專利名稱：電子裝置及電子裝置的控制方法
技術領域：
本發明涉及到電子裝置及電子裝置的控制方法，特別是涉及到包括內置發電裝置的一種便攜式電子控制時鐘的電源控制技術。
現今的新式小型電子時鐘例如手表的內部有一個發電機，例如是太陽能電池在使用中不需要更換電池。這些電子時鐘能夠將發電機發出的電能積累在一個大容量電容器中。在不發電時，使用從電容器放出的電能指示時間。因此，這種時鐘不需要電池就能夠穩定地長時間工作。考慮到更換或是丟棄電池的負擔，期望未來有更多的時鐘裝有內置的發電機。
為了給時鐘的驅動電路穩定地供電，包括發電機的時鐘采用了以下的結構。將發電機發出的電能積累在一個大容量電源(例如是一個二次電池)中。通過一個升壓／降壓電路將二次電源的電壓積累在一個小容量電源(例如是一個電容)中，升壓／降壓電路中包括用來增大或減小二次電源電壓的一個升壓／降壓電容。然后將電壓提供給驅動電路。
在從通過升壓／降壓電容器提升或是降低電壓的升壓／降壓狀態向大容量電源直接耦合到小容量電源的直接耦合狀態的過渡過程中，按照大容量電源和小容量電源之間相對的電壓關系，電荷(電能)可能會從大容量電源側突然傳遞到小容量電源側，或是從小容量電源側突然傳遞到大容量電源側。
在這種情況下，提供給小容量電源的驅動電路的電壓會發生急劇的變化。這樣可能會造成驅動電路或控制電路的故障。
因此，本發明的目的是提供一種電子裝置以及電子裝置的控制方法，在從升壓／降壓狀態向直接耦合狀態的過渡過程中防止驅動電路和控制電路的故障。
本發明第一實施例的特征包括通過將第一能量轉換成第二能量即電能而發電的發電裝置；用來積累發電所獲電能的第一電源裝置；電源電壓轉換裝置，用一個電壓轉換倍數M(M是正實數)轉換由上述第一電源裝置所提供的電能的電壓；第二電源裝置，通過電源電壓轉換裝置向它傳遞第一電源裝置中積累的電能，用于積累傳遞的電能；由第一電源裝置或第二電源裝置提供的電能來驅動的被動裝置；以及非電壓轉換傳遞控制裝置，用來在通過電源電壓轉換裝置按照電壓轉換倍數M’(M’是除1以外的正實數)從第一電源裝置向第二電源裝置傳遞電能的狀態向第一電源裝置和第二電源裝置的電路直接耦合的狀態過渡的過程中用一種非電壓轉換狀態按照電壓轉換倍數M=1通過電源電壓轉換裝置從第一電源裝置向第二電源裝置傳遞電能，此間的第一電源裝置和第二電源裝置的電位差小于一個預定的電位差。
本發明第二實施例的特征是，在第一實施例中，在向第二電源裝置傳遞電能的過程中執行一個積累周期，用于在電源電壓轉換裝置中積累來自第一電源裝置的電能，以及一個傳遞周期，用于將電源電壓轉換裝置中積累的電能傳遞給第二電源裝置。非電壓轉換傳遞控制裝置包括一個傳遞次數控制裝置，用來在重復積累周期和傳遞周期的過程中根據所需的電能傳遞能力來改變傳遞次數，該次數是指每單位時間內的傳遞周期次數。
本發明第三實施例的特征是，在第二實施例中，傳遞次數控制裝置根據被動裝置消耗的功率來確定傳遞次數。
本發明第四實施例的特征是，在第三實施例中包括用來檢測被動裝置所消耗的功率的功率消耗檢測裝置。
本發明第五實施例的特征是，在第二實施例中，傳遞次數控制裝置包括傳遞次數存儲裝置，用來預先存儲對應著多個被動裝置的傳遞次數以及一個傳遞次數確定裝置，參照多個被動裝置當中實際需要驅動的被動裝置來確定需要從傳遞次數存儲裝置中讀出的傳遞次數。
本發明第六實施例的特征是，在第二實施例中，電源電壓轉換裝置包括用來執行電壓轉換的升壓／降壓電容器。傳遞次數控制裝置根據升壓／降壓電容器的容量確定傳遞次數。
本發明第七實施例的特征是，在第二實施例中，在單個傳遞周期中，如果用Q0表示可傳遞的電能量，用N表示每單位時間內的傳遞次數，并且用QDRV代表被動裝置每單位時間內消耗的功率，傳遞次數確定裝置確定的每單位時間傳遞次數N滿足以下公式QDRV≤Q0×N本發明第八實施例的特征是，在第一實施例中，非電壓轉換傳遞控制裝置包括一個禁止裝置，在按照非電壓轉換狀態向第二電源裝置傳遞電能時禁止在傳遞過程中驅動高負載，從而禁止驅動消耗功率超過傳遞過程中所能提供的電能的相應功率的被動裝置。
本發明第九實施例的特征是，在第一實施例中，被動裝置包括用來指示時間的計時裝置。
本發明的第十方面提供了一種電子裝置的控制方法，該裝置包括通過將第一能量轉換成第二能量即電能而發電的發電機；用來積累發電所獲電能的第一電源；電源電壓轉換器，用一個電壓轉換倍數M(M是正實數)轉換由第一電源所提供的電能的電壓；第二電源，通過電源電壓轉換器向它傳遞第一電源中積累的電能，用于積累傳遞的電能；以及由第一電源或第二電源提供的電能來驅動的被動裝置。該控制方法的特征是包括一個非電壓轉換傳遞控制步驟，用來在通過電源電壓轉換器按照電壓轉換倍數M’(M’是除1以外的正實數)從第一電源向第二電源傳遞電能的狀態向第一電源和第二電源的電路直接耦合的狀態過渡的過程中用一種非電壓轉換狀態按照電壓轉換倍數M=1通過電源電壓轉換器從第一電源向第二電源傳遞電能，此間的第一電源和第二電源的電位差小于一個預定的電位差。
本發明第十一實施例的特征是，在第十實施例中，在向第二電源傳遞電能的過程中執行一個積累周期，用于在電源電壓轉換器中積累來自第一電源的電能，以及一個傳遞周期，用于將電源電壓轉換器中積累的電能傳遞給第二電源。非電壓轉換傳遞控制步驟包括傳遞次數控制步驟，用來在重復積累周期和傳遞周期的過程中根據所需的電能傳遞能力來改變傳遞次數，該次數是指每單位時間內的傳遞周期次數。
本發明第十二實施例的特征是，在第十一實施例中，傳遞次數控制步驟根據被動裝置消耗的功率來確定傳遞次數。
本發明第十三實施例的特征是在第十二實施例中包括用來檢測被動裝置所消耗的功率的功率消耗檢測步驟。
本發明第十四實施例的特征是，在第十一實施例中，傳遞次數控制步驟包括傳遞次數確定步驟，參照實際需要驅動的被動裝置在預先存儲的對應著多個被動裝置的傳遞次數當中確定傳遞次數。
本發明第十五實施例的特征是，在第十一實施例中，電源電壓轉換器包括用來執行電壓轉換的升壓／降壓電容器。傳遞次數控制步驟根據升壓／降壓電容器的容量確定傳遞次數。
本發明第十六實施例的特征是，在第十一實施例中，在單個傳遞周期中，如果用Q0表示可傳遞的電能量，用N表示每單位時間內的傳遞次數，并且用QDRV代表被動裝置每單位時間內消耗的功率，傳遞次數控制步驟確定的每單位時間傳遞次數N滿足以下公式QDRV≤Q0×N本發明第十七實施例的特征是，在第十實施例中，非電壓轉換傳遞控制步驟包括禁止步驟，在按照非電壓轉換狀態向第二電源傳遞電能時禁止在傳遞過程中驅動高負載，從而禁止驅動消耗功率超過傳遞過程中所能提供的電能的相應功率的被動裝置。
圖1是按照本發明第一實施例的一個時鐘的示意性結構圖。
圖2是一個升壓／降壓電路的示意性結構圖。
圖3包括對升壓／降壓電路工作方式的說明。
圖4包括電壓被×3增壓時的等效電路圖。
圖5包括電壓被×2增壓時的等效電路圖。
圖6包括電壓被×1.5增壓時的等效電路圖。
圖7包括電壓被×1增壓(短路模式)時的一個電路圖和一個等效電路圖。
圖8包括電壓被1／2降壓時的等效電路圖。
圖9包括電壓被×1增壓(電荷傳遞模式)時的等效電路圖。
圖10是按照本發明第一實施例的控制器及其外圍部分的示意性結構框圖。
圖11是按照本發明第一實施例的控制單元基本部分及其外圍部分的具體結構框圖。
圖12是一個發電狀態檢測器的具體結構框圖。
圖13是一個限制電壓檢測電路和一個前置電壓檢測電路的具體結構框圖。
圖14包括一個限制電路的具體結構圖。
圖15是一個限制器／升壓／降壓倍數控制電路的具體結構框圖。
圖16是一個升壓／降壓倍數控制時鐘發生電路的具體結構框圖。
圖17是一個升壓／降壓控制電路的具體結構框圖。
圖18是限制器／升壓／降壓倍數控制電路的工作示意圖。
圖19是一個并聯信號和一個串聯信號的波形示意圖。
圖20是一個參考時鐘信號輸出電路的具體結構框圖。
圖21是參考時鐘信號輸出電路的工作示意圖。
圖22是第一實施例的工作示意圖。
圖23是第二實施例的參考時鐘信號輸出電路的示意性結構框圖。
圖24是第二實施例的參考時鐘信號輸出電路的工作示意圖。
圖25是第三實施例的一個脈沖合成電路的示意性結構框圖。
圖26是第四實施例的基本部分的示意性結構框圖。
本發明的最佳實施方式[1]第一實施例[1.1]示意性結構在圖1中表示了按照本發明第一實施例的一個時鐘1的示意性結構。
時鐘1是一個手表。使用者在使用手表1時要佩戴一個繞過手腕連接到時鐘主體上的表帶。
本實施例的時鐘1被粗略地劃分成一個用來產生AC電能的發電單元A；一個電源B，用來為來自發電單元A的AC電壓整流，積累增壓的電壓，并且為各個元件供電；一個控制器23，它包括用來檢測發電單元A的發電狀態的發電狀態檢測器91(參見圖10)，并且根據檢測結果來控制整個時鐘；一個秒針執行機構CS，用一個步進電機10驅動一個秒針53；一個時針／分針執行機構CHM，用一個步進電機驅動分針和時針；一個秒針驅動器30S，根據來自控制器23的控制信號驅動秒針執行機構CS；一個時針／分針驅動器30HM，根據來自控制器23的控制信號驅動時針／分針執行機構CHM；一個用來執行設置操作的一個外部輸入單元100(參見圖10)，用來將時鐘的工作模式從時間指示模式變成日歷校正模式，時間校正模式，或者強制為節能模式(參見下文)。
控制器23按照發電單元A的發電狀態在兩種模式之間切換，一種模式是指示模式(正常工作模式)，通過驅動執行機構CS和CHM來指示時間，另一種模式是節能模式，在其中通過停止為秒針執行機構CS和時針／分針執行機構CHM供電而節能。只要使用者用手臂搖動時鐘1就能從節能模式過渡到指示模式。這就能強迫發電，并且能檢測到預定的發電電壓。這就能迫使工作模式發生變化。具體結構以下說明時鐘1的元件。以后再解釋控制器23。發電單元現在要解釋發電單元A。
發電單元A包括一個發電機40，一個振蕩錘45，和一個提速齒輪46。
發電機40采用了一個電磁感應AC發電機，發電機轉子43在發電機定子42內部轉動，連接到發電機定子42的發電線圈44中感應出輸出功率。
振蕩錘45的作用是向發電機轉子43傳遞動能。振蕩錘45的運動通過提速齒輪46傳遞到發電機轉子43。
振蕩錘45被設計成依靠使用者手臂的運動來在手表式時鐘1旋轉。也就是采用使用者人體的能量來發電，并且用這種電能驅動時鐘1。電源接著要解釋電源B。
電源B包括一個限幅器電路LM，用來防止過電壓施加到電路的后級，按照整流電路方式工作的一個二極管47，一個大容量二次電源48，一個升壓／降壓電路49和一個輔助電容器80。
升壓／降壓電路49使用多個電容器49a和49b執行多級的升壓或是降壓。下文再具體說明升壓／降壓電路49。
升壓／降壓的功率被積累在輔助電容器80中。
在這種情況下，升壓／降壓電路49可以根據來自控制器23的控制信號Φ11調節提供給輔助電容器80的電壓和提供給秒針驅動器30S及時針／分針驅動器30HM的電壓。
電源B使用Vdd(高電壓側)作為參考電位(GND)，并且產生電源電壓Vss(低電壓側)。
現在說明限幅器電路LM。
限幅器電路LM的功能相當于用來短路發電單元A的一個開關。當發電單元A產生的電壓VGED超過一個預定的限制參考電壓VLM時，限幅器電路LM就導通(閉合)。
這樣就斷開了發電單元A和大容量二次電源48的電路連接。
或者是在大容量二次電源48或輔助電容器80的電壓超過預定的電壓時，限幅器電路LM就用一個開關斷開發電單元A和大容量二次電源48的電路連接。
因此，在這兩種情況下產生的過電壓VGEN就不會施加到大容量二次電源48上。這樣能防止因產生的電壓VGEN超過了大容量二次電源的耐壓而損壞大容量二次電源48，以免時鐘1受到損壞。
以下參照圖2到9說明升壓／降壓電路49。
如圖2所示，升壓／降壓電路49包括開關SW1，其一端連接到大容量二次電源48的高電位一側；開關SW2，其一端連接到開關SW1的另一端，而另外一端連接到大容量二次電源48的低電位一側；電容器49a，其一端連接在開關SW1和開關SW2之間的節點上；開關SW3，其一端連接到電容器49a的另一端，而另外一端連接到大容量二次電源48的低電位一側；開關SW4，其一端連接到輔助電容器80的低電位一側，另一端連接到電容器49a和開關SW3之間的節點上；開關SW11，其一端連接到大容量二次電源48的高電位一側和輔助電容器80的高電位一側之間的節點上；開關SW12，其一端連接到開關SW11的另一端，而另外一端連接到大容量二次電源48的低電位一側；電容器49b，其一端連接在開關SW11和開關SW12之間的節點上；開關SW13的一端連接到電容器49b的另一端，而另外一端連接到開關S12和大容量二次電源48的低電位一側之間的節點上；開關SW14，其一端連接到電容器49b和開關SW13之間的節點上，而另一端連接到輔助電容器的低電位一側；以及開關SW21，其一端連接在開關SW11和開關SW12之間的節點上，而另一端連接到電容器49a和開關SW3之間的節點上。升壓／降壓電路的操作圖3到9示意性地表示了升壓／降壓電路的操作方式。舉例說明的情況有×3增壓，×2增壓，×1. 5增壓，×1增壓(短路模式)，1／2降壓，以及×1增壓(電荷傳遞模式)。×3增壓升壓／降壓電路49根據一個升壓／降壓時鐘CKUD來操作，該時鐘是由一個限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)使用來自一個時鐘發生電路104(參見圖11)的時鐘信號CK產生的。在×3增壓時，如圖3(a)所示，按照第一升壓／降壓時鐘時序(并聯連接時序)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3導通，開關SW4關斷，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13導通，開關SW14關斷，而開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖4(a)所示。電源從大容量二次電源48提供給電容器49a和電容器49b。充電一直執行到電容器49a和電容器49b的電壓基本上等于大容量二次電源48的電壓。
