CN101860312A - 步进电机控制电路以及模拟电子钟表 - Google Patents

Abstract

步进电机控制电路以及模拟电子钟表，其能准确判别驱动余力而进行基于恰当驱动脉冲的驱动控制，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位偏移也能准确判别驱动余力。在通常负荷状态下，将步进电机的检测区间分为在以转子为中心的XY坐标空间的第3象限中判定转子的正向旋转状况的第1区间、在第3象限中判定转子的正向旋转状况及最初的逆向旋转状况的第2区间、判定第3象限中转子最初的逆向旋转状况的第3区间、判定第3象限中转子最初的逆向旋转后的旋转状况的第4区间，当旋转检测单元在第2区间检测到超过基准阈值电压的感应信号时，控制电路延长接在第2区间后的第3区间，根据第1区间至第4区间的感应信号的模式，对步进电机进行驱动控制。

Description

步进电机控制电路以及模拟电子钟表

技术领域

本发明涉及步进电机控制电路以及使用了所述步进电机控制电路的模拟电子钟表。

背景技术

一直以来，在模拟电子钟表等中使用如下这样的步进电机：该步进电机具有：定子，其具有转子收容孔以及确定转子停止位置的定位部；配置在所述转子收容孔内的转子；以及线圈，该步进电机向所述线圈提供交变信号来使所述定子产生磁通，由此使所述转子旋转，并且使所述转子停止在与所述定位部对应的位置处。

作为所述步进电机的控制方式，使用过如下的校正驱动方式，即：在利用主驱动脉冲来驱动步进电机时，通过检测因所述步进电机的旋转自由振动而产生的感应信号来检测是否发生了旋转，根据是否发生了旋转，或者变更成脉宽不同的主驱动脉冲来进行驱动，或者利用脉宽比主驱动脉冲大的校正驱动脉冲来进行强制旋转(例如参照专利文献1～3)。

另外，在专利文献4中，还设置了这样的单元：其在检测所述步进电机的旋转时，除了检测感应信号以外，还将检测时刻与基准时间进行比较判别，在用主驱动脉冲P11对步进电机进行了旋转驱动之后，如果感应信号低于规定的基准阈值电压Vcomp，则输出校正驱动脉冲P2，下一个主驱动脉冲P1变更成能量比所述主驱动脉冲P11更大的主驱动脉冲P12来进行驱动。如果利用主驱动脉冲P12进行旋转时的检测时刻比基准时间早，则通过从主驱动脉冲P12变更成主驱动脉冲P11来利用与驱动时的负荷对应的主驱动脉冲P1进行旋转，降低了消耗电流。

然而，基于转子自由振动的感应信号的峰值产生时刻具有这样的趋势：如果驱动能量比负荷大，则峰值产生时刻提前，而如果驱动能量比负荷小，则峰值产生时刻滞后。另外，受到轮系负荷变动的影响，存在峰值电压的偏差与时间经过成比例地增大的问题。另外，由于各个机芯也存在负荷偏差，因此，存在难以根据感应信号的峰值产生时刻来进行稳定的驱动脉冲控制的问题。

另外，在因步进电机构造上的偏差而导致转子的静止位置发生偏移的情况下，产生的感应信号的相位发生偏移，从而虽然具有驱动余量，但仍有可能针对单侧的极性而判定为不具有驱动余量，导致无谓地进行了脉冲上升。

另外，在可通过改变脉冲长度来改变驱动脉冲能量的脉冲控制方式中，也存在因驱动脉冲结束的定时的不同而引起检测时间滞后、从而可能发生误检测的问题。

专利文献1：日本特公昭63-18148号公报

专利文献2：日本特公昭63-18149号公报

专利文献3：日本特公昭57-18440号公报

专利文献4：WO2005/119377号公报

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其课题在于，准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能准确地判别驱动余力。

根据本发明，提供一种步进电机控制电路，其特征在于，该步进电机控制电路具有：旋转检测单元，其检测因步进电机的转子旋转而产生的感应信号，根据所述感应信号是否在规定的检测区间内超过规定的基准阈值电压来检测所述步进电机的旋转状况；以及控制单元，其根据所述旋转检测单元的检测结果，利用能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的某一个或能量比所述各主驱动脉冲大的校正驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制，将所述检测区间划分成紧接在主驱动脉冲的驱动之后的第1区间、所述第1区间之后的第2区间、所述第2区间之后的第3区间以及所述第3区间之后的第4区间，当所述旋转检测单元在所述第2区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元将接在该第2区间之后的第3区间延长，根据所述第1区间至第4区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制。

当旋转检测单元在第2区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，控制单元将接在该第2区间之后的第3区间延长，根据第1区间至第4区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对步进电机进行驱动控制。

