專利名稱：使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備，用于驅(qū)動(dòng)使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)以及檢測(cè)該步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已使用步進(jìn)電機(jī)作為用于在電子時(shí)鐘內(nèi)驅(qū)動(dòng)以使時(shí)針等旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。
圖2為一傳統(tǒng)上用于電子時(shí)鐘的步進(jìn)電機(jī)的構(gòu)造圖。在圖2中，提供給步進(jìn)電機(jī)一定子401、纏繞在定子401上的線圈307和安排在定子401內(nèi)部的兩個(gè)極的轉(zhuǎn)子402。定子401由飽和部分403和404形成。
當(dāng)供應(yīng)一矩形波的驅(qū)動(dòng)脈沖給線圈307且使得電流i沿圖2的箭頭標(biāo)記方向流動(dòng)時(shí)，在定子401中沿箭頭標(biāo)記方向產(chǎn)生磁通量。由此，飽和部分403和404被首先飽和，然后，通過在定子401產(chǎn)生的磁極和轉(zhuǎn)子402的磁極的相互作用，轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)180度。此后，通過使具有不同極性的電流交替流向線圈307，實(shí)現(xiàn)以上所述的類似作用并且轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向分別旋轉(zhuǎn)180度。
圖3和圖4為表示使傳統(tǒng)上用于電子時(shí)鐘的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備的電路圖，整體上構(gòu)成由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路構(gòu)成的電路。圖3為當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)以使旋轉(zhuǎn)時(shí)的作用說明圖，以及圖4為當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)時(shí)的說明圖。進(jìn)一步，圖5A表示在驅(qū)動(dòng)以使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)中使用的驅(qū)動(dòng)脈沖，以及圖5B表示在檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)中使用的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖。
在圖3和圖4中，P-溝道MOS晶體管301和302以及N-溝道MOS晶體管303和304為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的組成元件，并且步進(jìn)電機(jī)的線圈307在連接晶體管301和晶體管303的源極的點(diǎn)以及連接晶體管302和晶體管304的源的點(diǎn)之間連接。
同時(shí)，N-溝道MOS晶體管303到306、與晶體管305串聯(lián)連接的用于檢測(cè)的電阻器308和與晶體管306串聯(lián)連接的用于檢測(cè)的電阻器309以及比較器310為旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路的組成元件。
相應(yīng)的晶體管301到306的柵極連接在控制電路312中。
用于連接用于檢測(cè)的電阻器308和線圈307的點(diǎn)OUT2以及用于連接用于檢測(cè)的電阻器309和線圈307的點(diǎn)OUT1被連接至比較器310的輸入部分。進(jìn)一步，比較器310的輸入部分被輸入以閾電壓Vss。
在以上所述的結(jié)構(gòu)中，如圖3所示，當(dāng)通過控制電路312的控制，供應(yīng)圖5A的驅(qū)動(dòng)脈沖P1給控制電路312的輸入部分Vi時(shí)，晶體管302和303進(jìn)入ON狀態(tài)。由此，使得電流沿箭頭標(biāo)記方向流向線圈307并且如圖2所示，使轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
同時(shí)，緊接著電機(jī)驅(qū)動(dòng)周期之后，提供用于檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期。
在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期，控制電路312的輸入部分Vi被供應(yīng)以圖5的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)控制脈沖SP1。響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)檢測(cè)控制脈沖SP1，如圖4所示，在使晶體管303和306 ON的狀態(tài)下，控制電路進(jìn)行控制以使晶體管304 ON/OFF。
此時(shí)，從用于旋轉(zhuǎn)檢測(cè)的電阻器309和線圈307的連接點(diǎn)OUT1輸出檢測(cè)電壓。作為檢測(cè)電壓，被提供一具有如圖7(a)所示波形的信號(hào)。在圖7(a)中，當(dāng)轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向振蕩時(shí)，在VDD的下側(cè)產(chǎn)生檢測(cè)電壓，并且當(dāng)轉(zhuǎn)子402沿順時(shí)針方向振蕩時(shí)，在VDD的上側(cè)產(chǎn)生檢測(cè)電壓。
當(dāng)轉(zhuǎn)子402旋轉(zhuǎn)時(shí)，提供等于或低于預(yù)定閾電壓(依照常規(guī)實(shí)例的Vss)的檢測(cè)電壓并且從比較器310輸出高電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs。當(dāng)轉(zhuǎn)子402不旋轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)電壓不等于或低于閾電壓并且因此，從比較器310輸出處于低電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs?？蓮男D(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。在已完成旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)之后，晶體管303和304維持在ON狀態(tài)以由此對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