按照第二升壓／降壓時鐘定時(串聯連接定時)，開關SW1關斷，開關SW2導通，開關SW3關斷，開關SW4關斷，開關SW11關斷，開關SW12導通，開關SW13關斷，開關SW14關斷，而開關SW21導通。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖4(b)所示。大容量二次電源48，電容器49a和電容器49b串聯連接。用大容量二次電源48的電壓的三倍電壓對輔助電容器80充電，以此來執行×3增壓。×2增壓升壓／降壓電路49根據升壓／降壓時鐘CKUD來操作，該時鐘是由限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)使用來自一個時鐘發生電路104(參見圖11)的時鐘信號CK產生的。在×2增壓時，如圖3(a)所示，按照第一升壓／降壓時鐘定時(并聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3導通，開關SW4關斷，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13導通，開關SW14關斷，而開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖5(a)所示。電源從大容量二次電源48提供給電容器49a和電容器49b。充電一直執行到電容器49a和電容器49b的電壓基本上等于大容量二次電源48的電壓。
按照第二升壓／降壓時鐘定時(串聯連接定時)，開關SW1關斷，開關SW2導通，開關SW3關斷，開關SW4導通，開關SW11關斷，開關SW12導通，開關SW13關斷，開關SW14導通，而開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖5(b)所示。大容量二次電源49與并聯連接的電容器49a和電容器49b串聯連接。用大容量二次電源48的電壓的雙倍電壓對輔助電容器80充電，以此來執行×2增壓。× 1.5增壓升壓／降壓電路49根據升壓／降壓時鐘CKUD來操作，該時鐘是由限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)使用來自一個時鐘發生電路104(參見圖11)的時鐘信號CK產生的。在×1.5增壓時，如圖3(a)所示，按照第一升壓／降壓時鐘定時(并聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3關斷，開關SW4關斷，開關SW11關斷，開關SW12關斷，開關SW13導通，開關SW14關斷，而開關SW21導通。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖6(a)所示。電源從大容量二次電源48提供給電容器49a和電容器49b。充電一直執行到電容器49a和電容器49b的電壓基本上等于大容量二次電源48的一半電壓。
按照第二升壓／降壓時鐘定時(串聯連接定時)，開關SW1關斷，開關SW2導通，開關SW3關斷，開關SW4導通，開關SW11關斷，開關SW12導通，開關SW13關斷，開關SW14導通，而開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖6(b)所示。大容量二次電源48與并聯連接的電容器49a和電容器49b串聯連接。用大容量二次電源48的電壓的1.5倍電壓對輔助電容器80充電，以此來執行×1.5增壓。×1增壓(無升壓／降壓；短路模式)在×1增壓時，如圖3(a)所示，升壓／降壓電路49使開關SW1關斷，開關SW2導通，開關SW3導通，開關SW4導通，開關SW11關斷，開關SW12導通，開關SW13導通，開關SW14導通，而開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的連接狀態如圖7(a)所示，而等效電路如圖7(b)所示。升壓／降壓電路49所處的狀態是大容量二次電源48直接連接到輔助電容器80。1／2降壓升壓／降壓電路49根據升壓／降壓時鐘CKUD來操作，該時鐘是由限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)使用來自一個時鐘發生電路104(參見圖11)的時鐘信號CK產生的。在1／2降壓時，如圖3所示，按照第一升壓／降壓時鐘定時(并聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3關斷，開關SW4關斷，開關SW11關斷，開關SW12關斷，開關SW13導通，開關SW14關斷，而開關SW21導通。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖8(a)所示。電源從大容量二次電源48提供給串聯連接的電容器49a和電容器49b。充電一直執行到電容器49a和電容器49b的電壓基本上等于大容量二次電源48的一半電壓。
按照第二升壓／降壓時鐘定時(串聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3關斷，開關SW4導通，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13關斷，開關SW14導通，而開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖8(b)所示。電容器49a和電容器49b并聯連接。用大容量二次電源48的電壓的一半電壓對輔助電容器80充電，以此來執行1／2降壓。×1增壓(無升壓／降壓；電荷傳遞模式)以下要說明作為本發明一個特征的電荷傳遞模式。
電荷傳遞模式說明如下。在一個中央控制電路93(參見圖10；對應著非升壓／降壓傳遞控制裝置)按照升壓／降壓倍數M’(M’是除1以外的正實數，在上述例子中，M’=3，2，1.5，1／2)通過升壓／降壓電路49(對應著電源升壓／降壓裝置)從大容量二次電源48(對應著第一電源裝置)向輔助電容器80(對應著第二電源裝置)傳遞電荷(也就是電能)的狀態向大容量二次電源48在電路上直接連接到輔助電容器80的狀態也就是上述×1增壓狀態(無升壓／降壓；短路模式)過渡的過程中，電荷從大容量二次電源48按照升壓／降壓倍數M=1以一種非升壓／降壓狀態通過升壓／降壓電路49傳遞到輔助電容器80。
提供這種電荷傳遞模式的理由如下。發電機產生的電能被積累在大容量二次電源48中。輔助電容器80通過包括升壓／降壓電容器49a和49b的升壓／降壓電路18來積累電能，以便提升或降低大容量二次電源48的電壓。然后由輔助電容器80供電。在從通過升壓／降壓電容器49a和49b提升或降低電壓的升壓／降壓狀態向大容量電源和小容量電源直接連接而沒有提升或降壓電壓的直接連接狀態(短路模式)過渡的過程中，按照大容量二次電源48和輔助電容器80之間的相對電壓關系，電荷(電能)有可能從大容量二次電源一側突然傳遞到輔助電容器80，或者是從輔助電容器80一側突然傳遞到大容量二次電源一側。這樣就可能使提供給小容量電源的驅動電路的電壓發生突然的變化。由此可能會在秒針驅動器30S，時針／分針驅動器30HM(對應著被動裝置)和控制電路23中引發故障。
在電荷傳遞模式下，在從按照升壓／降壓倍數M’將電荷傳遞給輔助電容器80的狀態向大容量二次電源48和輔助電容器80的電路直接連接的短路狀態模式過渡時，傳遞的電荷沒有經過升壓／降壓電容器49a或49b增壓或是降壓。電壓逐漸過渡到短路模式的電壓。這樣就能抑制電源電壓的突然變化，防止秒針驅動器30S，時針／分針驅動器30HM和控制電路23發生故障。
具體地說，升壓／降壓電路49根據限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)使用來自時鐘發生電路104(參見圖11)的時鐘信號CK產生的升壓／降壓時鐘CKUD來操作。這種電荷傳遞模式包括一個充電周期和一個電荷傳遞周期。
在充電周期中，如圖3(b)所示，按照第一升壓／降壓時鐘定時(并聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3導通，開關SW4關斷，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13導通，開關SW14關斷，并且開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖9(a)所示。電容器49a和電容器49b并聯地連接到大容量二次電源48上。用大容量二次電源48的電壓為電容器49a和電容器49b充電。
在電荷傳遞周期中，如圖3(b)所示，按照第二升壓／降壓時鐘定時(串聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3關斷，開關SW4導通，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13關斷，開關SW14導通，并且開關SW21關斷。
在這種情況下，升壓／降壓電路49的等效電路如圖9(b)所示。電容器49a和電容器49b并聯地連接到輔助電容器80上。電容器49a和電容器49b的電壓也就是大容量二次電源48的電壓被用來為輔助電容器80充電并且傳遞電荷。
在輔助電容器的充電狀態逐漸達到一個電壓，使電源電壓的變化小于向短路狀態過渡的狀態時，電路的狀態就過渡到短路狀態。這樣就能抑制電源電壓的突然變化，防止秒針驅動器30S，時針／分針驅動器30HM和控制電路23發生故障。
在電荷傳遞狀態下，在并聯連接和串聯連接之間的狀態過渡周期與功率消耗的量值是成反比的。例如，當功率消耗加倍時，狀態過渡周期就減半。如果功率消耗是三倍，狀態過渡周期就減到三分之一。因此，達到電壓穩定狀態的時間周期是保持恒定的，與功率消耗的量值無關。
如果功率消耗的量值很大，為了改善提供電荷(電能)的能力，狀態過渡周期就會縮短。因此，電源電壓是穩定的。
具體地說，在單個傳遞周期中，用Q0表示可傳遞的電能，用N表示每單位時間內的傳遞次數，并且用QDRV代表每單位時間內需要消耗的功率。計算出的每單位時間的傳遞次數N滿足以下公式，從中可以獲得狀態過渡周期。
QDRV≤Q0×N同樣，并聯連接和串聯連接之間的狀態過渡周期也可以隨著電容器49a和電容器49b的容量而改變。
換句話說，控制電路23的構成如下。功率消耗檢測裝置106檢測在包括秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM的所有被動裝置當中實際受到驅動的被動裝置所消耗的功率。時鐘發生電路104(參見圖11)根據檢測到的功率消耗和一個脈沖合成電路22輸出脈沖信號產生時鐘信號CK。限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)根據這一時鐘信號CK產生對應著傳遞次數的升壓／降壓時鐘CKUD，并且將升壓／降壓時鐘CKUD輸出到升壓／降壓電路49。
或者是用時鐘發生電路104(參見圖11)的一個內置譯碼器根據功率消耗檢測裝置106檢測到的功率消耗從脈沖合成電路22輸出的多個輸出脈沖信號當中選擇所需的輸出脈沖信號。時鐘發生電路104根據選定的輸出脈沖信號產生時鐘信號CK。限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)根據這一時鐘信號CK產生對應著傳遞次數的升壓／降壓時鐘CKUD。然后將升壓／降壓時鐘CKUD輸出到升壓／降壓電路49。譯碼器不一定要包括在時鐘發生電路104內。譯碼器可以是時鐘發生電路104和功率消耗檢測裝置106之間的一個與時鐘發生電路104保持獨立的電路。譯碼器可以被包括在功率消耗檢測裝置106內。
作為另外一種功率消耗檢測裝置106，可以采用一個功率消耗存儲確定裝置106，用來規定當前消耗功率的裝置。以數據表的形式來存儲按照預先存儲的該裝置的功率消耗的傳遞次數與電容器49a和電容器49b的容量之間的關系。根據存儲的數據，功率消耗存儲確定裝置106讀出對應的傳遞次數。根據讀出的傳遞次數和時鐘發生電路104(參見圖11)產生的時鐘信號CK，限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)產生對應著傳遞次數的升壓／降壓時鐘CKUD，并且將升壓／降壓時鐘CKUD輸出到升壓／降壓電路49。
這樣就能按照電容器49a和電容器49b的容量來改善電荷(電能)供應能力。從而穩定電源電壓。進位機構以下要解釋進位機構CS和CHM。秒針進位機構首先要解釋秒針進位機構CS。
秒針進位機構CS中使用的步進電機10是一個用脈沖信號驅動的電動機，它被廣泛地用做數字控制裝置的執行機構。這種電動機也被稱為脈沖電動機，步進電動機，步進器電動機或者是數字電動機。近來，小型、輕便的步進電動機已經被廣泛地用做變攜式小型電子設備或是信息設備的執行機構。典型的電子設備有包括電子表，計時表和秒表在內的時鐘。
