jié)果作為充電檢測(cè)信號(hào)SA。電路202包括比較器電路，后者把發(fā)電電壓信號(hào)SI與儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC加以比較。當(dāng)發(fā)電電壓信號(hào)SI高于儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC時(shí)，電路202輸出具有高電平的充電檢測(cè)信號(hào)SA。
圖3A和3B表示充電檢測(cè)電路202組成的兩個(gè)實(shí)例。
圖3A是表示電路202第一實(shí)例的配置的電路方框圖。電路202包括第一和第二比較器COMP1和COMP2；第一、第二、第三和第四晶體管Q1,Q2,Q3和Q4；NAND(“與非”)電路G1和平滑電路C1。晶體管Q1和Q3的漏極共同連接到發(fā)電器線圈44的一個(gè)端子。晶體管Q2和Q4的漏極共同連接到發(fā)電器線圈44的另一個(gè)端子。晶體管Q1和Q2的源極共同連接到電池48的正極。晶體管Q3和Q4的源極共同連接到電池48的負(fù)極。
在本最佳實(shí)施例中，電池48正、負(fù)極電位分別定義為VDD(=0V)和VTKN(下文中稱作電壓VDD和VTKN)。發(fā)電器線圈兩個(gè)端子的電位定義為V1和V2(下文中稱作電壓V1和V2)。
第一比較器COMP1把發(fā)電器線圈44(示于圖1)一個(gè)輸出端子的電壓V1與電壓VDD加以比較。該比較器根據(jù)比較結(jié)果把第一晶體管Q1切換為導(dǎo)通或截止。第二比較器COMP2把發(fā)電器線圈44另一個(gè)輸出端子的電壓V2與電壓VDD加以比較。該比較器根據(jù)比較結(jié)果把第二晶體管Q2切換為導(dǎo)通或截止。第三晶體管Q3作為有源負(fù)載插在電池48負(fù)極(具有電壓VTKN)和發(fā)電器線圈44的一個(gè)輸出端子之間。第四晶體管Q4作為有源負(fù)載插在電池48負(fù)極(具有電壓VTKN)和發(fā)電器線圈44的另一個(gè)輸出端子之間。第一和第二比較器的輸出信號(hào)輸入到NAND電路G1。平滑電路C1對(duì)NAND電路G1的輸出信號(hào)進(jìn)行平滑，以產(chǎn)生充電檢測(cè)信號(hào)SA。
接著將描述第一實(shí)例的操作。
首先，描述發(fā)電器線圈44的兩個(gè)端子之間發(fā)出的電壓V1-V2的絕對(duì)值低于電池48儲(chǔ)存電壓VTKN的絕對(duì)值，而且不是高到足以對(duì)電池48充電時(shí)的操作。在這種情況下，第一和第二比較器的輸出信號(hào)為高電平。于是第一和第二晶體管均不被設(shè)置為導(dǎo)通。因此，無電流流過，因而不對(duì)電池48進(jìn)行充電。
接著，假定一種情況，其中發(fā)電器線圈44兩個(gè)端子之間的產(chǎn)生的電壓V1-V2的絕對(duì)值變得較高，而且該絕對(duì)值的峰值超過電池48儲(chǔ)存電壓VTKN的絕對(duì)值，因而高到足以對(duì)電池48進(jìn)行充電。在這種情況下，有兩種狀態(tài)，一種是V1＞V2，另一種是V2＞V1。當(dāng)V1高于V2時(shí)，第一比較器COMP1輸出低電平信號(hào)，于是電流從發(fā)電器線圈44流出，然后流到第一晶體管Q1，接著流到電池48，然后流到第四晶體管Q4。另一方面，當(dāng)V2高于V1時(shí)，第二比較器COMP2輸出低電平信號(hào)，于是電流從發(fā)電器線圈44流出，接著流到第二晶體管Q2，然后流到電池48，然后流到第三晶體管Q3。
如上所述，當(dāng)發(fā)電器線圈44產(chǎn)生的峰值電壓足夠高，因而第一或第二比較器的輸出信號(hào)中的一個(gè)為低電平時(shí)，NAND電路G1的輸出信號(hào)變?yōu)楦唠娖?。NAND電路G1的輸出信號(hào)被平滑，產(chǎn)生充電檢測(cè)信號(hào)SA。
圖3B是表示圖2中充電檢測(cè)電路202第二實(shí)例的配置的電路示意圖。圖3B中的電路202不同于圖3A的在于具有第三和第四比較器COMP3和COMP4，以及兩個(gè)雙輸入AND(“與”)門G2和G3。第三比較器COMP3把電壓VTKN與發(fā)電器線圈44一個(gè)輸出端子的電壓V1加以比較。然后該比較器向晶體管Q3的柵極提供一個(gè)表示比較結(jié)果的輸出信號(hào)。第四比較器COMP4把電壓VTKN與發(fā)電器線圈44另一個(gè)輸出端子的電壓V2加以比較。然后該比較器向晶體管Q4的柵極提供一個(gè)表示比較結(jié)果的輸出信號(hào)。雙輸入AND門G2和G3具有有效高輸入端子和有效低輸入端子。第一比較器COMP1的輸出信號(hào)提供給AND門G2的有效高輸入端子。第二比較器COMP2的輸出信號(hào)提供給AND門G3的有效高輸入端子。過充電預(yù)防控制信號(hào)SLIM提供給AND門G2和G3有效低輸入端子。過充電預(yù)防控制信號(hào)SLIM是由時(shí)計(jì)控制電路203或電壓檢測(cè)電路207產(chǎn)生的信號(hào)。當(dāng)電池48的儲(chǔ)存電壓超過預(yù)定的允許電壓時(shí)，信號(hào)SLIM變?yōu)楦唠娖?。?dāng)電池48的儲(chǔ)存電壓低于預(yù)定的允許電壓時(shí)，信號(hào)SLIM變?yōu)榈碗娖?。?dāng)信號(hào)SLIM為低電平時(shí)，圖3B中的充電檢測(cè)電路202與圖3A中的所述電路起相同的作用。就是說，當(dāng)檢測(cè)到對(duì)電池48充電時(shí)，圖3B中的電路202使充電檢測(cè)信號(hào)SA成為高電平。另一方面，當(dāng)信號(hào)SLIM為高電平時(shí)，雙輸入AND門G2和G3變?yōu)榈碗娖?，于是第一和第二晶體管Q1和Q2變?yōu)閷?dǎo)通。因此，發(fā)電器線圈44的兩端的各端子都短路，因而電池48不充電。
在圖2中，整流器47向電池裝置48提供電壓SI的全波整流電壓作為整流輸出信號(hào)SB。電池裝置48的儲(chǔ)存電壓VTKN用升壓和降壓電路49升壓和降壓。這種升壓和降壓結(jié)果被提供給時(shí)計(jì)控制電路203作為儲(chǔ)存電壓升壓和降壓結(jié)果信號(hào)SD。
時(shí)計(jì)控制電路203包括振蕩電路、分頻電路和信號(hào)處理電路(諸如CPU(中央處理單元))。振蕩電路是，例如，石英晶體振蕩電路。分頻電路對(duì)振蕩電路的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。信號(hào)處理單元根據(jù)分頻電路的輸出信號(hào)為每一個(gè)部件產(chǎn)生幾個(gè)控制信號(hào)。這些控制信號(hào)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SE。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E使用VSS和VDD之間的電壓作為電源，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SE為電動(dòng)機(jī)組D產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)SF。就是說，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SE是控制電動(dòng)機(jī)控制電路E產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SF用的控制信號(hào)。在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SE的控制下，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E產(chǎn)生正常驅(qū)動(dòng)脈沖、旋轉(zhuǎn)檢測(cè)脈沖、高頻磁場(chǎng)檢測(cè)脈沖、交流磁場(chǎng)檢測(cè)脈沖和輔助脈沖等作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SF。正常驅(qū)動(dòng)脈沖是當(dāng)在正常操作情況下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組D的電動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的。旋轉(zhuǎn)檢測(cè)脈沖是當(dāng)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)組D的電動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的。高頻磁場(chǎng)檢測(cè)脈沖是為檢測(cè)高頻磁場(chǎng)是否產(chǎn)生而產(chǎn)生的。磁場(chǎng)檢測(cè)脈沖是在檢測(cè)外部磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的。輔助脈沖比正常驅(qū)動(dòng)脈沖具有較高的有效電功率。輔助脈沖是當(dāng)正常驅(qū)動(dòng)脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組D失敗時(shí)產(chǎn)生的。
高頻磁場(chǎng)檢測(cè)電路204、交流磁場(chǎng)檢測(cè)電路205和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路206是分別檢測(cè)高頻磁場(chǎng)和交流磁場(chǎng)是否存在以及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10是否旋轉(zhuǎn)用的電路。
當(dāng)高頻磁場(chǎng)檢測(cè)脈沖驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組D時(shí)，高頻磁場(chǎng)檢測(cè)電路204把電動(dòng)機(jī)10的電動(dòng)機(jī)線圈中感應(yīng)交流電壓SJ與預(yù)先確定的基準(zhǔn)電壓加以比較，以檢測(cè)高頻磁場(chǎng)的存在。
