JPS646618B2 - - Google Patents
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- JPS646618B2 JPS646618B2 JP55105309A JP10530980A JPS646618B2 JP S646618 B2 JPS646618 B2 JP S646618B2 JP 55105309 A JP55105309 A JP 55105309A JP 10530980 A JP10530980 A JP 10530980A JP S646618 B2 JPS646618 B2 JP S646618B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
- G04G19/00—Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
- G04G19/02—Conversion or regulation of current or voltage
- G04G19/04—Capacitive voltage division or multiplication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はリチウム電池のように内部インピーダ
ンスの高い電池を電源とする電子時計等の電源回
路方式に関する。
ンスの高い電池を電源とする電子時計等の電源回
路方式に関する。
本発明の目的は、電子時計等の照明ランプやブ
ザーなどの重負荷回路が動作して電池電源の出力
電圧が低下した場合でも半導体集積回路内の発
振・分周部や基本ロジツク部及び液晶表示系に安
定した電圧を供給するとともに、通常負荷時の消
費電力を低減するところにある。
ザーなどの重負荷回路が動作して電池電源の出力
電圧が低下した場合でも半導体集積回路内の発
振・分周部や基本ロジツク部及び液晶表示系に安
定した電圧を供給するとともに、通常負荷時の消
費電力を低減するところにある。
従来より、電池電圧が約3.0Vのリチウム電池
を用いた水晶時計においては、スイツチングトラ
ンジスタとコンデンサとから成る1/2降圧回路に
より約1.5Vの電圧をつくり出して発振．分周．
基本ロジツク部を駆動させる方式で低電力化すな
わち電池の長寿命化を図つている。ここに表示が
Ｖ―2Vデユーテイ1/2のダイナミツク駆動液晶表
示（以下略してＶ―2V液晶表示と記す）の場合
は、前記の降圧された1.5V系が同時に液晶駆動
信号の中間電位を与え、リチウム電池電圧がその
まま液晶駆動信号の2V側電圧となつている。
を用いた水晶時計においては、スイツチングトラ
ンジスタとコンデンサとから成る1/2降圧回路に
より約1.5Vの電圧をつくり出して発振．分周．
基本ロジツク部を駆動させる方式で低電力化すな
わち電池の長寿命化を図つている。ここに表示が
Ｖ―2Vデユーテイ1/2のダイナミツク駆動液晶表
示（以下略してＶ―2V液晶表示と記す）の場合
は、前記の降圧された1.5V系が同時に液晶駆動
信号の中間電位を与え、リチウム電池電圧がその
まま液晶駆動信号の2V側電圧となつている。
リチウム電池の特性として内部インピーダンス
が高いという問題があり、ランプ点灯時やブザー
鳴鐘時など大きな電流が流れる重負荷時には電池
より取り出し得る電圧が2.0V以下になる場合が
ある。これを単純に降圧すると本来の1.5V系が
1.0V以下になり水晶振動子の発振が停止すると
か、液晶表示のコントラストが著しく悪化すると
いう不具合な現象が生じる。発振停止は時計にと
つて致命的欠点となるため、重負荷時には降圧回
路を1.5V系より切離して1.5V系に直接リチウム
電池電圧を供給するとか、定電圧回路を動作させ
て1.5Vをつくり出し1.5V系に供給するとかして
発振停止を防ぐ工夫がなされているものもある
が、液晶表示のコントラスト悪化という重欠点は
放置されたままになつている。
が高いという問題があり、ランプ点灯時やブザー
鳴鐘時など大きな電流が流れる重負荷時には電池
より取り出し得る電圧が2.0V以下になる場合が
ある。これを単純に降圧すると本来の1.5V系が
1.0V以下になり水晶振動子の発振が停止すると
か、液晶表示のコントラストが著しく悪化すると
いう不具合な現象が生じる。発振停止は時計にと
つて致命的欠点となるため、重負荷時には降圧回
路を1.5V系より切離して1.5V系に直接リチウム
