专利名称：Ac电压检测电路和方法,充电电路和方法,斩波电路和斩波方法,斩波充电电路和方法电 ...的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种适用于提高充电效率的AC电压检测电路和方法，一种具有高充电效率的充电电路和方法，一种斩波充电电路和方法，一种电子装置，和一种计时器。
桥式充电电路作为一种用发电机产生的AC电压给电容器或电池充电的充电电路是已知的。图51是一个现有充电电路的电路图(日本未审查专利公开(Kokai)号9-131064)。在这个充电电路中，提供了用于把发电机AG的输出端AG1和AG1的电压与一个电源电压Vdd比较的比较器COM1和COM2，用于把发电机AG的输出端AG1和AG1的电压与地线GND电压比较的比较器COM3和COM4，和一个具有大电容量的用于存储充电电流的电容器C。通过比较器COM1至COM4的输出控制P型和N型沟道FET P1，P2，N1和N2的导通(ON)和断开(OFF)。
在这里，当输出端AG1的电压成为地线GND电压或更低时，比较器COM3使N型沟道FET N1进入导通(ON)状态，因而使输出端AG1接地。此外，当输出端AG2的电压超过电源电压Vdd时，比较器COM2使P型沟道FETP2导通，因而电荷通过箭头指示的路径存储在电容器C中。在这种情况下，只要输出端AG2的电压不超过电源电压Vdd，P型沟道FET P2就不导通，因而电流通过箭头指示相反的路径流动，因此防止了充电效率降低之类的不便。
以这种方式，在充电AC电压相关技术的充电电路中，组合场效应管和比较器构成一个在一定条件下单向输送电流的单向单元，因此提高了充电效率。
在这种充电电路中，即使在发电机AG不发电的周期，比较器消耗存储在电容器C中的电能，因而存在着充电效率降低的问题。
此外，作为一种即使在发电机中产生的感应电压很小时也进行充电的充电电路，有一种斩波充电电路。图52是一个相关技术的斩波充电电路的电路图(日本特许公开号(Kokai)No.10-282264)。
给这个斩波充电电路A配置有用于把发电机的输出端AG1和AG2的电压与电源电压Vdd比较的比较器COM1和COM2，利用比较器COM1和COM2的输出信号SP1和SP2控制P型沟道FETP1，P2导通(ON)和断开(OFF)，一个用于输出时钟信号CL的振荡器电路B，一个用于计算比较器COM1和COM2的输出信号SP1和SP2与时钟信号CL的“与”逻辑的“与”电路AND，由“与”电路AND的输出信号SN控制的N型沟道FET N1，N2，和一个具有大电容量的、用于存储充电电流的电容器C。在这里，二极管d1，d2，d3和d4分别是P型和N型沟道FETP1，P2，N1和N2的寄生二极管。
以下通过使用图53中所示的定时图说明斩波充电电路A的操作。在这个示例中，假设直到时间ta输出端AG1和AG2的电压是电源电压Vdd或更低，比较器COM1和COM2的输出信号SP1和SP2保持在高电平，并且P型沟道FET P1和P2在断开(OFF)状态。
首先，在这个斩波充电电路A中，当时钟信号CL在时间ta成为高电平时，“与”电路AND的输出信号SN成为高电平，因此N型沟道FET N1和N2成为导通(ON)状态，并且形成一个AC发电机AG和N型沟道FET N1和N2的短电路路径。在这种情况下，当根据AC发电机AG的感应电压，在，例如，输出端AG1侧产生感应电压时，如图52中α符号所示，电流i1流动通过从AC发电机AG经过N型沟道FET N1到N型沟道FET N2的路径。
然后，当时钟信号CL在时间tb成为低电平时，“与”电路AND的输出信号SN成为低电平，因此N型沟道FET N1和N2成为断开(OFF)状态，并且切断了短电路路径。在这种情况下，在时钟信号CL在高电平(此后称为“短电路周期”)的同时，通过流过短电路路径的电流使电能存储在AC发电机AG的输出线圈的电感器中，并且这个电能使输出端AG1的电压升高。然后，当输出端AG1的电压在时间tc升高到电源电压Vdd或更高时，比较器COM1的输出信号SP1转变为低电平，并且P型沟道FET P1变为导通(ON)状态。结果，如图52中的符号β所示，充电电流i2流过从二极管d4经过AC发电机AG和P型沟道FET P1到电容器C的充电路径，因此电容器C充电。
在这种情况下，随充电的进程，存储在输出线圈的电感器中的电能逐渐放电，并且充电电流i2逐渐减小。然后，当输出端AG1的电压成为电源电压Vdd或更低时，比较器COM1的输出信号SP1成为高电平，P型沟道FET P1切换到断开(OFF)状态，并且切断上述充电路径。即，直到输出端AG1的电压成为电源电压Vdd或更低时，“与”电路AND把N型沟道FET N1和N2保持在断开(OFF)状态，并且继续充电。
因此，当AC发电机AG产生电能量大，并且存储在输出线圈的电感器中的电能大时，那么即使转移到短电路周期，充电也在继续。注意，当在AC发电机AG的输出端AG2侧产生感应电压时，电流i1流过上述短电路路径的方向成为反向，并且输出端AG2的电压升高。结果，充电电流i2流过从二极管d3经过AC发电机AG和P型沟道FET P2到电容器C的充电路径，因此给电容器C充电。
以这种方式，相关技术的斩波充电电路通过把AC发电机AG的感应电压转换成斩波电压提高了电压，并且因而即使在AC发电机AG中产生的感应电压小时，也能充电。
顺便说一下，在由一个场效应管构成的比较器中，跃迁频率越低，电流消耗越小。此外，比较器的操作速度是由构成比较器的场效应管的跃迁频率确定的，因此，电流消耗越小，比较器的操作速度越低。为此原因，如上所述，当把一个低电流消耗型电能产生检测比较器提供在充电电路中时，即使在产生了超过一个阈电压的感应电压时，比较器也不能检测感应电压，因此不能快速地进行电能产生检测。
在此，可以考虑通过减低电能产生检测比较器的阈电压早期检测电能产生。但是，通过减低阈电压，当在AC发电机AG的输出线圈中感应出噪声时，可能发生故障，因此阈电压的降低是有限度的。
现在对这点进行具体的说明。图54示出了输出端AG1和AG2之间产生的感应电压VG与阈电压VD之间的关系。在这个示例中，适当地设定阈电压VD，使得不会由于噪声N发生故障。由于这个原因，存在着不考虑在从时间t0至时间t1期间产生的感应电压就不能检测产生的状态的问题。
此外，在斩波充电电路中，当在输出端AG1和AG2之间产生的感应电压非常小，存储在输出线圈的电感器中的电能很小，因此即使是把感应电压转变成斩波电压，也不能把这个电压提高到电源电压Vdd或更高。为此原因，电容器C不能充电，并且斩波电压被输出线圈的内阻之类的阻抗消耗。此外，即使输出端AG1和AG2之间产生的感应电压大，当开始充电并且斩波电压成为电源电压Vdd或更低时，电容器C也不能充电。
可以想象，如果可以把被输出线圈的内阻等消耗的存储在电感器中的电能充入电容器C中，那么可以进一步提高斩波充电电路的充电效率。
本发明的一个目的是要提供一种能够提高充电效率的AC电压检测电路和方法，和一种充电电路和方法，一种斩波电路和斩波方法，一种斩波充电电路和方法，一种电子装置，和一种应用它们的计时器。
根据本发明的一个方面，提供了一个用于检测是否在一个连接在一个第一输入端和一个第二输入端之间的电感元件中感应了一个具有不小于预定幅度的幅度的AC电压的AC电压检测电路，提供了一个连接到第一输入端的第一电容元件，一个连接到第二输入端的第二电容元件，一个用于在AC电压的感应在电感元件开始时形成一个包括一个连接到第一和第二输入端之中的一个输入端的电容元件的充电路径，和切断一个包括一个连接到另一个输入端的电容元件的充电路径的充电单元，和一个用于把第一输入端和第二输入端的电压与一个参考电压比较，并且根据比较的结果检测在电感元件中感应的AC电压的检测单元。
根据本发明的另一方面，提供了一个用于检测是否在一个连接在一个第一输入端和一个第二输入端之间的电感元件中感应了一个具有不低于预定幅度的幅度的AC电压的AC电压检测电路，提供了一个连接在第一输入端与一个线路之间的第一二极管，连接在第一输入端与该线路之间的一个第一电容元件和一个第一开关元件，一个连接在第二输入端与该线路之间的第二二极管，连接在第二输入端与该线路之间的一个第二电容元件和一个第二开关元件，一个用于当在电感元件中感应了一个连续AC电压的周期中控制以导通第一和第二开关元件中的一个和断开另一个，并且同时，进行控制以便在有关周期结束后导通连接在第一和第二输入端之间的一个刚好在有关周期结束之前具有较低端电压的一个输入端与该线路之间的开关元件的控制单元，一个用于把第一输入端和第二输入端的电压与参考电压比较，并且根据比较的结果检测感应的不低于预定幅度的幅度的AC电压的检测单元。
AC电压检测电路最好进一步包括一个用于在检测单元检测到AC电压的感应的时间点给第一或第二电容器元件中一个充电的元件放电的放电单元。
最好给放电单元提供一个连接在第一输入端和线路之间的第三开关元件，和一个连接在第二输入端和线路之间的第四开关元件，并且在检测单元检测到AC电压的感应不低于预定幅度的时间点导通第三或第四开关元件中对应于第一和第二开关元件之间已经导通的那个元件的元件。
根据本发明的另一方面，提供了一个用于整流连接于一个第一输入端和一个第二输入端之间的一个电感元件上感应的AC电压，并且给连接在一个第一线路和一个第二线路之间的一个电容元件充电的充电电路，提供有一个连接在第一线路和第一输入端之间的第一开关元件，一个连接在第一线路和第二输入端之间的第二开关元件，并联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，并联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第四开关元件和一个第二二极管，串联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第五开关元件和一个第一辅助电容元件，串联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第六开关元件和一个第二辅助电容元件，一个用于根据第一和第二线路的电位和第一和第二输入端的电位控制第一到第四开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第一控制单元，一个用于把第一和第二输入端与第二线路之间的电压与参考电压比较，并且根据比较的结果，在检测到在电感元件感应了不低于预定幅度的AC电压时把电能提供到第一控制单元的电源单元，和一个用于在相关周期结束之后，导通第五或第六开关元件中对应于刚好在在电感元件感应了连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的输入端的那个开关元件的第二控制元件。
根据本发明的再一方面，提供了一个用于与时钟信号同步地斩波提高在一个连接于一个第一输入端和一个第二输入端之间的电感元件上感应的AC电压，并且给连接在一个第一线路和一个第二线路之间的一个电容元件充电的斩波充电电路，提供有一个连接在第一线路和第一输入端之间的第一开关元件，一个用于比较第一线路电位和第一输入端电位并且根据比较的结果控制第一开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第一控制单元，一个连接在第一线路和第二输入端之间的第二开关元件，一个用于比较第一线路电位和第二输入端电位并且根据比较的结果控制第二开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第二控制单元，并联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，一个用于比较第二线路电位和第一输入端电位并且根据比较的结果同步于时钟信号地导通或断开第三开关元件的第三控制单元，并联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第四开关电路和一个第二二极管，一个用于比较第二线路电位和第二输入端电位并且根据比较的结果同步于时钟信号地导通或断开第四开关元件的第四控制单元，串联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第五开关电路和一个第一辅助电容元件，串联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第六开关电路和一个第二辅助电容元件，一个用于把第一和第二输入端与第二线路之间的电压与参考电压比较，并且根据比较的结果检测在电感元件感应的不低于预定幅度的AC电压的检测单元，一个用于在检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压之后向第一至第四控制单元提供电能的电源单元，和一个用于在有关周期结束之后导通第五或第六开关元件中对应于刚好在电感元件感应了连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的输入端的那个开关元件的辅助电容元件选择单元。
在检测单元检测到感应了一个不低于预定幅度的AC电压时，放电单元最好与对应于有关元件的第三或第四开关元件的导通或断开状态同步地导通或断开第五和第六开关元件中已经是导通状态的元件。
根据本发明的再一个方面，一个电子装置包括一个内置的上述类型的斩波充电电路，并且由从斩波充电电路提供的电能驱动。
根据本发明的再一个方面，给一个计时器提供了一个上述类型的斩波充电电路，和一个用于通过从斩波充电电路提供的电能计数和显示时间的时钟电路。
根据本发明的再一个方面，提供了一种用于检测是否在一个插在一个带有一个连接于它的第一电容元件的第一输入端和一个带有连接于它的第二电容元件的第二输入端之间的电感元件上感应了不低于预定幅度的AC电压的AC电压检测方法，包括形成一个包括连接在第一和第二输入端中的一个输入端上的电容元件的充电路径，切断包括连接到另一个输入端的电容元件的充电路径，把第一输入端和第二输入端的电压与参考电压比较，和当在电感元件开始AC电压感应时，根据比较结果检测在电感元件上感应的AC电压。
根据本发明的再一方面，提供了一种利用一检测电路的AC电压检测方法，检测电路具有一个连接在一个第一输入端和一个线路之间的第一二极管，连接在第一输入端和线路之间的一个第一电容元件和一个第一开关元件，一个连接在一个第二输入端和线路之间的第二二极管，和连接在第二输入端和线路之间的一个第二电容元件和一个第二开关元件，以便检测是否在连接于第一输入端和第二输入端之间的一个电感元件上感应到一个不低于预定幅度的AC电压，该方法包括在电感元件感应了连续AC电压的一个周期中导通第一和第二开关元件中的一个和断开另一个，在有关周期结束之后导通连接在第一和第二输入端中的刚好在有关周期结束之前具有较低端电压的一个输入端与线路之间的开关元件，把第一输入端和第二输入端的电压与参考电压比较，和根据比较的结果检测在电感元件上感应的不低于预定幅度的AC电压。
根据本发明的再一方面，提供了一种利用一个充电电路的充电方法，充电电路具有一个连接在一个第一线路和一个第一输入端之间的第一开关元件，一个连接在第一线路和一个第二输入端之间的第二开关元件，并联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，并联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第四开关元件和一个第二二极管，串联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第五开关元件和一个第一辅助电容元件，和串联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第六开关元件和一个第二辅助电容元件，以便整流在连接于第一输入端和第二输入端之间的电感元件上感应的AC电压，和给连接在第一线路和第二线路之间的一个电容元件充电，方法包括步骤将第一和第二输入端与第二线路之间的电压与一个参考电压比较，根据比较的结果检测在电感元件上感应的不低于预定幅度的AC电压，根据第一和第二线路的电位和第一和第二输入端的电位控制第一到第四开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态，和在有关周期结束之后导通第五或第六开关元件中对应于刚好在电感元件感应了连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的输入端的一个开关元件。