當(dāng)交流磁場(chǎng)檢測(cè)脈沖驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組D時(shí)，交流磁場(chǎng)檢測(cè)電路205把所述感應(yīng)交流電壓SJ與預(yù)先確定的基準(zhǔn)電壓加以比較，以檢測(cè)高頻交流磁場(chǎng)的存在。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)脈沖驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)組D時(shí)，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路206把所述感應(yīng)交流電壓SJ與預(yù)先確定的基準(zhǔn)電壓加以比較，以檢測(cè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的存在。
高頻磁場(chǎng)檢測(cè)電路204、交流磁場(chǎng)檢測(cè)電路205和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路206的檢測(cè)結(jié)果輸入到時(shí)計(jì)控制電路203作為高頻磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SK、交流磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SL和旋轉(zhuǎn)電路檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SM。
電壓檢測(cè)電路207在電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR的瞬間接收儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC(指示儲(chǔ)存電壓VTKN)，然后把信號(hào)SR與第一、第二和第三預(yù)先確定的電壓VBLD,VOFF和VON(所有這些信號(hào)后面將予以解釋)和包括指示器顯示開關(guān)電壓VINDA,VINDB和VINDC(所有這些信號(hào)后面將予以解釋)幾個(gè)預(yù)先確定的比較電壓加以比較。然后電路207輸出時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)制停止檢測(cè)信號(hào)SH、電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS和比較結(jié)果信號(hào)SY，分別表示所述比較結(jié)果。時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)制停止檢測(cè)信號(hào)SH是表示儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC與第二預(yù)定電壓VOFF之間的比較結(jié)果的結(jié)果信號(hào)。當(dāng)電壓VTKN高于電壓VBLD時(shí)，信號(hào)SH具有高電平。電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS表示儲(chǔ)存電壓SC與第一預(yù)定電壓VBLD之間的比較結(jié)果。當(dāng)電壓VTKN高于電壓VOFF時(shí)，信號(hào)SS具有高電平。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，不用儲(chǔ)存電壓，而使用儲(chǔ)存電壓升壓和降壓結(jié)果信號(hào)SD與電壓VBLD,VOFF和VON比較，以獲得信號(hào)SH，SS和SY。例如，當(dāng)VTKN的絕對(duì)值等于0.625V(=VBLD)而且升壓和降壓電路49的比率為2時(shí)，檢測(cè)1.25V的VSS的絕對(duì)值給出一個(gè)等效值。在這個(gè)實(shí)施例中，使用表示儲(chǔ)存電壓VTKN的儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC。
當(dāng)信號(hào)SH變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208根據(jù)充電檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SA、時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止檢測(cè)信號(hào)SH和電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS開始這個(gè)狀態(tài)的計(jì)時(shí)。當(dāng)預(yù)定的時(shí)間過去時(shí)，計(jì)數(shù)器208輸出具有高電平的計(jì)數(shù)輸出信號(hào)SN，用于強(qiáng)制停止控制。時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止控制電路209接收充電檢測(cè)信號(hào)SA和計(jì)數(shù)輸出信號(hào)SN來進(jìn)行強(qiáng)制停止控制，然后輸出時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO。當(dāng)信號(hào)SO具有高電平時(shí)，將對(duì)時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)制停止控制。
現(xiàn)將參照?qǐng)D4，其中示出表示強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208和時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止控制電路209的電路示意圖。強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208包括雙負(fù)輸入AND(NOR)401、雙輸入NAND 402、雙輸入NAND 403、四輸入NAND 409、計(jì)數(shù)器404，406和408以及反相器405和407。雙負(fù)輸入AND(NOR)401接收由時(shí)計(jì)控制電路203中的分頻電路以80秒的周期產(chǎn)生的時(shí)鐘FIB 80和充電檢測(cè)信號(hào)SA。這兩個(gè)信號(hào)都作為負(fù)邏輯信號(hào)(低有效信號(hào))輸入。雙輸入AND 402接收時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)制停止檢測(cè)信號(hào)SH和電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS的負(fù)邏輯。雙輸入NAND403接收AND 401的輸出信號(hào)和后面將要解釋的NAND 409的輸出信號(hào)。計(jì)數(shù)器404和406是4位計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器408是3位計(jì)數(shù)器。NAND403的輸出輸入到計(jì)數(shù)器404的時(shí)鐘輸入端。計(jì)數(shù)器404的位Q4(23位)被反相器405反相，然后輸入到計(jì)數(shù)器406作為時(shí)鐘信號(hào)。計(jì)數(shù)器406的位Q4被反相器407反相，然后輸入到計(jì)數(shù)器408作為時(shí)鐘信號(hào)。AND 402的輸出信號(hào)輸入到計(jì)數(shù)器404，406和408的復(fù)位端。計(jì)數(shù)器404，406和408在AND 402的輸出信號(hào)低時(shí)復(fù)位。NAND 409接收計(jì)數(shù)器404的位Q4，計(jì)數(shù)器406的位Q1(20位)、計(jì)數(shù)器406的位Q2(21位)和計(jì)數(shù)器408的位Q3(22位)。NAND 409接收計(jì)數(shù)器404，406和408的輸出信號(hào)，并且當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)先指定的狀態(tài)時(shí)，NAND 409輸出用于強(qiáng)制停止控制的計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)SN。
在這種配置中，當(dāng)時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)制停止檢測(cè)信號(hào)SH具有高電平或電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有低電平時(shí)，所有計(jì)數(shù)器404，406和408復(fù)位。當(dāng)信號(hào)SH具有低電平而且信號(hào)SS具有高電平時(shí)，撤銷復(fù)位。當(dāng)充電檢測(cè)信號(hào)SA具有低電平時(shí)，三個(gè)計(jì)數(shù)器404，406和408對(duì)時(shí)鐘信號(hào)FIB80進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)信號(hào)SA具有高電平時(shí)，AND 401的輸出信號(hào)固定為高電平，因而計(jì)數(shù)過程停止。當(dāng)NAND 409的輸出信號(hào)具有低電平時(shí)，NAND 403的輸出信號(hào)為低電平，因而計(jì)數(shù)過程將停止。
圖4中的時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止控制電路209包括D觸發(fā)器電路410和反相器411。D觸發(fā)器電路410的D輸入端固定為高電平。反相器411對(duì)充電檢測(cè)信號(hào)SA進(jìn)行反相，然后把它送到電路410的復(fù)位端R。復(fù)位端R的有效電平為低電平。因此，當(dāng)從反相器411向該復(fù)位端R提供低電平時(shí)，D觸發(fā)器電路410復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CK具有低電平時(shí)，電路410把輸入信號(hào)讀到輸入D端，并將其作為時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO輸出。因此，當(dāng)信號(hào)SA具有低電乎并且信號(hào)SN具有低電平時(shí)，D觸發(fā)器電路209輸出具有高電平的時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO。當(dāng)信號(hào)SN具有高電平時(shí)，信號(hào)SO仍舊和以前一樣。當(dāng)信號(hào)SA具有高電平時(shí)，信號(hào)SO變低，并且此后，當(dāng)信號(hào)SA變低以及此后信號(hào)SN具有低電平，信號(hào)SO變高。