電池電圧を供給するとか、定電圧回路を動作させ
て1.5Vをつくり出し1.5V系に供給するとかして
発振停止を防ぐ工夫がなされているものもある
が、液晶表示のコントラスト悪化という重欠点は
放置されたままになつている。
本発明はリチウム電池を用いた従来の電源回路
の上述の如き欠点を解決したものである。以下に
まずＶ―2V液晶表示式時計に本発明の電源回路
方式を応用した場合を例にとつてその動作原理を
説明する。消費電流が小さく電池電圧がほとんど
低下していない時は従来と同様で電池電圧を1/2
に降圧して1.5V系の電圧を得ると同時にＶ―2V
液晶駆動用の2V側電圧には電池電圧をそのまま
用いる。重負荷により電池電圧が低下した場合に
はまず定電圧回路を動作させて安定した1.5V系
の電圧を得、これにより発振．分周．基本ロジツ
ク部を動作させるとともにＶ―2V液晶駆動用の
中間電位を与える。更に安定化された1.5V系電
圧を倍電圧回路により昇圧させ3.0Vをつくり出
しＶ―2V液晶の2V側電源とする。以上が本発明
の電源回路方式の動作原理である。
の上述の如き欠点を解決したものである。以下に
まずＶ―2V液晶表示式時計に本発明の電源回路
方式を応用した場合を例にとつてその動作原理を
説明する。消費電流が小さく電池電圧がほとんど
低下していない時は従来と同様で電池電圧を1/2
に降圧して1.5V系の電圧を得ると同時にＶ―2V
液晶駆動用の2V側電圧には電池電圧をそのまま
用いる。重負荷により電池電圧が低下した場合に
はまず定電圧回路を動作させて安定した1.5V系
の電圧を得、これにより発振．分周．基本ロジツ
ク部を動作させるとともにＶ―2V液晶駆動用の
中間電位を与える。更に安定化された1.5V系電
圧を倍電圧回路により昇圧させ3.0Vをつくり出
しＶ―2V液晶の2V側電源とする。以上が本発明
の電源回路方式の動作原理である。
特に、本発明は電源電圧の変動時に、電池電圧
から安定した定電圧を形成し、この定電圧をさら
に昇圧した昇圧電圧を形成し、両電圧を電源電圧
として負荷手段に供給することに特徴を有してい
る。
から安定した定電圧を形成し、この定電圧をさら
に昇圧した昇圧電圧を形成し、両電圧を電源電圧
として負荷手段に供給することに特徴を有してい
る。
上述の動作原理にもとずく回路の構成と、より
詳細な動作を第１図ａ〜ｄを用いて説明する。図
において１は電池であり、２のSTBは定電圧回
路である。また一点鎖線３内は昇・降圧回路であ
りVDDは電源のグランドレベル、Vss1は1.5V系負
電源、Vss2は3.0V系負電源である。通常負荷時は
第１図ａ，ｂで示すようにSTBへの電源供給は
スイツチ４によつて遮断され、STBによる消費
電流増加はない。STBからの出力もスイツチ５
により遮断され、スイツチ６の導通により電池電
圧が直接Vss2系に供給される。第１図ａにおいて
はスイツチ８と１０が導通し電池に対してコンデ
ンサ１１（CA）と１２（CB）が直列接続され、
電池からコンデンサに充電される。第１図ｂに示
す状態においてはスイツチ７と９が導通しCAと
CBが並列接続となりCAよりVss1系平滑コンデン
サCBに電荷が供給される。スイツチ８と１０の
オンオフと、スイツチ７と９のオフオンは連動し
て交互に繰り返され、CA＝CBとすればVss1には
電池電圧を1/2に降圧した電圧が得られる。
詳細な動作を第１図ａ〜ｄを用いて説明する。図
において１は電池であり、２のSTBは定電圧回
路である。また一点鎖線３内は昇・降圧回路であ
りVDDは電源のグランドレベル、Vss1は1.5V系負
電源、Vss2は3.0V系負電源である。通常負荷時は
第１図ａ，ｂで示すようにSTBへの電源供給は
スイツチ４によつて遮断され、STBによる消費
電流増加はない。STBからの出力もスイツチ５
により遮断され、スイツチ６の導通により電池電
圧が直接Vss2系に供給される。第１図ａにおいて
はスイツチ８と１０が導通し電池に対してコンデ
ンサ１１（CA）と１２（CB）が直列接続され、
電池からコンデンサに充電される。第１図ｂに示
す状態においてはスイツチ７と９が導通しCAと
CBが並列接続となりCAよりVss1系平滑コンデン
サCBに電荷が供給される。スイツチ８と１０の
オンオフと、スイツチ７と９のオフオンは連動し
て交互に繰り返され、CA＝CBとすればVss1には
電池電圧を1/2に降圧した電圧が得られる。
第１図ｃとｄは、重負荷時の接続状態を示した
もので、スイツチ４がオンしSTBが動作してほ
