專利名稱：步進電機控制電路和模擬電子鐘表的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及步進電機控制電路和使用所述步進電機控制電路的模擬電子鐘表。
背景技術：
過去，在模擬電子鐘表等中使用的步進電機具有定子，其具有轉子收容孔和確定轉子的停止位置的定位部；轉子，其設置在所述轉子收容孔內；以及線圈，向所述線圈提供交變信號，使所述定子產生磁通，由此使所述轉子旋轉，并且，使所述轉子停止在與所述定位部對應的位置。作為所述步進電機的控制方式，采用專利文獻1記述的發(fā)明那樣的校正驅動方式，在利用主驅動脈沖驅動步進電機時，通過檢測在所述步進電機產生的感應信號來檢測是否已旋轉，根據(jù)是否已旋轉，變更成脈寬不同的主驅動脈沖進行驅動、或者利用脈寬比主驅動脈沖大的校正驅動脈沖強制使其旋轉。另外，專利文獻2在專利文獻1所述的檢測感應信號的基礎上，在感應信號的檢測時刻比基準時刻早的情況下，減小主驅動脈沖的能量，在感應信號的檢測時刻比所述基準時刻晚的情況下，增大主驅動脈沖的能量，由此，利用與驅動時的負荷對應的主驅動脈沖進行旋轉驅動，降低消耗電流。由此，能夠實現(xiàn)更可靠的脈沖控制。但是，在利用驅動力小的主驅動脈沖進行驅動時，主驅動脈沖的能量變小而與負荷平衡，有時導致轉子靜止在不旋轉180度的中間位置(中間靜止)，前述專利文獻1、2不能應對中間靜止的問題。另一方面，專利文獻3公開了利用通過轉子的旋轉而產生的感應信號來檢測中間靜止狀態(tài)的發(fā)明。但是，由于構成為利用在中間靜止狀態(tài)下不產生正向的感應信號來檢測中間靜止，因而存在檢測精度差的問題。另外，專利文獻4、5公開了利用另一個檢測電阻來檢測通過轉子的旋轉而產生的感應信號的發(fā)明，但是，是不檢測屏蔽期間中的感應信號的發(fā)明，與解決中間靜止問題沒有關聯(lián)性。專利文獻1日本特公昭61-15385號公報專利文獻2W02005/119377號公報專利文獻3日本特開昭58-68684號公報專利文獻4日本特開2004-260875號公報專利文獻5日本特開2002-354893號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其課題是，在步進電機的控制中，包括中間靜止在內更準確地檢測旋轉狀況。根據(jù)本發(fā)明，提供一種步進電機控制電路，其特征在于，該步進電機控制電路具有旋轉檢測單元，其在具有多個區(qū)間的檢測區(qū)間中，檢測由于步進電機的轉子的旋轉而產生的感應信號是否超過預定的基準閾值電壓；以及控制單元，其根據(jù)被檢測到超過基準閾值電壓的感應信號的區(qū)間判定所述步進電機的旋轉狀況，根據(jù)所述判定結果對所述步進電機進行驅動控制，所述旋轉檢測單元在檢測所述感應信號是否超過基準閾值電壓時，在預定的期間中使所述感應信號的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓，所述控制單元根據(jù)所述旋轉檢測單元的檢測結果判定所述步進電機的旋轉狀況，根據(jù)所述判定結果，利用能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一個主驅動脈沖、或者能量比各個所述主驅動脈沖大的校正驅動脈沖，對所述步進電機進行驅動控制。并且，根據(jù)本發(fā)明，提供一種模擬電子鐘表，該模擬電子鐘表具有步進電機，其驅動時刻指針旋轉；以及步進電機控制電路，其控制所述步進電機，其特征在于，作為所述步進電機控制電路，采用本發(fā)明所述的步進電機控制電路。根據(jù)本發(fā)明的步進電機控制電路，能夠包括中間靜止在內更準確地檢測旋轉狀況。并且，根據(jù)本發(fā)明的模擬電子鐘表，能夠包括中間靜止在內更準確地檢測旋轉狀況，能夠進行準確的運針動作。