根据本发明的再一方面，提供了一种利用一个斩波充电电路的斩波充电方法，斩波充电电路具有一个连接在一个第一线路和一个第一输入端之间的第一开关元件，一个用于比较第一线路电位和第一输入端电位并且根据比较的结果控制第一开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第一控制单元，一个连接在第一线路和第二输入端之间的第二开关元件，一个用于比较第一线路电位和第二输入端电位并且根据比较的结果控制第二开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第二控制单元，并联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，一个用于比较第二线路电位和第一输入端电压并且根据比较结果同步于时钟信号地导通或断开第三开关元件的第三控制单元，并联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第四开关元件和一个第二二极管，一个用于比较第二线路电位和第二输入端电位并且根据比较的结果同步于时钟信号地导通或断开第四开关元件的第四控制单元，串联连接在第二线路和第一输入端之间的一个第五开关元件和一个第一辅助电容元件，和串联连接在第二线路和第二输入端之间的一个第六开关电路和一个第二辅助电容元件，方法包括步骤把第和第二输入端与第二线路之间的电压与参考电压比较，根据比较的结果检测在电感元件感应的不低于预定幅度的AC电压，在检测单元检测到感应了一个不低于预定幅度的AC电压之后将电能提供到第一至第四控制单元，和在有关周期结束之后导通第五或第六开关元件中对应于刚好在电感元件感应了一个连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的输入端的一个开关元件。
根据本发明的再一方面，提供了一种用于把从一个电源供给的电能转换成一个斩波电压，以在一个第一线路和一个第二线路之间产生一个斩波电压的斩波电路，该斩波电路具有一个电感元件，一个用于存储电能的存储单元，一个用于形成一个包括电感元件和电源以把电源的电能提供到电感元件的第一闭环电路，和在经过一个预定周期后通过打开第一闭环电路把电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波单元，一个用于通过形成一个包括电感元件和其中第一斩波单元转换的斩波电压成为一个预先确定的斩波参考电压或更低的存储单元的第二闭环电路给存储电源充电的充电单元，和一个用于形成一个包括电感元件和存储单元的第三闭环电路并且在经过预定周期后通过打开第三闭环电路把电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波单元。
根据本发明再一方面，提供了一种用于把从AC电源供给的电能转换成斩波电压以在第一线路和第二线路之间产生斩波电压的斩波电路，斩波电路具有一个电感元件，用于存储电能的第一和第二存储单元，一个用于形成一个包括电感元件和AC电源的第一闭环电路以将AC电源的电能提供给电感元件，并且在经过一个预定周期后打开第一闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波单元，一个用于形成一个包括电感元件和第一存储单元的第二闭环电路，以便在第一斩波单元转换的并且产生在电感元件的一端上的斩波电压成为一个预先确定的参考电压或更低时，用斩波电压给第一存储单元充电的第一充电单元，一个用于形成一个包括电感元件和第二存储单元的第三闭环电路，以便在第一斩波单元转换的并且产生在电感元件的另一端的斩波电压成为斩波参考电压或更低时，用斩波电压给第二存储单元充电的第二充电单元，一个用于形成一个包括电感元件和第一存储单元的第四闭环电路，并且在经过预定周期后打开第四闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波电路，和一个用于形成一个包括电感元件和第二存储电源的第五闭环电路，并且在经过预定周期后打开第五闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第三斩波电路。
根据本发明的再一方面，提供了一种提供一个电感元件和一个用于存储电能的存储单元并把从一个电源供给的电压转换成斩波电压以在一个第一线路和一个第二线路之间产生斩波电压的斩波方法，包括一个形成一个包括电感元件和电源的第一闭环电路以把电源电能提供给电感元件，并且在经过预定的周期后打开第一闭环电路从而将电感的电能转换成斩波电压的第一斩波步骤，一个形成一个包括电感元件和存储单元的第二闭环电路，以便在第一斩波步骤转换的斩波电压成为一个预定斩波参考电压或更低时用斩波电压给存储单元充电的充电步骤，和一个形成一个包括电感元件和存储单元的第三闭环电路并且在经过一个预定的周期后打开第三闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波步骤。
根据本发明的再一方面，提供了一种提供一个电感元件和用于存储电能的第一和第二存储单元，并且把从一个AC电源供给的电源转换成斩波电压，以在一个第一线路和一个第二线路之间产生一个斩波电压的斩波方法，斩波方法包括一个形成一个包括电感元件和AC电源的第一闭环电路以把AC电源的电能供给电感元件，并且在经过预定的周期之后打开第一闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波步骤，一个形成一个包括电感元件和第一存储单元的第二闭环电路，以便在第一斩波步骤转换的并且产生在电感元件一端的斩波电压成为一个预定斩波参考电压或更低时，用斩波电压给第一存储单元充电的第一充电步骤，一个形成一个包括电感元件和第二存储单元的第三闭环电路，以便在第一斩波步骤转换的并且产生在电感元件另一端上的斩波电压成为斩波参考电压或更低时，用斩波电压给第二存储单元充电的第二充电步骤，一个形成一个包括电感元件和第一存储单元的第四闭环电路，并且在经过预定周期之后打开第四闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波步骤，和一个形成一个包括电感元件和第二存储单元的第五闭环电路，并且在经过预定周期之后打开第五闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第三斩波步骤。
根据本发明的再一方面，提供了一种具有一个用于把从一个电源供给的电压转换成一个斩波电压以在一个第一线路和一个第二线路之间产生一个斩波电压的斩波电路和一个用于存储斩波电路的斩波电压的第三存储单元的斩波充电电路，其中斩波电路具有一个电感元件，一个用于存储电能的存储单元，一个用于形成一个包括电感元件和电源的第一闭环电路以把电源的电能提供给电感元件，并且在经过一个预定周期后打开第一闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波单元，一个用于当第一斩波单元转换的斩波电压成为一个预定斩波参考电压或更低时通过形成一个包括电感元件和存储单元的第二闭环电路给存储单元充电的充电单元，和一个用于形成一个包括电感元件和存储单元的第三闭环电路，并且在经过预定周期后打开第三闭环电路从而把电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波单元。
通过以下参考附图给出的优选实施例的说明将对本发明的上述目的和特征有更清楚的了解，在附图中图1是根据第一实施例的手表中使用的一个斩波充电电路的电路图；图2是斩波充电电路的电能产生检测单元的电路图；图3是斩波充电电路的一个等价电路的电路图；图4是在图3的等价电路中的输出端AG1和输出端AG2的电压的定时图；图5是斩波充电电路的一个Vdd检测单元的配置的电路图；图6是斩波充电电路的一个AG2检测电路的配置的电路图；图7是斩波充电电路的一个辅助电容器选择单元的电路图；图8是本实施例的AC发电机AG及其外围机构的配置的透视图；图9是斩波充电电路的操作的定时图；图10至13形成了斩波充电电路的操作的流程图；图14是根据第二实施例的一个斩波充电电路的电路图；图15是斩波充电电路的一个辅助电容器选择单元的电路图；图16是斩波充电电路的操作的定时图17和18形成了斩波充电电路的操作的流程图；图19是根据第三实施的一个斩波充电电路的电路图；图20是斩波充电电路的一个电能产生检测单元的电路图；图21是斩波充电电路的一个斩波控制电路的电路图；图22是斩波充电电路的一个辅助充电控制电路的电路图；图23是辅助充电控制电路的操作的定时图；图24是斩波充电电路的操作的定时图；图25至29形成了斩波充电电路的操作流程图；图30至39是用于说明斩波充电电路的操作的示意图；图40是根据斩波充电电路的一种改进的斩波充电电路的操作的定时图；图41和42共同使用形成了斩波充电电路的操作流程图；图43至47是用于说明斩波充电电路的操作的视图；图48是根据改进的斩波充电电路的一个单向单元的电路图；图49是根据改进的斩波充电电路的一个电子控制机械表的机械结构的透视图；图50是该电子控制机械表的电气配置的方框图；图51是一个惯用充电电路的配置的电路图；图52是现有技术的一个斩波充电电路的电路图；图53是斩波充电电路的操作的定时图；和图54是现有技术是的充电电路的感应电压VG和一个阈电压VD之间的关系的波形图。
以下说明作为本发明的一个实施例的利用斩波充电电路的手表。第一实施例图1是在根据本发明的手表中使用的一个斩波充电电路的电路图。斩波充电电路100大致包括一个用于检测一个AC发电机AG的电能产生状态存在的电能产生状态检测单元10，一个用于把AC发电机AG的感应电压转换成一个脉冲式斩波电压的斩波电路20，和一个用斩波电路20获得的斩波电压充电的主电容器30。主电容器30连接在一个高电位侧线路LH和一个低电位侧线路LL之间。在以下的说明中，根据低电位侧线路LL的高电位侧线路LH的电压(电源电压)称为Vdd。此外，在图1中，符号L是AC发电机AG的输出线圈，其输出端AG1和AG2连接到斩波充电电路100的输入端。
首先，说明电能产生检测单元10。电能产生检测单元10把AC发电机AG的输出端AG1和AG2的电压与一个预定阈值比较，并在它们超过阈值时确定AC发电机AG是在电能产生状态，电能产生检测单元10是由，例如，图2中所示的电路构成的。
在图2中，经过一个电阻R1接地的比较器COM5的正输入端连接到输出端AG1，并且把一个参考电压Vref提供到它的负输入端。另一方面，经过一个电阻R2接地的比较器COM6的正输入端连接到输出端AG2，并且把参考电压Vref提供到它的负输入端。此外，适当地设定参考电压Vref使其高于地线GND的电压，从而能够检测AC发电机AG是否在电能产生状态。
因此，当比较器COM5和COM6的任何一个的输出信号是高电平时可以检测为AC发电机是在电能产生状态。为此目的，一个“或”电路11计算两个信号的“或”逻辑，并输出计算结果作为指示AC发电机AG是否在电能产生状态的信号φAG。此外，把一个在以后要说明的SR闩锁电路6(参考图1)产生的信号φS经过一个反转电路12提供到一个“或非”电路13的一个输入端，同时把“或”电路11的输出信号φAG提供到另一个输入端。“或非”电路13根据这些信号产生一个信号φSL。
把这个信号φSL用作向以后要说明的AG2检测单元3和AG1检测单元4提供电能的控制信号。AG2检测单元3和AG1检测单元4在信号φSL指示电能产生状态(低电平)时操作，并且检测输出线圈L的输出端AG1和AG2的电压是否超过预定电平。然后，一个包括斩波电路20的一个“或非”电路NOR3，一个定时计数器5，和一个SR闩锁电路6部分使信号φS有效，直到在检测到产生了超过预定电平的感应电压的检测之后经过一个预定时间。
因此，Vdd检测单元1和2操作，并且能够给主电容器30充电。即，利用电能产生检测单元10中的电能产生状态检测的机会，连续对斩波充电电路100的各部分提供电能。因此，从在AC发电机AG的输出端AG1和AG2之间产生感应电压到使信号φSL有效的时间越短，产生的感应电压的利用效率越高。
其次，如图1中所示，斩波电路20的主要部分是一个包括连接在输出端AG1和AG2与高电位侧线路LH之间的P型沟道FET P1和P1，和连接在输出端AG1和AG1与低电位侧线路LL之间的N型沟道FET N1和N2的桥型配置。在这个斩波电路20中，N沟道FET N1和N2被斩波操作。在输出线圈L感应的AC发电机AG的感应电压被斩波升高，以给主电容器30充电。
此外，二极管d1插在输出端AG1和低电位侧线路LL之间。与此同时，串联连接一个辅助电容器C1和一个N型沟道FET N1′。另一方面，把一个二极管d2并联在输出端AG2和低电位侧线路LL之间。同时串联连接一个辅助电容器C2和一个N性沟道FET N2′。注意，在这个示例中，提供了二极管d1和d2，但是当把斩波电路20构造成一个集成电路时，也可以使用与N沟道FETN1和N2一同提供的寄生二极管作为二极管d1和d2。
以下参考图3和图4说明辅助电容器C1和C2的功能。图3是在N型沟道FET N2′导通和N型沟道FET N1′断开情况下辅助电容器C2的等价电路及其外围配置的电路图，而图4是在这种状态下的输出端AG1和输出端AG2的电压的定时图。
假设在输出线圈L感应了感应电压，并且AG2侧从时间t1起具有正极性，如图4中所示，这个感应电压使辅助电容器C2充电。此时，二极管d1成为导通(ON)状态，通过包括AG2，C2，d1和AG1的路径形成了一个闭环电路，从而充电电流流入辅助电容器C2。因此，即使AG2侧的正极性感应电压在经过时间t2的最大值后逐渐变小，存储在辅助电容器C2中的电荷也不会被释放。因此，即使在时间t2之后输出端AG2的电压也不降低。
另一方面，当在时间t3之后输出端AG1具有正极性感应电压时，二极管d1成为断开(OFF)状态。输出端AG1的电压成为由在输出线圈L的两端感应的感应电压加上辅助电容器C2的电压获得的值。因此，在时间t3之后，输出端AG1的电压成为输出端AG1在时间t3的电压Vg2和感应电压相加获得的值，并且被升高，如图4中所示。也就是说，二极管d1和辅助电容器C2可以使感应电压升高到两倍。
因此，电能产生检测单元10可以检测到基于提高到两倍的感应电压的电能产生。因此，例如，假设把电能产生检测单元10的参考电压Vref设定到图4中所示的V1，在从时间t4之后的电能产生检测单元10的响应时间td内，可以使信号φSL有效。另一方面，如果不提供辅助电容器C1和C2，在时间进一步过去并且感应电压超过V1之前电能产生检测单元10将检测不到电能产生状态。也就是说，通过把感应电压提高到两倍，可以较早地检测到电能产生状态。因此，斩波电路20即使在尽管已经产生的有效感应电压迄今仍不能充电的周期中也能操作，因而能够提高充电效率。
在这里，图5中示出了Vdd检测单元1和2的电路图。注意，图5中括号中的标记指示Vdd检测单元2的部件，而未加括号的标记指示Vdd检测单元1的部件。如图5中所示，Vdd检测单元1(2)是由比较器COM1(COM2)以及开关S1(S3)和S2(S4)构成的。比较器COM1(COM2)的正输入端连接到高电位侧线路LH，而其负输入端连接到AC发电机AG的输出端AG1(AG2)。因此，在开关S1(S3)是断开(OFF)并且开关S2(S4)是导通(ON)的状态下，当电源电压Vdd超过输出端AG1(AG2)的电压时，信号φP1(φP2)成为低电平，并且P型沟道FET P1(P2)成为导通状态(ON)。另一方面，当电源电压Vdd低于输出端AG1的电压时，信号φP1(φP2)成为高电平，并且P型沟道FET P1(P2)成为断开状态(OFF)。因此，只有在输出端AG1(AG2)的电压高于电源电压Vdd的情况下，P型沟道FET P1(P2)把电流从输出端AG1(AG2)提供到高电位侧线路LH。
考虑到充电效率，如果AC发电机AG的输出端AG1和AG2的电压超过电源电压Vdd，希望P型沟道FET P1和P2立即导通。因此，比较器COM1和COM2的电流消耗比较大，并且可以高速操作。但是，在AC发电机AG不发电的周期，或在即使发电但感应电压很小的周期中，不可能进行充电，因而没有必要使比较器COM1和COM2工作。因此，在本实施例中，通过提供Vdd检测单元1内部开关S1和S2以及Vdd检测单元2中的开关S3和S4，并通过信号φS控制它们，降低了比较器COM1和COM2的电流消耗。
在这里，开关S1(S3)提供在P型沟道FET P1(P2)的栅极和电源电压Vdd之间，而开关S2(S4)提供在比较器COM1(COM2)的负电源端和低电位侧线路LL之间。适当配置开关S1(S3)和S2(S4)使得当信号φS是高电平时，开关S1(S3)导通(ON)和开关S2(S4)断开(OFF)，而当信号φS是低电平时，开关S1(S3)断开(OFF)和开关S2(S4)导通(ON)。因此，当把信号φS设定在低电平时，电能提供到比较器COM1(COM2)。根据比较的结果控制P型沟道FET P1(P2)的导通(ON)或断开(OFF)状态。另一方面，当把信号φS设定在高电平时，提供到比较器COM1(COM2)的电能被切断，并且P型沟道FET P1(P2)断开(OFF)。即，利用信号φS，可以控制是否操作Vdd检测单元1和2。当不操作它们时，可以降低比较器COM1和COM2的电流消耗。
接下来，用AG2检测单元3和AG1检测单元4将输出端AG1和输出端AG1的电压与参考电压Vref1和Vref2比较。图6是AG2检测单元3和AG1检测单元4的电路图。注意，图6中带括号的标记指示AG1检测单元4的部件，而不带括号的标记指示AG2检测单元3的部件。
如图6中所示，AG2检测单元3(AG1检测单元4)具有比较器COM3(COM4)和开关S5(S7)和S6(S8)。比较器COM3(COM4)的正输入端连接到AC发电机AG的输出端AG2(AG1)，并且把参考电压Vref2(Vref1)提供到它的负输入端。将参考电压Vref2(Vref1)设置为一个稍高于地线GND电压的电压。
当输出端AG2(AG1)的电压超过参考电压Vref2(Vref1)时，信号CN1(CN2)成为高电平，而当输出端AG2(AG1)的电压低于参考电压Vref2(Vref1)时，信号CN1(CN2)成低电平。