本實施例的步進電動機10包括一個利用秒針驅動器30S提供的驅動脈沖產生磁力的驅動線圈11，由驅動線圈11勵磁的一個定子12，以及利用定子12中產生的磁場而轉動的轉子13。
步進電動機10是PM型(永磁旋轉型)的，其中的轉子13是由一個盤形的雙極永磁體構成的。
定子12上裝有一個磁飽和部件17，利用轉子13周圍相位(磁極)15和16處的驅動線圈11的磁力產生不同的磁極。
為了確定轉子13的旋轉方向，在定子12內側周長上的適當位置設有內部凹口18。這樣就能產生一種接頭轉矩，使轉子13停止在適當的位置。
步進電動機10中的轉子13的轉動通過一個輪系50傳遞到秒針53，這一輪系包括一個中間秒輪51和通過一個小齒輪和轉子13嚙合的一個秒輪(秒指示輪)52，用來指示秒。時針／分針進位機構接著要解釋時針／分針進位機構CHM。
時針／分針進位機構CHM中使用的步進電動機60和步進電動機10具有相同的結構。
本實施例的步進電動機60包括一個利用時針／分針驅動器30HM提供的驅動脈沖產生磁力的驅動線圈61，由驅動線圈61勵磁的一個定子62，以及利用定子62中產生的磁場而轉動的轉子63。
步進電動機60是PM型(永磁旋轉型)的，其中的轉子63是由一個盤形的雙極永磁體構成的。定子62上裝有一個磁飽和部件67，利用轉子63周圍相位(磁極)65和66處的驅動線圈61的磁力產生不同的磁極。為了確定轉子63的旋轉方向，在定子62內側周長上的適當位置設有內部凹口68。這樣就能產生一種接頭轉矩，使轉子63停止在適當的位置。
步進電動機60中的轉子63的轉動通過一個輪系70傳遞到每個針，這一輪系包括通過一個小齒輪和轉子63嚙合的第四輪71，第三輪72，中心輪(分指示輪)73，以及一個時輪(時指示輪)75，分針76連接到中心輪75，而時針77連接到時輪75。各個針與轉子63的旋轉互鎖，分別用來指示時和分。
當然還可以將用來指示日／月／年(日歷)的傳遞系統(未示出)連接到輪系70上。(例如，為了指示日期，傳遞系統中可以包括一個中間時輪，一個中間日輪，一個日指示器驅動輪，以及一個日指示器)。在這種情況下可以采用一個日歷校正系統輪系(例如有第一日歷校正傳動輪，第二日歷校正傳動輪，日歷校正器設定輪，以及日歷指示器)。秒針驅動器和時針／分針驅動器接著要說明秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM。由于秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM具有相同的結構，僅僅說明秒針驅動器30S。
秒針驅動器30S在控制器30的控制下為步進電動機10提供各種驅動脈沖。
秒針驅動器30S包括一個橋式電路，它是由串聯連接的一個p-溝道MOS 33a和一個n-溝道MOS 32a以及串聯連接的一個p-溝道MOS33b和一個n-溝道MOS 32b構成的。
秒針驅動器30S進一步包括分別與p-溝道MOS 33a和33b并聯連接的旋轉檢測電阻35a和35b，以及分別為旋轉檢測電阻35a和35b提供斬波脈沖的采樣p-溝道MOS 34a和34b。控制器23在不同的時間為MOS 32a，32b，33a，33b，34a和34b的柵極提供具有不同極性和脈沖持續時間的控制脈沖。這樣就能使驅動線圈11獲得具有不同極性的驅動脈沖。或者是提供用來激勵感應電壓的檢測脈沖，用感應電壓檢測轉子13的旋轉和磁場。控制電路以下要參照圖10和11說明控制電路23的結構。
圖10表示控制電路23及其外圍部分(包括電源)的示意性結構框圖。圖11表示基本部分的結構框圖。
控制電路23大體上可以劃分為脈沖合成電路22，模式設定單元90，時間信息存儲單元96和一個驅動控制電路24。
脈沖合成電路22包括一個振蕩電路，它利用諸如晶體振蕩器的一個參考振蕩源振蕩一個頻率穩定的參考脈沖，以及一個合成電路，用來合成對參考脈沖分頻所獲得的分頻脈沖和這一參考脈沖，從而產生具有不同持續時間和定時的脈沖信號。
模式設定單元90包括發電狀態檢測器91；用于切換用來檢測發電狀態的一個預置值的預置值開關單元95；用來檢測大容量二次電源48的充電電壓Vc和升壓／降壓電路49的輸出電壓的電壓檢測電路92；用來按照發電狀態控制時間指示模式并且根據充電電壓來控制增壓倍數的中央控制電路93；以及一個用來存儲模式的模式存儲單元94。
發電狀態檢測器91包括第一檢測電路97，用來將發電機40的電動勢電壓Vgen和一個預置電壓值Vo相比較，并且確定是否檢測到發電狀態，以及一個第二檢測電路98，用來將獲得的電動勢電壓Vgen等于或是大于一個明顯小于預置電壓值Vo的預置電壓值Vbas的發電持續時間Tgen和一個預置時間值To相比較，并且確定能否檢測到發電狀態。當第一檢測電路97和第二檢測電路98之一的條件被滿足時，就是檢測到發電狀態，并且輸出一個發電檢測信號SPDET。此處的預置電壓值Vo和Vbas是基于參考電壓Vdd(也就是GND)的負電壓，代表與Vdd之間的電位差。第一和第二檢測電路以下參照圖12說明第一檢測電路97和第二檢測電路98的結構。
在圖12中，第一檢測電路97包括一個比較器971，用來產生一個恒定電壓Va的參考電壓源972，用來產生一個恒定電壓Vb的參考電壓源973，開關SW1，以及一個可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974。
參考電壓源972產生的電壓值是指示模式下的預置電壓值Va，而參考電壓源973產生的電壓值是節能模式下的預置電壓值Vb。參考電壓源972和973通過開關SW1被連接到比較器971的正輸入端。用預置值開關單元95來控制開關SW1。在指示模式下，開關SW1將參考電壓源972連接到比較器971的正輸入端。在節能模式下，開關SW1將參考電壓源973連接到比較器971的正輸入端。發電單元A的電動勢電壓Vgen被提供給比較器971的負輸入端。這樣，比較器971就可以將電動勢電壓Vgen與預置電壓值Va或是預置電壓值Vb相比較。比較器971產生一個比較結果信號，它在電動勢電壓Vgen小于這些值時變成“H”電平(高幅值)，并且在電動勢電壓Vgen大于這些值時變成“L”電平(低幅值)。
可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974在比較結果信號從“L”電平變成“H”電平的上升沿處被觸發。此時，可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974從“L”電平上升到“H”電平。經過一個預定的時間周期之后，可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974產生一個從“L”電平上升到“H”電平的信號。如果在經過預定的時間周期之前再次受到觸發，可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974就將測量時間復位，并且重新開始測量時間。
接著要說明第一檢測電路97的工作方式。
如果當前的模式是指示模式，開關SW1就選擇參考電壓源972，并且為比較器971提供預置電壓值Va。比較器971將預置電壓值Va和電動勢電壓Vgen相比較，并且產生比較結果信號。在這種情況下，可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974與比較結果信號的上升沿同步地從“L”電平上升到“H”電平。
與此相反，如果當前的模式是指示模式，開關SW1就選擇參考電壓源973，并且為比較器971提供預置電壓值Vb。在這種情況下，電動勢電壓Vgen不會超過預置電壓值Vb，而可以反復觸發的單穩態多諧振蕩器974不會被觸發。因此，電壓檢測信號Sv維持在低電平。
第一檢測電路97就是這樣根據模式來比較電動勢電壓Vgen與預置電壓值Va和Vb，并且產生電壓檢測信號S。
在圖12中，第二檢測電路98包括一個積分電路981，一個門982，一個計數器983，一個數字比較器984和一個開關SW2。
積分電路981包括一個MOS晶體管2，電容器3，上拉電阻4，反向器電路5和反向器電路5’。
電動勢電壓Vgen被連接到MOS晶體管2的柵極。用電動勢電壓Vgen反復地開關MOS晶體管2，以此來控制電容器3的充電。如果用一個MOS晶體管構成開關裝置，積分電路981就包括可以用一個廉價的CMOS-IC構成的反向器電路5。或者是可以用一個雙極晶體管構成開關裝置和電壓檢測裝置。上拉電阻4用來在不發電時將電容器3的電壓值V3固定在Vss電位，并且在不發電時產生一個泄漏電流。上拉電阻4具有范圍在數十到數百Ω的高電阻值。上拉電阻4可以由一個具有高導通電阻的MOS晶體管構成。用連接到電容器3上的反向器電路5確定電容器3的電壓值V3，并且將反向器電路5的輸出反向后輸出一個檢測信號Vout。反向器電路5的門限被設定在預置電壓值Vbas，它明顯小于在第一檢測電路97中使用的預置值Vo。
為門982提供來自脈沖合成電路22的參考信號SREF和檢測信號Vout。當檢測信號Vout處在高電平時，計數器983對參考信號SREF計數。計數值被提供給數字比較器983的一個輸入。對應著預置時間的預置時間值To被提供給數字比較器983的另一個輸入。如果當前模式是指示模式，就通過開關SW2提供一個預置時間值Ta。如果當前模式是節能模式，就通過開關SW2提供預置時間值Tb。由預置值開關單元95控制開關SW2。
數字比較器984輸出的比較結果是和檢測信號Vout的下降沿同步的發電持續時間檢測信號St。當發電持續時間檢測信號St超過預置時間時，它就變成“H”電平。反之，當發電持續時間檢測信號St低于預置時間時，它就變成“L”電平。
接著要說明第二檢測電路98的工作方式。在發電單元A開始產生AC功率時，發電機40通過二極管47產生電動勢電壓Vgen。
在開始發電并且電壓值從Vdd下降到Vss時，MOS晶體管2被導通，開始為電容器3充電。在不發電時，上拉電阻4將V3的電位固定在Vss一側。在發電并且開始為電容器3充電時，V3的電位上升到Vdd一側。當電動勢電壓Vgen的電壓上升到Vss，并且MOS晶體管2關斷時，電容器3就停止充電。反之就維持V3的電位。只要是發電就一直重復上述的操作。V3的電位上升到Vdd并且穩定下來。當V3的電位超過反向器電路5的門限時，反向器5’輸出的檢測信號Vout就從“L”電平切換到“H”電平，從而檢測到發電狀態。檢測到發電的響應時間是可以隨意設置的，可以連接一個限流電阻，改變MOS晶體管的容量以及調節電容器3的充電電流值，或者是改變電容器3的電容。
在停止發電時，電動勢電壓Vgen穩定在Vdd電平。MOS晶體管2保持在關斷狀態。電容器3可以將V3的電壓保持一會兒。上拉電阻4的輕微泄漏電流使電容器3的電荷泄漏。因此，V3會從Vdd逐漸下降到Vss。當V3越過反向器電路5’的門限時，反向器5”輸出的檢測信號Vout就從“H”電平切換到“L”電平，檢測到沒有發電。這一響應時間是可以隨意設置的，可以改變上拉電阻4的電阻，或者是調節電容器3的泄漏電流。
在門982用參考信號對檢測信號Vout進行邏輯運算時，由計數器983計數。數字比較器984將這一計數值與對應著定時T1的預置時間一個值相比較。如果檢測信號Vout的高電平周期Tx比預置時間值To要長，發電持續時間檢測信號St就從“L”電平變成“H”電平。
以下要說明電動勢電壓Vgen，它是由發電轉子43的轉速和相對于電動勢電壓Vgen的檢測信號Vout的差別所確定的。
電動勢電壓Vgen的電壓電平和周期(頻率)隨著發電機43的轉速而改變。具體地說，轉速越高，電動勢電壓Vgen的幅值就變得越大，并且周期變短。因此，檢測信號Vout的輸出維持時間(發電持續時間)的周期隨著發電轉子43的轉速而變化，也就是隨著發電機40的發電量而變化。換句話說，在發電轉子43的轉速低也就是發電量小時，輸出維持時間是Ta。在發電轉子43的轉速高也就是發電量大時，輸出維持時間是Tb。二者之間的量值關系是Ta＜Tb。因此，根據檢測信號Vout的輸出維持時間的周期就能確定發電機40的發電量。
在這種情況下，預置電壓值Vo和預置時間值To是由預置值開關單元95來切換和控制的。如果通過停止秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM而從指示時間的指示模式變換到不指示時間(但是控制電路等等仍然在工作)的節能模式，預置值開關單元95就改變發電檢測電路91中的第一和第二檢測電路的預置值Vo和To。
按照本例的設定方式，在指示模式下的預置值Va和Ta小于在節能模式下的預置值Vb和Tb。因此，為了從節能模式切換到指示模式，就需要產生大功率。對于這一發電量來說，使時鐘1正常進位的發電量是不夠的。這時使用者就需要搖動手臂強制發電。換句話說，在節能模式下設定的預置值Vb和Tb是為了檢測通過搖動手臂而強制發出的電。
中央控制電路93包括一個用來測量不發電時間Tn的不發電時間測量電路99，第一和第二檢測電路97和98在此時間內檢測不到發電。當不發電時間超過一個預定的時間周期時，就從指示模式變換到節能模式。
反之，從節能模式向指示模式的過渡過程是在發電狀態檢測器91檢測到發電單元A處在發電狀態并且大容量二次電源48的充電電壓VC足夠高時執行的。
在這種情況下，在向節能模式過渡的過程中，如果限幅器電路LM在工作并且處于導通(閉合)狀態，發電單元A就被短路。由于發電單元A的電信號不會發送給后級，即使是發電單元A處在發電狀態，發電狀態檢測器91也不會檢測到發電狀態。因而也就不可能將模式從節能模式轉換到指示模式。