圖1是本發(fā)明的實施方式的模擬電子鐘表的框圖。圖2是在本發(fā)明的實施方式的模擬電子鐘表中使用的步進電機的結構圖。圖3是說明作為本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的前提的動作的時序圖。圖4是本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的時序圖。圖5是說明作為本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的前提的動作的判定圖表。圖6是本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的判定圖表。圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作的部分詳細電路圖。圖8是用于說明本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作的部分詳細電路圖。圖9是用于說明本發(fā)明的實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作的部分詳細電路圖。標號說明101振蕩電路；102分頻電路；103控制電路；104驅動脈沖選擇電路；105步進電機；106模擬顯示部；107時針；108分針；109秒針；110旋轉檢測電路；111檢測時刻判別電路；201定子；202轉子；203轉子收容用貫通孔；204、205切口部(外凸)；206、207切口部 (內凹)；208磁芯；209線圈；210,211可飽和部；OUTl第1端子；0UT2第2端子。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的實施方式的使用步進電機控制電路的模擬電子鐘表的框圖，表示模擬電子手表的示例。
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在圖1中，模擬電子鐘表具有振蕩電路101，其產生預定頻率的信號；分頻電路 102，其對由振蕩電路101產生的信號進行分頻，產生作為計時基準的時鐘信號；控制電路 103，其進行以構成電子鐘表的各個電子電路要素的控制和驅動脈沖變更等的脈沖控制為代表的各種控制；驅動脈沖選擇電路104，其根據(jù)來自控制電路103的控制信號，選擇并輸出電機旋轉驅動用的驅動脈沖；步進電機105，其被來自驅動脈沖選擇電路104的驅動脈沖驅動進行旋轉；以及模擬顯示部106，其具有被步進電機105驅動進行旋轉，用于顯示時刻的時刻指針(在圖1的示例中是指時針107、分針108、秒針109這三種)。并且，模擬電子鐘表具有旋轉檢測電路110，其在預定的檢測區(qū)間中，檢測通過步進電機105的旋轉自由驅動而產生的感應信號VRs中超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs ；以及檢測時刻判別電路111，其將由旋轉檢測電路110檢測到的超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的檢測時刻與檢測區(qū)間進行比較，判別感應信號VRs是在哪個區(qū)間中被檢測到的。如后所述，在本實施方式中，將檢測步進電機105的旋轉狀況的檢測區(qū)間劃分為多個區(qū)間。旋轉檢測電路110是結構與前述專利文獻1記述的旋轉檢測電路相同的電路，該旋轉檢測電路110將基準閾值電壓Vcomp設定如下在諸如步進電機105已旋轉時等轉子進行了固定的快速動作的情況下，檢測超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，在諸如步進電機105不旋轉時等所述轉子未進行固定的快速動作的情況下，使感應信號VRs 不超過基準閾值電壓Vcomp。分頻電路102對來自振蕩電路101的預定頻率的信號進行分頻，輸出作為計時基準的時鐘信號?？刂齐娐?03根據(jù)所述時鐘信號來計時當前時刻，并按照預定周期向驅動脈沖選擇電路104輸出控制信號。驅動脈沖選擇電路104響應于來自控制電路103的控制信號，利用與所述控制信號對應的驅動脈沖驅動步進電機105旋轉。