由此，將利用圖5至圖9對(duì)執(zhí)行時(shí)計(jì)的強(qiáng)制停止的控制方法和作為本發(fā)明的特征的強(qiáng)制停止的復(fù)位操作進(jìn)行描述。
圖5表示該方法第一個(gè)實(shí)例。在第一個(gè)實(shí)例中，用第一和第二電壓VBLD和VOFF作為控制強(qiáng)制停止的基準(zhǔn)電壓。圖6表示該方法的第二個(gè)實(shí)例。在第二個(gè)實(shí)例中，用第一、第二和第三電壓VBLD、VOFF和VON作為控制強(qiáng)制停止的基準(zhǔn)電壓。圖7A和7B是流程圖，說明按照?qǐng)D5和6所示的控制方法進(jìn)行強(qiáng)制停止的過程。圖8表示流程圖，說明按照?qǐng)D5所示的控制方法的第一實(shí)例將所述強(qiáng)制停止復(fù)位的過程。圖9表示流程圖，說明按照?qǐng)D6所示的控制方法的第二實(shí)例將所述強(qiáng)制停止復(fù)位的過程。
首先，將描述第一實(shí)例。在圖5中，當(dāng)電池48的儲(chǔ)存電壓VTKN高于指示器顯示變化電壓VINDC時(shí)，時(shí)計(jì)控制電路203給出指示D，它意味著驅(qū)動(dòng)剩余時(shí)間比d天長(zhǎng)(圖7A中從S101到S102的過程)。這個(gè)指示顯示在顯示部分或者通過按照用戶的操作自動(dòng)地或恒定地使秒針或其他針處于某種狀態(tài)來表示。當(dāng)電壓VTKN降低而且變得低于電壓VINDC但高于指示器顯示改變電壓VINDB時(shí)，電路203給出指示C，它意味著驅(qū)動(dòng)剩余時(shí)間長(zhǎng)于C天(從S103至S104的過程)。當(dāng)電壓VTKN進(jìn)一步降低而且變得低于電壓VINDB但高于指示器顯示改變電壓VINDA時(shí)，電路203給出指示B，它意味著驅(qū)動(dòng)剩余時(shí)間長(zhǎng)于B天(從S105至S106的過程)。當(dāng)電壓VTKN再進(jìn)一步降低而且變得低于電壓VINDA但高于第一預(yù)先指定的電壓VBLD時(shí)，電路203給出指示A，它意味著驅(qū)動(dòng)剩余時(shí)間長(zhǎng)于A天(從S107至S108的過程)。
當(dāng)電壓VTKN進(jìn)一步降低而且變得低于第一預(yù)先指定的電壓VBLD時(shí)，于是把顯示方法改變?yōu)橄蛴脩舯硎臼Ｓ鄷r(shí)間更少(圖7A中S109的過程)的其他狀態(tài)。在這種顯示狀態(tài)下，秒針按兩秒的間隔移動(dòng)。在此階段，圖2中的強(qiáng)制停止計(jì)數(shù)器208開始計(jì)數(shù)(圖5和6的P1中過程S110)。過程S110之后，若電壓VTKN低于第一電壓VBLD而高于第二電壓VOFF，而且在S112檢測(cè)不到發(fā)電裝置A向電池48充電，則重復(fù)執(zhí)行圖7B中所示的過程S111,S112,S113,S114和S115。結(jié)果，進(jìn)行強(qiáng)制停止計(jì)數(shù)器208的計(jì)數(shù)(直至到達(dá)圖5和6點(diǎn)PA或P2的時(shí)段)。當(dāng)該計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)先指定的最大連續(xù)時(shí)間T時(shí)，圖7B中所示的S115中的判斷結(jié)果變?yōu)槭?。結(jié)果，程序進(jìn)到S116，而在S116中，進(jìn)行控制以執(zhí)行計(jì)時(shí)操作的強(qiáng)制停止(圖5和6中的PA或P2)。就是說，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO在S116變?yōu)楦唠娖健?br> 另一方面，當(dāng)電壓VTKN低于第一電壓VBLD而高于第二電壓VOFF，而且強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208繼續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，可以檢測(cè)到從發(fā)電系統(tǒng)A向電池48的充電。當(dāng)檢測(cè)到充電時(shí)，在充電的同時(shí)所述計(jì)數(shù)中斷(從S111到S112到S117到S118到S112的過程)。
另外，當(dāng)儲(chǔ)存電壓VTKN低于第一預(yù)先規(guī)定的電壓VBLD，而高于第二預(yù)先規(guī)定的電壓VOFF，而且強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208的計(jì)數(shù)值小于最大持續(xù)時(shí)間周期T秒時(shí)，儲(chǔ)存電壓VTKN會(huì)變得低于第二預(yù)先規(guī)定的電壓VOFF，而且電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS會(huì)變?yōu)榈碗娖健．?dāng)儲(chǔ)存電壓VTKN變得低于第二預(yù)先規(guī)定的電壓VOFF時(shí)，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器209復(fù)位，計(jì)時(shí)操作被強(qiáng)制停止(從S111到S112到S117到S118到S119到S117的過程)。
當(dāng)強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208的計(jì)數(shù)在進(jìn)行中，而且儲(chǔ)存電壓VTKN變得大于第一預(yù)先指定的電壓VBLD時(shí)，時(shí)計(jì)控制電路203使顯示狀態(tài)返回指示A(過程從S111到S112到S17到S118到S119到S107，圖5和6的P4)。
接著將參照?qǐng)D8和圖9描述解除強(qiáng)制停止期間的控制方法。圖8表示用第一和第二預(yù)先指定的電壓VBLD和VOFF作為控制解除強(qiáng)制停止用的基準(zhǔn)電壓的控制過程。圖9表示用第一、第二和第三預(yù)先指定的電壓VBLD、VOFF和VON作為控制解除強(qiáng)制停止用的基準(zhǔn)電壓的控制過程。圖8和圖9的流程圖之間的差異是解除強(qiáng)制停止(圖8中的S206和圖9中的S206a)中用作基準(zhǔn)電壓的電壓。因此，將省略對(duì)圖9的細(xì)節(jié)描述。
在圖8的流程圖中，在狀態(tài)S201，當(dāng)時(shí)計(jì)處于強(qiáng)制停止的狀態(tài)時(shí)，發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ具有高電平。當(dāng)檢測(cè)到充電(S202)時(shí)，時(shí)計(jì)控制電路203讓充電檢測(cè)電路202開始檢測(cè)充電(S203)，而電壓檢測(cè)電路207開始測(cè)量(S204)。當(dāng)充電檢測(cè)信號(hào)SA具有高電平而且檢測(cè)到充電時(shí)，把儲(chǔ)存電壓VTKN與第二預(yù)先指定的電壓VOFF比較(S206)。當(dāng)電壓VTKN等于或高于電壓VOFF時(shí)，解除時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)制停止(S205到S206到S207)。另一方面，當(dāng)在步驟S202沒有檢測(cè)到發(fā)電，或在步驟S205沒有檢測(cè)到充電，或在步驟S206電壓VTKN低于電壓VOFF時(shí)，不解除時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)制停止。然后在時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止階段(S201)恢復(fù)上述控制。
接著，參照?qǐng)D10-13的定時(shí)圖描述這個(gè)實(shí)施例的操作實(shí)例。在圖10-13中，時(shí)間從左到右進(jìn)行。圖10和11表示用第一和第二電壓作為基準(zhǔn)電壓的情況。圖12和13表示用第一、第二和第三電壓作為基準(zhǔn)電壓的情況。圖10-13表示圖2方框圖中所示的下列信號(hào)SI,SZ,SA,SO,SS,SR和SC以及振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ的狀態(tài)。發(fā)電電壓信號(hào)SI表示發(fā)電器系統(tǒng)A發(fā)出的電壓。在發(fā)電器系統(tǒng)A產(chǎn)生電壓期間，發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ維持高電平。在向電池48充電期間充電檢測(cè)信號(hào)SA維持高電平。當(dāng)要停止時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)時(shí)，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO SS變?yōu)楦唠娖?。電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR是在預(yù)定時(shí)段產(chǎn)生的負(fù)脈沖。信號(hào)SR用作對(duì)表示儲(chǔ)存電壓的儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC進(jìn)行采樣用的采樣脈沖。振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ是表示時(shí)計(jì)控制電路203中的電路停止的信號(hào)。如圖10-13所示，信號(hào)SQ表示運(yùn)動(dòng)停止(SQ具有高電平)的沒有使信號(hào)SO具有高電平的周期與信號(hào)SS具有低電平的周期匹配。這是由于運(yùn)動(dòng)延遲的緣故，后者是由例如時(shí)鐘定時(shí)、儲(chǔ)存電壓或發(fā)出強(qiáng)制停止控制信號(hào)之后首先被停止的電路的組成所決定的。