在AG2检测单元3(AG1检测单元4)中，在比较器COM3(COM4)的输出端与低电位侧线路LL之间提供了一个开关S5(S7)，并且在比较器COM3(COM4)的负电源端与低电位侧线路LL之间提供了一个开关S6(S8)。适当配置开关S5(S7)和S6(S8)，使得当信号φSL是高电平时开关S5(S7)导通(ON)并且开关S6(S8)断开(OFF)，而当信号φSL是低电平时开关S5(S7)断开(OFF)并且开关S6(S8)导通(ON)。因此，当信号φSL转变为低电平时，电能提供到比较器COM3(COM4)，在此执行比较器操作。另一方面，当信号φSL转变为高电平时，提供到比较器COM3(COM4)的电能被切断。因此，通过使用信号φSL，可以控制是否操作AG2检测单元3(AG1检测单元4)，而在不操作它们时，可以降低比较器COM3(COM4)的电流消耗。
接下来，在图7中示出了一个辅助电容器选择单元7的电路图。辅助电容器选择单元7主要有第一到第三功能。第一功能是一种在输出端AG1和AG2之间指定一个刚好在电能产生结束之前其上产生有正极性感应电压的一个输出端，并且选择连接到用作准备下一次电能产生的另一个输出端上的辅助电容器的功能。第二功能是控制N型沟道FET N1，N1′，N2，N2′以便释放存储在辅助电容器C1或C2中的电荷的功能。第三功能是一个控制N型沟道FET N1和N2以便斩波提高感应电压的功能。
首先，说明根据第一功能的配置。如上所述，AG2检测单元3的输出信号CN1在输出端AG2的电压高于参考电压Vref1时成为高电平，而AG1检测单元4的输出信号CN2在输出端AG1的电压高于参考电压Vref2时成为高电平。把信号CN1提供到第二闩锁电路70的时钟端，而把信号CN2经过一个反转器71提供到它的一个清除端。因此，第二闩锁电路70的输出信号71s，在输出端AG2侧出现正极性感应电压时，成为高电平，而在输出端AG1侧出现正极性感应电压时，成为低电平。即，通过信号71s的逻辑电平，可以指定在输出端AG1和AG2中的哪一个输出端侧产生了正极性感应电压。在下面的说明中，把信号71s称为感应电压端指定信号71s。
接下来，例如，用一个D触发器构成一个寄存器72。它取出数据输入端的逻辑电平，并在时钟端电压从高电平改变为低电平时输出之。将感应电压端指定信号71s提供给这个数据输入端。
接下来，如上所述，在电能产生周期中电能产生检测单元10的输出信号φSL成为低电平，而非电能产生周期中成为高电平。在这里，上升沿检测电路ED产生一个电能产生结束信号EDs，电能产生结束信号EDs同步于信号φSL的上升沿仅在一个短时间内成为低电平。将电能产生结束信号EDs提供给寄存器72的时钟端，因而寄存器72在电能产生的结束点存储感应电压端指定信号71s的逻辑电平。然后，寄存器72把这个存储状态作为一个电能产生端选择信号72s输出。
把这个电能产生端选择信号72s作为一个信号N1g′经过一个“与”电路73和一个“或”电路74输出到N型沟道FET N1′，用于选择辅助电容器C1，而经过一个反转器75一个“与”电路76和一个“或”电路77输出到N沟道FETN2′，用于选择辅助电容器C2。详细情况将在以后说明，但是至少在信号φSL在高电平的周期中，即，在非电能产生状态中等待下一次电能产生的状态中，提供到“与”电路73和76的信号已经是高电平，并且提供到“或”电路74和77的信号已经是低电平。因此在等待下一次电能产生的状态中，信号N1g′的逻辑电平与电能产生端选择信号72s的逻辑电平一致，并且信号N2g′的逻辑电平是从电能产生端选择信号72s的逻辑电平反转的电平。
例如，假设输出端AG2侧刚好在电能产生结束前具有正极性感应电压，感应电压端指定信号71s成为指示输出端AG2的高电平。寄存器72存储这个信号，因此，在等待下一次电能产生的状态中，电能产生端选择信号72s成为高电平。因此，在这个等待状态中，信号N1g′成为高电平，N型沟道FET N1′成为导通(ON)状态，并且选择了辅助电容器C1。另一方面，信号N2g′成为低电平，并且N型沟道FET N2′成为断开(OFF)状态，因此辅助电容器C2未被选择。因此，连接到在下一次电能产生时产生感应电压的输出端AG1的辅助电容器C1在等待状态中被选择。即，配置了这个辅助电容器选择单元7以便根据用于指定产生了正极性感应电压的输出端的信号CN1和CN2指定刚好在电能产生结束之前产生了正极性感应电压的输出端，并选择连接到低电压侧的输出端(另一个输出端)的辅助电容器。
通过上述第一功能，在电能产生终止之前，可以预先选择连接到下一次产生正极性感应电压的一侧的输出端的辅助电容器。因此，当下一次产生感应电压时，该辅助电容器被立即充电。结果，刚好在AC发电机AG的电能产生开始之后产生的感应电压可以被用于利用辅助电容器开始升压的操作，并且使电能产生检测单元10的电能产生检测更快。
接下来说明根据第二功能的配置。信号φN1是图1中所示“或”电路OR1的输出信号。当信号CN1在低电平时(当输出端AG2侧不产生正感应极性感应电压时)其逻辑电平与时钟信号CLK1一致，而在信号CN1是高电平时(当输出端AG2侧产生正极性感应电压时)成为高电平。此外，信号φN2是图1中所示“或”电路OR2的输出信号。当信号CN2在低电平时(当输出端AG1侧不产生正极性感应电压时)其逻辑电平与时钟信号CLK1一致，而在信号CN2是高电平时(当输出端AG1侧产生正极性感应电压时)成为高电平。如果执行通常的斩波升压操作，N型沟道FET N1和N2之中连接到产生正极性感应电压一侧的输出端的N型沟道FET可以被导通或断开，与此同时，连接到另一个输出端的N型沟道FET可以被置于导通(ON)状态。因此，可以利用信号φN1控制N型沟道FET N1，而利用信号φN2控制N型沟道FET N2。
在这个示例中，利用辅助电容器C1和C2提高了感应电压，因而在信号φSL从高电平转换到低电平的时刻，把电荷存储在选择的辅助电容器中。因此，在信号φSL成为低电平，并且电能提供到AG2检测单元3和AG1检测单元4的周期中，当把辅助电容器C1和C2从低电位侧线路LL分离，并且N型沟道FET N1和N2被斩波操作时，在电能产生终止的时刻电荷保留在选择的辅助电容器中。即使在有关辅助电容器在下一次被选择的时刻电荷仍然保留，因此不管在AC发电机AG的输出端之间没有产生感应电压这一事实，连接到有关辅助电容器的输出端的电压成为高电平。出于这种原因，由于一个很小的感应电压，使电能产生检测单元10错误地检测了电能产生状态。
因此，在这个示例中，提供了两个复位步骤，以便释放存储在辅助电容器中的电荷，从而不造成误操作。第一复位步骤在斩波升压操作开始之后立即进行。在第一复位步骤中，在释放充电在辅助电容器C1和C2中的电荷的放电周期中，导通或断开连接到选择的辅助电容器的N型沟道FET，并且同步地操作并联连接的这个N型沟道FET的用于斩波驱动的N型沟道FET。注意，在第一复位步骤中，不进行斩波升压操作。
此外，在执行斩波升压操作的周期中提供了一个第二复位步骤。在第二复位步骤中，导通或断开连接到产生感应电压的输出端的用于斩波驱动的N型沟道FET，同时，同步地操作并联连接到这个N型沟道FET的用于选择辅助电容器的N型沟道FET。通过这两个复位步骤，辅助电容器中的电荷将被完全释放。
图7中所示的一个定时器计数器78用于计算给辅助电容器C1和C1放电的放电周期。配置定时器计数器78以便在复位端的电压成为低电平时复位计数，并在同时产生在计数成为预定值时成为高电平的脉动进位信号78s。此外，如图7中所示，时钟信号CLK1被提供到定时器计数器78的时钟端，并且经过反转器79把信号φSL提供到其复位端。因此，定时器计数器78在信号φSL从高电平转变到低电平时(当到达电能产生检测单元10中的电能产生状态的检测时)开始时钟信号CLK1的计数。然后，当计数到达预定值时，把脉动进位信号78s的逻辑电平改变为高电平。
接下来，一个第一闩锁电路80与脉动进位信号78s的升高同步地成为高电平，并输出同步于信号φSL的上升成为低电平的信号80s，和一个由这个信号80s反转的信号80s′。信号80s′在放电周期成为高电平，而信号80s是一个在放电周期成为低电平的信号。
接下来，“与”电路81把通过反转器79从信号φSL反转的信号和时钟信号CLK1之间的“与”逻辑值作为信号81s输出。此外，“与”电路82输出信号81s和信号80s′之间的“与”逻辑值，作为信号82s。因此，信号82s在成为放电周期中的时钟信号CLK1。
接下来，“与”电路83输出信号80s和信号φN1之间的“与”逻辑值，作为信号83s。此外，“或”电路84把信号83s和信号82s的“或”逻辑值作为信号N1g输出到N型沟道FET N1的栅极。因此，信号N1g在放电周期中与时钟信号CLK1一致，在非放电周期中与信号φN1一致。此外，“与”电路85把信号80s和信号φN2之间的“与”逻辑值作为信号85s输出。此外，“或”电路86把信号85s和信号82s的“或”逻辑值作为信号N2g输出到N型沟道FET N2的栅极。因此，信号N2g在放电周期与时钟信号CLK1一致，而在非放电周期与信号φN2一致。
接下来，“与”电路73输出信号82s和电能产生端选择信号72s之间的“与”逻辑值，作为信号73s。此外，“或”电路74把信号83s和信号73s的“或”逻辑值作为信号N1g′输出到N型沟道FET N1′的栅极。因此，假设电能产生端选择信号72s在高电平，那么信号N1g′在放电周期与时钟信号CLK1一致，而在非放电周期与信号φN1一致。即，在选择了辅助电容器C1并且在其中存储了电荷的状态下，在放电周期，将根据时钟信号CLK1，导通或断开N型沟道FET N1′。另一方面，在放电周期中，根据时钟信号CLK1导通或断开N型沟道FET N1。因此，当时钟信号CLK1成为高电平时，N型沟道FET N1和N型沟道FET N1′同时成为导通(ON)状态，并且辅助电容器C1将被放电(第一复位步骤)。
此外，即使在非放电周期(斩波操作周期)，当时钟信号CLK1成为高电平时，N型沟道FET N1和N型沟道FET N1′同时成为导通(ON)状态，从而使辅助电容器C1放电(第二复位步骤)。对于对应于辅助电容器C2的信号N2g′也是一样。通过用信号N2g和N2g′控制N型沟道FET N2和N2′，执行了第一复位步骤和第二复位步骤。
此外，在非电能产生周期，信号N1g与信号φN1一致，并且信号N2g与信号φN2一致，因而可以控制N型沟道FET N1和N2以便斩波提高感应电压。因此，辅助电容器选择单元7可以实现上述第三功能。
接下来，图1中所示“或非”电路NOR1根据信号φN1和信号φN2检测输出端AG1和AG1的电压是否已经超过参考电压Vref1和Vref2。在这里，AG2检测单元3和AG1检测单元4的参考电压Vref1和Vref2被设定为，例如，在和电能产生检测单元10的参考电压Vref比较时的，较低的值。由于以下原因如此设定参考电压Vref以及参考电压Vref1和Vref2。
首先，参考电压Vref成为用于判断是否在电能产生状态的参考。当通过这个判断检测到电能产生状态时，电能被顺序地提供到斩波电路20的各部分。另一方面，有时由于电磁波或类似波在AC发电机AG的输出线圈L感应类脉冲噪声。由于这种噪声，在检测电能产生状态和向AG2检测单元3和AG1检测单元4提供电能时，那里消耗的电能成为无用的，并且充电效率相反地降低。
因此，在本实施例中，把参考电压Vref设定得比较高，以便不受噪声等的影响。此外，即使以这种方式设定参考电压Vref，如上所述，辅助电容器C1和C2以及二极管d1和d2也能把AC发电机AG感应的电压提高到两倍，因此，可以快速地检测感应电压的产生。此外，即使类脉冲电磁噪声混合到输出线圈L中，辅助电容器C1和C2将其积分，因而只有极少的电能产生的错误检测。与此相反，由于是在检测到AG2检测单元3和AG1检测单元4在电能产生状态之后才把电能提供给它们的，因而把参考电压Vref1和Vref2设定得比较低。也就是说，在本实施例中，电能产生状态的检测精度极高，因此，即使把参考电压Vref1和Vref2设定在比较低的电压值也没有问题。
接下来，图1中所示“或非”电路NOR2获得信号φN和时钟信号CLK的负“或”逻辑值，并把其输出信号提供到“或”电路OR1和OR2。为此原因，在信号φN是高电平的周期中，不将时钟信号提供到“或”电路OR1和OR2，并且不执行斩波操作。在这个意义上，“或非”电路NOR2发挥一个时钟禁止单元的作用。
接下来，配置SR闩锁电路6，以便在设定端S成为低电平时把输出信号设定在低电平，并且在复位端R成为低电平时把输出信号设定在高电平。例如，SR闩锁电路6可以由一个反转型SR触发电路构成。在本示例中，把信号φN提供到设定端S，因而当信号φN成为低电平时，即，当输出端AG1和AG2的电压超过参考电压Vref1和Vref2时，SR闩锁电路6闩锁的信号φS成为低电平。如上所述，在信号φS成为低电平时把电能提供给Vdd检测单元1和2，并且操作，因此当输出端AG1和AG2的电压超过参考电压Vref1和Vref2时，可以操作Vdd检测单元1和2。
为了以下原因提供阈值和控制电能供给的两个步骤。如在本例中，在斩波充电电路100中，目的是要提高小的感应电压。必须用一个稍高于地线GND电压的电压作为参考电压来检测AC发电机AG的电能产生状态，和根据检测的结果控制对AG2检测单元3和AG1检测单元4的电能供给，进而控制Vdd检测单元1和2的电能供给。
但是，如果把参考电压设定在小的值，当由于磁场之类的外部干扰在输出端AG1和AG2之间感应了感应电压时，或当产生了一个即使在手表的使用者轻微移动他或她的手臂提高了也不能充电的小感应电压时，输出端AG1和AG2的电压不超过电源电压Vdd，并且根本不能获得充电电流。在这种情况下，如果把电能提供给以高速操作但是消耗大电流的比较器COM1和COM2时，电流被消耗，充电效率降低。因此，在本实施例中，将参考电压Vref和参考电压Vref1和Vref2用于监视AC发电机AG的感应电压，和控制对比较器的电能供给，以降低电流消耗。
此外，与电能供给的控制一起，如下确定比较器COM1和COM2的电流消耗。
COM1和COM2＞COM3和COM4＞COM5和COM6。
把比较器COM5和COM6的电流消耗设定为最小，是因为它们设置在电能产生检测单元10的内部，并且必须稳定地监视AC发电机AG的感应电压。此外，把比较器COM1和COM2的电流消耗设定为最大，是因为要用它们检测输出端AG1和AG2的电压是否超过电源电压Vdd，作为充电的条件。此外，与比较器COM1和COM2相比，把比较器COM3和COM4的电流消耗没定为小，是因为比较器COM3和COM4检测充电的先决条件，因而与比较器COM1和COM2相比，可以慢速操作。注意，比较器COM3和COM4必须操作N型沟道FET N1和N2，直到输出端AG1和AG2之间的电压超过电源电压Vdd，因而必须给予满足这种要求的范围的响应速度。
通过以这种方式设定电流消耗，可以以从消耗最小电流的一个到消耗最大电流的一个这样的顺序提供电能，因此通过更大地降低电流消耗可以提高充电效率。具体地讲，比较器COM1至COM4中的总电流消耗是大约500 nA。作为比较，在比较器COM5和COM6中的电流消耗是大约10 nA。因此，可以使在等待时间的电流消耗大约为正常操作时电流消耗的1/50。
电流消耗越小，比较器的操作越慢，因此当如上所述那样设定电流消耗时，即使AC发电机AG从电能产生状态改变到非电能产生状态，也不能马上检测到非电能产生状态。此后，当AC发电机AG又从非电能产生状态改变到电能产生状态时，在经过比较器COM5和COM6的延迟时间之后才能检测到状态的变化。
因此，当AC发电机AG在一个短循环中反复电能产生状态和非电能产生状态时，存在着尽管有一个AC发电机AG的感应电压超过电源电压Vdd并且满足在电能产生状态充电条件的周期，但仅能在部分周期中进行充电的不便。
因此，在本实施例中，在检测到输出端AG1和AG2低于参考电压Vref1和Vref2之后连续地在比较器COM3和COM4中提供一段恒定时间的电能，并且在预定时间过去之后暂停供给电能。
更具体地讲，通过“或非”电路NOR1的输出信号φN从低电平到高电平的改变，当检测到输出端AG1和AG2的电压低于参考电压Vref1和Vref2时，把信号φN作为信号φR经过“或非”电路NOR2和NOR3提供到定时器计数器5的复位端R。在这里，配置定时器计数器5以便计数时钟信号CLK，和在计数到达预定值时把成为该电平的脉动进位信号作为信号φR1输出，并且在复位端R成为低电平时把计数复位到0。
因此，当信号φN从低电平改变为高电平时，信号φR与其一同从低电平改变为高电平，并且开始用定时器计数器5计数时间。然后，当信号φN在高电平的状态，即，非电能产生状态持续了一段预定时间并且计数达到预定值时，信号φR1成为低电平并且使闩锁单元6复位。如上所述，在复位时闩锁单元6使输出信号φS成为高电平，因而信号φS首先由此成为高电平，并且暂停对比较器COM1和COM2的电能供给。此外，当把信号φS提供到电能产生检测单元10时，将信号φS作为信号φSL经过一个反转电路12和一个“或非”电路13输出，并由此暂停提供给比较器COM3和COM4的电能。
另一方面，当在定时器计数器5计数期间，输出端AG1和AG2的电压超过参考电压Vref1和Vref2，并且信号φN成为低电平时，定时器计数器5再次被复位，因而闩锁单元6不复位并且信号φS仍保持在低电平。即，定时器计数器5保存非电能产生状态的时间。并且仅当非电能产生状态继续了预定时间时才暂停对比较器COM1至COM4的电能供给。