步進電機105驅動模擬顯示部106的時刻指針107 109旋轉，隨時顯示當前時刻。旋轉檢測電路110檢測步進電機105產生的超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，檢測時刻判別電路111判定所述感應信號屬于檢測區(qū)間的哪個區(qū)間?？刂齐娐?03 根據(jù)由檢測時刻判別電路111得到的表示感應信號VRs所屬的區(qū)間的模式，判定包括步進電機105的驅動余力和中間靜止在內的旋轉狀況，向驅動脈沖選擇電路104輸出控制信號進行脈沖控制，使得利用主驅動脈沖Pl的脈沖提高、脈沖下降或者校正驅動脈沖P2進行驅動。驅動脈沖選擇電路104利用與所述控制信號對應的驅動脈沖驅動步進電機105旋轉。另外，振蕩電路101和分頻電路102構成信號產生單元，模擬顯示部106構成時刻顯示單元。旋轉檢測電路110構成旋轉檢測單元，控制電路103、驅動脈沖選擇電路104、檢測時刻判別電路111構成控制單元。圖2是在本發(fā)明的實施方式中使用的步進電機的結構圖，表示通常在模擬電子鐘表中采用的鐘表用步進電機的示例。在圖2中，步進電機105具有定子201，其具有轉子收容用貫通孔203 ；轉子202， 其設置在轉子收容用貫通孔203中而能夠旋轉；磁芯208，其與定子201接合；以及線圈 209，其卷繞在磁芯208上。在將步進電機105應用于模擬電子鐘表的情況下，定子201和磁芯208通過螺釘(未圖示)固定在表盤(未圖示)上并相互接合。線圈209具有第1端子OUTl和第2端子0UT2。
轉子202被磁化成兩極(S極和N極)。在由磁性材料形成的定子201的外端部， 在隔著轉子收容用貫通孔203相對的位置設有多個(在本實施方式中為兩個)切口部(內凹)206、207。在各個內凹206,207與轉子收容用貫通孔203之間設有可飽和部210、211?？娠柡筒?10、211構成為不會由于轉子202的磁通達到磁飽和，而在線圈209 被勵磁時達到磁飽和，并且磁阻增大。轉子收容用貫通孔203構成為圓孔形狀，在輪廓為圓形的貫通孔的相對部分一體形成多個(在本實施方式中為兩個)半月狀的切口部(外凸)204,205ο切口部204、205構成用于確定轉子202的停止位置的定位部。在線圈209沒有被勵磁的狀態(tài)下，如圖2所示，轉子202穩(wěn)定地停止在與所述定位部對應的位置，換言之，轉子 202穩(wěn)定地停止在轉子202的磁極軸A與連接切口部204、205的線段正交的位置(角度Θ0 位置)。把以轉子202的旋轉軸(旋轉中心)為中心的XY坐標空間劃分為4個象限(第1 象限 第4象限)。現(xiàn)在，從驅動脈沖選擇電路104向線圈209的端子0UT1、0UT2之間提供一種極性的矩形波的驅動脈沖(例如，第1端子OUTl側為正極，第2端子0UT2側為負極)，在使電流i沿圖2的箭頭方向流過時，在定子201沿虛線箭頭方向產生磁通。由此，可飽和部210、 211飽和，磁阻增大，然后由于在定子201產生的磁極與轉子202的磁極的相互作用，轉子 202沿圖2的箭頭方向旋轉180度，磁極軸A穩(wěn)定地停止在角度Θ1位置。另外，把通過驅動步進電機105旋轉而使其進行通常動作(在本實施方式中是模擬電子鐘表，因而是運針動作)的旋轉方向(在圖2中是逆時針方向)設為正向，把相反的方向(順時針方向)設為反向。然后，從驅動脈沖選擇電路104向線圈209的端子0UT1、0UT2提供相反極性的矩形波的驅動脈沖(極性與前述驅動相反，第1端子OUTl側為負極，第2端子0UT2側為正極)，在使電流沿圖2的箭頭方向的反向流過時，在定子201沿虛線箭頭方向的反向產生磁通。由此，可飽和部210、211首先飽和，然后，由于在定子201產生的磁極與轉子202的磁極的相互作用，轉子202沿與前述相同的方向旋轉180度，磁極軸A穩(wěn)定地停止在角度Θ0 位置。以后，如此向線圈209提供極性不同的信號(交變信號)，由此反復進行前述動作， 能夠使轉子202每次180度地沿箭頭方向連續(xù)旋轉。