在相繼的電機(jī)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，供應(yīng)以下正常的驅(qū)動(dòng)脈沖P1至控制電路312的輸入部分Vi?？刂齐娐?12控制晶體管301和304至ON狀態(tài)且在與所述驅(qū)動(dòng)電流相反方向(與圖3的箭頭標(biāo)記相反的方向)的驅(qū)動(dòng)電流使得在線圈307流動(dòng)，并且轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
此時(shí)在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期，當(dāng)供應(yīng)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)控制脈沖SP1給控制電路312的輸入部分Vi時(shí)，控制晶體管304和305至ON并且控制晶體管303至ON/OFF。此時(shí)，從電阻器308和線圈307的連接點(diǎn)OUT2輸出檢測(cè)電壓且其電平由比較器310確定。類似于以上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)子402旋轉(zhuǎn)時(shí)，從比較器310輸出處于高電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs且當(dāng)轉(zhuǎn)子402不旋轉(zhuǎn)時(shí)，從比較器310輸出處于低電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs。電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)可從旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs來檢測(cè)。當(dāng)已完成旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)時(shí)，晶體管303和304進(jìn)入ON狀態(tài)以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
依照具有以上所述結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)，在轉(zhuǎn)子402由驅(qū)動(dòng)脈沖P1驅(qū)動(dòng)之后，轉(zhuǎn)子402以轉(zhuǎn)子402將要停止的位置為中心自由振蕩。緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后，轉(zhuǎn)子402的自由振蕩是相當(dāng)可觀的，進(jìn)一步，通過慣性，轉(zhuǎn)子402沿與常規(guī)旋轉(zhuǎn)方向(在以上所述常規(guī)實(shí)例中的逆時(shí)針方向)相同的方向振蕩。在圖4中，當(dāng)轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向振蕩時(shí)，使得電流沿箭頭標(biāo)記方向流動(dòng)。
同時(shí)，如圖6所示，相應(yīng)的晶體管303到306的等效電路由開關(guān)501和電阻器502的串聯(lián)電路和分別與所述串聯(lián)電路并聯(lián)連接的二極管503和電容器504構(gòu)成，并且相應(yīng)的晶體管303到306被等效看作具有沿一個(gè)方向的二極管的元件。
因此，即使當(dāng)步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的預(yù)定周期IT內(nèi)，沿反方向的轉(zhuǎn)子402的振蕩是相當(dāng)可觀的并且因此，如圖7(a)所示，有提供等于或低于閾電壓Vss的檢測(cè)電壓的情況。此后，當(dāng)轉(zhuǎn)子402沿順時(shí)針方向振蕩時(shí)，使得電流沿與圖4的箭頭標(biāo)記相反的方向流動(dòng)，并且由于二極管部件的影響，在與以VDD為中心的閾電壓Vss相反的一側(cè)提供限制于一常量電平的檢測(cè)電壓。此后，重復(fù)以上所述操作。
就是說，依照在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的預(yù)定周期IT內(nèi)提供的檢測(cè)電壓，不管電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)子402的大的自由振蕩，在用于檢測(cè)的電阻器309產(chǎn)生具有大峰值的檢測(cè)電壓，并且引起錯(cuò)誤地檢測(cè)到步進(jìn)電機(jī)在旋轉(zhuǎn)的問題。
傳統(tǒng)上，為了解決該問題，在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的預(yù)定周期IT內(nèi)不檢測(cè)旋轉(zhuǎn)且在周期IT過去之后實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)操作。盡管由此可防止錯(cuò)誤地將不旋轉(zhuǎn)檢測(cè)為旋轉(zhuǎn)，由于步進(jìn)電機(jī)的特性從而周期IT不同，并且因此，周期IT需要為相應(yīng)的電機(jī)設(shè)定，從而產(chǎn)生零件的材料、排列等的選擇變得極端復(fù)雜的問題。
發(fā)明概述通過簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)防止當(dāng)步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)的錯(cuò)誤檢測(cè)是本發(fā)明的一課題。