順便指出，圖10-13表示電壓SI和SC作為參數(shù)變化時(shí)，每一部分的波形變化。圖10-13中所示的儲(chǔ)存電壓SI的波形是經(jīng)過全波整流處理之后的波形。在圖10-13中所示的實(shí)例中，儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC低于第一預(yù)先指定的電壓VBLD。因而，在定時(shí)圖的最左面，計(jì)數(shù)過程已在進(jìn)行中。
首先，將描述圖10所示的操作實(shí)例。在圖10的所有周期中，儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC都不低于第二預(yù)先指定的電壓VOFF。在t101至t104之間的周期期間以及在t107之后，發(fā)電電壓信號(hào)SI高到足以使發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ具有高電平，而在t102至t103之間的周期期間，充電檢測(cè)信號(hào)SA具有高電平。因此，在t102至t103之間的周期期間，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208不計(jì)數(shù)。在時(shí)刻t105計(jì)數(shù)器208的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)先指定的時(shí)間T。結(jié)果，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO變?yōu)楦唠娖健４撕?，時(shí)計(jì)操作處于被強(qiáng)制停止?fàn)顟B(tài)，并且在t106處振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ變?yōu)楦唠娖?。在時(shí)刻t106，盡管儲(chǔ)存電壓SC信號(hào)(VTKN)不低于第二預(yù)先指定的電壓VOFF，但電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有低電平。其理由上面沒有解釋，但這是因?yàn)樾盘?hào)SS的輸出電路是為了當(dāng)每一個(gè)電路處于振蕩停止?fàn)顟B(tài)時(shí)使信號(hào)SS具有低電平而構(gòu)造的。在從t106至t109的周期期間，計(jì)數(shù)器208已被復(fù)位。
然后，在時(shí)刻t107，檢測(cè)到發(fā)電(發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ具有高電平)。結(jié)果，充電檢測(cè)電路202和電壓檢測(cè)電路207開始進(jìn)行檢測(cè)。然后，在時(shí)刻t108，當(dāng)檢測(cè)到充電以及充電檢測(cè)信號(hào)SA變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO變?yōu)榈碗娖?，于是時(shí)計(jì)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)制停止控制被解除。但是，在時(shí)刻t108，電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有低電平。接著在時(shí)刻t109，電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR變?yōu)橛行?低電平)。結(jié)果，信號(hào)SS回到高電平并解除強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208的復(fù)位。在這種情況下，信號(hào)SS在時(shí)刻t109回到高電平。因而，從t108到t109的周期期間，由于用于驅(qū)動(dòng)停止控制的電路的結(jié)構(gòu)，存在運(yùn)動(dòng)信號(hào)波形與這個(gè)定時(shí)圖中所示的波形不匹配的情況(時(shí)計(jì)的時(shí)間操作)。
接著將描述圖11所示的操作實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，在圖11的t201和t204之間的周期期間以及t207之后，發(fā)電電壓SI高到足以使發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ具有高電平。剛好在時(shí)刻t205之前，儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC變得低于第二電壓(VOFF)，而當(dāng)充電開始時(shí)，在時(shí)刻t208之后，儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC變得高于第二電壓(VOFF)。在t201到t204的周期期間，信號(hào)SZ具有高電平，而在t202到t203的周期期間，信號(hào)SA具有高電平。因此，在t202到t203的周期期間，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208不計(jì)數(shù)。在時(shí)刻t205，電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR變?yōu)橛行?。結(jié)果，電壓檢測(cè)電路207檢測(cè)到儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC低于第二預(yù)先指定的電壓(VOFF)。因此，電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS變?yōu)榈碗娖?，因而時(shí)計(jì)操作的強(qiáng)制停止控制開始，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208被復(fù)位。然后在時(shí)刻t206，檢測(cè)到振蕩停止，于是振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ變?yōu)楦唠娖健?br> 在時(shí)刻t207，檢測(cè)到發(fā)電，于是發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ變?yōu)楦唠娖?。結(jié)果，充電檢測(cè)電路202和電壓檢測(cè)電路207開始檢測(cè)。然后在時(shí)刻t208，當(dāng)檢測(cè)到充電而充電檢測(cè)信號(hào)SA變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ變?yōu)榈碗娖?。然后，在時(shí)刻t209，電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR變?yōu)橛行?低電平)。若在時(shí)刻t209儲(chǔ)存電壓SC高于第二預(yù)先指定的電壓(VOFF)，則時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO具有低電平。因此，時(shí)計(jì)操作的強(qiáng)制停止控制被解除，并在時(shí)刻t209解除對(duì)強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208的復(fù)位。
接著，將描述圖12中所示的操作實(shí)例。在圖12中，第一、第二和第三電壓用作基準(zhǔn)電壓。在圖12的所有周期中，儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC均不低于第二預(yù)先指定的電壓VOFF。在t301和t304之間的周期期間以及t307之后，發(fā)電電壓信號(hào)SI高到足以令發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ具有高電平。在時(shí)刻t306儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC變得低于第三預(yù)先指定的電壓(VON)，然后剛好在時(shí)刻t309之前變得高于該第三電壓。在這種情況下，在從t301到t304的周期期間，信號(hào)SZ具有高電平，而在從t302到t303的周期期間，充電檢測(cè)信號(hào)SA具有高電平。因此，在從t302到t303的周期期間，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208不計(jì)數(shù)。在時(shí)刻t305，計(jì)數(shù)器208的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)先指定的時(shí)間T，因而時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO變?yōu)楦唠娖?。然后，在時(shí)刻t306，時(shí)計(jì)操作處于強(qiáng)制停止?fàn)顟B(tài)，而振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ具有高電平。在時(shí)刻t306，電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有低電平。在從t305到t306周期期間，計(jì)數(shù)器208的計(jì)數(shù)值保持不變。在從t306到t309周期期間，計(jì)數(shù)器208復(fù)位。
