JPS61277081A - 太陽電池時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｃ１Ｍ０８（相補形ＭＯ８）集積回路を応用
し比重子時計の分野に関する。 〔従来の技術〕 従来より太陽電池を利用した電子時計はあった。 しかしいずれの場合であれ、太陽電池出方の電圧安定化
を目的とした電圧リミッタ回路は一定電圧を出力する間
、太陽電池出力電流の一部を無駄圧していた。 第１図（ａ）　ｅ　（１））は従来方式による電子時計
の典型例である。図中１は太陽電池、２は駆動負荷とな
る電子時計、３は゛電圧リミッタ回路ブロックである。 ８１図（ａ）では抵抗分圧比の設定により、所定の電圧
以上の太陽電池出力を得た時、′ＮＰＮ型バイポーラト
ランジスタをオンさせ、１の太陽電池を短絡させて出力
を一定に保ち、負荷となるＳの電子時計への過電圧を防
止する。しかしこのとき１の太陽電池を短絡している間
、電流を無駄にする。 第１図（ｂ）は発光ダイオードの順方向電圧が高いこと
を利用して電圧リミッタを構成している。この方式に於
いても１の太陽電池電圧を一定電圧にする間、無駄な電
流を費やす。 以上に示したように、従来の発想では電子時計保護とな
る電圧リミッタ部での損失が大きく、エネルギの無駄が
大きいという欠点を有している。 〔発明が解決しようとする間１点〕 本発明は、上述した太陽電池エネルギー損失を最大限に
活用する事を目的とする。 〔問題点を解決する之めの手段〕 本発明の太陽電池時計は、太陽電池電圧を利用し動作す
る電子時計に於いて、太陽電池電圧を該電子時計の定格
電圧に保つ電圧リミッタ回路を有し、かつ該リミッタ回
路動作時に消費される無効電流の一部を有効利用する目
的で大容量の電気二重層コンデンサによる電荷蓄積手段
を設け、該電子時計か全く動作していない初期又は該電
気二重層コンデンサから該時計体への電圧供給が行なわ
れている時、該リミンタ回路は該太陽電池電圧を直接所
定の電圧値に制御し、次に該電気二重層コンデンサへ該
太陽電池出力を蓄積する場合には、該電気二重層コンデ
ンサ端子側電圧″を検出して、蓄積電圧を該電気二重層
コンデンサの定格値以内に制御するという２設階動作可
能な構成として、該太陽電池出力を交互に制御し、動作
を持続させる事を特徴とする。 〔作用〕 第２図に本発明の太陽電池時計のシステム構成概念図を
示す。 図中１は太陽電池部、２は電子時計部、５は電圧リミッ
タ部、４は検出切換部、５は電荷蓄積部、６は電圧サポ
ート部、７及び８はスイッチ部、９及び１０は逆流防止
ダイオードである。 まず第２図に於けるシステムの動作を説明する。 １の太陽電池部に光が照射されると、該太陽電池部出力
は１０のダイオードを介して６の電圧サポート部へ蓄積
される。この時２の電子時計部が動作開始以前とすると
、該時計部の動作停止状態が４の検出切換え部に伝えら
れる。該検出切換え部は該時計体が動作停止又は５の電
荷蓄積部からの電圧供給がなされている場合は１の太陽
電池部出力を検出し、５の電荷蓄積部への充１！が行な
われる間は該電荷蓄積部の電圧を検出し、その出力を５
の電圧リミッタ部へ伝える。従って今の場合、該時計部
動作停止信号を受け、Ｓの電圧リミッタ部は該太ｒｉＪ
ＷＬ池部出力を所定の出力電圧におさえるように作用す
る。これら一連の信号伝達は瞬時に完了し、従って該電
圧サポート部へは該時計部の定格電圧以内の電荷蓄積が
行なわれる。 次に該電圧サポート部の電圧によって該時計体が動作を
開始すると、該時計体内部の電圧検出動作によシ、該電
圧サポート部電圧が第１の設定値以上ある事を検出し、
スイッチ７を開く。これにより、該太陽電池部出力は電
荷蓄積部５へ充電される。と同時に、検出切換え部４へ
充電開始の信号が出され、検出切換え部出力を該′載荷
蓄積部端子電圧に切換える。 該太陽電池出力を蓄積中、時計体２の動作によシ数置圧
すポート部の電圧が第１の設定値を下まわると、時計体
２からは充電停止信号が出され、スイッチ７を閉じ、該
検出切換え部からは該太陽電池出力側の信号が該電圧リ
ミッタ部へ伝えら、れる。よって該電圧サポート部の低
下電圧は、該電圧リミッタ部で制御され比重圧までひき
上げられ、該時計体が動作開始前の状態と同等の電圧値
に復帰する。 次に太陽光が遮断された場合を考える。 一旦該太陽電池部出力が低下し、又は出力が無くなシ、
逆流防止ダイオード１０が非導通状態になると、該電圧
サポート部への電圧復＃経路が閉ざされる。この時、該
時計体内部で該電荷蓄積部と、該電圧サポート部の電圧
を比較しく前者）≦（後者）が成立した事を判定し、ス
イッチ８を開く。この動作によって該電圧サポート部電
圧低下分を該電荷蓄積部から補充することができる。故
に光照射が弱まり、もしくは遮光状態に陥っても該時計
体は該太陽電池出力の蓄積電荷を利用して計時機能を維
持する。そしてスイッチ８を開くと同時に、該検出切換
え部出力は該太陽電池部側出力に切換わる為、急に光照
射が行なわれた場合でも、即座に該電圧サポート部への
過電圧印加を抑制するため、大傷電池時計システムへの
悪影響を最大限に防止できる。 〔実施例〕 第Ｓ図に、本発明の具体的実施例を示す。図中１′は太