在本實施方式中，驅動脈沖采用能量相互不同的多種主驅動脈沖PlO Plm以及校正驅動脈沖P2。主驅動脈沖Pln的等級η包括從最小值0到最大值m的多個等級，η的值越大，脈沖的能量越大(在本實施方式中，矩形波的脈寬變長)。校正驅動脈沖Ρ2是能夠驅動過大負荷旋轉的大能量脈沖，其能量比主驅動脈沖Pl約大10倍左右。圖3是用于說明作為本發(fā)明的實施方式的前提的動作的定時圖。圖3表示負荷為通常負荷的情況和負荷增量小的情況。其中，通常負荷表示在通常時被驅動的負荷，在本實施方式中，把驅動時刻指針107 109時的負荷設為通常負荷。并且，負荷增量小表示從通常負荷的狀態(tài)下增加預定的較小負荷后的狀態(tài)。在圖3中，Vcomp是如前所述的基準閾值電壓，用于判定通過步進電機105的自由振動而產生的感應信號VRs的電壓電平。檢測區(qū)間T被劃分為多個區(qū)間(劃分為如下3個區(qū)間，把緊接在利用主驅動脈沖Pl進行驅動后的預定時間設為第1區(qū)間Tl，把第1區(qū)間Tl之后的預定時間設為第2區(qū)間 T2，把第2區(qū)間T2之后的預定時間設為第3區(qū)間T3)。根據(jù)在所述各個區(qū)間Tl T3中產生的同一極性的感應信號VRs的組合模式，檢測驅動余力和是否已旋轉等的旋轉狀況。在此，沒有設置不檢測感應信號VRs的期間即屏蔽區(qū)間。另外，“緊接在利用主驅動脈沖Pl進行驅動后”，是指在實質上能夠進行旋轉檢測的時刻立即進行的意思，是指在利用主驅動脈沖Pl進行的驅動結束后，經過不能進行用于進行旋轉檢測的取樣處理的取樣周期(例如約0.9msec)內的預定時間后變?yōu)槟軌蜻M行旋轉檢測的時刻，或者，經過由于主驅動脈沖Pl的驅動結束而產生的感應電壓對旋轉檢測產生影響的預定時間后的時刻。例如，在負荷增量小的情況下(圖3中的(ii))，把利用主驅動脈沖Pl進行驅動的區(qū)域設為P1，在區(qū)域a產生的感應信號VRs是在第1區(qū)間Tl中檢測到的，在區(qū)域C產生的感應信號VRs是在區(qū)間T2、T3中檢測到的(在第2區(qū)間T2中檢測到的感應信號VRs的驅動能量的余力比在第3區(qū)間T3中的大)，在區(qū)域b產生的感應信號VRs是跨越區(qū)間Tl、T2 檢測到的，并且是相反極性。S卩，具有如下特征，感應信號VRs是由于驅動脈沖Pl切斷后的轉子202的自由振動而產生的，因而在第1區(qū)間Tl感應的感應信號VRs的產生定時，局限于從沒有余力的旋轉驅動(幾乎停止)到具有某種程度的驅動余力的區(qū)域中，在旋轉力充足的情況下不產生感應信號VRs (圖2和圖3的區(qū)域a相當于該區(qū)域)。在驅動余力充足的情況下，在區(qū)域b中驅動脈沖被切斷，因而輸出相反相位的感應信號VRs。并且，通過轉子202的運動，第1區(qū)間Tl中的感應信號VRs的高度與驅動余力的減小成反比例。能夠利用這種性質判定驅動脈沖能量的驅動余力的程度。利用這種特征，將從緊接在利用主驅動脈沖Pl進行驅動后開始的所述檢測區(qū)間劃分為3個區(qū)間以上的多個區(qū)間，根據(jù)旋轉檢測電路110檢測到超過基準閾值電壓Vcomp 的感應信號VRs的區(qū)間，控制所述主驅動脈沖P1。例如，當在第1區(qū)間Tl中產生了超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況下，判定為旋轉余力減小，進行維持而不變更成能量較小的主驅動脈沖P1，由此不會變更成能量較小的主驅動脈沖P1。圖5利用用于說明作為本發(fā)明的實施方式的前提的動作的判定圖表表示全部的脈沖控制。各個區(qū)間的判定值分別表示如下，把在該區(qū)間檢測到超過基準閾值電壓Vcomp 的感應信號VRs的情況設為“1”，把在該區(qū)間未檢測到超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號 VRs的情況設為“0”，把在該區(qū)間檢測到超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況和未檢測到超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況均可的情況設為“ 1/0”。