按照本實施例，當工作模式是節能模式時，限幅器電路LM處于關斷(閉合)狀態，與發電單元A的發電狀態無關。這樣，發電狀態檢測器91就能可靠地檢測到發電單元A的發電狀態。
電壓檢測電路92包括一個限幅器導通電壓檢測電路92A，它將大容量二次電源48的充電電壓VC或是輔助電容器80的充電電壓VC1和一個預置的限幅器導通參考電壓VLMON相比較，用來確定是否啟動限幅器電路LM，并且輸出一個限幅器導通信號SLMON；一個預置電壓檢測電路92B，它將大容量二次電源48的充電電壓VC或是輔助電容器80的充電電壓VC1和一個預置的限幅器電路工作參考電壓(以下稱為預置電壓)VPRE相比較，用來確定是否啟動限幅器導通電壓檢測電路92A，并且輸出一個限幅器啟動信號SLMEN；以及一個電源電壓檢測電路92C，用來檢測大容量二次電源48的充電電壓VC或是輔助電容器80的充電電壓VC1，并且輸出一個電源電壓檢測信號SPW。
在這種情況下，限幅器導通電壓檢測電路92A所采用的電路結構中執行的電壓檢測比預置電壓檢測電路92B更加精確。因此，限幅器導通電壓檢測電路92A的尺寸與預置電壓檢測電路92B相比有所增大，消耗的功率也更多。
以下要參照圖13和14說明限幅器導通電壓檢測電路92A，預置電壓檢測電路92B以及限幅器電路LM的具體結構。
如圖13所示，預置電壓檢測電路92B包括一個p-溝道晶體管TP1，它的漏極連接到Vdd(高電壓側)，它在發電狀態下根據發電狀態檢測器91輸出的發電狀態檢測信號SPDET進入導通狀態；一個p-溝道晶體管TP2，其漏極連接到p-溝道晶體管TP1的源極，為它的柵極提供一個預定的恒定電壓VCONST；一個p-溝道晶體管TP3，其漏極連接到p-溝道晶體管TP1的源極，為它的柵極提供預定的恒定電壓VCONST，并且和p-溝道晶體管TP2并聯連接；一個n-溝道晶體管TN1，它的源極連接到p-溝道晶體管TP2的源極，而柵極和漏極連接到一起；一個n-溝道晶體管TN2，它的源極連接到n-溝道晶體管TN1的漏極，而柵極和漏極連接到一起；一個n-溝道晶體管TN3，它的源極連接到n-溝道晶體管TN2的漏極，而柵極和漏極連接到一起，并且將漏極連接到Vss(低電壓側)；以及一個n-溝道晶體管TN4，它的源極連接到p-溝道晶體管TP3的源極，而柵極和n-溝道晶體管TN3的柵極連接到一起，并且漏極連接到Vss(低電壓側)。
在這種情況下，由n-溝道晶體管TN3和n-溝道晶體管TN4構成一個電流鏡像電路。
預置電壓檢測電路92B響應用來指示發電狀態檢測器91檢測到的發電狀態的發電狀態檢測信號SPDET被啟動。
關于基本的操作，這種電路結構使用成對工作的晶體管的不平衡的容量造成的電位差作為檢測電壓。
具體地說，就是檢測包括p-溝道晶體管TP2，n-溝道晶體管TN1，n-溝道晶體管TN2和n-溝道晶體管TN3的第一晶體管組和包括p-溝道晶體管TP3和n-溝道晶體管TN4的第二晶體管組之間不平衡的容量造成的電位差。由此來確定是否向限幅器導通電壓檢測電路92A輸出限幅器啟動信號SLMEN。
在圖13所示的預置電壓檢測電路92B中，用一個三倍于n-溝道晶體管門限電壓的電壓作為檢測電壓。
在這種電路結構中，晶體管的工作電流決定了整個電路消耗的電流。因而可以用很小的消耗電流(大約10nA)來執行電壓檢測。
由于晶體管的門限是有所不同的，高精確度的電壓檢測有困難。
與此相反，構成限幅器導通電壓檢測電路92A的電路結構即使是在消耗電流很大時也能夠執行高度精確的電壓檢測。
具體地說，如圖13所示，限幅器導通電壓檢測電路92A包括一個NAND電路NA，對應著限幅器導通電壓檢測定時的一個采樣信號SSP輸入到它的一個輸入端，而限幅器啟動信號SLMEN輸入到另一個輸入端，當限幅器啟動信號SLMEN處在“H”電平并且采樣信號SSP也處在“H”電平時，就輸出一個“L”電平操作控制信號；p-溝道晶體管TP11和TP12，它們在輸出“L”電平操作控制信號時進入導通狀態；以及一個電壓比較器CMP，在p-溝道晶體管TP12處于導通狀態時為其提供操作功率，用于依次比較參考電壓VREF和產生的電壓，或者是將參考電壓VREF和單獨導通開關SW，SWb和SWc并且用電阻對檢測電壓分壓所獲得的累計電壓相比較。
NAND電路NA在限幅器啟動信號SLMEN處在“H”電平并且采樣信號SSP也處在“H”電平時向p-溝道晶體管TP11和p-溝道晶體管TP12輸出“L”電平操作控制信號。
這樣，p-溝道晶體管TP11和TP12就同時進入導通狀態。
這樣，電壓比較器CMP就能獲得操作功率，并且依次將參考電壓VREF和產生的電壓，或者是單獨導通開關SW，SWb和SWc并且用電阻對檢測電壓分壓所獲得的累計電壓相比較。檢測結果被輸出到限幅器電路LM或者是升壓／降壓電路49。限幅器電路圖14表示了一例限幅器電路LM。
在圖14(a)所示的結構中，發電機40的輸出被一個開關晶體管SWLM短路，因而不輸出發電的電壓。
在圖14(b)所示的結構中，發電機40的輸出被一個開關晶體管SWLM’開路，因而不輸出發電的電壓。
本實施例的電源B裝備有一個升壓／降壓電路49。即使是充電電壓VC很低，仍可以用升壓／降壓電路49通過增高電源電壓來驅動進位機構CS和CHM。
與此相反，在充電電壓VC比較高時，它高于進位機構CS和CHM的驅動電壓，可以利用升壓／降壓電路49用降低的電源電壓來驅動進位機構CS和CHM。
中央控制電路93根據充電電壓VC來確定升壓／降壓倍數，并且控制升壓／降壓電路49。
在充電電壓極低時，即使是增強也不能獲得足以啟動進位機構CS和CHM的電源電壓。在這種情況下，如果從節能模式切換到指示模式，就不能顯示準確的時間，并且會浪費地消耗功率。
按照本實施例是將充電電壓VC與一個預置的電壓值Vc相比較，從而確定充電電壓VC是否充足。它被作為從節能模式過渡到指示模式的一個條件。
中央控制電路93包括一個節能模式計數器101，在使用者操作外部輸入單元100時用來監視在預定的時間周期內是否會被迫轉移到預置的節能模式；一個用來連續和循環計數的秒針位置計數器102，使秒針位置在計數值為零時對應著預定的節能模式指示位置(例如是在1點的位置)；一個振蕩停止檢測電路103，用于檢測脈沖合成電路22中的振蕩是否停止，并且輸出一個振蕩停止檢測信號SOSC；時鐘發生電路104，用來根據脈沖合成電路22的輸出產生時鐘信號CK，并且輸出這一時鐘信號CK；以及限幅器／升壓／降壓控制電路105，用來根據限幅器導通信號SLMON，電源電壓檢測信號SPW，時鐘信號CK和發電狀態檢測信號SPDET來導通／關斷限幅器電路LM，并且控制升壓／降壓電路49的升壓／降壓倍數。
通過上述操作所設定的模式被存儲在模式存儲單元94中，并且將信息傳送給驅動控制電路24，時間信息存儲單元96，以及預置值開關95。在驅動控制電路24中，當模式從指示模式切換到節能模式時，停止向秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM提供脈沖信號，從而停用秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM。電動機10相應地停止轉動，并且停止指示時間。
接著用一個上下計數器(未示出)構成時間信息存儲單元96。當模式從指示模式切換到節能模式時，時間信息存儲單元96響應脈沖合成電路22產生的一個參考信號開始測量時間，計數值遞增(上計數)。這樣就能用計數值測量節能模式的持續時間。
當模式從節能模式切換到指示模式時，上下計數器的計數值遞減(下計數)。在計數值遞減時，驅動控制電路24向秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM輸出快速正向脈沖。
當上下計數器的計數值為零時，也就是在節能模式和對應著快速正向脈沖的持續時間的快速正向脈沖時間的持續時間內，產生一個用來停止傳送正向脈沖的控制信號。這一控制信號被傳送給秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM。
這樣就能將指示的時間恢復到當前的時間。
與此相應，時間信息存儲單元96還能夠將重新指示的時間恢復成當前的時間。
接著，驅動控制電路24根據脈沖合成電路22輸出的各種脈沖按照上述模式來產生驅動脈沖。在節能模式下停止提供驅動脈沖。一旦從從節能模式切換到指示模式，就為秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM提供作為驅動脈沖的短脈沖間隔的快速正向脈沖，將重新指示的時間恢復成當前的時間。
在提供完快速正向脈沖之后，向秒針驅動器30S和時針／分針驅動器30HM傳送正常脈沖間隔的驅動脈沖。限幅器／升壓／降壓控制電路以下要參照圖15到17具體描述限幅器／升壓／降壓控制電路105的結構。
限幅器／升壓／降壓控制電路可以粗略地劃分成圖15所示的一個限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201，圖16所示的一個升壓／降壓倍數控制時針發生電路202，以及圖17所示的一個升壓／降壓控制電路203。限幅器／升壓／降壓倍數控制電路如圖15所示，限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201包括一個AND電路211，將限幅器電路LM啟動時變成“H”電平的限幅器導通信號SLMON輸入到一個輸入端，而將發電機40處于發電狀態時輸出的發電狀態檢測信號SPDET輸入到另一個輸入端；一個反向器212，將一個在電壓被降壓1／2時變成“H”電平的×1／2信號S1／2輸入到一個輸入端，將其輸出的×1／2信號S1／2逆變成反向的×1／2信號／S1／2；一個AND電路213，它的一個輸入端連接到反向器212的輸出端，一個信號SPW1輸入到另一個輸入端；一個OR電路214，它的一個輸入端連接到AND電路211的輸出端，另一個輸入端連接到AND電路213的輸出端，輸出一個用來增加計數值的上時鐘信號UPCL，用于設定升壓／降壓倍數；一個反向器215，將一個在電壓被×3增壓時變成“H”電平的×3信號SX3輸入到一個輸入端，將其輸出的×3信號SX3逆變成反向的×3信號／SX3；一個AND電路216，它的一個輸入端連接到反向器215的輸出端，一個信號SPW2輸入到另一個輸入端，輸出一個用來減少計數值的下時鐘信號DNCL，用于設定升壓／降壓倍數；以及一個反向器217，將一個在禁止改變升壓／降壓倍數時變成“H”電平的升壓／降壓倍數改變禁止信號INH輸入其一個輸入端，用于將輸出的升壓／降壓倍數改變禁止信號INH逆變成反向的升壓／降壓倍數改變禁止信號／INH。
限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201進一步包括一個AND電路221，將上時鐘信號輸入其一個輸入端，而反向的升壓／降壓倍數改變禁止信號／INH輸入到另一個輸入端，從而在反向的升壓／降壓倍數改變禁止信號／INH處在“L”電平時，也就是禁止改變升壓／降壓倍數時令上時鐘信號UPCL無效；以及一個AND電路222，將下時鐘信號DNCL輸入其一個輸入端，而反向的升壓／降壓倍數改變禁止信號／INH輸入到另一個輸入端，從而在反向的升壓／降壓倍數改變禁止信號／INH處在“L”電平時，也就是禁止改變升壓／降壓倍數時令下時鐘信號DNCL無效。AND電路221和AND電路222的作用是一個升壓／降壓倍數變化禁止單元223。
限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201具有一個NOR電路225，其一個輸入端連接到AND電路221的輸出端，另一個輸入端連接到AND電路222的輸出端；一個反向器226，用于反向輸出NOR電路225的輸出信號；第一計數器227，反向器226的輸出信號輸入到一個時鐘端CL1，NOR電路225的輸出信號輸入到反向時鐘端／CL1，并且一個倍數設定信號SSET輸入到復位端R1，從而輸出第一計數數據Q1和反向的第一計數數據／Q1；一個AND電路228，它的一個輸入端連接到AND電路221的輸出端，第一計數數據Q1輸入其另一個輸入端；一個AND電路229，它的一個輸入端連接到AND電路222的輸出端，而反向的第一計數數據／Q1輸入其另一個輸入端；以及一個NOR電路230，它的一個輸入端連接到AND電路228的輸出端，而另一個輸入端連接到AND電路229的輸出端。
限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201進一步包括一個反向器236，用來反向輸出NOR電路230的輸出信號；一個第二計數器237，反向器236的輸出信號輸入到一個時鐘端CL2，NOR電路230的輸出信號輸入到反向時鐘端／CL2，并且一個倍數設定信號SSET輸入到復位端R2，從而輸出第二計數數據Q2和反向的第二計數數據／Q2；一個AND電路238，它的一個輸入端連接到AND電路221的輸出端，第二計數數據Q2輸入其另一個輸入端；一個AND電路239，它的一個輸入端連接到AND電路222的輸出端，而反向的第二計數數據／Q2輸入其另一個輸入端；以及一個NOR電路240，它的一個輸入端連接到AND電路238的輸出端，而另一個輸入端連接到AND電路239的輸出端。