接下来，说明AC发电机AG的配置及其外围机构。图8是AC发电机AG的配置及其外围机构的透视图。如图所示，AC发电机AG具有一个转子14和一个定子15。当盘形转子14磁化双极旋转时，在定子15的输出线圈L产生感应电压，并且可以输出AC输出。此外，在图中，13是一个在手表主体外壳中进行旋转运动的摆动配重，而11是一个用于把摆动配重13的旋转运动传递到发电机AG的齿轮系机构。摆动配重13根据佩带手表的人的手臂的摆动而旋转。由此可以从AC发电机AG获得感应电压。
在本实施例的斩波充电电路100给从AC发电机AG输出的AC电压整流，并提供到一个处理器9。处理器9用从斩波充电电路100提供的电能驱动计时器7。这个计时器7是由一个晶体振荡器，一个计数电路等构成的，在计数电路分割由晶体振荡器产生的一个主时钟信号的频率，并且根据分频的结果计数时间。在这个示例中，把主时钟信号或通过分频获得的信号作为时钟信号CLK提供到斩波充电电路100。因此，可以用斩波充电电路100和计时器7形成用于产生时钟信号CLK的电路。结果，简化了电路配置，同时可以降低手表中的总电流消耗。
接下来，参考
本实施例的操作。图9是根据本实施例的斩波充电电路100的定时图。注意，在本例中，假设在非电能产生状态中，连接到辅助电容器C2的N型沟道FET N2′已经是导通(ON)状态，并且连接到辅助电容器C1的N型沟道FET N1′已经是断开(OFF)状态。此外，图10，11，12和13是根据本实施例的斩波充电电路100的流程图。
首先，在时间t10，假设使用者移动他或她的佩带手表的手臂，AC发电机AG开始发电。在此时，假设如图9中所示在AG2侧产生了感应电压V2，这个电压使辅助电容器C2充电(SP1A至SP3A)。由于这个原因，即使在感应电压V2降低时，输出端AG2的电压不降低。
接下来，在时间t11，当AG2侧的感应电压V2成为“0”并且相反地在AG1侧产生感应电压V1时，输出端AG1的电压成为由辅助电容器C2中的充电电压Vg2和感应电压V1相加获得的值，如图9中所示，(从SP1经过SP2和SP30到SP31)。由于这个原因，刚好在时间t11之后，输出端AG1的电压超过参考电压Vref。然后，电能产生检测单元10检测电能产生状态(SP5)。注意，将低能耗比较器用于电能产生检测单元10的比较器COM5和COM6，从而在经过一个如图9所示的响应时间td之后，信号φSL从高电平降低到低电平的时间成为一个时间t12。
当到达时间t12时，信号φSL成为低电平，因而电能提供到AG2检测单元3和AG1检测单元4，把输出端AG2的电压与参考电压Vref1比较，同时，把输出端AG1的电压与参考电压Vref2比较(SP6)。在这里，参考电压Vref1和Vref2被设定为低于参考电压Vref，因此AG2检测单元3和AG1检测单元4的输出信号CN1和CN2都成为高电压，如图9E和9F中所示。
此外，当信号φSL成为低电平时，图7中所示辅助电容器7的定时器计数器78计数时钟信号CLK1的上升沿(参考图9)(SP7至SP11)。假设定时器计数器78在计数到“3”时使脉动进位信号78s是高电平，那么在到达时间t13时，脉动进位信号78s成为高电平，如图9中所示。然后，如图9中所示，第一闩锁电路80的输出信号80s与脉动进位信号78s同步地升高，并且同步于信号φSL的升高而降低。在这里，图9中示出的符号tc是放电周期。在这个周期中，辅助电容器选择单元7执行第一复位步骤。
信号80s′是从信号80s反转的信号，从而使信号80s′在放电周期tc中成为高电平(SP12)。因此，在有关的周期tc中，“与”电路82的输出信号82s和时钟信号CLK1一致。另一方面，“与”电路73和76作为一个选择电路操作，用于根据电能产生端选择信号72s的逻辑电平选择输出信号82s并输出。在本例中，在放电周期tc，电能产生端选择信号72s已经成为低电平。因此，在有关放电周期tc，一个信号76s与时钟信号CLK1一致，而一个信号73s保留在低电平。此外，在放电周期tc，信号80s成为低电平，因而信号83s和85s成为低电平。结果，在有关周期中，信号N2g′与时钟信号CLK1一致，而信号N1g成为低电平(SP13)。此外，由于信号83s和85s成为低电平，作为信号83s和信号82s的“或”逻辑值的信号N1g，以及作为信号85s和信号82s的“或”逻辑值的信号N2g都与时钟信号CLK1一致。
以这种方式，在放电周期tc中，信号N2g′和信号N2g的逻辑电平与时钟信号CLK1一致。因此，当把时钟信号CLK1设定在高电平时，N型沟道FETN2和N2′成为导通(ON)状态，并且辅助电容器C2被放电。在本例中，放电在周期ta和tb中进行。因此在周期tb终止的时刻，输出端AG2的电位基本等于地线GND的电位。
当以这种方式给辅助电容器C2放电时，转移到斩波操作周期。在时间t13之后，AG1侧产生正极性的感应电压，而输出端AG2的电位相反地实际等于地线GND的电位。由于这个原因，AG2检测单元3的输出信号CN1成为低电平，从而“或”电路OR1的输出信号φN1与时钟信号CLK1一致。在信号80s是高电平的周期中，“与”电路83和“或”电路74产生信号N1g′，以便与信号φN1一致。另一方面，在时间t13之后，信号80s已经成为高电平，从而如图9中所示，在时间t13之后信号N1g与时钟信号CLK1一致。
在这种情况下，如图9中所示，信号N2g成为高电平。因此，N型沟道FETN1反复地导通和断开，而N型沟道FET N2保留在导通(ON)状态。因此，AC发电机AG的感应电压被斩波提高。然后，当输出端AG1的电压超过电源电压Vdd时，P型沟道FET P1成为导通(ON)状态。此时，AG1，P1，主电容器30，GND，N2，和AG2形成一个闭环电路，从而把电能产生电流存储在主电容器30中(SP15)。
此外，在时间t13之后，信号N2g和信号N2g′一致(参考图9)，并且与此同时，信号N1g和信号N1g′一致(参考图9)。由于这个原因，在信号是高电平的周期中，即使把电荷存储在辅助电容器C1和C2中，它们也被放电。
接下来，在时间t14，当输出端AG2侧再次产生正极性感应电压V2时，AG2检测单元3的输出信号CN1升高。然后，第二闩锁电路70锁定高电平，从而感应电压端指定信号71s从低电平升高到高电平，如图9中所示(由图12中的SP40，SP40A，和SP41A指示)。此后，与上述情况相反，N型沟道FETN2反复地导通和断开，而N型沟道FET N1′保留在导通(ON)状态。因此，斩波提高了AC发电机AG的感应电压。然后，当输出端AG2的电压超过电源Vdd时，P型沟道FET P2成为导通(ON)状态。此时，由AG2，P2，主电容器30，GND，N1，和AG1形成一个闭环电路，从而电能产生电流存储在主电容器30中(SP15)。
然后，当感应电压V2降低，并且在时间t15输出端AG2的电压低于参考电压Vref1时，信号CN1成为低电平。在时间t15定时器计数器5被复位，但是在这以后不复位，因此，当从时间t15经过一个充电结束检测时间TM到达时间t16时，信号φSL成为高电平。然后，上升沿检测电路ED检测信号φSL的上升沿，并产生一个图9中示出的电能产生结束信号ED(SP21，SP22)。寄存器72与电能产生结束信号ED同步地存储感应电压端指定信号71s，因而在时间t16，如图9中所示，电能产生端选择信号72s成为高电平(SP24，SP25)。因此，指定了刚好在电能产生周期结束之前产生电能的输出端AG2，并且，与此同时，在时间t16之后，为了准备下一次电能产生，连接到辅助电容器C1的N型沟道FET N1′成为导通(ON)状态(SP26)。
如上所述，根据第一实施例的斩波充电电路100，通过使用辅助电容器C1和C2使AG发电机AG的感应电压提高到两倍，并且电能产生检测单元10根据提高到两倍的感应电压检测电能产生状态，因此即使把用于检测电能产生状态的阈值设定得比较高，也能较早地检测到电能产生状态。此外，即使在输出线圈L感应了噪声，通过辅助电容器C1和C2对其积分，因而能够基本消除由于噪声造成的错误操作。
此外，斩波充电电路100在提高感应电压两倍时把电荷存储在辅助电容器中，但是在检测电能产生状态之后立即释放电荷。由于这个原因，电荷保留在辅助电容器中。当下一次产生电能时，电能产生检测单元10将不会误操作。
另外，在斩波充电电路100中，利用参考电压Vref检测AC发电机AG的电能产生状态。即使在检测电能产生状态的情况下，也将参考电压VreF提供到比较器COM3和COM4，因而可以降低比较器COM3和COM4的电流消耗。
此外，仅在比较器COM3和COM4检测到AC发电机AG的输出端AG1和AG2的电压超过参考电压Vref1和Vref2时才把电能提供到比较器COM1和COM2，因而可以降低比较器COM1和COM2的电流消耗。此外，在比较器的电流消耗是以COM1和COM2＞COM3和COM4＞COM5和COM6的方式确定，因而电能以从最小消耗电流的比较器开始的顺序提供的，所以可以进一步降低电流消耗。
此外，当降低了一个比较器的电流消耗时，响应速度减慢，因而如果一旦发生非电能产生状态，可以出现不能充电的情况，然后很快转移到电能产生状态。但是，在本例中，定时器计数器5计数输出端AG1和AG2的电压连续低于参考电压Vref1和Vref2的持续时间。当这个时间到达预定时间时，确定非电能产生状态已经发生，并暂停电能供给，从而不发生上述问题。因此，即使使用了一个消耗小电流的比较器，也可以通过可靠地检测非电能产生状态而暂停电能供给。因此，可以大大降低电流消耗。此外，当一旦开始向比较器COM1和COM2提供电能时，电能连续地提供到比较器COM1至COM4，至少到定时器计数器5中设定的充电结束检测时间TM过去，因而即使用小的感应电压也能以良好的响应充电。因此，与现有有关技术的斩波充电电路相比，这个斩波充电电路100可以提高充电效率。第二实施例图14是在一个根据本实施例的手表中使用的斩波充电电路的电路图。
第二实施例的斩波充电电路100′，除了充电电路20′与图1中所示第一实施例的斩波电路20不同外，具有相同的配置。更具体地讲，它们的不同点在于在斩波电路20′中P型沟道FET P1′和P2′是并联提供到P型沟道FET P1和P2的，并且在于建立了用于控制辅助电容器选择单元7′中P型沟道FET P1′和P2′的导通(ON)断开(OFF)状态的信号Pg′。
以第一实施例相同的方式，在这个斩波电路20′中，也通过利用辅助电容器C1和C2以及二极管d1和d2把产生在输出端AG1和AG2之间的感应电压提高到两倍。应当注意，第一实施例的斩波电路20释放存储在辅助电容器C1和C2中的电荷，但在这个斩波电路20′中，把存储在辅助电容器C1和C2中的电荷传送到主电容器30，以进一步提高充电效率。如以后将详细说明的，斩波电路20′利用信号Pg′同时地导通或断开P型沟道FET P1′和P2′，以传送电荷。然后，与此并行地，通过断开N型沟道FET N1′和N2′中连接到没有存储电荷的辅助电容(例如C1)的一个N型沟道FET(例如，N1′)，同时与P型沟道FETP1′互补地导通或断开另一个N型沟道FET(例如N2′)，斩波提高了存储在辅助电容器(例如电容器C2)的电压。更具体地讲，在同时地导通或断开P型沟道FET P1′和P2′的周期中，当P型沟道FET P1′和P2′是导通状态(ON)时，另一个N型沟道FET被断开，而当P型沟道FET P1′和P2′是断开状态(OFF)时，另一个N型沟道FET被导通。
图15是用于产生信号Pg′的辅助电容器选择单元7′的电路图。这个辅助电容器选择单元7′的构造与图7中所示第一实施例的辅助电容器选择单元7的相同，只是用一个用于计算信号CN1和信号CN2之间的“与”逻辑的“与非”电路87代替了定时器计数器78，把“与”电路82的输出信号作为信号Pg′输出，删除了“或”电路84和86并把“与”电路83和85的输出信号作为信号N1g和N2g输出，和用一个“与非”电路81′代替“与”电路81。
接下来，说明根据第二实施例的斩波充电电路100′的操作。图16是根据本实施例的斩波充电电路100′的定时图。注意，在本例中，假设在非电能产生状态(在时间t10之前)，连接到辅助电容器C2的N型沟道FET N2′已经成为导通(ON)状态，而连接到辅助电容器C1的N型沟道FET N1′已经成为断开(OFF)状态。在这里，除了用SPA，SPB和SPC代替了上述图10至图13中所示流程中的图11所示SP9和SP10之外，斩波充电电路100′的流程与图10至13所示流程相同。因此，在图17和图18中示出了包括不同处理(SPA至SPC)的流程图，并且图12和图13共同用作SP15之后的流程。
首先，在时间t10，如果使用者摆动他或她的佩带手表的手臂，AC发电机AG开始发电。在此时，假设如图16中所示感应电压V2产生在AG2侧，并且AG2，C2，N2′，GND，d1，和AG1形成了一个闭环电路，因而辅助电容器C2由此充电(SP1A至SP3A)。由于这个原因，即使由于辅助电容器C2的充电电压而使感应电压V2减小，输出端AG1的电压不降低。
接下来，在时间t11，当AG2侧的感应电压成为“0”并且相反地在AG1侧产生感应电压V1时，输出端AG1的电压成为辅助电容器C2中的充电电压Vg2和感应电压V2相加获得的电压，如图16中所示(如图10中SP1，SP2，SP30和SP31所表示的)。由于这个原因，输出端AG1的电压刚好在时间t11之后超过参考电压Vref。接着，电能产生检测单元10检测电能产生状态(SP5)。注意，使用了低功率消耗比较器作为电能产生检测单元10的比较器COM5和COM6，因此在经过电能产生检测单元10的响应时间td之后，信号φSL如图16所示从高电平降低到低电平的时间成为时间t12。
当到达时间t12时，信号φSL成为低电平，因此电能提供到AG2检测单元3和AG1检测单元4，把输出端AG2的电压与参考电压Vref2比较，并且同时把输出端AG1的电压与参考电压Vref1比较(SP6)。在这里，把参考电压Vref1和Vref2设定低于参考电压Vref，因而AG2检测单元3和AG1检测单元4的输出信号CN1和CN2都成为高电平，如图16F和16F中所示。
辅助电容器选择单元7′的“与非”电路87反转信号CN1和信号CN2之间的“与”逻辑值，并产生一个输出信号87s(参考图16)。因此，当输出端AG1的电压超过参考电压Vref1并且输出端AG2的电压超过参考电压Vref2时，信号87s成为低电平。在输出线圈L感应出AC电压，因此，如果不进行辅助电容器C1和C2的升压操作，输出端AG1和AG2的电压不同时高于参考电压Vref1和Vref2。也就是说，辅助电容器C1和C2中的一个充电，因此输出信号87s成为低电平。
在这里，“与非”电路81′和“与”电路82产生信号Pg′，并成为信号87s在低电平周期中从时钟信号CLK1反转的信号，如图16中所示。因此，在周期ta和周期tb中，P型沟道FET P1′和P2′导通，因此输出端AG1和AG2的电压与有关周期ta和tb中的电源电压Vdd一致。在这些周期中，AG1，P1′，Vdd，P2′和AG2形成了一个闭环电路，因而把电能存储在输出线圈L中。
此外，通过由信号80s选通信号φN1和φN2获得信号N1g和N2g。在时间t16前，如图16中所示，信号80s成为低电平，因此在时间t16之前信号N1g和N2g成为低电平，如图16L和16M中所示。因此，在信号87s处于低电平的周期中，N型沟道FET N1和N2断开。此外，如图16中所示，在从时间t12到时间t16的周期中，信号N1g′成为低电平，而信号N2g′在周期ta和周期tb中成为低电平，在周期te和周期tf中成为高电平，如图16中所示。
因此，在周期te和周期tf中，P型沟道FET P1′和P2′成为断开(OFF)状态，N型沟道FET N2′成为导通(ON)状态，从而存储在输出线圈L中的电能在周期ta和周期tb中被释放，并进行斩波升压操作(SPA，SPB)。此时，当AG1，P1，主电容器30，GND，N2′，C2′和AG2形成一个闭环电路时，存储在辅助电容器C2中的电荷被传送到主电容器30(SPC)。在本例中，电荷是在从时间t13至时间t14的周期中，和在从时间t15到时间t16的周期中传送的。随着电荷传送，辅助电容器C2的两端电压降低。
当输出端AG2的电压成为低于参考电压Vref1时(在本例中，在时间t16)，信号CN1电平降低。信号80s同步于信号CN1电平的降低成为高电平。如上所述，信号N1g和N2g分别由信号80s从信号φN1和φN2选通，因而，在时间t16之后，信号N1g和N2g与信号φN1和φN2一致。因此，在从时间t16到时间t17的周期中，N型沟道FET N1反复地由信号N1g导通或断开，而N型沟道FET N2由信号N2g保持在导通(ON)状态。与此相反，信号N2g′保持在高电平，因而N型沟道FET N2′成为导通(ON)状态，而信号N1g′与信号N1g一致，因而N型沟道FET N1′同步于N型沟道FET N1反复地导通或断开(SPB)。也就是说，在从时间t16至t17的周期中，信号Ng1′和信号Ng1被同步化，并且，在同时，信号Ng2′和信号和信号Ng2被同步化。
首先，N型沟道FET N1反复地导通或断开，而N型沟道FET N2保持在导通(ON)状态。由于这种原因，在N型沟道FET N1和N2同时成为导通(ON)状态的周期中，能量存储在输出线圈L中，并且在N型沟道FET N1断开的周期中进行斩波升压操作。