ぼ1.5Vに安定化された電圧VSTBがSTBより出力
される。スイツチ５がオンしてVss1系がVSTBレベ
ルとなる。スイツチ６がオフするため電池電圧は
Vss2系から切離される。第１図ｃは、こうした接
続状態でスイツチ７と９とがオンしてCAにVSTB
電圧が充電されている状態を示す。第１図ｄは、
スイツチ８と１０がオンしCAからVss2系平滑コン
デンサ１３（Cc）に電荷が供給されている状態
を示す。こうしてスイツチ７と９のオンオフと、
スイツチ８と１０のオフオンが連動して交互に繰
り返されるとVss2系レベルはVss1＝VSTBの２倍の
電圧に昇圧される。この昇圧動作は酸化銀電池電
圧を昇圧する際従来より用いられている方法と同
様である。
もので、スイツチ４がオンしSTBが動作してほ
ぼ1.5Vに安定化された電圧VSTBがSTBより出力
される。スイツチ５がオンしてVss1系がVSTBレベ
ルとなる。スイツチ６がオフするため電池電圧は
Vss2系から切離される。第１図ｃは、こうした接
続状態でスイツチ７と９とがオンしてCAにVSTB
電圧が充電されている状態を示す。第１図ｄは、
スイツチ８と１０がオンしCAからVss2系平滑コン
デンサ１３（Cc）に電荷が供給されている状態
を示す。こうしてスイツチ７と９のオンオフと、
スイツチ８と１０のオフオンが連動して交互に繰
り返されるとVss2系レベルはVss1＝VSTBの２倍の
電圧に昇圧される。この昇圧動作は酸化銀電池電
圧を昇圧する際従来より用いられている方法と同
様である。
以上本発明の電源回路方式の構成とスイツチン
グ動作の説明である。上記の説明からわかるよう
に、降圧動作と昇圧動作とが同一のスイツチング
トランジスタにより可能であるが、このことは、
集積回路に本発明を実現することを容易ならしめ
る大きな要因として考え出された点である。
グ動作の説明である。上記の説明からわかるよう
に、降圧動作と昇圧動作とが同一のスイツチング
トランジスタにより可能であるが、このことは、
集積回路に本発明を実現することを容易ならしめ
る大きな要因として考え出された点である。
第２図は第１図に示した構成の回路を具体化し
たものである。ここに制御信号CL1は電池電圧を
直接Vss2系に与えるか、定電圧回路を動作させ定
電圧化された電圧をVss1系に与えるかを切替える
ための信号でHIGHで前者、LOWで後者となる。
１４〜２０は各々第１図に示されたスイツチ４〜
１０に順次対応するスイツチングトランジスタで
ある。CL2，CL3は昇・降圧回路のスイツチング
トランジスタのオンオフを制御するクロツク信号
で、タイミングは第３図に示したとおりであり、
通常256Hz〜2KHzの周波数である。トランジスタ
２１と２２は信号CL3をC2の点の電圧振幅に合わ
せるための働きをしている。２３＝INT１と２
４＝INT２はレベルシフターでINT１は信号CL1
を電池電圧振幅からVss2系電圧振幅へシフトする
ためのもので、またINT２は信号CL2をVss1系電
圧振幅からVss2系電圧振幅へシフトするためのも
のである。なお２５は電池電圧の急激な変動によ
るロジツク部の誤動作を防止するための保護抵抗
である。破線で接続を示したCA，CB，Ccは半導
体集積回路外へ外付けするコンデンサである。こ
こに容量CBとCcとに着目すると、定常的な観点
からはCBが必要な時すなわち通常負荷で降圧動
作時はCcがなくてもよく、またCcが必要な時すな
わち重負荷で昇圧動作時はCBがなくてもよいこ
とになる。この観点からCBとCcを１つのコンデ
ンサにまとめ、昇圧時はVss2側、降圧時はVss1側
へ切替使用することが考えられる。但し、実際に
はそうして場合昇圧動作から降圧動作へ切替わる
過渡期においてVss1系電圧レベルが振られて、ロ
ジツク部の誤動作を起こすため外付容量CA，CB，
Ccの３つのコンデンサが独立して必要である。
たものである。ここに制御信号CL1は電池電圧を
直接Vss2系に与えるか、定電圧回路を動作させ定
電圧化された電圧をVss1系に与えるかを切替える
ための信号でHIGHで前者、LOWで後者となる。
１４〜２０は各々第１図に示されたスイツチ４〜
１０に順次対応するスイツチングトランジスタで
ある。CL2，CL3は昇・降圧回路のスイツチング
トランジスタのオンオフを制御するクロツク信号
で、タイミングは第３図に示したとおりであり、
通常256Hz〜2KHzの周波数である。トランジスタ
２１と２２は信号CL3をC2の点の電圧振幅に合わ