依照本發(fā)明，提供一種使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備，特征在于使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備中包括，串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件；串聯(lián)連接的第三和第四開關(guān)元件；在連接第一和第二開關(guān)元件的點(diǎn)和連接第三和第四開關(guān)元件的點(diǎn)之間連接的步進(jìn)電機(jī)的線圈；第一串聯(lián)電路，包括與第一開關(guān)元件并聯(lián)連接的第五開關(guān)元件和用于檢測(cè)的第一元件；第二串聯(lián)電路；包括與第三開關(guān)元件并聯(lián)連接的第六開關(guān)元件和用于檢測(cè)的第二元件；控制裝置，用于通過響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖來控制第一到第四開關(guān)以及響應(yīng)于緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后供應(yīng)的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖來控制第一、第三、第五和第六開關(guān)元件使電流流向線圈從而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；以及確定裝置，用于基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第一和第二元件與線圈之間的電壓和閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果來確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在，其中，控制裝置使在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后、在用于檢測(cè)的第一和第二元件與線圈之間、以預(yù)定電壓為基準(zhǔn)、在與閾電壓相反的方向上產(chǎn)生一檢測(cè)電壓的一側(cè)的第五或第六開關(guān)元件ON，在當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)第三開關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)之后控制使第一開關(guān)元件ON/OFF，并且在當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)第一開關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)之后使第三開關(guān)元件ON/OFF，并且確定裝置用于當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第一元件和線圈之間的電壓與閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在，并且當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第二元件和線圈之間的電壓與閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。
控制裝置使在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后、用于檢測(cè)的第一和第二元件與線圈之間、在與閾電壓的方向相反的方向產(chǎn)生一檢測(cè)電壓側(cè)的用于檢測(cè)的第五或第六元件ON，在當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)第三開關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)之后，控制以使第一開關(guān)元件ON/OFF，且在當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)第一開關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)之后控制使第三開關(guān)元件ON/OFF；控制裝置用于當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第一元件和線圈之間的電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在，并且當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第二元件和線圈之間的電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。
進(jìn)一步，可構(gòu)造一種結(jié)構(gòu)，其中，第一、第三、第五和第六開關(guān)元件由N-溝道MOS晶體管來構(gòu)成且第二和第四開關(guān)元件由P-溝道MOS晶體管來構(gòu)成。
進(jìn)一步，用于檢測(cè)的第一和第二元件可由電阻器構(gòu)成。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的優(yōu)選形式在伴隨的附圖中闡明，其中

圖1為依照本發(fā)明實(shí)施例的使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備的電路圖；圖2為通用步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖3為使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的的常規(guī)控制設(shè)備的電路圖；圖4為使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)常規(guī)的控制設(shè)備的電路圖；圖5闡明被用于使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備的信號(hào)的時(shí)序圖；圖6為通用N-溝道MOS晶體管的等效電路圖；以及圖7闡明使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備中的檢測(cè)電壓的波形圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說明將如以下參照附圖給出。
圖1為表示依照本發(fā)明實(shí)施例的使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備的電路圖，與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路結(jié)合構(gòu)造一電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，圖1為當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路對(duì)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的說明圖。