在时间t16，当输出端AG2的电压与参考电压Vref2一致时，对应于参考电压Vref2的电荷存储在辅助电容器C2中，但是N型沟道FET N2′同步于N型沟道FET N2反复地导通或断开，因而，在它们同时成为导通(ON)状态的周期中，C2，N2，GND，N2′和C2形成了一个闭环电路，所以辅助电容器C2将被放电。即，当斩波提高AC发电机AG的感应电压时，通过形成包括带有同步于斩波周期存储的电荷的辅助电容器的闭环电路，使辅助电容器放电。因此，在从时间t10到时间t19的连续感应电压终止之后，当接下来在输出线圈L产生AC电压时，辅助电容器中的电荷已经成为“0”状态，因此，辅助电容器可以每次从同一状态开始升压操作。
接下来，在从时间t17至时间t18的周期中，输出端AG2侧再次产生感应电压。在时间t17，输出端AG2的电压高于参考电压Vref1，因此信号CN1从低电平升高到高电平。第二闩锁电路70产生感应电压端指定信号71s，闩锁在信号CN1的上升沿，因而在时间t17感应电压端指定信号71s成为高电平，如图16中所示。
此外，在这个周期中，信号N1g成为高电平，并且N型沟道FET N1成为导通(ON)状态，因而输出端AG1经过N型沟道FET N1连接到低电位侧线路LL。此外，在这个周期中，信号N2g与时钟信号CLK1一致，因此N型沟道FETN2将反复地导通或断开(SPB)。当N型沟道FET N2和N1同时成为导通(ON)状态时，AG2，N2，GND，N1和AG1形成了一个闭环电路，从而把能量存储在输出线圈L中。另一方面，当N型沟道FET N1在导通(ON)状态并且N型沟道FET N2成为断开(OFF)状态时，存储在输出线圈L中的能量被释放，因而进行了斩波升压操作。因此，当输出端AG2的电压高于电源电压Vdd时，AG2，主电容器30，GND，N1，和AG1形成闭环电路，从而充电电流流入主电容器30(SPC)。
接下来，在时间t18，当输出端AG2的电压低于参考电压Vref1时，信号CN1成为低电平。在此时，输出低AG1的电压低于参考电压Vref2，因此信号CN2也成为低电平。当满足这些条件时，定时器计数器5开始时钟信号CLK的计数。然后，当从时间t18至时间t19的充电结束检测时间TM过去时，SR闩锁电路6被复位，并且信号φS成为高电平。经过电能产生检测单元10的反转器12和“或非”电路13获得信号φSL，因而在时间t19信号φSL从低电平升高到高电平。然后，上升沿检测电路ED检测信号φSL的上升沿，并且把电能产生结束信号EDs的逻辑电平改变到低电平，如图16中所示(SP21，SP22)。然后，寄存器72同步于电能产生结束信号EDs更新存储状态(SP23至SP27)。在本例中，感应电压端指定信号71s在时间t17之后已经是高电平，因此在时间t19寄存器72的存储状态(信号72s)更新为“H(高)”，如图16中所示。
即，输出端AG1和AG2中刚好在产生连续AC电压的周期结束之前产生正极性感应电压的那个输出端被存储。然后，根据这个存储状态，选择辅助电容器。在本例中，输出端AG2刚好在结束之前产生了正极性感应电压，因而选择了连接到低电压侧的输出端AG1的辅助电容器C1(SP26)。具体地讲，信号N1g′在时间t19成为高电平，并且N型沟道FET N1成为导通(ON)状态。因此，该辅助电容器将被选择用于下一次电能产生。
如上所述，根据类似于第一实施例的第二实施例的斩波充电电路100′，通过利用辅助电电容器C1和C2把AC发电机AG的感应电压提高到两倍，并且电能产生检测单元10根据提高到两倍的感应电压检测电能产生状态。因此，即使用于检测电能产生状态的阈电压设定得比较高，也能在较早的阶段中检测电能产生。此外，当把感应电压提高到两倍时，电荷存储在一个辅助电容器中，但是立即在检测电能产生状态之后，进行斩波升压操作，并且把存储在一个辅助电容器中的电荷传送到主电容器30。因此，可以进一步提高充电效率。
以这种方式，在本实施例中，可以较早地对充电开始定时，同时大大降低了控制系统的电流消耗，因而可以提供具有高充电效率的斩波充电电路100′。此外，在要求轻、薄、小的手表中，必须使安装在其中的AC发电机AG尺寸小。由于这个原因，在AC发电机AG产生的感应电压小，并且整流效率差。因此把具有像斩波充电电路100′这样的高效率的电路用于手表是极有用的。特别是，在斩波充电电路100中，在使用者不佩带手表的周期中，通过仅向消耗最小电流的比较器COM5和COM6提供电能监视电能产生状态，从而在这个时间中消耗的电流极小。由于这个原因，即使在使用者长时间不使用手表时，可以大大减少手表停止和使用者要看时间时不能看到的情况。第三实施例图19是根据本发明第三实施例的，在手表中使用的斩波充电电路200的电路图。在这里，设计的第一实施例的斩波充电电路100是通过在早期阶段检测电能产生状态提高充电效率，但这个斩波充电电路200是通过以高效率充入存储在输出线圈的电感器中的电能提高充电效率。
这个斩波充电电路200大致是由一个用于把AC发电器AG的感应电压转换成脉冲式斩波电压以使其产生在高电位侧线路LH(第一线路)与低电位侧线路LL(第二线路)之间的一个斩波电路201，和一个用于存储提供在高电位侧线路LH和低电位侧线路LL之间的电能的主电容器C(第三存储单元)构成的。
以下说明斩波电路201。斩波电路201大致是由用于连接AC发电机AG的输出端AG1和AG2和高电位侧线路LH的第一和第二线路L1和L2，用于连接AC发电机AG的输出端AG1和AG2和高电位侧线路LH并且同时具有用于存储流过线路的电流的辅助电容器C1和C2的第三和第四线路L3和L4，用于连接AC发电机AG的输出端AG1和AG2和低电位侧线路LL的第五和第六线路L5和L6，一个用于检测AC发电机AG的电能产生状态的电能产生检测单元225(电能检测单元)，和一个斩波控制电路230(第二斩波单元)构成的。
第一线路和第二线路L1和L2是通过提供P型沟道FET P1和FET P2构成的。此外二极管D1和D2是P型沟道FET P1和P2的寄生二极管。在这里，第一和第二线路L1和L2具有相同的构造，只是它们分别安排在AC发电机AG的输出端AG1侧和输出端AG2侧，因此仅对第一线路L1进行说明。第一线路L1仅在输出端AG1的电压超过Vd+Vdd(高电位侧线路的电源电压)情况下通过二极管D1携带电流，其中Vd是二极管D1的前向压降。与此相反，在P型沟道FET P1导通(ON)情况下，第一线路L1在高电位侧线路与输出端AG1之间的两个方向上携带电流。
因此，当P型沟道FET P1和P2在断开(OFF)状态时，流过第一和第二线路L1和L2的电流成为一个方向。
第三和第四线路L3和L4是通过串联连接P型沟道FET P3和P4以及辅助电容器C1(第一存储单元)和C2(第二存储单元)构成的。此外，用于比较第三和第四线路L3和L4的输出端AG1和AG2侧的电压与电压|Vref|(存储参考电压)的比较器COM1和COM2(存储电压检测单元)并联连接到第三和第四线路L3和L4。此外，二极管D3和D4是P型沟道FET P1和P2的寄生二极管。在这里，第三和第四线路L3和L4除了它们安排在AC发电机AG的输出端AG1侧和输出端AG2侧之外，具有相同的构造，因而仅对第三线路L3进行说明。
在第三线路L3中，与第一线路L1相同，当P型沟道FET P3是断开(OFF)状态时，流过这里的电流的方向成为一个方向。此外，第三线路L3与辅助电容器C1串联连接，因此当电流流过第三线路L3时，根据携带的电流量的电荷存储在辅助电容器C1中。
比较器COM1(第一存储电压检测单元)比较第三线路L3的电压和电压|Vref|(绝对值)。当第三线路L3的电压相对于电压|Vref|较小时，其输出信号CP1成为高电平，而当第三线路L3的电压较大时，其输出信号CP1成为低电平。由于这个原因，当将电荷存储在辅助电容器C1中并且辅助电容器C1的电压变大时，输出信号CP1成为低电平。与此相同，比较器COM2(第二存储电压检测单元)比较第四线路L4的电压和电压|Vref|(绝对值)。当第四线路L4的电压相对于电压|Vref|较大时(电荷存储在辅助电容器C2中并且辅助电容器C2的电压已经变高)，其输出信号CP2成为低电平。将输出信号CP1和CP2提供到电能产生检测单元225和斩波控制电路230。此外，将在以后说明用于控制P型沟道FET P3和P4的辅助充电控制电路250(充电单元)。
第五和第六线路L5和L6由N型沟道FET N1和N2以及用于控制N型沟道FET N1和N2的NFET控制电路260和270(第一斩波单元)构成的。此外二极管D5和D6是N型沟道FET N1和N2的寄生二极管。NFET控制电路260和270是由比较器COM3和COM4，“或”电路OR1和OR2，和“与”电路AN1和AN2构成的。在这里，第五和第六线路L5和L6，除了它们分别安排在AC发电机AG的输出端AG1侧和输出端AG2侧之外，具有相同构造，因而仅说明第五线路L5。
在NFET控制电路260中，比较器COM3将AC发电机AG的输出端AG2的电压与一个参考电压|Vref1|(绝对值)比较，并把它的一个输出信号CP3提供到“或”电路OR1的一个输入端。参考电压|Vref1|是用于检测是否AC发电机AG产生了电能并且被设定在稍高于地线电压的电压。“或”电路OR1计算信号CP3和时钟信号CL的“或”逻辑值，并把其输出信号φNA提供到“与”电路AN1的一个输入端。“与”电路AN1计算信号φNA，信号φP3，和信号CP6的“与”逻辑值，并将其信号φN1提供到N型沟道FET N1的栅极。在这里，信号φP3是用于控制P型沟道FETP3的信号。信号CP6是一个在以后要说明的辅助充电控制电路50中的比较器COM6的输出信号，并且该信号在二极管D1在导通(ON)状态时成为低电平。
由于这个原因，当信号φP3处于低电平时(当P型沟道FET P3在导通(ON)状态时)或当信号CP6处于低电平时(当二极管D1在导通(ON)状态时)，信号φN1成为低电平，因而NFET控制电路260使N型沟道FET N1在断开(OFF)状态。此外，当信号φP3处于高电平时(当P型沟道FET P3在断开(OFF)状态时)或当信号CP6处于高电平时(当二极管D1在断开(OFF)状态时)，NFET控制电路260输出信号φNA作为信号φN1。此时，当信号φNA处于高电平时(当输出端AG2的电压相对于参考电平|Vref1|大时)或当时钟信号CL处于高电平时，N型沟道FET N1被置于导通(ON)状态。
因此，NFET控制电路260和270根据时钟信号CL控制N型沟道FET N1和FET N2，并且当输出端AG2或AG1相对于参考电压|Vref1|大时，把N型沟道FET N1或N2控制于导通(ON)状态。此外，当P型沟道FET P3和P4在导通(ON)状态时，或当二极管D1和D2在导通(ON)状态时，NFET控制电路260和270通过信号φP3，φP4，CP5和CP6强制地把N型沟道FET N1和N2控制到断开(OFF)状态。在这个意义上，信号φP3，φP4，CP5和CP6是起强制断开N型沟道FET N1和N2作用的信号。
接下来，说明电能产生检测单元225。图20是电能产生检测单元225的电路图。电能产生检测单元225是由三个“或非”电路NR1，NR2和NR3，一个定时器计数器TC，和一个闩锁电路RT1构成的。“或非”电路NR1计算比较器COM3的输出信号CP3和比较器COM4的输出信号CP4的“或”逻辑的“非”运算，并且将其输出信号φN提供到闩锁电路RT1的设定端S和“或非”电路NR2的一个输入端。由于这个原因，“或非”电路NR1检测输出端AG1或AG2的电压是否相对于参考电压|Vref1|大，并且在大时，使信号φN成为低电平。
闩锁电路RT1使用，例如，一个反转型SR触发器，并且当提供到设定端S的信号φN成为低电平时，将其输出信号φS设定到低电平。此外，当提供到复位端R的信号φR1成为低电平时，闩锁电路RT1把输出信号φS设定在高电平。因此，当输出端AG1和AG2的电压相对于参考电压|Vref1|大时，那么判断AC发电机AG是在电能产生状态，并且信号φS成为低电平。
“或非”电路NR2计算信号φN和时钟信号CL的“或”逻辑的“非”，并将其输出信号提供到“或非”电路NR3的一个输入端。“或非”电路NR3计算“或非”电路NR2的输出信号和信号φS的“或”逻辑的“非”，并将其输出信号φR提供到定时器计数器TC的复位端R。
定时器计数器TC计数时钟信号CL，并在计数达到预先确定的设定值时使进位信号成为低电平。此外，定时器计数器TC在提供到复位端R的信号φR成为低电平时复位计数。把进位信号作为信号φR1提供到闩锁电路RT1的复位端R。由于这个原因，当输出端AG1或AG2的电压相对于参考电压|Vref1|大时，信号φS和信号φN成为低电平，并把时钟信号CL的反转信号作为信号φR提供到定时器计数器TC的复位端R。因此，当AC发电机AG成为电能产生状态时，定时器计数器TC被复位一个短周期，并且使信号φR1保持在高电平，因而闩锁电路RT1不复位，并把信号φS保持在低电平。
另一方面，当输出端AG1和AG2的电压相对于参考电压|Vref1|低时，信号φN从低电平变为高电平，并且信号φR成为高电平，因而递增定时器计数器TC的计数。因此，当AC发电机AG成为非电能产生状态时，经过一段预定时间后闩锁电路RT1被复位，并且信号φS成为高电平。因此，电能产生检测单元225在AC发电机AG在电能产生状态时使信号φS是低电平，而在AC发电机AG在非电能产生状态时使信号φS是高电平。
接下来，说明用于控制P型沟道FET P1和P2的斩波控制电路230。图21是斩波控制电路230的电路图。斩波控制电路230是由一个反转器Ⅳ1，产生信号φP1的“或”电路OR3和OR4，以及产生信号φP2的“或”电路OR5和OR6构成的。经过反转器Ⅳ1把电能产生检测单元225的输出信号φS提供到“或”电路OR3的一个输入端，同时把比较器COM2的输出信号CP2提供到它的另一个输入端，并且计算两个信号的“或”逻辑。“或”电路OR4计算“或”电路OR3的输出信号φOR3和一个升压使用时钟信号CL1的“或”逻辑，并将其输出信号作为信号φP1提供到P型沟道FET P1的栅极。
由于这个原因，当信号φS在低电平时，或当信号CP2在高电平时(AC发电机AG处在电能产生状态的场合)，或当辅助电容器C2的电压相对于电压|Vref1|小时，信号φP1成为高电平，并且P型沟道FET P1成为断开(OFF)状态。与此相反，当信号φS在高电平时，或当信号CP2在低电平时(AC发电机AG在非电能产生状态的场合)，或当辅助电容器C2的电压相对于电压|Vref1|大时，将升压使用时钟信号CL1作为信号φP1提供到P型沟道FET P1的栅极。在这里，用于产生信号φP2的“或”电路OR5和OR6与“或”电路OR3和OR4相同，只是把比较器COM1的输出信号CP1提供的“或”电路OR5取代比较器COM2的输出信号CP2，并且把信号φP2提供到P型沟道FET P2的栅极，因而删除了对它们的说明。
因此，当在AC发电机AG成为非电能产生状态的时间点辅助电容器C2的存储量已经是预定值或更高时，斩波控制电路230根据升压使用时钟信号CL1控制P型沟道FET P1，而当辅助电容器C1的存储量已经是预定值或更高时，根据升压使用时钟信号CL1控制P型沟道FET P2。此外，当AC发电机AG在电能产生状态时斩波控制电路230把P型沟道FET P1和P2控制为断开(OFF)状态。注意，也可以利用时钟信号CL作为升压使用时钟信号CL1。
接下来，说明用于控制P型沟道FET P3和P4的辅助充电控制电路250。图22是辅助充电控制电路250(充电单元)的电路图。辅助充电控制电路250是由一个反转器Ⅳ2，一个用于产生信号φP3的信号产生单元250A，和一个用于产生信号φP4的信号产生单元250B构成的。信号产生单元250A(第一充电单元)是由比较器COM5，一个D-FF电路RT2，和一个“或”电路OR7构成的，并且把它的输出信号φP3提供到P型沟道FET P3的栅极。信号产生单元250B(第二充电单元)是由比较器COM6，一个D-FF电路RT3，和一个“或”电路OR8构成的，并且将其输出信号φP4提供到P型沟道FET P4的栅极。在这里，信号产生单元250B与信号产生单元250A相同，只是把输出信号提供到P型沟道FET P4，因此，仅说明信号产生单元250A。
比较器COM5比较二极管D2的前向电压VF与一个参考电压VrefF(斩波参考电压)。当二极管D2的前向电压VF低于电压VrefF时，其输出信号CP5成为高电压，而当二极管D2的前向电压VF高于电压VrefF时，其输出信号CP5成为低电平。D-FF电路RT2提取提供到D-输入端的高电平信号，并且当提供到时钟输入端的信号CP5升高时，使反转Q-输出端成为低电平。此外，当时钟信号CL成为高电平时，经过反转器Ⅳ2把时钟信号CL提供到D-FF电路RT2的清除端CLR，并使其清零。“或”电路OR7计算D-FF电路RT2的反转Q-输出端的信号与电能产生检测单元225的输出信号φS的“或”逻辑，并将其输出信号作为信号φP3提供到P型沟道FET P3的栅极。由于这个原因，当信号φS在高电平时，即，当AC发电机AG在非电能产生状态时，φP3成为高电平，并使P型沟道FET P3保持在断开(OFF)状态。此外，当信号φS是低电平时，即，当AC发电机AG是电能产生状态时，将D-FF电路RT2的反转Q-输出端的信号作为信号φP3提供到P型沟道FET P3的栅极。