せるための働きをしている。２３＝INT１と２
４＝INT２はレベルシフターでINT１は信号CL1
を電池電圧振幅からVss2系電圧振幅へシフトする
ためのもので、またINT２は信号CL2をVss1系電
圧振幅からVss2系電圧振幅へシフトするためのも
のである。なお２５は電池電圧の急激な変動によ
るロジツク部の誤動作を防止するための保護抵抗
である。破線で接続を示したCA，CB，Ccは半導
体集積回路外へ外付けするコンデンサである。こ
こに容量CBとCcとに着目すると、定常的な観点
からはCBが必要な時すなわち通常負荷で降圧動
作時はCcがなくてもよく、またCcが必要な時すな
わち重負荷で昇圧動作時はCBがなくてもよいこ
とになる。この観点からCBとCcを１つのコンデ
ンサにまとめ、昇圧時はVss2側、降圧時はVss1側
へ切替使用することが考えられる。但し、実際に
はそうして場合昇圧動作から降圧動作へ切替わる
過渡期においてVss1系電圧レベルが振られて、ロ
ジツク部の誤動作を起こすため外付容量CA，CB，
Ccの３つのコンデンサが独立して必要である。
以上本発明の考え方と具体例について述べてき
たが、本発明の電源回路方式によれば定電圧回路
を重負荷時のみしか動作させないため、通常負荷
時の消費電力を小さく抑えることができる。また
定電圧回路自体、消費電力がかなり大きくてもか
まわないことと、電圧が低下した時点で必要電圧
を発生するようにすればよいことから、常時定電
圧回路を動作させている電源方式にくらべ、定電
圧回路の設計が著しく容易となる。更に先に述べ
たような従来の電源回路方式での重欠点である重
負荷時の表示のコントラスト悪化の問題も解決す
ることができる。
たが、本発明の電源回路方式によれば定電圧回路
を重負荷時のみしか動作させないため、通常負荷
時の消費電力を小さく抑えることができる。また
定電圧回路自体、消費電力がかなり大きくてもか
まわないことと、電圧が低下した時点で必要電圧
を発生するようにすればよいことから、常時定電
圧回路を動作させている電源方式にくらべ、定電
圧回路の設計が著しく容易となる。更に先に述べ
たような従来の電源回路方式での重欠点である重
負荷時の表示のコントラスト悪化の問題も解決す
ることができる。
なお、これまで述べてきた例は表示がＶ―2V
液晶表示の水晶時計に本発明の電源回路方式を応
用した場合についてのみであるが、Ｖ―2V―3V
デユーテイ1/3のダイナミツク液晶駆動やそれよ
り高次のデユーテイサイクルのダイナミツク液晶
駆動を行なつている水晶時計の電源回路に本発明
を適用することも可能である。
液晶表示の水晶時計に本発明の電源回路方式を応
用した場合についてのみであるが、Ｖ―2V―3V
デユーテイ1/3のダイナミツク液晶駆動やそれよ
り高次のデユーテイサイクルのダイナミツク液晶
駆動を行なつている水晶時計の電源回路に本発明
を適用することも可能である。
第１図ａ〜ｄは、本発明の電源回路方式の構成
と動作を示すための図である。第２図は本発明に
もとずく具体的な回路例を示す。第３図は第２図
における信号CL2とCL3のタイミングチヤートで
ある。 １……電池、２……定電圧回路、３……昇・降
圧回路、４，５，６，７，８，９，１０……スイ
ツチ、１１，１２，１３……コンデンサ、１４，
１７，２１……ＰチヤネルMOSトランジスタ、
１５，１６，１８，１９，２０，２２……Ｎチヤ
ネルMOSトランジスタ、２３，２４……レベル
インターフエース、２５……誤動作防止用抵抗、
２６……インバータ、VDD……グランドレベル、
Vss1……1.5V系負電源、Vss2……3.0V系負電源、
VSTB……定電圧出力レベル、CL1……重負荷／通
常負荷切替信号、CL2，CL3……昇・降圧回路内
スイツチングトランジスタ制御クロツク。
と動作を示すための図である。第２図は本発明に
もとずく具体的な回路例を示す。第３図は第２図
における信号CL2とCL3のタイミングチヤートで
ある。 １……電池、２……定電圧回路、３……昇・降
圧回路、４，５，６，７，８，９，１０……スイ
ツチ、１１，１２，１３……コンデンサ、１４，
１７，２１……ＰチヤネルMOSトランジスタ、
１５，１６，１８，１９，２０，２２……Ｎチヤ
ネルMOSトランジスタ、２３，２４……レベル
インターフエース、２５……誤動作防止用抵抗、
２６……インバータ、VDD……グランドレベル、
Vss1……1.5V系負電源、Vss2……3.0V系負電源、
VSTB……定電圧出力レベル、CL1……重負荷／通