進(jìn)一步，與圖3和圖4相同的部分被附以相同的記號(hào)，并且圖1的旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備與圖3和圖4的旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備之間的差別保留在控制電路311和控制電路312之間的差別上且其它部分保持相同。
在圖1中，在正側(cè)電源端子VDD和負(fù)側(cè)電源端子Vss之間，提供源極被共用連接的N-溝道MOS晶體管303和P-溝道MOS晶體管301的串聯(lián)電路，以及源極被共用連接的N-溝道MOS晶體管304和P-溝道MOS晶體管302的串聯(lián)電路。各自的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
步進(jìn)電機(jī)的線圈307連接在晶體管301和晶體管303的連接點(diǎn)與晶體管302和晶體管304之間的連接點(diǎn)之間。
在晶體管303的漏極和源極之間，連接一與N-溝道MOS晶體管305和用于檢測(cè)的電阻器308串聯(lián)連接的第一串聯(lián)電路，進(jìn)一步，在晶體管304的漏極和源極之間，連接一與N-溝道MOS晶體管306和用于檢測(cè)的電阻器309串聯(lián)連接的第二串聯(lián)電路。
在此情況下，晶體管303構(gòu)成第一開關(guān)元件，晶體管301構(gòu)成第二開關(guān)元件，晶體管304構(gòu)成第三開關(guān)元件，晶體管302構(gòu)成第四開關(guān)元件，晶體管305構(gòu)成第五開關(guān)元件，晶體管306構(gòu)成第六開關(guān)元件，用于檢測(cè)的電阻器308構(gòu)成第一檢測(cè)元件以及用于檢測(cè)的電阻器309構(gòu)成第二檢測(cè)元件。
在用于確定步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)的比較器310的輸入部分，連接用于檢測(cè)的電阻器308和線圈307的連接點(diǎn)OUT2與用于檢測(cè)的電阻器309和線圈307的連接點(diǎn)OUT1，并且輸入預(yù)定閾電壓(依照本實(shí)施例的Vss)。通過在連接點(diǎn)OUT1和OUT2產(chǎn)生的電壓是否等于或低于閾電壓Vss，比較器310確定步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。在此情況下，比較器310構(gòu)成確定裝置。
相應(yīng)的晶體管301到306的柵極連接到控制電路311，該電路用于響應(yīng)于輸入到輸入部分Vi的信號(hào)來控制晶體管301到306?？刂齐娐?11構(gòu)成控制裝置。
晶體管301到304為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成元件，并且晶體管303到306、用于檢測(cè)的電阻器308和309、比較器310和控制電路311為旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路的構(gòu)成元件。進(jìn)一步，晶體管303和304以及控制電路311被用作電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路兩者的構(gòu)成元件。
依照如以上所述構(gòu)成的控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，圖5A的驅(qū)動(dòng)脈沖P1被輸入到控制電路311的輸入部分Vi。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖P1，在驅(qū)動(dòng)脈沖P1持續(xù)的時(shí)間周期內(nèi)，如圖3所示，控制電路311控制晶體管302和303到ON狀態(tài)。由此，使得電流在線圈307中沿箭頭標(biāo)記方向流動(dòng)并且如圖2所示，使轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
同時(shí)，緊接著完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖周期之后，提供用于檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期。在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期內(nèi)，控制電路311的輸入部分Vi被輸入以圖5B的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖SP1。響應(yīng)于用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖SP1，如圖1所示，在用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖SP1持續(xù)的時(shí)間周期內(nèi)，在使晶體管304和305 ON的狀態(tài)，依照構(gòu)成用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖SP1相應(yīng)的很小脈沖，控制電路311控制晶體管303ON/OFF狀態(tài)，以由此控制對(duì)晶體管303開關(guān)。在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)時(shí)間周期內(nèi)，當(dāng)提供等于或低于閾電壓Vss的檢測(cè)電壓時(shí)，確定步進(jìn)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)的，并且當(dāng)不提供等于或低于閾電壓Vss的檢測(cè)電壓時(shí)，確定步進(jìn)電機(jī)是不旋轉(zhuǎn)的。
同時(shí)，如圖6所示，相應(yīng)的晶體管303到306的等效電路由開關(guān)501和電阻器502的串聯(lián)電路和與該串聯(lián)電路并聯(lián)連接的二極管503和電容器504構(gòu)成，并且相應(yīng)的晶體管303到306被等效看作具有沿一個(gè)方向的二極管的元件。
在已通過驅(qū)動(dòng)脈沖使轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)之后，當(dāng)甚至緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后、轉(zhuǎn)子402通過慣性沿逆時(shí)針方向振蕩時(shí)，使得電流ib流動(dòng)并且因此，檢測(cè)電壓在VDD的上側(cè)產(chǎn)生，即以預(yù)定電壓為基準(zhǔn)在閾電壓Vss相反的方向。進(jìn)一步，通過等效二極管部件，限定檢測(cè)電壓等于或小于一常量值。