限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201進一步包括一個反向器246，用來反向輸出NOR電路240的輸出信號；一個第三計數器247，反向器246的輸出信號輸入到一個時鐘端CL3，NOR電路240的輸出信號輸入到反向時鐘端／CL3，并且倍數設定信號SSET輸入到復位端R3，從而輸出第三計數數據Q3(作為×1／2信號S1／2)和反向的第三計數數據／Q3；一個NAND電路251，反向的第三計數數據／Q3輸入到第一輸入端，第二計數數據Q2輸入到第二輸入端，而第一計數數據Q1輸入到第三輸入端，這樣獲得的輸出是這些信號的邏輯AND；一個NAND電路252，反向的第三計數數據／Q3輸入到其第一輸入端，第二計數數據Q2輸入到第二輸入端，而反向的第一計數數據／Q1輸入到第三輸入端，這樣獲得的輸出是這些信號的邏輯AND，作為×1. 5信號SX1．5，它在電壓被×1. 5增壓時變成“H”電平；一個NAND電路253，反向的第三計數數據／Q3輸入到第一輸入端，第一計數數據Q1輸入到第二輸入端，而反向的第二計數數據／Q2輸入到第三輸入端，這樣獲得的輸出是這些信號的邏輯AND，作為×2信號SX2，它在電壓被×2增壓時變成“H”電平；以及一個NAND電路254，反向的第三計數數據／Q3輸入到第一輸入端，反向的第一計數數據／Q1輸入到第二輸入端，而反向的第二計數數據／Q2輸入到第三輸入端，這樣獲得的輸出是這些信號的邏輯AND，作為×3信號SX3，它在電壓被×3增壓時變成“H”電平。
限幅器／升壓／降壓倍數控制電路201進一步包括一個定時器260，用來輸出一個過渡周期信號，用來在升壓／降壓倍數從×1. 5增壓變成×1增壓(也就是不增壓)或者是在升壓／降壓倍數從×1／2增壓變成×1增壓時使電荷傳遞模式信號STRN在時鐘信號CK的一到兩個周期(在此范圍內是不確定的)內變成“H”電平；一個反向器261，用于反向輸出NAND電路251的輸出信號；一個AND電路262，過渡周期信號輸入到它的一個輸入端，反向器261的輸出信號輸入到另一個輸入端，這樣獲得的輸出是這些信號的邏輯AND，作為×1信號SX1，它在電壓被× 1增壓(不增壓)時變成“H”電平；以及一個NOR電路263，過渡周期信號輸入到它的一個輸入端，NAND電路251的輸出信號輸入到另一個輸入端，這樣獲得的輸出是這些信號的邏輯NOR，作為電荷傳遞模式信號STRN，它在電荷傳遞模式下變成“H”電平。
定時器260包括一個反向器265，用于將準備輸出的時鐘信號CK逆變成反向時鐘信號／CK；第一計數器266，反向時鐘信號／CK輸入到一個時鐘端CL，時鐘信號CK輸入到反向時鐘端／CL1，并且NAND電路251的輸出信號輸入到復位端R；一個第二計數器267，它的時鐘端CL連接到第一計數器266的一個輸出端Q，反向時鐘端／CL連接到第一計數器266的一個輸出端／Q，NAND電路251的輸出信號輸入到復位端R，而輸出端Q輸出過渡周期信號。
在圖18中示意性地表示了這種限幅器／升壓／降壓倍數控制電路的工作方式。
在上述結構中，第一計數數據Q1，第二計數數據Q2和第三計數數據Q3之間的關系如圖18所示。例如，在以下的公式成立時，升壓／降壓倍數是×3，并且這一×3信號SX3處在“H”電平Q1=O(=“L”)，Q2=O(=“L”)，Q3=O(=“L”)在以下的公式成立時，升壓／降壓倍數是×1．5，而×1. 5信號SX1．5處在“H”電平Q1=O(=“L”)，Q2=1(=“H”)，Q3=O(=“L”)在以下的公式成立時，升壓／降壓倍數是×1／2，而×1／2信號S1／2處在“H”電平Q3=1(=“H”)[1. 2．5．3．2]升壓／降壓倍數控制時鐘發生電路如圖16所示，升壓／降壓倍數控制時鐘發生電路202包括一個反向器271，用來逆變時鐘信號CK；一個低通濾波器272，用來消除反向器271的輸出中的高通成分并且輸出這一信號；一個反向器273，用于反向輸出低通濾波器272的輸出信號；一個AND電路274，將時鐘信號CK輸入其一個輸入端，反向器273的輸出信號輸入到另一個輸入端，由此獲得的輸出是兩個輸入信號的邏輯AND，作為一個并聯信號Parallel；以及一個NOR電路275，將時鐘信號CK輸入到一個輸入端，反向器273的輸出信號輸入到另一個輸入端，由此獲得的輸出是兩個輸入信號的邏輯NOR，作為一個串聯信號Serial。
在圖19中表示了并聯信號和串聯信號的波形。
在上述結構中，并聯信號Parallel和串聯信號Serial的波形如圖19所示。升壓／降壓控制電路如圖17所示，升壓／降壓控制電路203包括一個反向器281，用于將準備輸出的并聯信號Parallel逆變成反向的并聯信號／Parallel；一個反向器282，用于將準備輸出的串聯信號Serial逆變成反向的串聯信號／Serial；一個反向器283，用于將準備輸出的×1信號SX1逆變成反向的×1信號／SX1；一個反向器284，用于將準備輸出的反向×1信號／SX1再逆變成×1信號SX1；一個反向器285，用于將準備輸出的×1／2信號S1／2逆變成反向的×1／2信號／S1／2；一個反向器286，用于將準備輸出的反向×1／2信號／S1／2再逆變成×1／2信號S1／2；以及一個NOR電路287，將×1／2信號S1／2輸入其一端，而傳遞模式信號STRN輸入到另一個輸入端，由此獲得×1／2信號S1／2和傳遞模式信號STRN的邏輯NOR。
升壓／降壓控制電路203進一步包括第一OR電路291，反向的并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而×1信號SX1輸入到另一個輸入端；第二OR電路292，反向的串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而來自NOR電路287的輸出信號輸入到另一個輸入端；一個NAND電路293，其一個輸入端連接到第一OR電路291的輸出端，另一個輸入端連接到第二OR電路292的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW1的開關控制信號SSW1，它在開關SW1導通時變成“H”電平；第三OR電路294，反向的并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而反向的×1信號／SX1輸入到另一個輸入端；一個反向器295，用于反向輸出NOR電路287的輸出信號；第四OR電路296，反向的串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而反向器295的輸出信號輸入到另一個輸入端；一個NAND電路297，其一個輸入端連接到第三OR電路294的輸出端，另一個輸入端連接到第四OR電路296的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW2的開關控制信號SSW2，它在開關SW2導通時變成“H”電平。
升壓／降壓控制電路203進一步包括一個OR電路298，×1／2信號S1／2輸入其一個輸入端，而×1. 5信號SX1．5輸入到另一個輸入端，從而獲得的輸出是這兩個信號的邏輯OR；第五OR電路299，反向的并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而OR電路298的輸出信號輸入到另一個輸入端；第六OR電路301，反向的串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而反向×1信號／SX1輸入到另一個輸入端；一個NAND電路302，其一個輸入端連接到第五OR電路299的輸出端，另一個輸入端連接到第六OR電路301的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW3的開關控制信號SSW3，它在開關SW3導通時變成“H”電平；第七OR電路303，反向的并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而反向×1信號／SX1輸入到另一個輸入端；第八OR電路304，反向的串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而×3信號SX3輸入到另一個輸入端；一個NAND電路305，其一個輸入端連接到第七OR電路303的輸出端，另一個輸入端連接到第八OR電路304的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW4的開關控制信號SSW4，它在開關SW4導通時變成“H”電平。
升壓／降壓控制電路203進一步包括一個NOR電路306，×3信號SX3輸入其第一輸入端，×2信號SX2輸入到第二輸入端，而傳遞模式信號STRN輸入到第三輸入端，由此獲得的輸出是這些輸入信號的邏輯NOR；第九OR電路307，NOR電路306的輸出信號輸入其一個輸入端，而反向的并聯信號／Parallel輸入到另一個輸入端；一個NOR電路308，傳遞模式信號STRN輸入到一個輸入端，而×1／2信號S1／2輸入到另一個輸入端；第十OR電路309，反向的串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，另一個輸入端連接到NOR電路308的輸出端；一個NAND電路310，其一個輸入端連接到第九OR電路307的輸出端，另一個輸入端連接到第十OR電路309的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW11的開關控制信號SSW11，它在開關SW11導通時變成“H”電平；一個NOR電路311，×2信號SX2輸入其第一輸入端，×1. 5信號SX1．5輸入到第二輸入端，而×1信號SX1輸入到第三輸入端，由此獲得的輸出是這些輸入信號的邏輯NOR；第十一OR電路312，NOR電路311的輸出信號輸入其一個輸入端，而反向的串聯信號／Serial輸入到另一個輸入端；第十二OR電路313，反向的并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而反向×1信號SX1輸入到另一個輸入端；一個NAND電路314，其一個輸入端連接到第十一OR電路312的輸出端，另一個輸入端連接到第十二OR電路313的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW12的開關控制信號SSW12，它在開關SW12導通時變成“H”電平。
升壓／降壓控制電路203進一步包括第十三OR電路315，反向串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而反向×1信號／SX1輸入到另一個輸入端；一個NAND電路316，反向并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而第十三OR電路315的輸出信號輸入到另一個輸入端，從而獲得反向并聯信號／Parallel和第十三OR電路315的輸出信號的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW13的開關控制信號SSW13，它在開關SW13導通時變成“H”電平；第十四OR電路317，反向并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，而反向×1信號／SX1輸入到另一個輸入端；一個NAND電路318，反向串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而第十四OR電路317的輸出信號輸入到另一個輸入端，從而獲得反向串聯信號／Serial和第十四OR電路317的輸出信號的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW14的開關控制信號SSW14，它在開關SW14導通時變成“H”電平。
升壓／降壓控制電路203進一步包括一個NOR電路319，×1／2信號S1／2輸入其一個輸入端，×1. 5信號SX1．5輸入到另一個輸入端；第十五OR電路320，反向并聯信號／Parallel輸入其一個輸入端，NOR電路319的輸出信號輸入到另一個輸入端；一個反向器321，×3信號SX3輸入其一個輸入端，而×3信號SX3被反向后輸出反向×3信號／SX3；第十六OR電路322，反向串聯信號／Serial輸入其一個輸入端，而反向×3信號／SX3輸入到另一個輸入端，由此獲得的輸出是反向串聯信號／Serial和反向×3信號／SX3的邏輯OR；一個NAND電路323，其一個輸入端連接到第十五OR電路320的輸出端，另一個輸入端連接到第十六OR電路322的輸出端，從而獲得兩個OR電路的輸出的邏輯AND，并且輸出一個用來控制開關SW21的開關控制信號SSW21，它在開關SW21導通時變成“H”電平。
這樣，升壓／降壓控制電路203就能按照并聯信號Parallel和串聯信號Serial的定時輸出開關控制信號SSW1，SSW2，SSW3，SSW4，SSW11，SSW12，SSW13，SSW14和SSW21，這些信號對應著圖3所示所升壓／降壓電路的操作。參考時鐘信號輸出電路以下參照圖20來解釋參考時鐘信號輸出電路，它按照被動裝置L1到Ln消耗的電流(也就是功率消耗)輸出時鐘信號CK，升壓／降壓倍數控制時鐘發生電路202使用這一時鐘信號產生并聯信號Parallel和串聯信號Serial。
參考時鐘信號輸出電路400被粗略地劃分成消耗電流檢測器401，它按照總消耗電流來檢測被動裝置L1到Ln的總功率消耗，以及一個時鐘選擇器402，它根據來自消耗電流檢測器401的檢測結果在脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL1到CL4當中進行選擇，并且將選定的信號作為輸出到升壓／降壓倍數控制時鐘發生電路202的時鐘信號CK，作為升壓／降壓控制時鐘的基準。