以下利用图23中所示定时图说明AC发电机AG在电能产生状态情况下的辅助充电控制电路250的操作。注意，假设了在时钟信号CL在低电平的周期中电流流过二极管D2并且二极管D2的前向电压VF如图23所示改变的一种情况。如图23中所示，当二极管D2的前向电压VF在时间tA超过电压VrefF时，如图23中所示，比较器COM5的输出信号CP5接着成为低电平。然后，二极管D2的前向电压VF逐渐降低并成为电压VrefF或更低时，如图23所示，D-FF电路RT2的反转Q-输出端的信号(信号φP3)成为低电平，而当时钟信号CL再次成为高电平时，D-FF电路RT2的反转Q-输出端的信号(φP3)成为高电平。也就是说，当二极管D2的前向电压VF成为电压VrefF或更低时，辅助充电控制电路250控制P型沟道FET P3在导通(ON)状态，直到时钟信号CL成为高电平。
因此，在AC发电机在电能产生状态的情况下，当电流流过二极管D2时，辅助充电控制电路250在从二极管D2的前向电压VF成为电压VrefF或更低的时间点到时钟CL成为高电平的时间点的周期中将P型沟道FET P3控制在导通(ON)状态。然后，当电流流过二极管D1时，辅助充电控制电路250在二极管D1的前向电压VF成为电压VrefF或更低的时间点到时钟信号CL成为高电平的时间点的周期中将P型沟道FET P4控制在导通(ON)状态。此外，当AC发电机AG在非电能产生状态时，辅助充电控制电路250把P型沟道FETP3或P4控制在断开(OFF)状态。
接下来，参考图24说明当AC发电机在电能产生状态时的本实施例的操作。图24是根据本实施例的斩波充电电路200的定时图。在这里，假设这个手表带在手臂上，并且在AC发电机AG中间歇地产生产生感应电压。在本例中，在时间t1，情况是信号φS在低电平，也就是说，假设AC发电机AG在电能产生状态并且输出端AG1侧产生正极性感应电压的情况。假设，在辅助电容器C1和C2没有存储电荷。此外，图25，26，27，28和29是根据本实施例的斩波充电电路200的流程图。
如图24中所示，当时钟信号CL在时间t1成为高电平时，信号φN1和φN2如图24中所示成为高电平，并且N型沟道FET N1和N2变为导通(ON)状态(SP1至SP3)。结果，如图30中所示，形成了AC发电机AG与N型沟道FET N1和N2的闭环。当AC发电机AG的感应电压使输出端AG1成为正电位时，如图30中的箭头所示，电流流过输出线圈L，并把电能存储在输出线圈L的电感器中。注意，为了说明P型沟道FET P1至P4以及N型沟道FETN1和N2的连接，在图25及后续图中，用开关指示P型沟道FET P1至P4以及N型沟道FET N1和N2。
接下来，如图24中所示，当时钟信号CL在时间t2成为低电平时，信号φN1成为低电平，并且N型沟道FET N1成为断开(OFF)状态，如图24中所示。在这种情况下，通过存储在输出线圈37的电感器的电能，提高了输出端AG1的电压，将信号φN2保持在高电平，并且把N型沟道FET N2保持在导通(ON)状态，如图24中所示(SP4)。因此如图24中所示，二极管D1成为导通(ON)状态，形成一个如图31中箭头所示的到主电容器C的电流路径(第一闭环电路)，电流通过从N型沟道FET N2开始经过AC发电机AG和二极管D1到主电容器C的路径，从而使主电容器C充电(SP5至SP7)。
然后，当输出端AG1的电压由于主电容器C的充电逐渐降低，并且二极管D1的前向电压VF在时间t3成为电压VrefF或更低时，如图24中所示，信号NφP4成为低电平，并且P型沟道FET P4成为导通(ON)状态。在这种情况下，N型沟道FET N2被强制进入断开(OFF)状态(图24，SP8，SP9)。因此，如图32中箭头所示，电流流过从AC发电机AG，经过二极管D1和P型沟道FET P4，到辅助电容器C2的路径(第二闭环电路)，从而使辅助电容器C2充电(SP10，SP11)。
接下来，如图24中所示，辅助电容器C2的电压由于辅助电容器C2的充电而升高。在时间t4，当辅助电容器C2的电压变得比电压|Vref|大时，如图24中所示，信号CP2成为低电平(SP12，SP13)。然后，当时钟信号CL在时间t5成为高电平时(图24)，P型沟道FET P4成为断开(OFF)状态(图24)，释放N型沟道FET N2的断开(OFF)状态，并且结束辅助电容器C2的充电。
此外，当时钟信号CL在时间t5成为高电平时(图24)，如上所述，N型沟道FET N1和N2成为导通(ON)状态，形成AC发电机AG与N型沟道FETN1和N2的闭环电路，电流流过输出线圈37，并把电能存储在输出线圈37的电感器中(SP3)。此时，当如上所述AC发电机AG的感应电压使输出端AG1成为正电位时，重复进行从图30中的例程经过图31中的例程到图32中的例程的循环，并且反复给主电容器C和辅助电容器C2充电(时间t5至t6)。
与此相反，当AC发电机AG的感应电压使输出端AG2成为正电位时，当在时间t6形成图33中箭头所示的AC发电机AG与N型沟道FET N1和N2的闭环电路时，电流流过输出线圈37，并将电能存储在输出线圈37的电感器中(SP2A，SP3A)。在这种情况下，如图24中所示，当时钟信号在时间t7成为低电平时，如图24中所示，信号φN2成为低电平，N型沟道FET N2成为断开(OFF)状态，并且存储在输出线圈37电感器中的电能提高了输出端AG2的电压(SP4A)。
此时，辅助电容器C2已经被充电(SP5A否)，因此，如图24中所示，二极管D4成为导通(ON)状态，并且如图34中箭头所示，存储在辅助电容器C2中的电荷流过由N型沟道FET N1，AC发电机AG，二极管D4和主电容器C构成的路径(SP20A至SP22A)。也就是说，在电荷存储在辅助电容器C2中的情况下，当把输出端AG2的电压转换成斩波电压时，可以把存储在辅助电容器C2中的电荷充入(转移到)主电容器C。
然后，如图24中所示，当辅助电容器C2的电压逐渐降低，并且在时间t8辅助电容器C2的电压相对于电压|Vref|小时，如图24中所示，信号CP2成为高电平。然后如图24中所示，二极管D2成为导通(ON)状态，并且如图35中箭头所示，电流流过一个由N型沟道FET N1，AC发电机AG，二极管D2，和主电容器C形成的路径，从而使主电容器C充电(SP6A，SP7A)。
另一方面，当辅助电容器C2的电荷的传送结束时，二极管D4成为断开(OFF)状态。在这里，在时间t8点，电荷剩余在辅助电容器C2中，因此存在着二极管D2和D4都是导通(ON)状态的情况。因此，剩余在辅助电容器C2中的电荷也传送到主电容器C。当电荷传送结束时，如图24中所示，二极管D4成为断开(OFF)状态。因此，可以用高效率把存储在辅助电容器C2中的电荷和存储在输出线圈37的电感器中的电能充到主电容器C中。
接下来，当主电容器C的充电使输出端AG2的电压逐渐降低，并且在时间t9二极管D2的前向电压成为电压VrefF或更低时，如图24中所示，信号φP3成为低电平，并且P型沟道FET P3成为导通(ON)状态(如SP6A，SP8A，和SP9A所示)。在这种情况下，N型沟道FET N1被强制进入断开(OFF)状态(图24)。因此，如图36中箭头所示，电流流过由AC发电机AG，二极管D2，P型沟道FET P3，和辅助电容器C1形成的路径(第三闭环电路)，从而使辅助电容器C1充电(SP60A，SP61A)。由于这个原因，如图24中所示，辅助电容器C1的电压升高，并且在时间t10，当辅助电容器C1的电压相对于电压|Vref|大时(SP12A)，如图24中所示，信号CP1成为低电平(SP13A)。然后，当时钟信号CL在时间t11成为高电平时(图24)，P型沟道FET P3成为断开(OFF)状态，释放N型沟道FET N1的断开(OFF)状态，并且结束辅助电容器C1的充电。
在这种情况下，如上所述，N型沟道FET N1和N2成为断开(OFF)状态，因而形成了AC发电机AG与N型沟道FET N1和N2的闭环电路。当输出端AG2像以前一样已经成为正电位时，如图33中所示，电流流过输出线圈37，并把电能存储在输出线圈37的电感器中。然后，当时钟信号CL在时间t12成为低电平时(图24)，信号φN2成为低电平，N型沟道FET N2成为断开(OFF)状态，并且提高了输出端AG2的电压。如图24中所示，二极管D2成为导通(ON)状态，并且如图35中所示电流像以前一样流过从N型沟道FET N1，经过AC发电机AG和二极管D2，到主电容器C的路径，从而使主电容器C充电(SP2A至SP7A)。
当由于主电容器C的充电使二极管D2的前向电压VF在时间t13成为电压VrefF或更低时，如图24中所示，信号φP3成为低电平，P型沟道FET P3成为导通(ON)状态，并且N型沟道FET N1成为断开(OFF)状态(SP8A，SP9A)。因此，存储在输出线圈37的电感中的电能被充入辅助电路器C1(SP61A)。当时钟信号CL在时间t14成为高电平时，如前所述，充电结束。
此外，在AC发电机AG产生大的感应电压并且，例如，输出端AG1的电压成为高的情况下，N型沟道FET N2成为导通(ON)状态，因而经过二极管D1形成到主电容器C的电流路径(SP51至SP57)，并且同时比较器COM6的输出信号CP6成为低电平。输出信号CP6输入到“与”电路AN1，并禁止N型沟道FET N1的操作。因此，禁止了斩波电路的充电操作，并且保证了非斩波操作的电流路径。注意，当把电荷存储在辅助电容器C1中时，经过代替二极管D1的二极管D3临时形成到主电容器C的电流路径(SP20至SP25)。因此，当在AC发电机AG中产生大感应电压时，可以给主电容器C直接充电，而不用斩波升压操作。
以这种方式，在AC发电机AG在电能产生状态的情况下，当AC发电机AG中产生大感应电压时，斩波充电电路200直接给主电容器C充电，当在AC发电机AG中产生小感应电压时，把存储在输出线圈37的电感器中的电能转换成脉冲式斩波电压，首先给主电容器C充电，当主电容器C充电结束时，切换到给辅助电容器C1或C2充电。因此，可以高效地将AC发电机AG产生产生的感应电压充入主电容器C，并且可以把不能充入主电容器C的电能存储在辅助电容器C1或C2中。此外，斩波充电电路200可以通过在AC发电机AG的感应电压的极性改变时的下一次斩波升压操作把存储在辅助电容器C1或C2中的电荷存储到主电容器C中，因而可以提高斩波充电电路200的充电效率。
接下来，说明在AC发电机AG成为非电能产生状态时的斩波充电电路200的操作。当取下手表并且AC发电机AG中不再产生感应电压时，如图24中所示，在时间t15信号φS成为高电平(SP1否)。注意，在此时，信号CP1保持在低电平(SP31，SP32)。由于这个原因，如图24中所示，当时钟信号CL在时间t16成为高电平时，如图24中所示，信号φP2成为低电平，并且P型沟道FET P2成为导通(ON)状态(SP83)。因此如图24中所示，二极管D3成为导通(ON)状态，并且，如图37中箭头所示，存储在辅助电容器C1中的电荷产生的电流流过从辅助电路器C1经过二极管D3和P型沟道FET P2到AC发电机AG的路径，并且把电能存储在输出线圈37的电感器中(SP34)。
然后，当辅助电容器C1的电压逐渐降低并且在时间t17辅助电容器C1的电压相对于电压|Vref|小时，如图24中所示，信号CP1成为高电平。在这种情况下，存储在输出线圈37的电感器中的电能提高了输出端AG1的电压，并且，如图24中所示，信号φN2成为高电平，并且N型沟道FET N2成为导通(ON)状态(SP86至SP88)。结果，如图38中箭头所示，电流流过从N型沟道FET N2，经过AC发电机AG，辅助电容器C1和二极管D3，到主电容器C的路径，从而使主电容器C充电(SP39，SP40)。
在这里，当AC发电机AG是非电能产生状态时，把升压使用时钟信号CL1作为信号φP2提供到P型沟道FET P2的栅极，从而在存储在辅助电容器C1中的电荷大时，反复进行图37和图38中所示操作，直到辅助电容器C1的电压变得比电压|Vref|小。
因此，可以把存储在辅助电容器C1中的电荷转换为斩波电压，并且高效率地充入主电容器C(SP41)。注意，在这里，说明了在非电能产生状态的时间点把电荷存储在辅助电容器C1中的情况，但是将电荷存储在辅助电容器C2中的情况具有相同的操作，除了用P型沟道FET P1和N型沟道FET N1操作代替P型沟道FET P2和N型沟道FET N2(SP31A至SP41A)。
以这种方式，当AC发电机AG成为非电能产生状态时，本实施例的斩波充电电路200可以通过利用存储在辅助电容器C1或C2中的电荷斩波提高输出端AG1或AG2的电压给主电容器C充电。因此，与现有斩波充电电路相比，斩波充电电路200可以高效率地充存储在输出线圈37的电感器中的电能，并且能够提高充电效率。
本发明不限于这些实施例。例如，可以有下述的各种改进。
第一，上述实施例是参考用于充AC发电机AG的感应电压的斩波充电电路说明的，但是本发明不限于此。本发明也可以应用于充DC发电机产生的感应电压的斩波充电电路。
图39是一个用于充DC发电机产生的感应电压的斩波充电电路200′的电路图。这个斩波充电电路200′是通过从上述斩波充电电路200中去除第一和第四线路L1和L4，产生用于控制斩波控制电路230的第一和第四线路L1和L4的P型沟道FET P1和P4的的信号φP1，φP4和CP6的电路，和比较器COM2而构成的。
此外，图40是斩波通电电路200′的定时图，图41和42是斩波充电电路200′的流程图。在这里，在时间t1，假设在信号φS在低电平的情况下，即，假设DC发电机DG在电能产生状态的情况下。此外，假设在时间t1没有电荷存储在辅助电容器C1。
如图40中所示，当时钟信号CL在时间t1成为高电平时，如图40F和40G所示，信号φN1和φN2成为高电平，N型沟道FET N1和N2变为导通(ON)状态(SP100至SP102)。结果，如图43中的箭头所示，形成了斩波升压线圈DGL和N型沟道FET N1和N2的闭环电路，并且电能存储在斩波升压线圈DGL的电感器中。
接下来，如图40中所示，当时钟信号CL在时间t2成为低电平时，如图40中所示，信号φN2成为低电平，并且N型沟道FET N2成为断开(OFF)状态(SP103)。在这种情况下，通过存储在斩波升压线圈DGL中的电能，提高了输出端DGL2的电压。如图40中所示，信号φN1保持在高电平，并且N型沟道FET N1保持在导通(ON)状态。因此，如图40中所示，二极管D2成为导通(ON)状态，并且如图44中所示，电流流过从N型沟道FET N1开始经过DC发电机DG，斩波升压线圈DGL，和二极管D2到主电容器C的路径，从而给主电容器C充电(SP104，SP105)。
然后，当二极管D2的前向电压VF由于主电容器C的充电而降低，并且二极管D2的前向电压VF在时间t3变得比电压|Vref|小时，如图40中所示，信号φP3成为低电平，P型沟道FET P3成为导通(ON)状态，并且N型沟道FET N2成为断开(OFF)状态(SP106，SP107)。因此，如图45中所示，电流流过从斩波升压线圈DGL开始经过二极管D2和P型沟道FET P3到辅助电容器C1的路径，从而给辅助电容器C1充电(SP108，SP109)。
此时，如图40中所示，辅助电容器C1的电压升高。在时间t4，当辅助电容器C1的电压变得比电压|Vref|大时，如图40中所示，信号CP1成为低电平(SP110，SP111)。然后，当时钟信号CL在时间t5成为高电平时，如图40中所示，信号φP3成为高电平，并且P型沟道FET P3成为断开(OFF)状态。在这种情况下，释放了N型沟道FET N2的断开(OFF)状态，并且结束辅助电容器C1的充电。以这种方式，当DC发电机DG在电能产生状态时(时间t4至t5)，在主电容器C的充电结束时，重复进行给主电容器C的充电操作。
接下来，当DC发电机DG成为非电能产生状态时，如图40中所示，信号φS在时间t6成为高电平。然后，当时钟信号CL在时间t7成为高电平时(图40)，信号φP2成为低电平(图40)，并且P型沟道FET P2成为导通(ON)状态(SP113至SP116)。因此，如图40中所示，二极管D3成为导通(ON)状态，并且如图46所示，存储在辅助电容器C1中电荷使电流流过从辅助电容器C1开始经过二极管D3和P型沟道FET P2到斩波升压线圈DGL的路径(SP117)。因此，电能存储在斩波升压线圈DGL的电感器中。
然后，当时钟信号CL在时间t8成为低电平时(图40)，信号φN2成为高电平(图40)，并且N型沟道FET N2成为导通(ON)状态(SP118至SP121)。在这种情况下，存储在斩波升压线圈DGL的电感器中的电能使输出端DGL1的电压提高。如图47中所示，电流流过由N型沟道FET N2，斩波升压线圈DGL，二极管D3，和主电容器C形成的路径，从而给主电容器C充电(SP122，SP123)。以这种方式，在辅助电容器C1的电压变得比电压|Vref|小之前，重复进行图46和47中所示的操作，并且主电容器C充电。然后，在时间t9，当辅助电容器C1的电压变得比电压|Vref|小时，信号CP1成为高电平(图40)，辅助电容器C1给主电容器C的充电结束。
也是在用DC发电机的感应电压充电的斩波充电电路200′中，将不能充入主电容器C中的电能存储在辅助电容器C1中，最后可以把存储在辅助电容器C1中的电能充入主电容器C中，因而提高了充电效率。