因此，在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的周期IT內(nèi)，依照?qǐng)D4中所示的常規(guī)實(shí)例，即使當(dāng)步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，也有提供等于或低于閾電壓Vss的可能性，然而，依照本實(shí)施例，如圖7B所示，在用于檢測(cè)的電阻器308和線圈307之間的連接點(diǎn)OUT2產(chǎn)生的檢測(cè)電壓，以預(yù)定電壓為基準(zhǔn)在閾電壓的相反側(cè)(依照本實(shí)施例，在與閾電壓相反極性的一側(cè))產(chǎn)生，并通過等效二極管限定于一常量電平。
此后，當(dāng)轉(zhuǎn)子402沿順時(shí)針方向振蕩時(shí)，使得圖1的電流ia流動(dòng)，并且通過二極管部件的影響，以預(yù)定電壓為基準(zhǔn)在閾電壓側(cè)(依照本實(shí)施例，在與閾電壓相同極性的一側(cè))提供檢測(cè)電壓。
當(dāng)轉(zhuǎn)子402旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子402明顯地進(jìn)行振蕩并且因此，產(chǎn)生大的電動(dòng)力且檢測(cè)電壓變?yōu)榈扔诨虻陀陬A(yù)定閾電壓Vss。在對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的電阻器308和線圈307之間的電壓與閾電壓Vss進(jìn)行比較的結(jié)果的基礎(chǔ)上，比較器310確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。在此情況下，由于檢測(cè)電壓變?yōu)榈扔诨虻陀陬A(yù)定閾電壓Vss，比較器310確定步進(jìn)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)的并輸出處于高電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs。
當(dāng)轉(zhuǎn)子402不旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子402的振蕩減弱且電動(dòng)力減小并且因此，檢測(cè)電壓不變?yōu)榈扔诨虻陀陬A(yù)定閾電壓Vss。因此，從比較器310輸出處于較低電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs。由此，可檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。
在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期內(nèi)，通過重復(fù)以上所述操作，當(dāng)提供等于或低于閾電壓Vss的閾電壓時(shí)，確定步進(jìn)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)的，并且當(dāng)不提供等于或低于閾電壓Vss的檢測(cè)電壓時(shí)，確定步進(jìn)電機(jī)是不旋轉(zhuǎn)的。
進(jìn)一步，在完成旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期之后，晶體管303和304維持在ON狀態(tài)以由此對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
在相繼的電機(jī)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，新供應(yīng)驅(qū)動(dòng)脈沖P1給控制電路311的輸入部分Vi。響應(yīng)于該驅(qū)動(dòng)脈沖P1，控制電路311控制晶體管301和304于ON狀態(tài)，因而使得沿與以上驅(qū)動(dòng)電流相反方向(與圖3的箭頭標(biāo)記相反的方向)的驅(qū)動(dòng)電流在線圈307中流動(dòng)，并且使轉(zhuǎn)子402沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在此情況下的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期內(nèi)，控制電路311控制晶體管303和306到ON狀態(tài)，并控制晶體管304 ON/OFF以由此對(duì)晶體管304進(jìn)行開關(guān)。
亦在此情況下，類似于以上所述，在周期IT內(nèi)，檢測(cè)電壓被限制并且通過此后產(chǎn)生的檢測(cè)電壓對(duì)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)。即在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期內(nèi)，通過對(duì)在用于檢測(cè)的電阻器309和線圈307之間的連接點(diǎn)OUT1產(chǎn)生的檢測(cè)電壓與閾電壓Vss進(jìn)行比較，確定旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。當(dāng)轉(zhuǎn)子402旋轉(zhuǎn)時(shí)，在連接點(diǎn)OUT1的檢測(cè)電壓變?yōu)榈扔诨虻陀陂撾妷篤ss并且因此，從比較器310輸出處于高電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs。當(dāng)轉(zhuǎn)子402不旋轉(zhuǎn)時(shí)，在連接點(diǎn)OUT1的檢測(cè)電壓不變?yōu)榈扔诨虻陀陂撾妷篤ss并且因此，從比較器310輸出處于低電平的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)Vs。由此，可檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)是否旋轉(zhuǎn)。當(dāng)已完成旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)之后，晶體管303和304維持在ON狀態(tài)以由此對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。