陽電池部、２′は電子時計体部、５′は電圧リミッタ部
、４′は検出切換え部、５′は電荷蓄積部、６Ｉは電圧
サポート部、７１．８１はスイッチ、９′。 １０′は逆流防止ダイオードである。 次に各部の構成を説明する。 ５′の電圧リミッタ部はＰチャネルＩＰＩＴ　１５、基
準電圧回路１５、誤差増幅用演算増幅器１４よプ構成し
、各素子全ての電源を該太陽電池部１′から敬っている
。 ４′の検出切換え部は７＃、８＃のスイッチ及び１１゜
１２０分割抵抗、１６の°電圧レベル変換回路、　。 １７の検出動作切換え判定回路から成シ、分割抵抗１１
及び１２の分圧出力が該リミッタ部３′の誤差増幅用演
算増幅器１４の片側へ入力される。また該検出動作切換
え判定回路は該電子時計体部２′と同一電源で態動され
る。ここで言う同一電源とは、電圧ナボート部６′を構
成する電解小容量コンデンサからの供給電圧を指す。 ２′の電子時計体部は、動作停止検出回路１８、計時機
能論理回路ブロック１９、第１の判定回路２０、第２の
判定回路２１から構成される。そして第１の判定回路１
は該電圧サポート部６′の端子電圧を検出し、該スイッ
チ７′を制御する。第２の判定回路２は該電圧サポート
部６′と、該電荷蓄積部５Ｉとの電圧大小関係を判定し
、該スイッチ８′を制御する。 一方該動作停止検出回路１８の出力、該第１の判定回路
出力、該第２の判定回路出力は、それぞれ該検出動作切
換え判定回路１７へ入力される。 従って、該電圧リミッタ部５′は、該検出動作切換え判
定回路出力に応じ、７′がオンの時は該電荷蓄積部端子
電圧を制御し、８＃がオンの時は該太陽電池部１′の端
子電圧を制御する形で動作可能になる。尚、該電圧レベ
ル変換回路１６は、該検出動作切換え判定回路１７が該
電圧サポート部６Ｉの電圧によシ躯動されていることか
ら、（該電圧サポート部６′の電圧〕＜

【該太陽電池部
側力電圧】の場合でも、安定して該スイッチ８＃をオン
・オフ動作させるための制御電圧レベル変換を行なうも
のである。 〔効果〕 次に本発明の効果について説明する。 本発明の実施例では電荷蓄積部に電気二重層コンデンサ
を用いている。それ故、一度規定電圧まで充電されれば
、電子時計体を数十時間以上枢動できる。また電圧サポ
ート部電解コンデンサの容量値を適当に選べば、太陽光
照射直後数秒以内に電子時計が計時機能を開始できる。 通常デジタル式電子時計に比ベアナログ式電子時計はモ
ーターを有するため、消費電力が犬きく太陽電池式の駆
動を考える場合、扱いにくかった。 しかし本発明の構成をとれば、電気二重１−コンデンサ
【蓄えられた太陽光エネルギをフルに活用でき、−次電
池を無電池化できる。これは機械式自動巻き時計と同じ
く、メンテナンスフリー化が、クォーツ式電子時計だ於
いても可能になる事を意味し、実に将来性がある。 また本発明の各回路ブロックは、逆流防止ダイオード、
電解コンデンサ、電気二重層コンデンサを除くすべてか
集積化可能である。従って一見大がかシな本システムは
電子時計体用ＭＯ８集積回路上へ組み込みができ、コス
ト対応力に優れる。 本システムに於ける最大の効果は、大容量の電気二重層
コンデンサを有しているにもかかわらず電圧リミッタ部
の検出電圧切換えによシ、急速充電が可能であり、かつ
光照射直後から数秒後には計時機能を開始できる点であ
る。 一般に電気二重層コンデンサは内部抵抗が大きく、瞬時
に大電流を喉シ出す用途には向いていない。しかし本発
明の構成によれば、電圧サポート用の電解コンデンサか
ら負荷側へ電圧供給がなされるため、ステップモーター
駆動時の大電流等、全く問題を生じない。よって電子時
計の他、電卓等の小規模な電子機器への応用も幅広く対
応できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は従来技術例を示す図、第２図は
本発明の構成概念図、第５図は本発明の具体的実施例を
示す図である。 図中１，１′・・・太陽電池部 ２．２′・・・時計体部 ５．５′・・・電圧リミッタ部 ４．４′・・・検出切換え部 ５．５′・・・電荷蓄積部 ６．６′・・・　電圧サポート部 ７　、７’、　７’、　８　、８’、　８’・・・スイ
ッチ部９．９’、１０，１０’・・・逆流防止ダイオー
ド以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽電池電圧を利用し動作する電子時計に於いて、太陽
   電池電圧を該電子時計の定格電圧に保つ電圧リミッタ回
   路を有し、かつ該リミッタ回路動作時に消費される無効
   電流の一部を有効利用する目的で大容量の電気二重層コ
   ンデンサによる電荷蓄積手段を設け、該電子時計が全く
   動作していない初期又は該電気二重層コンデンサから該
   時計体への電圧供給が行なわれている時、該リミッタ回
   路は該太陽電池電圧を直接所定の電圧値に制御し次に該
   電気二重層コンデンサへ該太陽電池出力を蓄積する場合
   には、該電気二重層コンデンサ端子側電圧を検出して、
   蓄積電圧を該電気二重層コンデンサの定格値以内に制御
   するという２段階動作可能な構成として、該太陽電池出
   力を交互に制御し、動作を持続させる事を特徴とする太
   陽電池時計。