在這種情況下，時鐘信號CL1到CL4相互之間的頻率關系如下(高頻)CL1＞CL2＞CL3＞CL4(低頻)與此相應，在時鐘信號CL1作為輸出的時鐘信號CK時，發電能力最大，適合高功率消耗。在時鐘信號CL4作為輸出的時鐘信號CK時，發電能力最小，適合低功率消耗。
在圖20中，被動裝置L1到Ln是由狀態控制信號L1ON到LnON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換的。
消耗電流檢測器401包括一個插入電源線中的低電阻值電阻R，和一個A／D轉換器405，用來將包括電動機驅動電路在內的被動裝置L1到Ln的功率消耗轉換成電阻R上產生的電壓，然后再將這一電壓轉換成用1-比特數字數據AD1和AD2代表的2-比特數據。
時鐘選擇器402包括第一反向器410，其輸入是數字數據AD1，用于輸出反向數字數據／AD1；第二反向器411，其輸入是數字數據AD2，用于輸出反向數字數據／AD2；第一AND電路412，數字數據AD1輸入其一個輸入端，數字數據AD2輸入到另一個輸入端，從而輸出一個第一時鐘選擇信號；第二AND電路413，數字數據AD1輸入其一個輸入端，反向數字數據／AD2輸入到另一個輸入端，從而輸出第二時鐘選擇信號；第三AND電路414，反向數字數據／AD1輸入其一個輸入端，數字數據AD2輸入到另一個輸入端，從而輸出第三時鐘選擇信號；第四AND電路415，反向數字數據／AD1輸入其一個輸入端，反向數字數據／AD2輸入到另一個輸入端，從而輸出第四時鐘選擇信號；第五AND電路416，脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL1輸入其一個輸入端，第一時鐘選擇信號輸入到另一個輸入端，從而輸出的時鐘信號CL1在第一時鐘信號處在“H”電平時作為時鐘信號CK；第六AND電路417，脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL2輸入其一個輸入端，第二時鐘選擇信號輸入到另一個輸入端，從而輸出的時鐘信號CL2在第二時鐘選擇信號處在“H”電平時作為時鐘信號CK；第七AND電路418，脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL3輸入其一個輸入端，第三時鐘選擇信號輸入到另一個輸入端，從而輸出的時鐘信號CL3在第三時鐘選擇信號處在“H”電平時作為時鐘信號CK；第八AND電路419，脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL4輸入其一個輸入端，第四時鐘選擇信號輸入到另一個輸入端，從而輸出的時鐘信號CL4在第四時鐘選擇信號處在“H”電平時作為時鐘信號CK；以及一個OR電路420，用于獲得第五AND電路到第八AND電路的輸出的邏輯OR，并且輸出一個時鐘信號CL1到CL4作為時鐘信號CK。
參見圖20說明參考時鐘輸出電路的操作。
消耗電流檢測器401的A／D轉換器將包括電動機驅動電路在內的被動裝置L1到Ln消耗的功率轉換成電阻R上產生的電壓。然后由A／D轉換器405將這一電壓轉換成用1-比特數字數據AD1和AD2代表的2-比特數據，并且將數據輸出到時鐘選擇器402。
具體地說，如圖21所示，A／D轉換器405將電阻R上產生的電壓分成四級。在第一級，電阻R上的電壓最小，可以歸納為AD1=0，AD2=0
同樣可以歸納出第二級AD1=0，AD2=1第三級AD1=1，AD2=0在第四級，電阻R上的電壓最大，可以歸納為AD1=1，AD2=1在這種情況下可以看出，被動裝置L1到Ln消耗的功率是按照電阻R上的電壓從第一級到第四級的順序增大的。
與此相反，數字數據AD1輸入到時鐘選擇器402的第一反向器410，而第一反向器410向第三AND電路414和第四AND電路415輸出反向數字數據／AD1。數字數據AD2輸入到第二反向器411，而第二反向器411向第二AND電路413和第四AND電路415輸出反向數字數據／AD2。
結果，當電阻R上的電壓處在第一級時，也就是在被動裝置L1到Ln消耗的功率最小時，僅有第四AND電路415的輸出處在“H”電平，而其余第一到第三AND電路412到414的輸出都處在“L”電平。
因此，在第五到第八AND電路416到419當中僅有第八AND電路419向OR電路輸出時鐘信號，而第五到第七AND電路的輸出416到418一直都處在“L”電平。OR電路420輸出的時鐘信號CL4作為時鐘信號CK。
當電阻R上的電壓處在第二級時，僅有第三AND電路414處在“H”電平，而其余第一，第二和第四AND電路的輸出412，414和415的輸出都處在“L”電平。
因此，第七AND電路414向OR電路420輸出時鐘信號CL3，而第五，第六和第八AND電路416，417和419的輸出一直都處在“L”電平。OR電路420輸出的時鐘信號CL3作為時鐘信號CK。
當電阻R上的電壓處在第三級時，僅有第二AND電路413處在“H”電平，而其余第一，第三和第四AND電路412，414和415的輸出都處在“L”電平。
因此，第六AND電路417向OR電路420輸出時鐘信號CL2。第五，第七和第八AND電路416，418和419的輸出一直都處在“L”電平。OR電路420輸出的時鐘信號CL2作為時鐘信號CK。
當電阻R上的電壓處在第四級時，也就是在被動裝置L1到Ln消耗的功率最大時，僅有第一AND電路412的輸出處在“H”電平，而其余第二到第四AND電路413到415的輸出都處在“L”電平。
因此，第五AND電路416向OR電路420輸出時鐘信號CL3。第六到第八AND電路417到419的輸出一直都處在“L”電平。OR電路420輸出的時鐘信號CL1作為時鐘信號CK。
其結果是，電阻R上的電壓越大，即功率消耗越大，選擇的時鐘信號的頻率就越高。因此，每單位時間內的電荷傳遞次數就增加，以便能夠驅動消耗大功率的負載。第一實施例的操作[1. 3．1][1．3．2]第一實施例的操作以下參照圖22說明第一實施例的操作。
在最初階段，假設發電狀態檢測電路91處在操作狀態，限幅器電路LM處在非操作狀態，升壓／降壓電路49處在非驅動狀態，限幅器導通電壓檢測電路92A處在非操作狀態，預置電壓檢測電路92B處在非操作狀態，而電源電壓檢測電路92C處在操作狀態。
在這種初始狀態下，大容量二次電源48的電壓低于0．45[V]。
用來驅動進位機構CS和CHM的最小電壓被設定在低于1. 2[V]。在大容量二次電源的電壓上升時[1. 3．2．1. 1]0．0到0．62[V]在大容量二次電源48的電壓低于0．45[V]時，升壓／降壓電路49處在非操作狀態。電源電壓檢測電路92C檢測到的電源電壓低于0．45[V]。因此，進位機構CS和CHM保持在非驅動狀態。
接著，當發電狀態檢測電路91檢測到發電機40發出的電時，預置電壓檢測電路92B進入操作狀態。
當大容量二次電源48的電壓超過0．45[V]時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，令升壓／降壓電路49執行×3增壓。
這樣，升壓／降壓電路49就執行×3增壓。× 3增壓在限幅器／升壓／降壓控制電路105的控制下一直進行到大容量二次電源的電壓達到0．62[V]。
結果，輔助電容器80的充電電壓就會等于或是大于1. 35[V]，從而啟動進位機構CS和CHM。
在這種情況下，電壓有可能突然增大，并且可能會超過絕對額定電壓，這取決于發電狀態，例如是在時鐘突然搖動時。如果按照發電狀態來控制升壓／降壓倍數，讓升壓／降壓倍數變換到×2或×1. 5增壓而非×3增壓，就能更加穩定地提供操作電壓。在以下的情況下也可以這樣做。0. 62[V]到0. 83[V]當大容量二次電源的電壓超過0. 62[V]時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，令升壓／降壓電路49執行×2增壓。
這樣，升壓／降壓電路49就執行×2增壓。×2增壓在限幅器／升壓／降壓控制電路105的控制下一直進行到大容量二次電源的電壓達到0. 83[V]。
結果，輔助電容器80的充電電壓就會等于或是大于1. 24[V]。因此，進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。0．83[V]到1. 23[V]當大容量二次電源的電壓超過0．83[V]時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，令升壓／降壓電路49執行×1．5增壓。
這樣，升壓／降壓電路49就執行×1. 5增壓。×1. 5增壓在限幅器／升壓／降壓控制電路105的控制下一直進行到大容量二次電源的電壓達到1. 23[V]。
結果，輔助電容器80的充電電壓就會等于或是大于1. 24[V]。因此，進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。等于或大于1. 23[V]當大容量二次電源的電壓超過1. 23[V]時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，令升壓／降壓電路49執行×1增壓(短路模式)，也就是不增壓。
具體地說，升壓／降壓電路49在電荷傳遞模式下根據限幅器／升壓／降壓控制電路105(參見圖11)用來自時鐘發生電路104(參見圖11)產生的升壓／降壓時鐘信號CKUD反復執行充電循環和電荷傳遞循環。
在充電循環中，如圖3(b)所示，按照第一升壓／降壓時鐘定(并聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3導通，開關SW4關斷，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13導通，開關SW14關斷，而開關SW21也關斷。電容器49a和電容器49b并聯連接到大容量二次電源48，這樣就能用大容量二次電源48的電壓為電容器49a和電容器49b充電。
在電荷傳遞循環中，如圖3(b)所示，按照第一升壓／降壓時鐘定(串聯連接定時)，開關SW1導通，開關SW2關斷，開關SW3關斷，開關SW4導通，開關SW11導通，開關SW12關斷，開關SW13關斷，開關SW14導通，而開關SW21關斷。電容器49a和電容器49b并聯連接到輔助電容器80。用電容器49a和電容器49b的電壓也就是大容量二次電源48的電壓為輔助電容器80充電，從而執行電荷傳遞。
當輔助電容器80的充電狀態進行到電源電壓的變化已經很小的電壓時，也就是應該轉移到短路模式的狀態時，狀態就轉移到短路模式。
與此相應，升壓／降壓電路49執行×1增壓(短路模式)。限幅器／升壓／降壓控制電路105一直執行這種×1增壓，直至大容量二次電源48的電壓下降到1. 23[V]以下。
結果，輔助電容器80的充電電壓就會等于或是大于1. 23[V]。進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。
當大容量二次電源48的電壓超過利用預置電壓檢測電路92B的預置電壓VPRE(在圖12中是2．3[V])時，預置電壓檢測電路92B向限幅器導通電壓檢測電路92A輸出限幅器啟動信號SLMEN。限幅器導通電壓檢測電路92A進入操作狀態。限幅器導通電壓檢測電路92A按照預定的采樣間隔將大容量二次電源48的充電電壓VC與預置的限幅器導通參考電壓VLMON相比較，從而確定是否啟動限幅器電路LM。
在這種情況下，發電單元A間歇地發電。當發電周期的間隔等于或是大于第一周期時，限幅器導通電壓檢測電路92A按照具有不大于第一周期的一個第二周期的采樣間隔執行檢測。
當大容量二次電源48的充電電壓VC超過2．5[V]時，限幅器導通信號SLMON輸出到限幅器電路LM，使限幅器電路LM進入導通狀態。
結果，限幅器電路LM就會使發電單元A的電路與大容量電源48斷開。
由此，超額發電的電壓VGEN不會提供給大容量二次電源48。這樣就能防止大容量二次電源48由于提供的電壓超過了大容量二次電源的耐壓而受損，從而防止損壞時鐘1。
接著，如果發電檢測器91檢測不到發電，并且發電檢測器91不輸出發電狀態檢測信號SPDET，限幅器電路LM就進入關斷狀態，不考慮大容量二次電源48的充電電壓VC。限幅器導通電壓檢測電路92A，預置電壓檢測電路92B和電源電壓檢測電路92C進入非操作狀態。在增大升壓／降壓倍數時的處理當限幅器電路LM處在導通狀態，并且用升壓／降壓電路49增強大容量二次電源48的電壓時，為了安全而需要降低升壓／降壓倍數或是停止增壓。
具體地說，在發電機40發出的電壓等于或是大于基于來自限幅器導通電壓檢測電路92A檢測結果的預置限幅器導通電壓時，以及在升壓電路49正在增強電壓時，將升壓／降壓倍數設定為升壓／降壓倍數N”(N’是一個實數，并且1≤N’＜N)。
這樣就能可靠地防止在假設電壓突然增加時由于增強而超過了絕對額定電壓所導致的損害，例如是當狀態從非發電狀態轉移到發電狀態時。當大容量二次電源的電壓下降時[1．3．2．2．1]等于或大于1. 20[V]當大容量二次電源48的充電電壓VC超過2．5[V]時，限幅器導通信號SLMON輸出到限幅器電路LM，使限幅器電路LM進入導通狀態。限幅器電路LM所處的狀態會使發電單元A的電路與大容量電源48斷開。