進(jìn)一步，盡管依照以上所述實(shí)施例，已給出在驅(qū)動(dòng)以使電機(jī)旋轉(zhuǎn)中的、驅(qū)動(dòng)以使電機(jī)42沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的一實(shí)例的說明，在使電機(jī)42沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的情況下，在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后的周期IT內(nèi)，轉(zhuǎn)子42沿順時(shí)針方向振蕩。因此，可構(gòu)造一結(jié)構(gòu)，其中在電機(jī)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖P1，驅(qū)動(dòng)晶體管302和303至ON狀態(tài)，并且在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期內(nèi)，緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后，晶體管303和306進(jìn)入ON狀態(tài)且晶體管304被控制ON/OFF。
就是說，緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后，使在某一側(cè)的晶體管305和306ON，在該側(cè)的晶體管305和306中，具有與閾電壓Vss相反極性的檢測(cè)電壓產(chǎn)生在晶體管305和306與線圈307之間；并且當(dāng)晶體管305進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，晶體管304進(jìn)入ON狀態(tài)且晶體管303被控制ON/OFF，并當(dāng)晶體管306進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，晶體管303進(jìn)入ON狀態(tài)且晶體管304被控制ON/OFF。由此，可防止在周期IT內(nèi)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
如以上所述，依照本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備，特征在于在使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備中包括，串聯(lián)連接的晶體管303和301；串聯(lián)連接的晶體管304和302；在連接晶體管303和301的點(diǎn)和連接晶體管304和302的點(diǎn)之間連接的步進(jìn)電機(jī)的線圈307；第一串聯(lián)電路，其包括與晶體管303并聯(lián)連接的晶體管305、和用于檢測(cè)的電阻器308；第二串聯(lián)電路，其包括與晶體管304并聯(lián)連接的晶體管306、和用于檢測(cè)的電阻器309；控制電路312，用于通過響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖P1來控制晶體管301到304，以及通過響應(yīng)于緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后供應(yīng)的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖SP1來控制晶體管303、304、305和306來使電流流向線圈307以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；以及比較器310，用于基于在用于檢測(cè)的電阻器308和309與線圈307之間的產(chǎn)生的電壓確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在，并且其中，控制電路311使在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后、在用于檢測(cè)的電阻器308和309與線圈307之間、以預(yù)定電壓VDD為基準(zhǔn)、在閾電壓Vss相反方向上產(chǎn)生一檢測(cè)電壓的一側(cè)的晶體管305或晶體管306 ON。在當(dāng)晶體管305進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)晶體管304進(jìn)入ON狀態(tài)之后控制使晶體管303ON/OFF，并且在當(dāng)晶體管306進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)晶體管303進(jìn)入ON狀態(tài)之后控制使晶體管304 ON/OFF；以及比較器310用于，當(dāng)晶體管305進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的電阻器308和線圈307之間的電壓與閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在，并且當(dāng)晶體管306進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的電阻器309和線圈307之間的電壓與閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。
因此，通過一簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，可防止在步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)情況下的錯(cuò)誤檢測(cè)。即緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖P1之后提供的檢測(cè)電壓在與閾電壓Vss方向相反的方向被產(chǎn)生，并且因此，即使在盡管步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)而步進(jìn)電機(jī)的電動(dòng)電壓卻變高的情況下，不對(duì)該電壓進(jìn)行檢測(cè)且錯(cuò)誤檢測(cè)的情況被消除。
進(jìn)一步，當(dāng)構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)的零件附著度差、或使用具有大磁阻的零件時(shí)，在完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后的制動(dòng)力被減弱且即使當(dāng)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，提供大電動(dòng)力的周期被延長(zhǎng)，然而，依照本實(shí)施例，進(jìn)一步，即使能使用具有大磁阻的零件，增加零件附著度是不必要的并且因此，達(dá)到便于設(shè)計(jì)的效果。