这里，可以构成为，在所述旋转检测单元在所述第1区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的情况下，即使在接在该第1区间之后的第2区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元也不将接在该第2区间之后的第3区间延长。

另外，可以构成为，所述控制单元在延长了所述第3区间的情况下，以不改变所述检测区间的长度的方式，将接在该第3区间之后的第4区间缩短。

另外，可以构成为，所述各主驱动脉冲被构成为梳齿状，且脉宽相同。

另外，根据本发明，提供一种步进电机控制电路，其特征在于，该步进电机控制电路具有：旋转检测单元，其检测因步进电机的转子旋转而产生的感应信号，根据所述感应信号是否在规定的检测区间内超过规定的基准阈值电压来检测所述步进电机的旋转状况；以及控制单元，其根据所述旋转检测单元的检测结果，利用能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的某一个或能量比所述各主驱动脉冲大的校正驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制，将所述检测区间划分成紧接在主驱动脉冲的驱动之后的第1区间、所述第1区间之后的第5区间、所述第5区间之后的第6区间、所述第6区间之后的第3区间以及所述第3区间之后的第4区间，当所述旋转检测单元在所述第1区间内未检测到超过所述基准阈值电压的感应信号且在所述第5区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元将紧接在上述第6区间之后的第3区间延长第1规定长度，根据所述第1区间以及第3区间至第6区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制。

当旋转检测单元在第1区间内未检测到超过基准阈值电压的感应信号且在第5区间内检测到超过基准阈值电压的感应信号时，控制单元将紧接在山所第6区间之后的第3区间延长第1规定长度，根据所述第1区间以及第3区间至第6区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对步进电机进行驱动控制。

这里，可以构成为，当所述旋转检测单元在所述第1区间以及第5区间内未检测到超过所述基准阈值电压的感应信号且在所述第6区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元将接在该第6区间之后的第3区间延长比所述第1规定长度长的第2规定长度，根据所述第1区间以及第3区间至第6区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制。

另外，可以构成为，所述控制单元在延长了所述第3区间的情况下，将接在该第3区间之后的第4区间缩短。

另外，可以构成为，所述各主驱动脉冲被构成为矩形波状，且脉宽不同。

另外，根据本发明，提供一种模拟电子钟表，该模拟电子钟表具有：对时刻指针进行旋转驱动的步进电机；以及对所述步进电机进行控制的步进电机控制电路，该模拟电子钟表的特征在于，使用上述任意一个方面所述的步进电机控制电路作为所述步进电机控制电路。

根据本发明的步进电机控制电路，能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能够准确地判别驱动余力。

根据本发明的模拟电子钟表，由于能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能够准确地判别驱动余力，因此，能够进行准确的计时动作。

附图说明

图1是本发明的实施方式的模拟电子钟表的框图。

图2是本发明的实施方式的模拟电子钟表所使用的步进电机的结构图。

图3是用于说明本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图4是用于说明本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图5是用于说明本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图6是用于说明本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图7是说明本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的判定表。

图8是用于说明本发明的另一实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图9是用于说明本发明的另一实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图10是用于说明本发明的另一实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的时序图。

图11是说明本发明的另一实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作的判定表。

图12是本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的流程图。

图13是本发明的另一实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的流程图。

标号说明

101振荡电路；102分频电路；103控制电路；104主驱动脉冲产生电路；105校正驱动脉冲产生电路；106电机驱动电路；107步进电机；108旋转检测电路；109模拟显示部；201定子；202转子；203转子收容用贯通孔；204、205缺口部(内部切口)；206、207缺口部(外部切口)；208磁芯；209线圈；210、211饱和部；OUT1第1端子；OUT2第2端子。

具体实施方式

下面，使用附图来对本发明的实施方式的电机控制电路以及模拟电子钟表进行说明。并且，在各图中，对相同部分标注了相同符号。

图1是本发明的实施方式的使用了步进电机控制电路的模拟电子钟表的框图，其示出了模拟电子手表的例子。

首先，说明本实施方式的概要，将检测步进电机旋转的区间T划分为紧接在主驱动脉冲的驱动之后的第1区间T1a、第1区间T1a之后的第2区间T1b、第2区间T1b之后的第3区间T2、以及第3区间T2之后的第4区间T3。

在通常负荷状态下(例如，步进电机107的负荷只有时刻指针的状态)，所述第1区间是在以所述转子为中心的XY坐标空间的第3象限中判定所述转子的正向旋转状况的区间，所述第2区间是在所述第3象限中判定所述转子的正向旋转状况以及最初的逆向旋转状况的区间，所述第3区间是判定所述第3象限中所述转子的最初的逆向旋转状况的区间，所述第4区间是判定所述第3象限中所述转子的最初的逆向旋转后的旋转状况的区间。