第二，在上述实施例中，AC发电机或DC发电机的感应电压被用于充电，但是本发明不限于此。本发明也可以广泛地应用于商业AC电源和电磁波之类的AC电源电能的充电，或是像DC发电机和太阳能电池之类的DC电源电能的充电。应当注意，在用AC电源的感应电压充电时，要提供一个独立的斩波升压线圈代替输出线圈37。此外，作为一个输入电能的方法，也可以使用无接触法的输入电能方法，例如，经过线圈输入感应电能。例如，有一种方法，其中给斩波充电电路提供了一个电抗元件来代替输出线圈37，并且电源的电能是通过这个电抗元件的电磁波感应输入的。
第三，在上述实施例中，把P型沟道FET P1和P2以及N型沟道FET N1和N2示为开关单元的实例，但是也可以使用PNP型晶体管代替P型沟道FET P1和P2，用NPN型二极管代替N型沟道FET N1和N2。注意，在这些二极管中，发射极和集电极之间的饱和电压一般大约是0.3V，因此，在AC发电机AG的感应电压小的情况下，最好在上述实施例中使用FET。
第四，在第三实施例中，也可以提供一个如图48中所示的由比较器和P型沟道FET构成的单向单元替代二极管D1，D2，D3和D4。在这种情况下，也可以把单向单元的P型沟道FET与每个P型沟道FET P1，P2，P3和P4结合使。此外，作为替代二极管D1和D2的单向单元，也可以在辅助充电控制电路250中把比较器结合比较器COM5和COM6使用。
第五，在上述实施例中，把手表作为使用斩波充电电路的一个电子装置的例子，但是本发明不限于此。本发明也可能应用于，例如，便携式血压计，便携电话，寻呼机，和计步计。总之，本发明可以应用于耗电电子装置的任何装置，特别是便携式电子装置。在这种电子装置中，即使没有电池，也可以连续地操作其中的电子电路或机械系统，因而电子装置可以在任何时间使用，并且可以避免更换电池的麻烦。此外，不存在处理电池带来的问题。
注意，也可以把电池与斩波充电电路一同使用。在这种场合，在长时间没有携带电子装置的情况下，可以用来自电池的电能立即操作电子装置。此后，通过使用者四处携带电子装置，可以通过产生的电能操作电子装置。第六，在上述实施例中，也可以利用FET构造比较器COM1至COM4以及逻辑电路，并把整个斩波充电电路建立在一个IC芯片上。
第七，在上述实施例中，斩波操作是通过同步于时钟信号CLK1地开关低电位侧线路LL侧的N型沟道FET N1和N2进行斩波操作的，但是，也可以把比较器COM1至COM4和逻辑电路等配置在相反的垂直位置，从而使它们开关电源侧的P型沟道FET P1和P2。在这种场合，电源和低电位侧线路LL的关系成为颠倒的，因此，把图2中所示电阻R1和R2连接到电源，并把参考电压VreF提供到电源。此外，把参考电压Vref1和Vref2提供给电源。也就是说，把参考电压提供到带有连接于其上的FET开关的线路。总之，任何配置都是可以的，只要是把AC发电机AG的输出端AG1和AG2的电压与两个阈值比较，根据比较的结果把电能提供到比较器，并且当执行两个线路间的斩波操作时降低电流消耗。
第八，上述实施例是参考一个用于进行全波整流的斩波电路说明的，但是本发明不限于此。本发明当然也可以应用于图51中所示的桥式充电电路。在这种情况下，可以通过增加图1中所示二极管d1和d2，辅助电容器C1和C2，N型沟道FET N1′和N2′，以及电能产生检测单元10来控制提供到比较器COM1至COM4的电能。
第九，在上述实施例中，电能产生检测单元10和225一直在地监视AC发电机AG的输出端AG1和AG2的电压，但本发明不限于此。也可以在每个预定周期监视输出端AG1和AG2的电压。
此外，也可以适当地设定充电结束检测时间TM并根据输出端AG1或AG2的电压中的任何一个监视电能产生状态。例如，当把充电结束检测时间TM设定在30ms，并比较根据一个输出端的电压监视电能产生状态的情况和根据两个输出端监视电能产生状态的情况之间的产生电能时，二者实际上是一致的。因此，通过适当地设定充电结束检测时间TM，可以根据一个输出端的电压检测电能产生状态。在这种情况下，可以去掉比较器COM5和COM6中的一个，并可能进一步降低待用时的电流消耗。具体地讲，可以把待用时的电流消耗降低到大约5.5nA，因而降低到在正常操作时的电流消耗的大约1/100。此外，在使用Schottkey二极管的惯用整流电路中，每个元件存在大约20nA的泄漏电流，因此，可以与此比较地降低电流消耗。
第十，根据上述实施例的斩波通电电路也可以应用于一种带有弹簧型发电机的电子控制机械手表。图49是这种电子控制机械手表的机械结构的透视图。在这种手表中，将弹簧110连接到一个轮周(未示出)上，通过缠绕轮周将机械能存储在弹簧110中。在弹簧110和发电机130的转子131之间提供了一个加速齿轮系120。加速齿轮系120是由一个带有固定于其上的分针124的中心齿轮与齿轴121，一个第三齿轮与齿轴122，和一个带有固定于其上秒针125的秒针轮123构成的。加速齿轮系120把弹簧110的运动传递到发电机130的转子131，并因此而产生电能。在这里，发电机130也起一个电磁制动器的作用，并以恒定的速度转动固定到加速齿轮系120的指针。在这种意义上，发电机130也起一个调速器的作用。
接下来，图50是电子控制机械表的电气配置。在这个图中，斩波电路300是由发电机130和一个整流电路140构成的。整流电路140整流发电机130的感应电压，并充入电容器150中。电容器150把电能提供到斩波电路300，速度调节电路170，和振荡电路160。振荡电路160利用晶体振荡器161产生时钟信号CLK。在速度调节电路170中，当检测电路102检测发电机130的电能产生频率时，控制电路103控制整流电路140，以便调节电磁制动，从而使转子131的旋转周期与时钟信号CLK的周期匹配，并根据这个检测的结果使转子131的转速恒定。在这种情况下，整流电路140是由根据时钟信号CLK产生的控制信号控制的。
在这里，通过可短路开关接通或断开并在发电机130的线圈两端进行斩波而实施发电机130的旋转控制的。例如，在各实施例中的N型沟道FET N1和N2相当于这种开关。通过这个斩波电路，当开关导通时，把一个短暂的制动力施加到发电机130，然后把电能存储在发电机130线圈中。另一方面，当断开开关时，发电机130操作，释放存储在线圈中的电能，并产生感应电压。这时电能在开关断开时加到感应电压上，因而可以提高感应电压的值。由于这个原因，当用斩波器控制发电机130时，制动时产生电能的降低可以用开关断开时感应电压的升高补偿，并且在产生电能保持恒定或提高的同时可以增大制动扭矩。因此，可以制造出具有长操作时的电子控制机械表。在这种电子控制机械表中，也可以应用在各实施例中详细说明过的斩波电路的电源方法或电源停止方法。在这种情况下，进一步提高了充电效率，并且可以提供一种具有更长操作时间的电子控制机械表。
第十一，在上述实施例中，应用了AC发电机的感应电压，但是本发明不限于此。本发明也可以推广到，例如，用商业AC电源或电磁波电压充电的场合。
此外，作为输入电能的方法，也可以应用无接触法输入电能的方法，例如，经过线圈输入感应电能。在这种情况下，可以给斩波充电电路提供一个电抗元件代替输出线圈L。当从外部装置提供电能时，可以把电磁波输入到这个电抗元件，以在电抗元件的两端之间产生感应电压。
第十二，在上述斩波充电电路中，通过同时使N型沟道FET N2和N1成为导通(ON)状态，形成一个闭环电路，并且把电能存储在输出线圈L中，但是本发明不限于此。也可以通过短路输出线圈的两端形成闭环电路，或当然也可以经过一个二极管，电阻器之类的元件形成闭环电路。
如上所述，根据本发明，本发明的综合效果是可以提高充电效率。此外，由于根据提高到输入端之间产生的AC电压两倍的电压检测是否产生了不低于预定幅度的AC电压，因而可以在早期阶段检测到AC电压，而没有噪声的影响。
尽管本发明是通过参考为说明目的而选出的特定实施例说明的，但熟悉本领域的人员应当知道，可以对其进行多种修改而不脱离本发明的基本概念和范围。
权利要求
1．一种用于检测在一个连接在一个第一输入端和一个第二输入端之间的电感元件中是否感应了具有不低于预定幅度的幅度的AC电压的AC电压检测电路，提供有一个连接到所述第一输入端的第一电容元件，一个连接到所述第二输入端的第二电容元件，一个用于当在所述电感元件开始AC电压的感应时，形成包括连接到所述第一和第二输入端之中的一个输入端的电容元件的充电路径，和切断包括连接到另一个输入端的电容元件的充电路径的充电单元，和一个用于把所述第一输入端和所述第二输入端的电压与一个参考电压比较并且根据比较的结果检测在所述电感元件中感应的AC电压的检测单元。
2．一种用于检测在一个连接在一个第一输入端与一个第二输入端之间的电感元件中是否感应了具有不低于预定幅度的幅度的AC电压的AC电压检测电路，提供有一个连接在所述第一输入端和一条线路之间的第一二极管，连接在所述第一输入端和所述线路之间的一个第一电容元件和一个第一开关元件，一个连接在所述第二输入端和所述线路之间的第二二极管，连接在所述第二输入端和所述线路之间的一个第二电容元件和一个第二开关元件，一个用于在所述电感元件上感应了连续AC电压的周期中控制导通所述第一和第二开关元件中的一个并断开另一个，并在同时控制在有关周期结束之后导通连接在所述第一和第二输入端中刚好在有关周期结束之前具有较低端电压的一个输入端与所述线路之间的开关元件的控制单元，和一个用于把所述第一输入端和所述第二输入端的电压与参考电压比较，并根据比较结果检测在所述电感元件感应了不低于预定幅度的幅度的AC电压的检测单元。
3．一种根据权利要求2所述的AC电压检测电路，其中进一步提供有一个用于在所述检测单元检测到AC电压的感应的时间点给所述第一或第二电容元件中一个充电的元件放电的放电单元。
4．一种根据权利要求3所述的AC电压检测电路，其中所述放电单元包括一个连接在所述第一输入端和所述线路之间的第三开关元件，和一个连接在所述第二输入端和所述线路之间的第四开关元件，并且在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压的时间点导通对应于所述第一和第二开关元件中已经导通的元件的第三或第四开关元件。
5．一种用于给连接在一个第一输入端与一个第二输入端之间的一个电感元件上感应的AC电压整流，并且给连接在一个第一线路和一个第二线路之间的电容元件充电的充电电路，提供有一个连接在所述第一线路和所述第一输入端之间的第一开关元件，一个连接在所述第一线路和所述第二输入端之间的第二开关元件，并联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，并联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第四开关元件和一个第二二极管，串联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第五开关元件和一个第一辅助电容元件，串联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第六开关元件和一个第二辅助电容元件，一个用于根据所述第一和第二线路的电位和所述第一和第二输入端的电位控制所述第一至第四开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第一控制单元，一个用于把所述第一和第二输入端与所述第二线路之间的电压与参考电压比较，并且根据比较的结果，当检测到在所述电感元件上感应了不低于预定幅度的AC电压时把电能提供到所述第一控制单元的电源单元，和一个用于在有关周期结束之后导通对应于刚好在连续AC电压感应在所述电感元件上的周期结束之前具有较低端电压的输入端的所述第五或第六开关的第二控制单元。
6．一种根据权利要求5所述的充电电路，其中进一步提供有一个用于在所述电源单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压的时间点给所述第一和第二电容元件中充电的一个元件放电的放电单元。
7．一种根据权利要求6所述的充电电路，其中在所述电源单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压的时间点所述放电单元导通对应于所述第五和第六开关元件中已经导通的元件的所述第三或第四开关元件。
8．一种用于与时钟信号同步地斩波提高一个连接在一个第一输入端和一个第二输入端之间的电感元件上感应的电压并且给连接在一个第一线路和一个第二线路之间的一个电容元件充电的充电电路，提供有一个连接在所述第一线路和所述第一输入端之间的第一开关元件，一个用于把所述第一线路的电位和所述第一输入端的电位比较，并且根据比较的结果控制所述第一开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第一控制单元，一个连接在所述第一线路和所述第二输入端之间的第二开关元件，一个用于把所述第一线路的电位与所述第二输入端的电位比较，并且根据比较的结果控制所述第二开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第二控制单元，并联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，一个用于把所述第二线路的电位与所述第一输入端的电位比较，并且根据比较的结果同步于所述时钟信号地导通或断开所述第三开关元件的第三控制单元，并联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第四开关元件和一个第二二极管，一个用于把所述第二线路的电位和所述第二输入端的电位比较，并且根据比较的结果同步于所述时钟信号地导通或断开所述第四开关元件的第四控制单元，串联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第五开关元件和一个第一辅助电容元件，串联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第六开关元件和一个第二辅助电容元件，一个用于把所述第一和第二输入端与所述第二线路之间的电压与参考电压比较，并且根据比较的结果检测在所述电感元件上感应了不低于预定幅度的AC电压的检测单元，一个用于在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压之后将电能提供到所述第一至第四控制单元的电源单元，和一个用于在有关周期结束之后导通对应于刚好在所述电感元件感应了连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的一个输入端的所述第五或第六开关元件。
9．一种根据权利要求8所述的斩波充电电路，其中进一步提供有一个用于在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压的时间点给所述第一或第二辅助电容元件中充电的一个元件放电的放电单元。
10．一种根据权利要求9所述的斩波充电电路，其中放电单元在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压的时间点同步于对应于有关元件的所述第三或第四开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态导通或断开所述第五和第六开关元件中已经成为导通(ON)状态的元件。
11．一种根据权利要求8所述的斩波充电电路，其中进一步提供有一个用于在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压的时间点把存储在第一或第二辅助电容元件中的电荷传送到所述电容元件的传送单元。
12．一种根据权利要求11所述的斩波充电电路，其中所述传送单元提供有一个连接在所述第一线路和所述第一输入端之间的第七开关元件和一个连接在所述第一线路和所述第二输入端之间的第八开关元件，并且在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压之后，在一恒定周期中，同时地导通或断开所述第七和第八开关元件，断开第五和第六开关元件中对应于第一和第二电容元件中没有存储电荷的电容元件的开关元件，和与所述第七和第八开关元件一同互补地导通或断开另一个开关元件。
13．一种根据权利要求8所述的斩波充电电路，其中所述电源单元把电能提供到所述第三和所述第四控制单元，并随后开始把电能提供到所述第一和所述第二控制单元。
14．一种根据权利要求13所述的斩波充电电路，其中所述电源单元在把电能提供到所述第三和所述第四控制单元后，在检测到所述第三或所述第四控制单元开始所述第三或第四开关元件的导通(ON)或断开(OFF)控制时向所述第一和所述第二控制单元提供电能。
15．一种根据权利要求8所述的斩波充电电路，其中所述第一线路是电源线路，而所述第二线路是接地线路。
16．一种根据权利要求8所述的斩波充电电路，其中所述第一线路是接地线路，而所述第二线路是电源线路。
17．一种根据权利要求8所述的斩波充电电路，其中把所述检测单元的电流消耗设定为低于所述第三和第四控制单元的电流消耗，并且把所述第三和第四控制单元的电流消耗设定为低于所述第一和第二控制单元的电流消耗。
18．一种具有根据权利要求8所述的内置斩波充电电路并且用所述斩波充电电路提供的电能操作的电子装置。
19．一种带有根据权利要求8所述的斩波充电电路和通过所述斩波充电电路提供的电能计时和显示时间的时钟电路的计时器。