禾Ij用在各個區(qū)間檢測到的感應信號VRs的判定值的模式(第1區(qū)間、第2區(qū)間、第3區(qū)間)，判定驅動余力等的旋轉狀況，根據(jù)所述判定結果，進行主驅動脈沖Pl的能量等級的降級(脈沖下降)、維持、能量等級的升級(脈沖提高)、基于校正驅動脈沖P2進行驅動等脈沖控制。例如，如圖3和圖5所示，當至少在第1區(qū)間Tl和第2區(qū)間T2檢測到超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況下(模式為(1、1、1/0))，不變更主驅動脈沖Pl (屬于負荷增量小的狀態(tài)，進行維持等級的脈沖控制)。模式(0、1、1/0)屬于通常負荷的狀態(tài)，判定為具有驅動余力，將主驅動脈沖Pl降
7一級。模式(1/0、0、1)屬于負荷增量大的狀態(tài)，判定為主驅動脈沖Pl沒有驅動余力且能量不足，不利用校正驅動脈沖P2進行驅動，將主驅動脈沖Pl升一級。并且，模式(1/0、0、0)屬于步進電機105未旋轉的狀態(tài)(不旋轉)，判定為主驅動脈沖Pl完全沒有驅動余力且能量不足，在利用校正驅動脈沖P2進行驅動而強制進行旋轉后，將主驅動脈沖Pl升一級。如上所述，通過將檢測區(qū)間T劃分為多個區(qū)間，并根據(jù)感應信號VRs的判定值的模式來判定驅動余力等的旋轉狀況，能夠進行更準確的脈沖控制，但在本實施方式中，如下所述，還檢測中間靜止的前兆，由此實現(xiàn)更準確的脈沖控制。圖4是本發(fā)明的實施方式的定時圖，圖6是本發(fā)明的實施方式的判定圖表?？刂齐娐?03將圖6的判定圖表存儲在控制電路103內部的存儲單元中，使用所述判定圖表來判定旋轉狀況，進行脈沖控制。以圖3和圖5為前提，在本發(fā)明的實施方式中，將第2區(qū)間T2劃分為多個(在本實施方式中是兩個)小區(qū)間T2a、T2b，并且，在第2區(qū)間T2的前面部分的區(qū)間T2a中，旋轉檢測電路110在檢測感應信號VRs是否超過基準閾值電壓時，使感應信號VRs的極性反轉后檢測是否超過預定的基準閾值電壓。控制電路103根據(jù)區(qū)間Tl、T2a、T2b、T3的判定值的模式，判定驅動余力的程度和中間靜止等旋轉狀況，根據(jù)所述判定結果來進行脈沖控制。作為基準閾值電壓，使用用于檢測是否已旋轉等的所述基準閾值電壓Vcomp、和用于檢測中間靜止的前兆的基準閾值電壓Vcomp2?；鶞书撝惦妷篤comp2被設定為比基準閾值電壓Vcomp小的電壓。旋轉檢測電路110在區(qū)間Tl、T2b、T3中使用基準閾值電壓Vcomp，檢測有無超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，控制電路103根據(jù)區(qū)間Tl、T2b、T3的判定值的模式 (第1區(qū)間Tl的判定值，第2區(qū)間T2的判定值，第3區(qū)間T3的判定值)，判定驅動余力的程度和是否已旋轉，根據(jù)所述判定結果進行脈沖控制。并且，旋轉檢測電路110在區(qū)間T2a中使用基準閾值電壓Vcomp2，檢測有無超過基準閾值電壓Vcomp2的極性反轉后的感應信號VRs。在區(qū)間T2a中的極性反轉后的感應信號VRs超過基準閾值電壓Vcomp2的情況下，轉子202振動，因而控制電路103判定為不是中間靜止，在區(qū)間T2a中的極性反轉后的感應信號VRs未超過基準閾值電壓Vcomp2的情況下，控制電路103判定是中間靜止的前兆并進行控制。例如，在通常負荷的情況下，作為模式(第1區(qū)間Tl的判定值，第2小區(qū)間T2a的判定值，第2小區(qū)間T2b的判定值，第3區(qū)間T3的判定值)，能夠得到(0、1、1、1/0)。由于第2小區(qū)間T2a的判定值是“1”，因而不是中間靜止。