在转子的旋转失去余力的情况下，因步进电机的旋转自由振动产生的感应信号VRs连续在第1区间T1a、第2区间T1b中出现，表示旋转余力减少了的状态。

在主驱动脉冲P1的驱动能量为通常驱动能量的情况下以及在驱动力略微降低的情况下，主驱动脉冲的切断定时经过了第1区间T1a，因此，超过规定基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs不会出现在第1区间T1a中，而是出现在第2区间T1b以后。

两者的感应信号VRs的峰值产生时刻均发生在第2区间T1b中，因此，无法判别是前者还是后者，但通过与第1区间T1a中的感应信号VRs的检测结果相组合，能够对失去了余力的转子旋转状态、通常驱动、驱动力略微降低的状态等进行区分。

正是根据这样的特征，来准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制。在本实施方式中，在第2区间T1b中的感应信号VRs超过规定基准电压Vcomp的情况下(判定值为“1”的情况)，判定为临界旋转，使主驱动脉冲上升1级。由此，不进行校正驱动脉冲P2的驱动，即可实现高效的校正驱动脉冲控制，因此能够实现低功耗。

另外，在本实施方式中，能够根据第1区间T1a和第2区间T1b的检测区间中的感应信号VRs来检测转子的旋转状态，从而判定是保持为驱动能量相同的脉冲还是变更为驱动能量小的脉冲。

例如，根据感应信号VRs与基准阈值电压Vcomp的比较结果，切换为变更了能量的驱动脉冲。举个具体例，在第1区间T1a的感应信号VRs超过基准阈值电压Vcomp且第3区间T2的感应信号VRs超过基准阈值电压Vcomp的情况下，不变更主驱动脉冲P1，而是保持为驱动能量相同的主脉冲P1。

由此，能够可靠地判别通常驱动、驱动力略微降低的转子旋转状态、不具有转子旋转余力的旋转状态等，能够防止误判定。另外，能够利用感应信号VRs来捕捉转子即将不旋转之前的动作，能够高效地控制是否进行校正驱动P2的驱动控制，因此，还有助于低功耗。

并且，在本实施方式中，当在第2区间T1b中检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，通过将接着该第2区间的第3区间T2延长规定时间，从而即使因步进电机的结构上的偏差而导致感应信号VRs产生相位偏移，也能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制。由此，能够实现高效的校正驱动脉冲控制，还能够实现低功耗。

下面，对本发明的实施方式进行详细的说明。

在图1中，模拟电子钟表具有：振荡电路101，其产生规定频率的信号；分频电路102，其对振荡电路101产生的信号进行分频，产生作为计时基准的时钟信号；控制电路103，其进行构成电子钟表的各电路要素的控制以及驱动脉冲的变更控制等控制；以及主驱动脉冲产生电路104，其从步进电机旋转驱动用的多个主驱动脉冲P1中选择并输出与来自控制电路103的控制信号对应的主驱动脉冲P1。

另外，模拟电子钟表具有：校正驱动脉冲产生电路105，其根据来自控制电路103的脉冲控制信号输出校正驱动脉冲P2，该校正驱动脉冲P2用于对步进电机107进行强制旋转驱动；电机驱动电路106，其响应于来自主驱动脉冲产生电路104的主驱动脉冲P1以及来自校正驱动脉冲产生电路105的校正驱动脉冲P2，对步进电机107进行旋转驱动；步进电机107；模拟显示部109，其由步进电机107旋转驱动，且具有用于显示时刻的时刻指针；以及旋转检测电路108，其在规定的检测区间内检测因步进电机107的旋转而产生的感应信号VRs。

控制电路103还具有作为区间判别电路的功能等，该区间判别电路对旋转检测电路108检测到因步进电机107的旋转而超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的时刻与检测该感应信号VRs的区间进行比较，判别是在哪个区间内检测到所述感应信号VRs。并且，将检测步进电机107是否旋转的检测期间划分为4个区间。

旋转检测电路108利用与上述专利文献1记载的旋转检测电路相同的原理，检测因步进电机107的旋转驱动后的自由振动而产生的超过规定基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs。

另外，振荡电路101以及分频电路102构成信号产生单元，模拟显示部109构成显示单元。旋转检测电路108构成旋转检测单元，控制电路103构成控制单元。主驱动脉冲产生电路104以及校正驱动脉冲产生电路105构成驱动脉冲产生单元。另外，电机驱动电路106构成电机驱动单元。

图2是本发明的实施方式中使用的步进电机107的结构图，其示出了在模拟电子钟表中一般使用的时钟用步进电机的示例。

在图2中，步进电机107具有：定子201，其具有转子收容用贯通孔203；转子202，其可旋转地配置在转子收容用贯通孔203中；磁芯208，其与定子201接合；以及线圈209，其缠绕在磁芯208上。在将步进电机105用于模拟电子钟表的情况下，用螺钉(未图示)将定子201和磁芯208固定到基板(未图示)上，使它们彼此接合。线圈209具有第一端子OUT1和第二端子OUT2。