然后，在時(shí)刻t307，檢測(cè)到發(fā)電，于是發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ變?yōu)楦唠娖?。結(jié)果，充電檢測(cè)電路202和電壓檢測(cè)電路207開始檢測(cè)。然后在時(shí)刻t308，當(dāng)檢測(cè)到充電，因而充電檢測(cè)信號(hào)SA變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO變?yōu)榈碗娖?，因而解除?duì)時(shí)計(jì)操作的強(qiáng)制停止控制。但是，在時(shí)刻t308電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS變?yōu)榈碗娖?。接著在時(shí)刻t309，當(dāng)電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR變?yōu)橛行?低電平)而且檢測(cè)到儲(chǔ)存電壓信號(hào)SC高于第三預(yù)先指定的電壓(VON)時(shí)，信號(hào)SS返回高電平，解除對(duì)強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208的復(fù)位。在這種情況下，在時(shí)刻t309信號(hào)SS返回高電平。因而，由于用于強(qiáng)制停止控制的電路的結(jié)構(gòu)，存在從t308到t309周期期間(時(shí)計(jì)的時(shí)間操作)運(yùn)動(dòng)波形與該定時(shí)圖所示的波形不匹配的情況。
接著，將描述圖13所示的操作實(shí)例。在圖13中，在從t401到t404周期期間，以及t407之后，發(fā)電電壓信號(hào)SI高到足以令發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ具有高電平，而儲(chǔ)存電壓則剛好在時(shí)刻t405之前變得低于第二電壓(VOFF)，并在時(shí)刻t408之后當(dāng)充電開始時(shí)變得高于第三電壓(VON)。在從t401到t404周期期間，信號(hào)SZ具有高電平，而在從t402到t403周期期間，充電檢測(cè)信號(hào)SA具有高電平。因此，在從t402到t403周期期間，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208不計(jì)數(shù)。在時(shí)刻t405當(dāng)電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR變?yōu)橛行r(shí)，檢測(cè)到儲(chǔ)存電壓低于第二預(yù)先指定的電壓(VOFF)。因此，電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS變?yōu)榈碗娖剑谑情_始對(duì)時(shí)計(jì)操作進(jìn)行強(qiáng)制停止控制，強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208復(fù)位。然后在時(shí)刻t406，檢測(cè)到振蕩停止，而且振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ變?yōu)楦唠娖健?br> 在時(shí)刻t407，檢測(cè)到發(fā)電，于是發(fā)電檢測(cè)信號(hào)SZ變?yōu)楦唠娖健＝Y(jié)果，充電檢測(cè)電路202和電壓檢測(cè)電路207開始檢測(cè)。然后在時(shí)刻t408，當(dāng)檢測(cè)到充電并且充電檢測(cè)信號(hào)SA變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ變?yōu)榈碗娖?。然后在時(shí)刻t409，電壓檢測(cè)控制信號(hào)SR變?yōu)橛行?低電平)。若在時(shí)刻t409儲(chǔ)存電壓SC高于第二預(yù)先指定的電壓(VON)，則時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO變?yōu)榈碗娖?。因此，解除?duì)時(shí)計(jì)操作的強(qiáng)制停止控制，并且解除對(duì)強(qiáng)制停止控制計(jì)數(shù)器208的復(fù)位。
現(xiàn)將參照?qǐng)D14-21描述以對(duì)時(shí)計(jì)操作進(jìn)行強(qiáng)制停止控制作為直接目標(biāo)的電路結(jié)構(gòu)。圖14表示時(shí)計(jì)控制電路203的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分及其周圍結(jié)構(gòu)的方框圖。以下圖中使用與圖12所用的相同標(biāo)記，因此對(duì)相同標(biāo)記不再解釋。
圖14中所示的時(shí)計(jì)控制電路203具有石英振蕩電路1401、波形整流器和高頻分頻器電路1403、恒定電壓發(fā)生器1405、低頻分頻器電路1406和功能電路1407。外部石英振蕩器1402連接到石英振蕩電路1401。石英振蕩電路1401以由外部石英振蕩器1402決定的固定頻率產(chǎn)生振蕩信號(hào)SU。波形整流器和高頻分頻器電路1403接收信號(hào)SU，并對(duì)其進(jìn)行整流和分頻，形成具有若干不同頻率的信號(hào)，然后將其作為分頻輸出信號(hào)SV輸出。恒定電壓發(fā)生器1405利用來自升壓和降壓電路49的升壓和降壓后的電壓(VSS-VDD)作為電源，并向石英振蕩電路1401、波形整流器和高頻分頻器電路1403等提供恒定的電壓源ST，后者低于升壓和降壓后的電壓(VSS-VDD)。低頻分頻電路1406對(duì)分頻后的輸出信號(hào)SU進(jìn)一步分頻，并改變電壓，然后將其作為分頻輸出信號(hào)SW輸出。功能電路1407利用輸出信號(hào)SW產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SE。因此，從電源電壓看在時(shí)計(jì)控制電路203內(nèi)部有兩種不同的電路。其中一種是電源電壓驅(qū)動(dòng)電路1408，而另一種是恒定電壓驅(qū)動(dòng)電路1404。電源電壓驅(qū)動(dòng)電路1408是一種基于由升壓和降壓電路49提供的電源電壓(VSS-VDD)進(jìn)行操作的電路，并且電路1408包括使用與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E所用的相同的電源的功能電路1407、低頻分頻電路1406和恒定電壓發(fā)生器1405等等。恒定電壓驅(qū)動(dòng)電路1404是一種基于由恒定電壓發(fā)生器1405提供的恒定電壓ST而工作的電路，并且電路1404包括石英振蕩電路1401、波形整流器和高頻分頻器電路1403等，其中的這些電路要求低于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E中的電壓而且電壓穩(wěn)定性良好的電壓。
在圖14中，對(duì)目標(biāo)電路進(jìn)行強(qiáng)制停止控制，所述目標(biāo)電路包括石英振蕩電路1401、恒定電壓發(fā)生器1405、功能電路1407和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E。當(dāng)電池電壓SC降低時(shí)，目標(biāo)電路的操作由時(shí)計(jì)強(qiáng)制停止信號(hào)SO或信號(hào)SO和電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS的組合停止。所述目標(biāo)電路可以單獨(dú)使用，或者以與其他電路組合的形式使用，以便執(zhí)行強(qiáng)制停止控制。可以把不同的信號(hào)加在目標(biāo)電路上，例如，時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO停止石英振蕩電路1401，而電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS停止升壓和降壓電路49。以下將描述其操作由時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO或信號(hào)SO和電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS的組合停止的目標(biāo)電路的配置。
圖15表示圖14中石英振蕩電路1401的一個(gè)實(shí)例。電路1401包括振蕩反相器1501、相位補(bǔ)償電容1503和1504、反饋電阻1505和開關(guān)元件1502，后者例如是n-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。振蕩反相器1501插在石英振蕩器1402的輸入端和輸出端之間。相位補(bǔ)償電容1503插在GND(VDD)和振蕩反相器1501的輸入端之間。相位補(bǔ)償電容1504插在GND(VDD)和振蕩反相器1501的輸出端之間。反饋電阻1505并聯(lián)在石英振蕩器1402上。開關(guān)元件1502插在提供恒定電源輸出ST的電線和振蕩反相器1501的電源端子之間。雙輸入NOR門1506是為向開關(guān)元件1502的柵極提供柵極通/斷控制信號(hào)而設(shè)置的。NOR門1506接收時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO作為正邏輯輸入，并接收電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS作為負(fù)邏輯輸入。因此，當(dāng)信號(hào)SO具有低電平而且信號(hào)SS具有高電平時(shí)，NOR 1506輸出具有高電平的信號(hào)。因而，開關(guān)元件1502變?yōu)閷?dǎo)通，于是在石英振蕩電路1401中產(chǎn)生振蕩，并輸出具有預(yù)先指定的頻率的振蕩信號(hào)作為石英振蕩電路的輸出信號(hào)SU。當(dāng)信號(hào)SO具有高電平或信號(hào)SS具有低電平時(shí)，NOR門1506輸出具有低電平的信號(hào)，因而開關(guān)元件1502變?yōu)榻刂?，于是振蕩停止?br> 在圖15所示的實(shí)例中，使用信號(hào)SO和SS的組合作為控制開關(guān)元件1502通/斷的信號(hào)。但是，也可以使用其它信號(hào)作為這樣的信號(hào)。例如，可以只用信號(hào)SO來控制開關(guān)元件1502的通/斷。在這種情況下，NOR門1506可以用反相器代替。或者也可以使用p-溝道晶體管代替n-溝道晶體管作為開關(guān)元件。在這種情況下，p-溝道晶體管串聯(lián)在反相器1501的VDD側(cè)的電源端子上，并且柵極端子上接收信號(hào)SO，而不改變邏輯。也可以使用傳輸門作為開關(guān)元件1502。對(duì)于開關(guān)元件1502，最好使用導(dǎo)通態(tài)電阻較小、閾值電壓VTH較低、DC放大系數(shù)盡可能高的元件。