并且，由于模式(第1區(qū)間Tl的判定值，第2小區(qū)間T2b的判定值，第3區(qū)間T3的判定值)是(0、1、1/0)，因而判定為具有驅動余力，將主驅動脈沖Pl的等級降一級。另一方面，在中間靜止的情況下(圖4(iii))，由于第2小區(qū)間T2a的判定值是 “0”，因而控制電路103判定是中間靜止的前兆，立即利用校正驅動脈沖P2強制使其旋轉， 然后將主驅動脈沖Pl的能量升一級。由此，能夠防止在中間靜止狀態(tài)下停止。圖7 圖9是驅動脈沖選擇電路104和旋轉檢測電路110的部分詳細電路圖。在圖7 圖9中，晶體管Q1、Q2是驅動脈沖選擇電路104的構成要素，晶體管Q5、
8Q6和檢測電阻301、302是旋轉檢測電路110的構成要素。并且，晶體管Q3、Q4是在驅動脈沖選擇電路104和旋轉檢測電路110雙方中共用的構成要素。另外，檢測電阻301、302是電阻值相同的元件，構成檢測元件。在利用主驅動脈沖Pl驅動步進電機105旋轉的情況下，如圖7所示，通過利用主驅動脈沖Pl將晶體管Q2、Q3驅動成為導通狀態(tài)，向步進電機105的線圈209提供箭頭方向的驅動電流i。由此，在步進電機105旋轉的情況下，轉子202正向旋轉180度。旋轉檢測電路110按照圖8所示，在緊接在利用主驅動脈沖Pl進行驅動后的檢測區(qū)間T的第1區(qū)間Tl、第2小區(qū)間T2b、第3區(qū)間T3中，在使晶體管Q3、Q6導通的狀態(tài)下對晶體管Q4進行開閉，由此檢測在檢測電阻302產生的感應信號VRs，檢測該感應信號VRs是否超過預定的基準閾值電壓Vcomp。在本實施方式中，如前所述，在預定的區(qū)間T2a中使感應信號VRs的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓。S卩，如圖8所示，在區(qū)間Tl、T2b、T3中按照上面所述檢測感應信號VRs是否超過基準閾值電壓Vcomp (第1基準閾值電壓)。另一方面，在第2小區(qū)間T2a中，旋轉檢測電路110按照圖9所示，在使晶體管Q4、Q5導通的狀態(tài)下對晶體管Q3進行開閉，由此檢測在檢測電阻301產生的感應信號VRs (極性反轉后的感應信號VRs)，檢測該感應信號VRs是否超過預定的基準閾值電壓Vcomp2 (第2基準閾值電壓)。例如，在通常負荷、負荷增量小、不旋轉(圖4(i)、(ii)、(iv))等除了中間靜止之外的情況下，在區(qū)間T2a中，檢測到盡管是較低電平的感應信號VRs但卻超過基準閾值電壓 Vcomp2的感應信號VRs。因此，在檢測時刻判別電路111中，能夠取得區(qū)間T2a中的感應信號VRs的判定值“1”。但是，在中間靜止(圖4(iii))的情況下，由于轉子202不進行自由振動，因而感應信號VRs成為基準閾值電壓Vcomp2以下的微小電壓。因此，在檢測時刻判別電路111中， 在中間靜止的情況下能夠取得區(qū)間T2a中的感應信號VRs的判定值“0”?？刂齐娐?03根據(jù)存儲在存儲單元中的圖6的判定圖表，在模式(第1區(qū)間Tl的判定值，第2小區(qū)間T2a的判定值，第2小區(qū)間T2b的判定值，第3區(qū)間T3的判定值)中， 在判定為第2小區(qū)間T2a的判定值是“0”時，對驅動脈沖選擇電路104進行控制，使得立即利用校正驅動脈沖P2驅動步進電機105旋轉。驅動脈沖選擇電路104響應于控制電路 103的控制，驅動步進電機105旋轉。雖然如果穩(wěn)定在中間靜止狀態(tài)下將不能使步進電機 105旋轉，但是本實施方式由于檢測到中間靜止的前兆后立即強制進行旋轉驅動，因而能夠避免穩(wěn)定在中間靜止狀態(tài)下。在下一個循環(huán)中，在利用主驅動脈沖Pl驅動步進電機105旋轉的情況下，通過利用主驅動脈沖Pl將晶體管Q1、Q4驅動成為導通狀態(tài)，向步進電機105的線圈209提供箭頭方向的反向的驅動電流i。由此，步進電機105的轉子202正向繼續(xù)旋轉180度。