依照本發(fā)明，在不使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的情況下可通過簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)將檢測(cè)電壓限制為低。因此，即使當(dāng)電機(jī)零件中有偏差時(shí)，可精確檢測(cè)其旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種控制以使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，特征在于在使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備中包括，串聯(lián)連接的第一和第二開關(guān)元件；串聯(lián)連接的第三和第四開關(guān)元件；在連接第一和第二開關(guān)元件的點(diǎn)和連接第三和第四開關(guān)元件的點(diǎn)之間連接的步進(jìn)電機(jī)的線圈；第一串聯(lián)電路，包括與第一開關(guān)元件并聯(lián)連接的第五開關(guān)元件和用于檢測(cè)的第一元件；第二串聯(lián)電路，包括與第三開關(guān)元件并聯(lián)連接的第六開關(guān)元件和用于檢測(cè)的第二元件；控制裝置，用于通過響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)脈沖來控制第一到第四開關(guān)以及通過響應(yīng)于緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后供應(yīng)的用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的控制脈沖來控制第一、第三、第五和第六開關(guān)元件，使電流流向線圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；以及確定裝置，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第一和第二元件與線圈之間的電壓和閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果來確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在其中，控制裝置使在緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后、在用于檢測(cè)的第一和第二元件與線圈之間、以預(yù)定電壓為基準(zhǔn)、在與閾電壓的方向相反方向產(chǎn)生一檢測(cè)電壓的一側(cè)的第五或第六開關(guān)元件ON，在當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)第三開關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)之后控制使第一開關(guān)元件ON/OFF，并且在當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)第一開關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)之后控制使第三開關(guān)元件ON/OFF；以及其中確定裝置用于，當(dāng)?shù)谖彘_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第一元件和線圈之間的電壓與閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在，并且當(dāng)?shù)诹_關(guān)元件進(jìn)入ON狀態(tài)時(shí)，基于對(duì)產(chǎn)生于用于檢測(cè)的第二元件和線圈之間的電壓與閾電壓進(jìn)行比較的結(jié)果，確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的存在或不存在。
2.依照權(quán)利要求1的使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備；其中第一、第三、第五和第六開關(guān)元件由N-溝道MOS晶體管構(gòu)成且第二和第四開關(guān)元件由P-溝道MOS晶體管構(gòu)成。
3.依照權(quán)利要求1的使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的控制設(shè)備；其中用于檢測(cè)的第一和第二元件由電阻器構(gòu)成。
4.依照權(quán)利要求2的使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備；其中用于檢測(cè)的第一和第二元件由電阻器構(gòu)成。
全文摘要
通過一簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)防止當(dāng)步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)的錯(cuò)誤檢測(cè)。在使晶體管ON的狀態(tài)下緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后在旋轉(zhuǎn)檢測(cè)周期控制電路使晶體管ON/OFF。比較器將檢測(cè)電壓與閾電壓Vss進(jìn)行比較,該檢測(cè)電壓在用于檢測(cè)的電阻器和線圈之間的連接點(diǎn)OUT2產(chǎn)生,當(dāng)檢測(cè)電壓等于或低于Vss時(shí)確定步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并當(dāng)檢測(cè)電壓不是等于或低于Vss時(shí)確定步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。在此情況下,緊接著完成驅(qū)動(dòng)脈沖之后電流ia不流動(dòng)并且因此,在連接點(diǎn)OUT2產(chǎn)生的檢測(cè)電壓變?yōu)榫哂信c閾電壓Vss相反極性的電壓并不變?yōu)榈扔诨虻陀赩ss并且因此,比較器確定步進(jìn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P8/38GK1388422SQ0212223
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月30日
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