常負荷切替信号、CL2，CL3……昇・降圧回路内
スイツチングトランジスタ制御クロツク。
Claims (1)
- １ 第１の負荷手段と該第１の負荷手段よりも高
い電源電圧を必要とする第２の負荷手段に対して
電池電圧から形成された電圧を供給する電源回路
方式において、通常時には前記電池電圧を降圧す
る降圧回路から降圧電圧を前記第１の負荷手段に
供給すると共に前記電池電圧を前記第２の負荷手
段に供給するように供給電圧を切替え、前記電池
電圧の低下する重負荷時には前記電池電圧から定
電圧を形成する定電圧回路が動作して該定電圧を
前記第１の負荷手段に供給すると共に前記定電圧
を昇圧する昇圧回路から昇圧電圧を前記第２の負
荷手段に供給するように供給電圧を切替える切替
手段を備えることを特徴とする電源回路方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10530980A JPS5731333A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Power source circuit system |
| GB8118469A GB2079498B (en) | 1980-07-31 | 1981-06-16 | A power circuit for an electronic timepiece |
| US06/288,849 US4404624A (en) | 1980-07-31 | 1981-07-31 | Power circuit for electronic timepiece |
| HK732/86A HK73286A (en) | 1980-07-31 | 1986-10-02 | Power circuit for an electronic timepiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10530980A JPS5731333A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Power source circuit system |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29355187A Division JPS63154062A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5731333A JPS5731333A (en) | 1982-02-19 |
| JPS646618B2 true JPS646618B2 (ja) | 1989-02-03 |
Family
ID=14404096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10530980A Granted JPS5731333A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Power source circuit system |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4404624A (ja) |
| JP (1) | JPS5731333A (ja) |
| GB (1) | GB2079498B (ja) |
| HK (1) | HK73286A (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2077004B (en) * | 1980-05-22 | 1983-10-26 | Suwa Seikosha Kk | Improvements in or relating to electronic timepieces |
| JPS5761981A (en) * | 1980-10-01 | 1982-04-14 | Hitachi Ltd | Electronic circuit using voltage reguction means |
| DE3175572D1 (en) * | 1981-07-13 | 1986-12-11 | Adler Nietzhold Brunhilde | Electronic apparatus |
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