在這種狀態下，限幅器導通電壓檢測電路92A，預置電壓檢測電路92B和電源電壓檢測電路92C都處在操作狀態。
接著，當大容量二次電源48的充電電壓VC下降到2．5[V]以下時，限幅器導通電壓檢測電路92A停止向限幅器電路LM輸出限幅器導通信號SLMON。因此，限幅器電路LM進入關斷狀態。
當大容量二次電源48的充電電壓VC進一步下降到2．3[V]以下時，預置電壓檢測電路92B停止向限幅器導通電壓檢測電路92A輸出限幅器啟動信號SLMEN。限幅器導通電壓檢測電路92A進入非操作狀態。限幅器電路LM進入關斷狀態。
按照上述標準，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，使升壓／降壓電路49執行×1增壓，也就是不增壓。進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。1. 20[V]到0．80[V]當大容量二次電源的電壓VC下降到1. 23[V]以下時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，使升壓／降壓電路49執行×1. 5增壓。
升壓／降壓電路49隨之執行×1. 5增壓。在限幅器／升壓／降壓控制電路105的控制下執行這種×1. 5增壓，一直到大容量二次電源的電壓變成0．80[V]。
這時，輔助電容器80的充電電壓達到等于或是大于1. 2[V]并且低于1. 8[V]。進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。0．80[V]到0．60[V]當大容量二次電源的電壓下降到0．80[V]以下時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，使升壓／降壓電路49執行×2增壓。
升壓／降壓電路49隨之執行×2增壓。在限幅器／升壓／降壓控制電路105的控制下執行這種×2增壓，一直到大容量二次電源的電壓變成0．60[V]。
這時，輔助電容器80的充電電壓達到等于或是大于1. 2[V]并且低于1. 6[V]。進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。0．6[V]到0．45[V]當大容量二次電源的電壓下降到0．60[V]以下時，限幅器／升壓／降壓控制電路105根據來自電源電壓檢測電路92C的電源電壓檢測信號SPW控制升壓／降壓電路49，使升壓／降壓電路49執行×3增壓。
升壓／降壓電路49隨之執行×3增壓。在限幅器／升壓／降壓控制電路105的控制下執行這種×3增壓，一直到大容量二次電源的電壓變成0．45[V]。
這時，輔助電容器80的充電電壓達到等于或是大于1. 35[V]并且低于1. 8[V]。進位機構CS和CHM保持在驅動狀態。低于0．45[V]當大容量二次電源48的電壓下降到0．45[V]以下時，升壓／降壓電路49進入非操作狀態，而進位機構CS和CHM進入非驅動狀態。僅僅對大容量二次電源48充電。
因此，在增壓中浪費的功率消耗被減少了，并且重新啟動進位機構CS和CHM之前的時間周期被縮短了。在減小升壓／降壓倍數時的過程從升壓／降壓倍數上一次被減小(例如是從×2到×1. 5)時開始，在實際充電電壓Vc保持穩定的一個足夠的時間周期內不需要再次減小升壓／降壓倍數。
這是因為，即使減小升壓／降壓倍數，實際電壓在增壓之后也不會突然改變。反而是這一電壓會逐漸接近在減小升壓／降壓倍數之后獲得的一個電壓。因此，升壓／降壓倍數會變得過小。
總而言之，從升壓／降壓倍數N(N是一個實數)被改變到升壓／降壓倍數N”(N”是一個實數，并且1≤N’＜N)的時間起經過的倍數改變禁止時間的預定周期是確定的。在達到從前一次將升壓／降壓倍數N改變成升壓／降壓倍數N”起所經歷的倍數改變禁止時間的預定周期之前，禁止改變升壓／降壓倍數。第一實施例的優點如上所述，按照第一實施例，在從通過升壓／降壓電路按照升壓／降壓倍數M”(M”是除1以外的正實數)從大容量二次電源48向輔助電容器80傳遞電荷的狀態向大容量二次電源48和輔助電容器80的電路直接耦合的狀態過渡的過程中，用一種非升壓／降壓狀態按照升壓／降壓倍數M=1通過升壓／降壓電路從大容量二次電源48向輔助電容器80傳遞電能。因此，大容量二次電源48和輔助電容器80之間的電位差小于一個預定的電位差。這樣就能防止電源電壓因升壓／降壓倍數的變化而突然改變。因而也就避免了由于電源電壓急劇改變給特別是便攜式電子裝置(時鐘)這樣的電子裝置造成的故障。第二實施例如第一實施例中所述，在圖20和21中檢測功率消耗，并且根據檢測到的功率消耗來設定每單位時間的電荷傳遞次數。在第二實施例中提供了一個用來存儲傳遞次數的ROM(作為傳遞次數存儲裝置)。根據對應著被動裝置L1到Ln的狀態控制信號L1ON到LnON從ROM中讀出存儲器內容。根據脈沖合成電路22產生的時鐘信號，從時鐘選擇器(作為傳遞次數確定裝置)輸出對應著負載量值的時鐘信號CK。在以下的說明中，為了便于解釋而說明了具有三個被動裝置即被動裝置L1到L3的情況。負載的量值如下(重負載)L1＞L2＞L3(輕負載)參見圖23，圖中表示了第二實施例的結構。
一個參考時鐘信號輸出電路450被粗略地劃分成一個ROM451，用于根據對應著被動裝置L1到L3的驅動狀態和非驅動狀態的狀態控制信號L1ON到L3ON的信號狀態使一個輸出端D1到D8變成“H”電平，以及一個時鐘選擇器452，用來根據ROM的輸出端D1到D8的信號狀態來選擇脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL1到CL8，并且將選定的信號作為時鐘信號CK輸出到升壓／降壓倍數控制時鐘發生電路202。
時鐘選擇器452包括第一AND電路452-1，其一個輸入端連接到輸出端D1，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL8輸入到另一個輸入端，當輸出端D1處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL8作為時鐘信號CK；第二AND電路452-2，其一個輸入端連接到輸出端D2，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL7輸入到另一個輸入端，當輸出端D2處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL7作為時鐘信號CK；第三AND電路452-3(未示出)，其一個輸入端連接到輸出端D3，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL6輸入到另一個輸入端，當輸出端D3處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL6作為時鐘信號CK；第四AND電路452-4(未示出)，其一個輸入端連接到輸出端D4，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL5輸入到另一個輸入端，當輸出端D4處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL5作為時鐘信號CK；第五AND電路452-5(未示出)，其一個輸入端連接到輸出端D5，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL4輸入到另一個輸入端，當輸出端D5處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL4作為時鐘信號CK；第六AND電路452-6(未示出)，其一個輸入端連接到輸出端D6，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL3輸入到另一個輸入端，當輸出端D6處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL3作為時鐘信號CK；第七AND電路452-7(未示出)，其一個輸入端連接到輸出端D7，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL2輸入到另一個輸入端，當輸出端D7處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL2作為時鐘信號CK；第八AND電路452-8(未示出)，其一個輸入端連接到輸出端D8，而脈沖合成電路22產生的時鐘信號CL1輸入到另一個輸入端，當輸出端D8處在“H”電平時，就將其輸出的時鐘信號CL1作為時鐘信號CK；以及一個OR電路453，用來獲得第一AND電路到第八AND電路的輸出的邏輯OR，并且輸出一個時鐘信號CL1到CL8作為時鐘信號CK。
參見圖23和24解釋其操作。
如圖24所示，按照對應著被動裝置L1到L3的狀態控制信號L1ON到L3ON的狀態，只有ROM的輸出D1到D8之一變成“H”電平。
具體地說，可以用一個例子來說明它的操作。
例如，當所有被動裝置L1到L3都處在非驅動狀態時，所有狀態控制信號L1ON到L3ON都處在“L”電平也就是“0”。因此，僅有ROM451的輸出端D1處在“H”電平。
結果，時鐘選擇器452的第一AND電路452-1的一端變成“H”電平。因此，時鐘信號CL8從第一AND電路452-1的輸出端輸出到OR電路。
第二到第八AND電路452-2到452-8的輸出都變成“L”電平。
因此，OR電路453輸出的時鐘信號CK就是時鐘信號CL8。
類似地，如果僅有被動裝置L2處在驅動狀態，狀態控制信號L2ON就處在“H”電平也就是“1”，而狀態控制信號L1ON和L3ON都處在“L”電平也就是“0”。因此，僅有ROM451的輸出端D3處在“H”電平。
結果，第三AND電路452-3的一端變成“H”電平。因此，時鐘信號CL6從第三AND電路的輸出端輸出到OR電路。
第一，第二，第四到第八AND電路452-1和452-2到452-8的輸出都變成“L”電平。
因此，OR電路453輸出的時鐘信號CK就是時鐘信號CL6。
當所有被動裝置L1到L3都處在驅動狀態時，所有狀態控制信號L1ON到L3ON都處在“H”電平也就是“1”。因此，僅有ROM451的輸出端D8處在“H”電平。
結果，第八AND電路452-8的一端變成“H”電平。因此，時鐘信號CL1從第一AND電路452-8的輸出端輸出到OR電路453。
第一到第七AND電路452-1到452-7的輸出都變成“L”電平。
因此，OR電路453輸出的時鐘信號CK就是時鐘信號CL1。
其它操作及其優點都和第一實施例中相同。第三實施例以下說明的第三實施例的結構是用脈沖合成電路根據升壓／降壓電容器的容量來確定傳遞次數。
第三實施例的脈沖合成電路22A可以代替第二實施例的脈沖合成電路22。
在圖25中表示了第三實施例的脈沖合成電路的示意性結構框圖。
如圖25所示，脈沖合成電路22A包括第一分頻電路501，用來對振蕩器21的參考脈沖信號分頻，并且輸出第一分頻信號S1；一個1／2分頻電路502，第一分頻信號S1輸入其一個時鐘端，將第一分頻信號S1分頻一半作為輸出的第二分頻信號S2；一個選擇電路503，用來根據電容器容量信號SCND選擇輸出第一分頻信號S1或者是第二分頻信號S2，信號SCND在升壓／降壓電容器的容量大于一個預定的參考容量時變成“H”電平；以及一個第二分頻電路504，用來對選擇電路503的輸出信號分頻，并且產生時鐘信號CL1到CL8。
選擇電路503包括第一AND電路505，第二分頻信號S2輸入其一個輸入端，而電容器容量信號SCND輸入到另一個輸入端；一個反向器506，用于逆變電容器容量信號SCND并且輸出反向的電容器容量信號SCND；第二AND電路，第一分頻信號S1輸入其一個輸入端，而反向的電容器容量信號SCND輸入到另一個輸入端；以及一個OR電路508，其一個輸入端連接到第一AND電路505，而另一個輸入端連接到第二AND電路507。
接著要說明其操作。
脈沖合成電路22A的第一分頻電路501對來自振蕩器21的參考脈沖信號分頻，并且將第一分頻信號S1輸出到1／2分頻電路502，再提供給選擇電路503的第二AND電路507。
1／2分頻電路502將第一分頻信號S1分頻一半并且將所得的信號作為第二分頻信號S2輸出到第一AND電路505。
另一方面，用反向器506逆變電容器容量信號SCND，并且將反向的電容器容量信號SCND輸出到第二AND電路507。
結果，當升壓／降壓電容器容量信號SCND處在“H”電平時，也就是電容器的容量大于預定的參考容量時，第二分頻信號S2輸入到OR電路508。當電容器容量信號SCND處在“L”電平時，也就是電容器的容量小于預定的參考容量時，第一分頻信號S1輸入到OR電路508。
與此相應，第二分頻電路504對選擇電路503的輸出信號分頻，并且產生時鐘信號CL1到CL8。在電容器的容量大于參考容量時，通過分頻產生的時鐘信號CL1到CL8的頻率是電容器的容量小于參考容量時產生的時鐘信號CL1到CL8的頻率的一半。
值得關注的問題是，當升壓／降壓電容器的容量小的時候，每次傳遞的電荷量也小。因而就需要增加傳遞次數也就是傳遞時鐘。當升壓／降壓電容器的容量大的時候，每次傳遞的電荷量就大。就越過減少傳遞時鐘以期減少傳遞次數。
按照第三實施例，可以按照升壓／降壓電容器的容量獲得適當的傳遞時鐘。因而能夠更加有效地控制電荷傳遞。第四實施例在上述實施例中，在傳遞電荷時沒有強迫停止驅動負載。與此相反，在第四實施例中，在傳遞電荷時要強迫禁止驅動重負載的被動裝置。