現(xiàn)將參照?qǐng)D16描述石英振蕩電路1401a，后者是圖15中石英振蕩電路1401的一種改型。在電路1401a中，采用p-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)元件1602插在GND(VDD)和振蕩電路1602的正電源端子之間。另外，采用n-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)元件插在提供恒定電壓ST的電線和振蕩反相器1603的負(fù)電源端子之間。此外，采用n-溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)元件1604插在反相器1601的輸出端和電壓VDD之間。開關(guān)元件1602的柵極端子接收NOR門1506的輸出信號(hào)，而開關(guān)元件1603的柵極端子接收反相器1605的輸出信號(hào)，該反相器將NOR門1506的輸出信號(hào)反相。開關(guān)元件1604的柵極端子接收反相器1605的輸出信號(hào)。在這種結(jié)構(gòu)中，可以用與圖15中的石英振蕩電路1401相同的方法控制石英振蕩的通和斷。另外，當(dāng)電源斷開時(shí)，開關(guān)元件1604變?yōu)閷?dǎo)通，將反相器1601的輸出端上拉到GND(VDD)。
在圖16中所示的石英振蕩電路1401a中，開關(guān)元件1602和1603中的每一個(gè)都可以用傳輸門代替，也可以將它們中的一個(gè)省略。至于該元件的特性，最好是圖15解釋中所描述的。也可以在恒定電源輸出ST側(cè)而不是電壓VDD側(cè)設(shè)置開關(guān)元件1604，使得該元件將反相器1601的輸出端子下拉到ST。還可以用不進(jìn)行開關(guān)操作的微電流源或高阻元件代替開關(guān)元件1604。
接著，將參照?qǐng)D17A和17B描述圖15中石英振蕩電路1401的其他改型。圖17A中所示的石英振蕩電路1401b不同于圖15中所示的在于沒有開關(guān)元件1502，而振蕩反相器1701是具有使能輸入端的三態(tài)反相器，NOR門1506的輸出端直接接入振蕩反相器1701的使能輸入端。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO具有低電平而電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有高電平時(shí)，振蕩反相器1701工作，于是產(chǎn)生振蕩。當(dāng)信號(hào)SO具有高電平或信號(hào)SS具有低電平時(shí)，振蕩反相器1701不工作，反相器的輸出阻抗非常高，于是振蕩停止。順便指出，如圖17B所示，反相器1701可以用雙輸入NAND 1701代替。在這種情況下，執(zhí)行與圖17A相同的操作。代替反相器1701的不限于NAND邏輯電路，也可以用例如NOR,AND或NOR門。
接著將參照?qǐng)D18描述圖14中所示的恒定電壓發(fā)生器1405的結(jié)構(gòu)。在圖18所示的結(jié)構(gòu)中，電路1405包括差動(dòng)放大器1804；晶體管1801,1802,1805,1806,1807,1808,1811,1812和1850；電容1809；以及反相器1814。差動(dòng)放大器1804包括晶體管1840-1846。晶體管1801插在VDD電源線和差動(dòng)放大器1804之間。晶體管1805插在VSS電源線和差動(dòng)放大器1804之間。晶體管1802在晶體管1801的柵極和源極之間變成有源負(fù)載。晶體管1806在晶體管1805的柵極和源極之間變成有源負(fù)載。電容1809連接在差動(dòng)放大器1804的一個(gè)輸出端子18a和恒定電壓發(fā)生器1405的輸出端子18b之間。晶體管1807，1808和1812構(gòu)成電路1405的輸出級(jí)。晶體管1850插在電源線VDD和輸出端子18b之間。OR門1815接收信號(hào)SO作為正邏輯信號(hào)并接收信號(hào)SS作為負(fù)邏輯信號(hào)。OR門1815的輸出信號(hào)提供給反相器1814，并提供給晶體管1801和1811的柵極。反相器1814的輸出信號(hào)提供給晶體管1805和1850的柵極。
當(dāng)信號(hào)SO具有低電平而且信號(hào)SS具有高電平時(shí)，晶體管1801和1805導(dǎo)通，而晶體管1811和1850截止。因此，差動(dòng)放大器1804接收電源，而晶體管1811截止，晶體管1810工作，因而產(chǎn)生恒定電源輸出電壓ST。當(dāng)信號(hào)SO具有高電平或者信號(hào)SS具有低電平時(shí)，晶體管1801和1805截止，晶體管1850導(dǎo)通，差動(dòng)放大器1804不接收電源，于是晶體管1811導(dǎo)通，晶體管1810不工作，因而恒定電源輸出電壓ST停止。
在圖18的結(jié)構(gòu)中，晶體管1801和1805分別設(shè)置在差動(dòng)放大器1804的上部和下部，但是可以省略其中一個(gè)，或者用傳輸門代替它們。
接著參照?qǐng)D19描述時(shí)計(jì)的另一個(gè)實(shí)例，其中可以控制升壓和降壓電路49使其停止工作。電路49包括升壓和降壓開關(guān)電路1901和輔助電容49c、N-溝道MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管1902和1904、二極管1903和1905。升壓和降壓開關(guān)電路1901包括幾個(gè)電容(圖1中的49a和49b)和幾個(gè)開關(guān)元件。輸出電壓加在輔助電容49c上并向電容49c充電。電池48的輸出電壓VTKN提供給N-溝道MOS晶體管1902的漏極，而晶體管1902的源極連接到升壓和降壓開關(guān)電路1901的輸入端。升壓和降壓開關(guān)電路1901的輸出端連接到N-溝道MOS晶體管1904的漏極，而電壓VSS從晶體管1902的源極輸出到輔助電容49c。二極管1903和1905分別是晶體管1902和1904的寄生二極管。晶體管1902和1904的柵極接收NOR門1906的輸出信號(hào)。NOR門1906接收信號(hào)SO作為正邏輯，并接收信號(hào)SS作為負(fù)邏輯。
在圖19的升壓和降壓電路49中，當(dāng)時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO具有低電平而且電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有高電平時(shí)，晶體管1902和904處于導(dǎo)通狀態(tài)，因而升壓和降壓開關(guān)電路1901能夠升壓和降壓。另一方面，當(dāng)信號(hào)SO具有高電平而信號(hào)SS具有低電平時(shí)，晶體管1902和1904處于截止?fàn)顟B(tài)，因而升壓和降壓電路1901無法升壓和降壓。因而，輔助電容49c的輸出電壓VSS降低。順便指出，控制晶體管1902和904導(dǎo)通和截止的信號(hào)不必是信號(hào)SO和SS的組合，而只要一個(gè)信號(hào)SO就行。
接著將參照?qǐng)D20描述時(shí)計(jì)的另一個(gè)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，在計(jì)時(shí)操作處在強(qiáng)制停止控制之下期間，停止提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SE，以便停止電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E的操作。在圖20的結(jié)構(gòu)中，信號(hào)SO和信號(hào)SS的負(fù)邏輯進(jìn)入NOR門2002。NOR門2002的輸出信號(hào)和時(shí)計(jì)控制電路203的輸出信號(hào)(SE反向)進(jìn)入雙輸入AND門2001。AND門2001的輸出信號(hào)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路E。在圖20中，電路203的輸出信號(hào)寫作“Se反向”(“Se change”)，這指的是信號(hào)SE的反向信號(hào)。
在圖20的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制停止信號(hào)SO具有低電平而且電壓檢測(cè)結(jié)果信號(hào)SS具有高電平時(shí)，AND門2001被使能。因而，信號(hào)SE進(jìn)入電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路203。另一方面，當(dāng)信號(hào)SO具有高電平而信號(hào)SS具有低電平時(shí)，AND門2001被禁止。因而信號(hào)SE不提供給電路E。因此，可能停止電動(dòng)機(jī)組D的操作。順便指出，在圖20這個(gè)實(shí)例中，來自時(shí)計(jì)控制電路203的信號(hào)被控制來停止電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置E的工作。但若數(shù)字時(shí)計(jì)用LCD面板來顯示時(shí)間，則可以例如停止LCD(液晶顯示器)面板的顯示。
接著將參照?qǐng)D21描述時(shí)計(jì)的另一個(gè)實(shí)例。在這個(gè)實(shí)例中，當(dāng)時(shí)計(jì)處在強(qiáng)制停止控制之下時(shí)，確定一個(gè)或幾個(gè)外部輸入端子狀態(tài)的控制部分C的一部分操作被停止。圖21表示說明時(shí)計(jì)控制電路203的輸入電路的結(jié)構(gòu)的方框圖。該輸入電路用于外部端子2116和2117(例如，輸入復(fù)位信號(hào)的端子)。在這種情況下，圖21所示的電路集成在例如集成電路上，而外部端子2116和2117用來從該集成電路以外接收輸入信號(hào)。電阻2105和2106以及二極管2104和2107構(gòu)成與外部端子2116對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路。電阻2111和2109以及二極管2110和2112構(gòu)成與外部端子2117對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路。外部端子2116通過電阻2105和2106連接到NOR門2101的兩個(gè)輸入端子中的一個(gè)。外部端子2117通過電阻2111和2109連接到NOR門2101的同一個(gè)輸入端子。例如采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的下拉電路2103和2102插在NOR門2101的同一個(gè)輸入端子和負(fù)電源線之間，后者在外部輸入信號(hào)不確定時(shí)用來指定輸入端子。