旋轉檢測電路110在緊接在利用主驅動脈沖Pl進行驅動后的檢測區(qū)間T的區(qū)間 Tl、T2b、T3中，按照圖9所示，在使晶體管Q4、Q5導通的狀態(tài)下對晶體管Q3進行開閉，由此檢測在檢測電阻301產生的感應信號VRs，并檢測該感應信號VRs是否超過預定的基準閾值電壓Vcomp。在本循環(huán)中，也在預定的區(qū)間T2a使感應信號VRs的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓Vcomp2。S卩，在區(qū)間Tl、T2b、T3中，按照上面所述檢測感應信號VRs是否超過基準閾值電壓Vcomp。另一方面，在區(qū)間T2a中，旋轉檢測電路110按照圖8所示，在使晶體管Q3、Q6導通的狀態(tài)下對晶體管Q4進行開閉，由此檢測在檢測電阻302產生的感應信號VRs，并檢測極性反轉后的所述感應信號VRs是否超過預定的基準閾值電壓Vcomp2?？刂齐娐?03與前一循環(huán)相同地根據(jù)感應信號VRs的判定值的模式判定旋轉狀況，進行脈沖控制。在感應信號VRs的模式中區(qū)間Th的判定值為“0”的情況下，控制電路 103判定是中間靜止的前兆，對驅動脈沖選擇電路104進行控制，使得立即利用校正驅動脈沖P2驅動步進電機105旋轉。驅動脈沖選擇電路104響應于控制電路103的控制，驅動步進電機105旋轉。這樣，由于在檢測到中間靜止的前兆后立即強制地進行旋轉驅動，因而能夠避免穩(wěn)定在中間靜止狀態(tài)下。如上所述，根據(jù)本實施方式的步進電機控制電路，能夠包括中間靜止在內更準確地檢測旋轉狀況。特別地，旋轉檢測電路110在具有多個區(qū)間的檢測區(qū)間中，檢測由于步進電機105的旋轉而產生的感應信號VRs是否超過預定的基準閾值電壓時，在預定的區(qū)間中使感應信號VRs的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓，控制單元在根據(jù)旋轉檢測電路 110的檢測結果判定為是步進電機105進行中間靜止的前兆的情況下，立即利用校正驅動脈沖P2對步進電機105進行驅動控制，因而能夠防止穩(wěn)定在中間靜止狀態(tài)下。并且，即使降低主驅動脈沖Pl的能量也能夠避免中間靜止，能夠實現(xiàn)可靠的旋轉驅動和低消耗，在使用電池作為電源的情況下，能夠延長電池壽命。并且，根據(jù)本發(fā)明的模擬電子鐘表，能夠包括中間靜止在內更準確地檢測旋轉狀況，能夠實現(xiàn)準確的運針動作和低消耗等。另外，在前述實施方式中，說明了把具有3個區(qū)間的檢測區(qū)間劃分為4個區(qū)間的示例，但也可以構成為把具有2個以上區(qū)間的檢測區(qū)間的預定區(qū)間劃分為多個小區(qū)間。并且，在前述實施方式中，通過改變脈寬來改變各個主驅動脈沖Pl的能量，但也可以通過改變脈沖電壓等來改變驅動能量。并且，還可以將主驅動脈沖Pi設為梳齒形狀的梳齒波形，通過改變梳齒的根數(shù)和占空比，改變主驅動脈沖P1的驅動能量。并且，除了時刻指針之外，也能夠適用于驅動日歷等的步進電機。并且，作為步進電機的應用示例說明了電子鐘表的示例，但也能夠適用于使用電機的電子設備。產業(yè)上的可利用性本發(fā)明的步進電機控制電路能夠適用于使用步進電機的各種電子設備。并且，本發(fā)明的電子鐘表能夠適用于以帶日歷功能的模擬電子手表、帶日歷功能的模擬電子座鐘等各種帶日歷功能的模擬電子鐘表為代表的各種模擬電子鐘表。
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權利要求