20．一种用于检测在连接在一个其上连接有一个第一电容元件的第一输入端与一个其上连接有一个第二电容元件的第二输入端之间的电感元件上是否感应了不低于预定幅度的AC电压的AC电压检测方法，包括步骤形成一个包括一个连接到所述第一和第二输入端中的一个的电容元件的充电路径，切断一个包括连接到另一输入端的电容元件的充电路径，把所述第一输入端和所述第二输入端的电压与参考电压比较，和当在所述电感元件上的AC电压感应开始时，根据比较的结果检测在所述电感元件上感应的AC电压。
21．一种利用一个提供有一个连接在一个第一输入端和一个线路之间的第一二极管，一个连接在第一输入端和所述线路之间的一个第一电容元件和一个第一开关元件，一个连接在一个第二输入端和所述线路之间的第二二极管，和连接在第二输入端与所述线路之间的一个第二电容元件和一个第二开关元件的检测电路，以便检测是否在连接在所述第一输入端与所述第二输入端之间的一个电感元件上感应了不低于预定幅度的AC电压的AC电压检测方法，包括步骤在一个在所述电感元件上感应了连续AC电压的周期中导通所述第一和第二开关元件中的一个并断开另一个，在有关周期结束之后导通连接在所述第一和第二输入端与所述线路之间的刚好在有关周期结束之前具有较低端电压的一个输入端上的开关元件，把所述第一输入端和所述第二输入端的电压与参考电压比较，和根据比较的结果检测在所述电感器上感应的不低于预定幅度的AC电压。
22．一种利用一个提供有一个连接在一个第一线路和一个第一输入端之间的第一开关元件，一个连接在第一线路和一个第二输入端之间的第二开关元件，并联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，并联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第四开关元件和一个第二二极管，串联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第五开关元件和一个第一辅助电容元件，和串联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第六开关元件和一个第二辅助电容元件的充电电路，以便给在连接于所述第一输入端和所述第二输入端之间的电感元件上感应的AC电压整流和给连接在所述第一线路和所述第二线路之间的一个电容元件充电的充电方法，包括步骤把所述第一和第二输入端与所述第二线路之间的电压与一个参考电压比较，根据比较的结果检测在所述电感元件上感应的不低于预定幅度的AC电压，根据所述第一和第二线路的电位和所述第一和第二输入端的电位控制所述第一至第四开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态，和在有关周期结束之后导通对应于刚好在所述电感元件上感应了连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的输入端的所述第五或第六开关元件。
23．一种利用一个提供有一个连接在一个第一线路和一个第一输入端之间的第一开关元件，一个用于比较所述第一线路的电位和所述第一输入端的电位并根据比较的结果控制所述第一开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第一控制单元，一个连接在所述第一线路和所述第二输入端之间的第二开关元件，一个用于比较所述第一线路的电位和所述第二输入端的电位并且根据比较的结果控制所述第二开关元件的导通(ON)或断开(OFF)状态的第二控制单元，并联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第三开关元件和一个第一二极管，一个用于比较所述第二线路的电位和所述第一输入端电位并且根据比较的结果同步于所述时钟信号导通或断开所述第三开关的第三控制单元，并联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第四开关电路和一个第二二极管，一个用于比较所述第二线路的电位和所述第二输入端的电位并且根据比较的结果同步于所述时钟信号导通或断开所述第四开关元件的第四控制单元，串联连接在所述第二线路和所述第一输入端之间的一个第五开关电路和一个第一辅助电容元件，和串联连接在所述第二线路和所述第二输入端之间的一个第六开关电路和一个第二辅助电容元件的斩波充电电路，以便同步于所述时钟信号地斩波提高连接在所述第一输入端和所述第二输入端之间的电感元件上感应的AC电压并且给连接在所述第一线路和所述第二线路上的一个电容元件充电的斩波充电方法，包括步骤把所述第一和第二输入端与所述第二线路之间的电压与参考电压比较，根据比较的结果检测在所述电感元件上感应的不低于预定幅度的AC电压，在所述检测单元检测到感应了不低于预定幅度的AC电压之后向所述第一至第四控制单元提供电能，和在有关周期结束之后，导通对应于刚好在所述电感元件上感应了连续AC电压的周期结束之前具有较低端电压的输入端的所述第五或第六开关元件。
24．一种用于把从一个电源提供的电能转换成斩波电压以便在一个第一线路和一个第二线路之间产生斩波电压的斩波电路，提供有一个电感元件，一个存储电能的存储单元，一个用于形成一个包括所述电感元件和所述电源的第一闭环电路以便把所述电源的电能提供到所述电感元件并在经过一个预定周期后通过打开所述第一闭环电路把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波单元，一个用于通过形成一个包括所述电感元件和一个其中所述第一斩波单元转换的斩波电压成为一个预定的斩波参考电压或更低的所述存储单元的第二闭环电路给所述存储单元充电的充电单元，和一个用于形成一个包括所述电感元件和所述存储单元的第三闭环电路并且在经过预定周期之后通过打开所述第三闭环电路把所述电感元件的电压转换成斩波电压的第二斩波单元。
25．一种根据权利要求24所述的斩波电路，其中所述充电单元在所述第一斩波单元转换的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低之后，在通过所述第一斩波单元形成所述第一闭环电路时打开所述第二闭环电路。
26．一种根据权利要求24所述的斩波电路，其中进一步提供有一个用于检测是否从所述电源提供了电能的电能检测单元，所述第一斩波单元根据所述电能检测单元检测的结果在提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，和所述第二斩波单元具有一个用于检测所述存储单元的电压是否成为一个预定的存储参考电压或更高的存储电压检测单元，根据所述存储电压检测单元和所述电能检测单元的检测结果，在所述存储单元的电压是所述存储参考电压或更高并且没有提供电能时，把所述电感元件的电压转换成斩波电压，并且在所述存储单元的电压成为所述存储参考电压或更低时打开所述第三闭环电路。
27．一种根据权利要求24所述的斩波电路，其中所述电源是DC发电机，DC电源，AC发电机，和AC电源中的任意一种。
28．一种用于把从一个AC电源提供的电能转换成斩波电压以便在第一线路和第二线路之间产生斩波电压的斩波电路，提供有一个电感元件，用于存储电能的第一和第二存储单元，一个用于形成一个包括所述电感元件和所述AC电源的第一闭环电路以把所述AC电源的电能提供到所述电感元件并且在经过预定周期后打开所述第一闭环电路从而将所述电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波单元，一个用于形成一个包括所述电感元件和所述第一存储单元的第二闭环电路以在所述第一斩波单元转换的并且产生在所述电感元件的一端的斩波电压成为预定斩波参考电压或更低时用所述斩波电压给所述第一存储单元充电的第一充电单元，一个用于形成一个包括所述电感元件和所述第二存储单元的第三闭环电路以在所述第一斩波单元转换的并且产生在所述电感元件的另一端的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低时用所述斩波电压给所述第二存储单元充电的第二充电单元，一个用于形成一个包括所述电感元件和所述第一存储单元的第四闭环电路并且在经过预定周期之后打开所述第四闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波单元，和一个用于形成一个包括所述电感元件和所述第二存储单元的第五闭环电路并且在经过预定周期之后打开所述第五闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第三斩波单元。
29．一种根据权利要求28所述的斩波电路，其中在检测到所述第一斩波单元转换的并且产生在所述电感元件一端的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低后，在所述第一斩波单元形成所述第一闭环电路时所述第一充电单元打开所述第二闭环电路，和在检测到所述第一斩波单元转换的并且产生在所述电感元件的另一端的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低之后，在所述第一斩波单元形成所述第一闭环电路时所述第二充电单元打开所述第三闭环电路。
30．一种根据权利要求28所述的斩波电路，其中进一步提供有一个用于检测是否从所述AC电源提供了电能的电能检测单元，根据所述电能检测单元的检测结果，所述第一斩波单元在提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，所述第二斩波单元具有一个用于检测所述第一存储单元的电压是否成为预定存储参考电压的第一存储电压检测单元，根据所述第一存储电压检测单元和所述电能检测单元的检测结果在所述第一存储单元的电压是所述存储参考电压或更高并且不提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，并且在所述第一存储单元的电压成为所述存储参考电压或更低时打开所述第四闭环电路，和所述第三斩波单元具有一个用于检测所述第二存储单元的电压是否成为预定存储参考电压的第二存储电压检测单元，根据所述第二存储电压检测单元和所述电能检测单元的检测结果，在所述第二存储单元的电压是所述存储参考电压或更高并且不提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，并且在所述第二存储单元的电压成为所述存储参考电压或更低时打开所述第五闭环电路。
31．一种根据权利要求28所述的斩波电路，其中所述AC电源是一个AC发电机或一个AC电源。
32．一种提供一个电感元件和一个用于存储电能的存储单元并且把从一电源供给的电能转换成斩波电压以在一个第一线路和一个第二线路之间产生斩波电压的的斩波方法，包括一个形成一个包括所述电感元件和所述电源的第一闭环电路以把所述电源的电能提供到所述电感元件并且在经过预定周期后打开所述第一闭环电路从而将所述电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波步骤，一个形成一个包括所述电感元件和所述存储单元的第二闭环电路以在所述第一斩波步骤转换的斩波电压成为预定斩波参考电压或更低时用所述斩波电压给所述存储单元充电的充电步骤，一个形成一个包括所述电感元件和所述存储单元的第三闭环电路并且在经过预定周期之后打开所述第三闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波步骤。
33．一种根据权利要求32所述的斩波方法，其中所述充电步骤在检测到所述第一斩波步骤转换的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低之后，在所述第一斩波步骤形成所述第一闭环电路时打开所述第二闭环电路。
34．一种根据权利要求32所述的斩波方法，进一步包括一个检测所述电源是否提供电能的电能检测步骤，其中所述第一斩波步骤根据在所述电能检测步骤中的检测结果在提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，和所述第二斩波步骤具有一个检测所述存储单元的电压是否成为预定存储参考电压或更高的存储电压检测步骤，根据所述存储电压检测步骤和所述电能检测步骤的检测结果在所述存储单元的电压是所述存储参考电压或更高并且不提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，并且在所述存储单元电压成为所述存储参考电压或更低时打开所述第三闭环电路。
35．一种提供一个电感元件以及用于存储电能的第一和第二存储单元并且把从一个AC电源提供的电能转换成斩波电压以在一个第一线路和一个第二线路之间产生斩波电压的斩波方法，包括一个形成一个包括所述电感元件和所述AC电源的第一闭环电路以把所述AC电源的电能提供到所述电感元件，并且在经过预定的周期后打开所述第一闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波步骤，一个形成一个包括所述电感元件和所述第一存储单元的第二闭环电路以在所述第一斩波步骤转换的并且产生在所述电感元件一端的斩波电压成为预定斩波参考电压或更低时用所述斩波电压给所述第一存储单元充电的第一充电步骤，一个形成一个包括所述电感元件和所述第二存储单元的第三闭环电路以在所述第一斩波步骤转换的并且产生在所述电感元件的另一端的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低时用所述斩波电压给所述第二存储单元充电的第二充电步骤，一个形成一个包括所述电感元件和所述第一存储单元的第四闭环电路并且在经过预定周期后打开所述第四闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波步骤，和一个形成一个包括所述电感元件和所述第二存储单元的第五闭环电路并且在经过预定周期后打开所述第五闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第三斩波步骤。
36．一种根据权利要求35所述的斩波方法，其中所述第一充电步骤在检测到所述第一斩波步骤转换的并且产生在所述电感元件的一端的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低之后，在所述第一斩波步骤形成所述第一闭环电路时打开所述第二闭环电路，和所述第二充电步骤在检测到所述第一斩波步骤转换的并且产生在所述电感元件的另一端的斩波电压成为所述斩波参考电压或更低之后，在所述第一斩波步骤形成所述第一闭环电路时打开所述第三闭环电路。
37．一种根据权利要求35所述的斩波方法，进一步包括一个检测所述电源是否提供电能的电能检测步骤，其中所述第一斩波步骤根据所述电能检测步骤中的检测结果在提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，所述第二斩波步骤具有一个检测所述第一存储单元的电压是否成为预定存储参考电压或更高的第一存储电压检测步骤，根据所述第一存储电压检测步骤和所述电能检测步骤的检测结果，在所述存储单元的电压是所述存储参考电压或更高并且不提供电能时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，并且在所述第一存储单元的电压成为所述存储参考电压或更低时打开所述第四闭环电路，和所述第三斩波步骤具有一个检测所述第二存储单元的电压是否成为预定存储参考电压或更高的第二存储电压检测步骤，根据所述第二存储电压检测步骤和所述电能检测步骤的检测结果，在所述第二存储单元的电压是所述存储参考电压或更高时把所述电感元件的电能转换成斩波电压，并且在所述第二存储单元的电压成为所述存储参考电压或更低时打开所述第五闭环电路。
38．一种斩波充电电路提供有一个用于把从一个电源提供的电能转换成斩波电压以在一个第一线路和一个第二线路之间产生斩波电压的斩波电路，和一个用于存储所述斩波电路的斩波电压的第三存储单元，其中所述斩波电路提供有一个电感元件，一个用于存储电能的存储单元，一个用于形成一个包括所述电感元件和所述电源的第一闭环电路以把所述电源的电能提供到所述电感元件，并且在经过预定周期后打开所述第一闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第一斩波单元，一个用于在所述第一斩波单元转换的斩波电压成为预定斩波参考电压或更低时通过形成一个包括所述电感元件和所述存储单元的第二闭环电路给所述存储单元充电的充电单元，和一个用于形成一个包括所述电感元件和所述存储单元的第三闭环电路，并且在经过预定周期之后打开所述第三闭环电路从而把所述电感元件的电能转换成斩波电压的第二斩波单元。
39．一种具有根据权利要求38所述的内置斩波充电电路并且用来自所述斩波充电电路的电能操作的电子装置。
40．一种带有根据权利要求38所述的斩波充电电路和利用从所述斩波充电电路提供的电能计时和显示时间的计时电路的计时器。
全文摘要
在一个AC电压检测电路中,一个斩波充电电路把一个AC发电机的感应电压转换成斩波电压并且给一个主电容器充电。当斩波电压成为一个预定电压或更低时,斩波充电电路给一个辅助电容器充电,和根据通过AC发电机输出端和辅助电容器之间的电位相加获得的电位在早期阶段检测AC发电机的电能产生状态,并开始充电。
文档编号H02M3/158GK1298224SQ00137509
公开日2001年6月6日 申请日期2000年10月25日 优先权日1999年10月25日
发明者新川修 申请人:精工爱普生株式会社