NOR門2101的輸出信號(hào)輸入到時(shí)計(jì)控制電路203。振蕩停止檢測(cè)信號(hào)SQ輸入到NOR門2101的兩個(gè)輸入端子中的一個(gè)。晶體管2102的柵極連接到NOR門2101輸出端子。AND門2114接收信號(hào)SQ的反相信號(hào)和預(yù)先指定的采樣時(shí)鐘CK。AND門2114的輸出信號(hào)提供給晶體管2103的柵極。
在這個(gè)結(jié)構(gòu)下，當(dāng)時(shí)計(jì)工作時(shí)，信號(hào)SQ具有低電平，而利用晶體管2103的下拉電路按照采樣時(shí)鐘CK導(dǎo)通。另一方面，當(dāng)時(shí)計(jì)工作停止時(shí)，信號(hào)SQ變?yōu)楦唠娖?振蕩停止?fàn)顟B(tài)的檢測(cè))，因而利用晶體管2102和2103的下拉電路截止。因此，當(dāng)外部端子處于高電平復(fù)位狀態(tài)使時(shí)計(jì)工作停止時(shí)，從電源通過下拉電路到手表控制電路203的電流將不流動(dòng)。這就有可能在時(shí)計(jì)工作停止期間減少電路中的電力消耗。這里，外部端子是用來輸入復(fù)位信號(hào)的，在圖21中以復(fù)位1和2形式示出。
除本實(shí)施例外，本發(fā)明可以用另外的形式實(shí)施。例如，可以用外部充電裝置或可拆卸的充電裝置代替內(nèi)部充電裝置。另外，可以使用連接到市電上的充電器，把充電器連接到電池上然后充電。還可以用諸如太陽能板等光電轉(zhuǎn)換元件來利用光能。還可以用諸如珀耳貼(Peltier)元件等熱電轉(zhuǎn)換元件來利用熱能。還可以用諸如壓電元件等應(yīng)力電轉(zhuǎn)換元件來利用應(yīng)變能。還可以從時(shí)計(jì)以外利用電磁感應(yīng)并用它發(fā)電。除時(shí)計(jì)外，本發(fā)明可以應(yīng)用于秒表和其他計(jì)時(shí)裝置。
在上述實(shí)施例中，充電檢測(cè)電路202可以設(shè)置在從發(fā)電器線圈44到電池48的充電線路以外的其他線路上，并通過直接檢測(cè)發(fā)電器線圈44的輸出端子來檢測(cè)充電狀態(tài)。但是，可以在充電線上設(shè)置一個(gè)阻值低的串聯(lián)電阻來代替，并通過直接用電壓降或?qū)⑵浞糯蠛笈c預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)比較來檢測(cè)充電狀態(tài)。在這種說明中，電壓降是電流引起的。還可能在測(cè)定電流值之后通過對(duì)檢測(cè)到的電流值進(jìn)行平滑操作或積分操作來估計(jì)電池的儲(chǔ)存電壓，并檢查是否超過預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果和決定充電的存在。
除了電子時(shí)計(jì)以外，本發(fā)明可應(yīng)用于諸如便攜式電話、便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)和袖珍計(jì)算器等便攜式電子設(shè)備。在這種情況下，等效于由來自電池的電力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置是一種控制這些便攜式電子設(shè)備的功能的控制電路裝置。
權(quán)利要求
1．一種電子時(shí)計(jì)，它包括可以充電的電池；充電部分，用來給電池充電；時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，它利用所述電池內(nèi)儲(chǔ)存的電力進(jìn)行計(jì)時(shí)操作；顯示部分，用來顯示所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路所計(jì)的時(shí)間；電壓檢測(cè)部分，用來檢測(cè)電池儲(chǔ)存電壓；充電檢測(cè)部分，用來檢測(cè)所述充電部分進(jìn)行充電的狀態(tài)；控制部分，用來在一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)滿足所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到的所述儲(chǔ)存電壓低于比所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作停止電壓高的第一預(yù)定電壓這個(gè)第一條件和所述充電檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果表示所述電池沒有充電這個(gè)第二條件時(shí)對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止，以便減少或停止所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗，并用來在所述電壓檢測(cè)部分或所述充電檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果滿足預(yù)定的操作恢復(fù)條件時(shí)，解除對(duì)所述計(jì)時(shí)操作的所述強(qiáng)制停止。
2．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于在滿足所述第一和第二條件一段預(yù)定時(shí)間之前，當(dāng)所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到的所述儲(chǔ)存電壓低于比所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作停止電壓高并比所述第一預(yù)定電壓低的第二預(yù)定電壓時(shí)，所述控制部分對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止。
3．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路包括石英振蕩電路，并利用所述石英振蕩電路的振蕩執(zhí)行所述計(jì)時(shí)操作，以及所述控制部分通過停止所述石英振蕩電路的振蕩，或者通過停止所述石英振蕩電路向跟在所述石英振蕩電路之后的后續(xù)電路提供輸出信號(hào)，對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述計(jì)時(shí)操作執(zhí)行所述強(qiáng)制停止。
4．按照權(quán)利要求3的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述控制部分通過停止所述石英振蕩電路的電源供應(yīng)，造成所述石英振蕩電路的振蕩停止或者通過停止所述石英振蕩電路向跟在所述石英振蕩電路之后的后續(xù)電路提供輸出信號(hào)，對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述計(jì)時(shí)操作執(zhí)行所述強(qiáng)制停止。
5．按照權(quán)利要求3的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述控制部分通過指定所述石英振蕩電路中某些電路的輸入電平或輸出電平，造成所述石英振蕩電路的振蕩停止或者通過停止所述石英振蕩電路向跟在所述石英振蕩電路之后的后續(xù)電路提供輸出信號(hào)，對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行所述強(qiáng)制停止。
6．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路包括恒定電壓發(fā)生器，并且利用來自所述恒定電壓發(fā)生器的輸出電壓執(zhí)行計(jì)時(shí)操作，以及所述控制部分通過停止所述恒定電壓發(fā)生器產(chǎn)生所述恒定電壓，造成用所述恒定電壓驅(qū)動(dòng)的恒定電壓驅(qū)動(dòng)電路停止工作，對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行所述強(qiáng)制停止。
7．按照權(quán)利要求6的電子時(shí)計(jì)，其特征在于用所述恒定電壓發(fā)生器產(chǎn)生的所述恒定電壓驅(qū)動(dòng)的所述恒定電壓驅(qū)動(dòng)電路是石英振蕩電路。
8．按照權(quán)利要求6的電子時(shí)計(jì)，其特征在于用所述恒定電壓發(fā)生器產(chǎn)生的所述恒定電壓驅(qū)動(dòng)的所述恒定電壓驅(qū)動(dòng)電路是對(duì)所述石英振蕩電路的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻的分頻電路。
9．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述時(shí)計(jì)還包括升壓和降壓部分，用來對(duì)所述電池的所述儲(chǔ)存電壓進(jìn)行升壓、降壓或升壓和降壓，以及所述控制部分通過停止所述升壓和降壓部分的操作，造成對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路中由所述升壓和降壓部分的所述輸出電壓驅(qū)動(dòng)的電源電壓驅(qū)動(dòng)電路的電源供應(yīng)的停止，或者通過把所述升壓和降壓電路的所述輸出電壓降低到所述電源電壓驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)停止電壓以下，造成電源驅(qū)動(dòng)電路的停止，對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止。
10．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述控制部分不是對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止，而是停止所述顯示部分的操作；或者除對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止之外，還停止顯示電路的操作。