在圖26中表示了按照第四實施例的一個時鐘的基礎部分的示意性結構。
時鐘1A包括四個被動裝置L1到L4。被動裝置L1和L2的負載比被動裝置L3和L4的負載要重。
時鐘1A包括一個反向器521，用于逆變電荷傳遞模式信號STRN，它在升壓／降壓倍數從×1. 5增壓到×1增壓(也就是不增壓)的過渡過程中，在升壓／降壓倍數從×1／2降壓到×1增壓的過渡過程中在時鐘信號CK的一兩個周期(不僅限于這一范圍)時間內變成“H”電平，并且輸出一個反向的電荷傳遞模式信號／STRN；一個AND電路522，將狀態控制信號L1ON輸入其一個輸入端，該信號在啟動被動裝置L1時變成“H”電平，并且在停用被動裝置L1時變成“L”電平，并且將反向的電荷傳遞模式信號／STRN輸入到另一個輸入端，從而在不傳遞電荷時根據狀態控制信號L1ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換，或者是強迫停用被動裝置L1，而不顧狀態控制信號L1ON的信號電平是否處在電荷傳遞模式；以及一個AND電路523，將狀態控制信號L2ON輸入其一個輸入端，該信號在啟動被動裝置L2時變成“H”電平，并且在停用被動裝置L2時變成“L”電平，并且將反向的電荷傳遞模式信號／STRN輸入到另一個輸入端，從而在不傳遞電荷時根據狀態控制信號L2ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換，或者是強迫停用被動裝置L2，而不顧狀態控制信號L2ON的信號電平是否處在電荷傳遞模式。
在這種情況下，反向器521，AND電路522和AND電路523的作用是一個在傳遞電荷的過程中禁止驅動重負載的裝置。
以下說明其操作。
首先說明非傳遞模式下的操作。
在非傳遞模式下，電荷傳遞模式信號STRN處在“L”電平。因此，從反向器521輸出的反向的電荷傳遞模式信號／STRN是處在“H”電平。
這樣，AND電路522就根據狀態控制信號L1ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換，而AND電路523則根據狀態控制信號L2ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換。
同時，被動裝置L3根據狀態控制信號L3ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換，并且被動裝置L4根據狀態控制信號L4ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換。
與此相反，在傳遞模式下，電荷傳遞模式信號STRN處在“H”電平。因此，反向的電荷傳遞模式信號／STRN是處在“L”電平。
因此，AND電路522輸出一個“L”電平，不顧及狀態控制信號L1ON的信號電平，從而停用被動裝置L1。
同樣，AND電路522輸出一個“L”電平，不顧及狀態控制信號L2ON的信號電平，從而停用被動裝置L2。
即使是在這種情況下，被動裝置L3仍然根據狀態控制信號L3ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換，而被動裝置L4根據狀態控制信號L4ON在驅動狀態和非驅動狀態之間切換。
按照第四實施例，在電荷傳遞模式下，重負載L1和L2一直被禁止，以便穩定地驅動時鐘。
具體地說，即使是在增加電荷傳遞循環時，處在電荷傳遞模式下的電源仍然不能穩定的驅動后級的電路。為了驅動只有在電壓被×1增壓(短路模式)時才能驅動的那些需要消耗大功率的后級電路(例如有電動機驅動電路，報警驅動電路等等)，在電荷傳遞模式下禁止操作消耗大功率的這些后級電路，以便穩定電源電壓。這樣就能防止中央控制電路93，脈沖合成電路22等等由于操作消耗大功率的后級電路而造成電源電壓下降所引發的故障。進而也能穩定消耗大功率的后級電路的操作。實施例的變更[5．1]第一變更在上文中說明了在從×1. 5增壓向×1增壓(不增壓)的過渡過程中通過電荷傳遞模式改變升壓／降壓倍數的情況。本發明可以用于這樣一種情況，即在從×L增壓(L是一個小于一的正實數)向×1增壓(不增壓)的過渡過程中通過電荷傳遞模式改變升壓／降壓倍數。
在這種情況下，電荷不會突然在輔助電容器80和大容量二次電源48之間傳遞，并且可以提供穩定的功率。第二變更上述實施例的各種電壓值只是一些例子，顯然還可以按照相應的電子裝置(便攜式電子裝置)來修改電壓值。第三變更在上述實施例中描述了一種用兩個電動機指示時／分和秒的時鐘。本發明也可以用于采用單個電動機指示時／分和秒的時鐘。
與此相反，本發明也可以用于采用三個或更多電動機(用這些電動機分別控制秒針，分針，時針，日歷，計時器等等)的時鐘。第四變更在上述實施例中，是將用來把振蕩錘45的轉動傳遞到轉子并且通過轉子43的旋轉在輸出線圈44中產生電動勢Vgen的電磁發電機作為作為發電機40。本發明并非僅限于這種電磁發電機。例如可以使用一種利用彈簧的恢復力產生旋轉運動，并且利用旋轉運動來發電的發電機。或者是采用一種這樣一種發電機，向一個壓電器件施加由外部激勵或者是自激或是位移(相當于第一能源)產生的振蕩，利用壓電效應來發電。
另外，也可以使用通過光電轉換用包括太陽能在內的光能(相當于第一能源)來發電的發電機。
再者也可以使用利用一個元件和另一個元件之間的溫差(熱能，相當于第一能源)用熱電效應發電的發電機。
還有可能使用一種電磁感應發電機來接收空間的電磁波和通信電波以利用電磁波能量(相當于第一能源)。
有可能使用多種不同的發電機。第五變更在上述實施例中是以手表式時鐘為例來說明的。本發明并非僅限于這種實施例。除了手表之外，本發明還可以應用于各種電子裝置，特別適用于包括計算器，蜂窩電話，手持個人計算機，電子筆記本，便攜式收音機以及便攜式VTR等等便攜式電子裝置。第六變更在上述實施例中，參考電壓(GND)被設定在Vdd(高電位側)。顯而易見，參考電壓(GND)也可以設定在Vss(低電位側)。在這種情況下，預置值Vo和Vbas以Vss為基礎指示與高電位側的檢測電平之間的電位差。實施例的優點按照上述實施例，在通過一個電源升壓／降壓電路按照一個升壓／降壓倍數從第一電源向第二電源傳遞電能的狀態向第一電源和第二的電路直接耦合的狀態過渡的過程中，用一種非升壓／降壓狀態按照升壓／降壓倍數M=1通過電源升壓／降壓電路從第一電源向第二傳遞電能。第一電源和第二電源之間的電位差保持在小于一個預定的電位差。這樣，電源電壓就不會因升壓／降壓倍數的變化而突然改變。這樣就能夠避免由于電源電壓的突發電壓變化給電子裝置(便攜式電子裝置)造成的故障。
權利要求
1. 一種電子裝置，其特征是包括通過將第一能量轉換成第二能量即電能而發電的發電裝置；用來積累發電所獲電能的第一電源裝置；電源電壓轉換裝置，用一個電壓轉換倍數M(M是正實數)轉換由上述第一電源裝置所提供的電能的電壓；第二電源裝置，通過上述電源電壓轉換裝置向它傳遞上述第一電源裝置中積累的電能，用于積累傳遞的電能；由上述第一電源裝置或上述第二電源裝置提供的電能來驅動的被動裝置；以及非電壓轉換傳遞控制裝置，用來在通過上述電源電壓轉換裝置按照電壓轉換倍數M’(M’是除1以外的正實數)從上述第一電源裝置向上述第二電源裝置傳遞電能的狀態向上述第一電源裝置和上述第二電源裝置的電路直接耦合的狀態過渡的過程中用一種非電壓轉換狀態按照電壓轉換倍數M=1通過上述電源電壓轉換裝置從上述第一電源裝置向上述第二電源裝置傳遞電能，此間的上述第一電源裝置和上述第二電源裝置的電位差小于一個預定的電位差。
2．按照權利要求1的電子裝置，其特征是電能向上述第二電源裝置傳遞的過程是以用于在上述電源電壓轉換裝置中積累來自上述第一電源裝置的電能的一個積累周期，以及用于將上述電源電壓轉換裝置中積累的電能傳遞給上述第二電源裝置的一個傳遞周期的形式進行的；以及上述非電壓轉換傳遞控制裝置包括傳遞次數控制裝置，用來在重復積累周期和傳遞周期的過程中根據所需的電能傳遞能力來改變傳遞次數，該次數是指每單位時間內的傳遞周期次數。
3．按照權利要求2的電子裝置，其特征是上述傳遞次數控制裝置根據上述被動裝置消耗的功率來確定傳遞次數。
4．按照權利要求3的電子裝置，其特征是包括用來檢測上述被動裝置所消耗的功率的功率消耗檢測裝置。
5．按照權利要求2的電子裝置，其特征是上述傳遞次數控制裝置包括傳遞次數存儲裝置，用來預先存儲對應著多個被動裝置的傳遞次數；以及傳遞次數確定裝置，參照上述多個被動裝置當中實際需要驅動的被動裝置來確定需要從上述傳遞次數存儲裝置中讀出的傳遞次數。
6．按照權利要求2的電子裝置，其特征是上述電源電壓轉換裝置包括用來執行電壓轉換的升壓／降壓電容器；以及上述傳遞次數控制裝置根據上述升壓／降壓電容器的容量確定傳遞次數。
7．按照權利要求2的電子裝置，其特征是在單個傳遞周期中，如果用Q0表示可傳遞的電能量，用N表示每單位時間內的傳遞次數，并且用QDRV代表上述被動裝置每單位時間內消耗的功率，上述傳遞次數控制裝置確定的每單位時間傳遞次數N滿足以下公式QDRV≤Q0×N
8．按照權利要求1的電子裝置，其特征是上述非電壓轉換傳遞控制裝置包括禁止裝置，在按照非電壓轉換狀態向上述第二電源裝置傳遞電能時禁止在傳遞過程中驅動高負載，從而禁止驅動消耗功率超過傳遞過程中所能提供的電能的相應功率的上述被動裝置。
9．按照權利要求1的電子裝置，其特征是上述被動裝置包括用來指示時間的計時裝置。
10．一種電子裝置的控制方法，該裝置包括通過將第一能量轉換成第二能量即電能而發電的發電機；用來積累發電所獲電能的第一電源裝置；電源電壓轉換器，用一個電壓轉換倍數M(M是正實數)轉換由上述第一電源裝置所提供的電能的電壓；第二電源裝置，通過上述電源電壓轉換器向它傳遞上述第一電源裝置中積累的電能，用于積累傳遞的電能；由上述第一電源裝置或上述第二電源裝置提供的電能來驅動的被動裝置；上述控制方法的特征是包括非電壓轉換傳遞控制步驟，用來在通過上述電源電壓轉換器按照電壓轉換倍數M’(M’是除1以外的正實數)從上述第一電源裝置向上述第二電源裝置傳遞電能的狀態向上述第一電源裝置和上述第二電源裝置的電路直接耦合的狀態過渡的過程中用一種非電壓轉換狀態按照電壓轉換倍數M=1通過上述電源電壓轉換器從上述第一電源裝置向上述第二電源裝置傳遞電能，此間的上述第一電源裝置和上述第二電源裝置的電位差小于一個預定的電位差。
11．按照權利要求10的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征在于電能向上述第二電源裝置傳遞的過程包括執行一個積累周期，用于在上述電源電壓轉換器中積累來自上述第一電源裝置的電能，以及一個傳遞周期，用于將上述電源電壓轉換器中積累的電能傳遞給上述第二電源裝置；以及上述非電壓轉換傳遞控制步驟包括傳遞次數控制步驟，用來在重復積累周期和傳遞周期的過程中根據所需的電能傳遞能力來改變傳遞次數，該次數是指每單位時間內的傳遞周期次數。
12．按照權利要求11的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征在于上述傳遞次數控制步驟根據上述被動裝置消耗的功率來確定傳遞次數。
13．按照權利要求12的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征是包括用來檢測上述被動裝置所消耗的功率的功率消耗檢測步驟。
14．按照權利要求11的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征在于上述傳遞次數控制步驟包括傳遞次數確定步驟，參照實際需要驅動的被動裝置在預先存儲的對應著多個被動裝置的傳遞次數當中確定傳遞次數。
15．按照權利要求11的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征在于上述電源電壓轉換器包括用來執行電壓轉換的升壓／降壓電容器；以及上述傳遞次數控制步驟根據上述升壓／降壓電容器的容量確定傳遞次數。
16．按照權利要求11的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征在于在單個傳遞周期中，如果用Q0表示可傳遞的電能量，用N表示每單位時間內的傳遞次數，并且用QDRV代表上述被動裝置每單位時間內消耗的功率，上述傳遞次數控制步驟確定的每單位時間傳遞次數N滿足以下公式QDRV≤Q0×N
17．按照權利要求10的電子裝置控制方法，上述控制方法的特征在于上述非電壓轉換傳遞控制步驟包括禁止步驟，在按照非電壓轉換狀態向上述第二電源傳遞電能時禁止在傳遞過程中驅動高負載，從而禁止驅動消耗功率超過傳遞過程中所能提供的電能的相應功率的上述被動裝置。
全文摘要
在通過一個升壓/降壓電路按照一個升壓/降壓倍數M’(M’是除1以外的正實數)從一個大容量二次電源向一個輔助電容器傳遞電荷的狀態向大容量二次電源和輔助電容器的電路直接耦合的狀態過渡的過程中,用一種非電壓轉換狀態按照升壓/降壓倍數M=1通過升壓/降壓電路從大容量二次電源向輔助電容器傳遞電能,大容量二次電源和輔助電容器的電位差小于一個預定的電位差。由于避免了電源電壓因升壓/降壓倍數的變化而急劇地改變,也就避免了由于電源電壓急劇改變給電子裝置造成的故障。
文檔編號G04G99/00GK1292893SQ99803711
公開日2001年4月25日 申請日期1999年12月14日 優先權日1999年1月6日
發明者矢部宏, 桶谷誠 申請人:精工愛普生株式會社