1.一種步進電機控制電路，其特征在于，該步進電機控制電路具有旋轉檢測單元，其在具有多個區(qū)間的檢測區(qū)間中，檢測由于步進電機的轉子的旋轉而產生的感應信號是否超過預定的基準閾值電壓；以及控制單元，其根據(jù)被檢測到超過基準閾值電壓的感應信號的區(qū)間判定所述步進電機的旋轉狀況，根據(jù)所述判定結果對所述步進電機進行驅動控制，所述旋轉檢測單元在檢測所述感應信號是否超過基準閾值電壓時，在預定的期間中使所述感應信號的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓，所述控制單元根據(jù)所述旋轉檢測單元的檢測結果判定所述步進電機的旋轉狀況，根據(jù)所述判定結果，利用能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一個主驅動脈沖、或者能量比各個所述主驅動脈沖大的校正驅動脈沖，對所述步進電機進行驅動控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述多個區(qū)間中的預定區(qū)間被劃分為多個小區(qū)間，并且，所述旋轉檢測單元在檢測所述感應信號是否超過基準閾值電壓時，在預定的所述小區(qū)間中使所述感應信號的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓。
3.根據(jù)權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述預定的小區(qū)間中的基準閾值電壓是比其它區(qū)間中的基準閾值電壓低的電壓。
4.根據(jù)權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，在所述預定的小區(qū)間的感應信號不超過該小區(qū)間的基準閾值電壓的情況下，所述控制單元立即利用校正驅動脈沖驅動所述步進電機旋轉。
5.根據(jù)權利要求3所述的步進電機控制電路，其特征在于，在所述預定的小區(qū)間的感應信號不超過該小區(qū)間的基準閾值電壓的情況下，所述控制單元立即利用校正驅動脈沖驅動所述步進電機旋轉。
6.根據(jù)權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述預定的小區(qū)間是包含所述預定的小區(qū)間的區(qū)間的前部的小區(qū)間。
7.根據(jù)權利要求3所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述預定的小區(qū)間是包含所述預定的小區(qū)間的區(qū)間的前部的小區(qū)間。
8.根據(jù)權利要求4所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述預定的小區(qū)間是包含所述預定的小區(qū)間的區(qū)間的前部的小區(qū)間。
9.根據(jù)權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述檢測區(qū)間被劃分為緊接在利用主驅動脈沖進行驅動后的第1區(qū)間、所述第1區(qū)間之后的第2區(qū)間、以及所述第2 區(qū)間之后的第3區(qū)間，并且，所述預定的小區(qū)間是所述第2區(qū)間中的前部的區(qū)間。
10.一種模擬電子鐘表，該模擬電子鐘表具有驅動時刻指針旋轉的步進電機、以及控制所述步進電機的步進電機控制電路，其特征在于，作為所述步進電機控制電路，采用權利要求1所述的步進電機控制電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種步進電機控制電路和模擬電子鐘表，能夠包括中間靜止在內更準確地檢測旋轉狀況。旋轉檢測電路(110)在具有多個區(qū)間的檢測區(qū)間中，檢測由于步進電機(105)的旋轉而產生的感應信號(VRs)是否超過預定的基準閾值電壓時，在預定的區(qū)間中使感應信號(VRs)的極性反轉后檢測是否超過基準閾值電壓，控制單元在根據(jù)旋轉檢測電路(110)的檢測結果判定為是步進電機(105)進行中間靜止的前兆的情況下，立即利用校正驅動脈沖(P2)對步進電機(105)進行驅動控制。
文檔編號G04C3/14GK102201774SQ20111007064
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月25日
發(fā)明者長谷川貴則 申請人:精工電子有限公司