11．按照權(quán)利要求10的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述顯示部分包括步進(jìn)馬達(dá)。
12．按照權(quán)利要求10的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述顯示部分包括液晶顯示面板。
13．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于當(dāng)對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行所述強(qiáng)制停止時(shí)，所述控制部分停止確定所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)或多個(gè)外部輸入端子狀態(tài)的電路的操作。
14．按照權(quán)利要求13的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述一個(gè)外部輸入端子是用來接收對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行復(fù)位操作的信號(hào)的復(fù)位端子。
15．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于在測(cè)量所述充電部分的非充電狀態(tài)期間一段預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)，在所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到的所述儲(chǔ)存電壓低于所述第一預(yù)定電壓、所述充電檢測(cè)部分檢測(cè)到所述充電部分的充電狀態(tài)的情況下，所述控制部分在所述檢測(cè)過程中中斷所述非充電狀態(tài)的時(shí)間測(cè)量。
16．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述控制部分解除對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行的所述強(qiáng)制停止的操作恢復(fù)條件是所述充電檢測(cè)部分檢測(cè)到所述充電部分的充電。
17．按照權(quán)利要求16的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述充電檢測(cè)部分檢測(cè)是否對(duì)所述電池充電的依據(jù)是檢測(cè)所述充電部分產(chǎn)生的充電電流是否超過預(yù)定的電流電平。
18．按照權(quán)利要求16的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述充電檢測(cè)部分檢測(cè)是否對(duì)所述電池充電的依據(jù)是通過對(duì)所述充電部分產(chǎn)生的充電電流進(jìn)行預(yù)定的處理而獲得的估計(jì)電池電壓是否超過預(yù)定的數(shù)值。
19．按照權(quán)利要求16的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述充電部分包括發(fā)電器，以及所述充電檢測(cè)部分檢測(cè)是否對(duì)所述電池充電的依據(jù)是所述發(fā)電器輸出端子的電壓和為所述電池預(yù)先規(guī)定的基準(zhǔn)電壓之間的比較結(jié)果。
20．按照權(quán)利要求16的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述充電檢測(cè)部分的檢測(cè)是通過不同于從所述充電部分到所述電池的所述充電途徑的途徑進(jìn)行的。
21．按照權(quán)利要求16的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述控制部分解除對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行的所述強(qiáng)制停止的操作恢復(fù)條件還包括所述電池的所述儲(chǔ)存電壓超過比所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作停止電壓高而且比所述第一預(yù)定電壓低的第二預(yù)定電壓這個(gè)條件作為必要條件。
22．按照權(quán)利要求16的電子時(shí)計(jì)，其特征在于在滿足所述第一和第二條件之前，當(dāng)所述電壓檢測(cè)部分所檢測(cè)到的儲(chǔ)存電壓變得低于比所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作停止電壓高而且比所述第一預(yù)定電壓低的第二預(yù)定電壓時(shí)，所述控制部分對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行所述強(qiáng)制停止，以及所述控制部分解除對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行的所述強(qiáng)制停止的操作恢復(fù)條件還包括所述電池的所述儲(chǔ)存電壓超過比所述第二預(yù)定電壓高而且比所述第一預(yù)定電壓低的第三預(yù)定電壓這個(gè)條件作為必要條件。
23．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述充電部分包括發(fā)電器，包括用來檢測(cè)所述發(fā)電器發(fā)電存在的發(fā)電檢測(cè)部分，在滿足所述第一和第二條件之前，當(dāng)所述電壓檢測(cè)部分所檢測(cè)的所述儲(chǔ)存電壓低于比所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作停止電壓高而且比所述第一預(yù)定電壓低的第二預(yù)定電壓時(shí)，所述控制裝置對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行所述強(qiáng)制停止，以及所述控制部分解除對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的所述操作執(zhí)行的所述強(qiáng)制停止的操作恢復(fù)條件還包括所述電池的儲(chǔ)存電壓超過比所述第二預(yù)定電壓高而且比所述第一預(yù)定電壓低的第三預(yù)定電壓，而且所述發(fā)電檢測(cè)部分檢測(cè)到發(fā)電這個(gè)條件作為必要條件。
24．按照權(quán)利要求1的電子時(shí)計(jì)，其特征在于所述充電部分包括發(fā)電器，后者使用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、光電轉(zhuǎn)換元件、熱電轉(zhuǎn)換元件或應(yīng)力電轉(zhuǎn)換元件，并以所述發(fā)電器產(chǎn)生的電力向所述電池充電。
25．一種控制電子時(shí)計(jì)用的方法，其特征在于所述電子時(shí)計(jì)包括可以充電的電池；充電部分，用來給電池充電；時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，它利用所述電池內(nèi)儲(chǔ)存的電力進(jìn)行計(jì)時(shí)操作；顯示部分，用來顯示所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路所計(jì)的時(shí)間；電壓檢測(cè)部分，用來檢測(cè)所述電池的儲(chǔ)存電壓；和充電檢測(cè)部分，用來檢測(cè)所述充電部分進(jìn)行充電的狀態(tài)，所述方法包括以下步驟當(dāng)在一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)滿足所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)到的所述儲(chǔ)存電壓低于比所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作停止電壓高的第一預(yù)定電壓這個(gè)第一條件和所述充電檢測(cè)部分的檢測(cè)結(jié)果表示所述電池沒有被充電這個(gè)第二條件時(shí)，對(duì)所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的操作執(zhí)行強(qiáng)制停止，以便減少或停止所述時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的電力消耗；并在所述電壓檢測(cè)部分或所述充電檢測(cè)部分的所述檢測(cè)結(jié)果滿足預(yù)定的操作恢復(fù)條件時(shí)，解除對(duì)所述計(jì)時(shí)操作的所述強(qiáng)制停止。
全文摘要
一種電子時(shí)計(jì)包括:可充電電池;給電池充電的充電部分;利用電池內(nèi)儲(chǔ)存的電力執(zhí)行計(jì)時(shí)操作的時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路;顯示時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路所計(jì)時(shí)間的顯示器;檢測(cè)電池儲(chǔ)存電壓的電壓檢測(cè)電路;和檢測(cè)電池的充電狀態(tài)的充電檢測(cè)部分,在這種時(shí)計(jì)中,當(dāng)儲(chǔ)存電壓低于比時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路操作停止電壓高的第一預(yù)定電壓并檢測(cè)到非充電狀態(tài)一段預(yù)定的時(shí)限時(shí),通過減小或切斷時(shí)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的電流對(duì)其操作執(zhí)行強(qiáng)制停止,并在滿足預(yù)定的操作恢復(fù)條件時(shí)解除強(qiáng)制停止。
文檔編號(hào)G04G99/00GK1298131SQ0012837
公開日2001年6月6日 申請(qǐng)日期2000年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月24日
發(fā)明者中宮信二, 藤澤照彥, 松崎賞 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社