转子202被磁化出两极(S极和N极)。在由磁性材料形成的定子201的外端部的隔着转子收容用贯通孔203而彼此相对的位置上，设置有多个(本实施方式中为两个)缺口部(外部切口)206、207。在各个外部切口206、207与转子收容用贯通孔203之间设有饱和部210、211。

饱和部210、211构成为，不会因转子202的磁通而发生磁饱和，而是当线圈209被励磁时达到磁饱和而增加其磁阻。转子收容用贯通孔203构成为圆孔形状，且在轮廓为圆形的贯通孔的相对部分处一体地形成有多个(在本实施方式中为两个)半月状的缺口部(内部切口)204、205。

缺口部204、205构成用于确定转子202的停止位置的定位部。在线圈209未被励磁的状态下，转子202如图2所示稳定地停止在与所述定位部对应的位置处，换言之，停止在转子202的磁极轴与连接缺口部204、205的线段垂直的位置(角度θ₀的位置)处。将以转子202的旋转轴(旋转中心)为中心的XY坐标空间划分为4个象限(第1象限I～第4象限IV)。

现在，当从主驱动脉冲产生电路104向线圈209的端子OUT1、OUT2之间提供了矩形波驱动脉冲(例如设第1端子OUT1侧为正极、第2端子OUT2侧为负极)而在图2的箭头方向上流过电流i时，在定子201上沿虚线箭头方向产生磁通。由此，饱和部210、211饱和而磁阻增大，然后，由于在定子201上产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用，转子202向正向(图2的逆时针方向)旋转180度，磁极轴稳定地停止在角度θ₁的位置处。另外，设通过对步进电机107进行旋转驱动来进行通常动作(由于在本实施方式中为模拟电子钟表，因此是指走针动作)的旋转方向为正向、其相反方向为逆向。

接着，当从主驱动脉冲产生电路104向线圈209的端子OUT1、OUT2提供了相反极性的矩形波驱动脉冲(为了产生与上述驱动相反的极性而设第1端子OUT1侧为负极、第2端子OUT2侧为正极)而在图2的反箭头方向上流过电流时，在定子201中沿反虚线箭头方向产生磁通。由此，首先，饱和部210、211饱和，然后，由于在定子201中产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用，转子202向与上述相同的方向(正向)旋转180度，磁极轴稳定地停止在角度θ₀的位置处。

然后，以这种方式向线圈209提供极性不同的信号(交变信号)来重复进行上述动作，从而能够使转子202沿箭头方向以180°的步长连续旋转。并且，如后所述，在本实施方式中，作为驱动脉冲，使用了能量彼此不同的多个主驱动脉冲P10～P1m以及校正驱动脉冲P2。

图3～图6是在本实施方式中利用主驱动脉冲P1来驱动步进电机107时的时序图。

在图3～图6中，P1表示主驱动脉冲，并且表示用主驱动脉冲P1对转子202进行旋转驱动的区间。各主驱动脉冲P1构成为梳齿状，其是与驱动能量的大小无关的脉宽恒定的脉冲。构成各主驱动脉冲P1的梳齿状的占空比构成为彼此不同，由此，各主驱动脉冲P1的驱动能量构成为彼此不同。

检测区间T被划分为紧接在主驱动脉冲P1的驱动之后的规定时间的第1区间T1a、第1区间T1a之后的规定时间的第2区间T1b、第2区间T1b之后的规定时间的第3区间T2、以及第3区间T2之后的规定时间的第4区间T3。这样，将从主驱动脉冲P1的驱动之后紧接着开始的整个检测区间T划分为多个区间(在本实施方式中为4个区间T1a～T3)。另外，在本实施方式中，没有设置不检测感应信号的期间，即屏蔽区间。

在把以转子202为中心、转子202的主磁极随转子202的旋转而位于不同位置的XY坐标空间划分成第1象限I～第4象限IV的情况下，第1区间T1a～第4区间T3可表示如下。

即，在像负荷只有时刻指针的情况等、负荷为通常驱动负荷(通常负荷)的状态下，第1区间T1a是在第3象限III中判定转子202的正向(逆时针方向)旋转状况的区间，第2区间T1b是在第3象限III中判定转子202的正向旋转状况以及最初的逆向(顺时针方向)旋转状况的区间，第3区间T2是判定第3象限III中转子202的最初的逆向旋转状况的区间，第4区间T3是判定第3象限III中转子202的最初的逆向旋转后的旋转状况的区间。

另外，在对通常负荷增加了微小负荷的状态下(负荷增量小)，第1区间T1a是在第2象限II中判定转子202的旋转状况的区间，第2区间T1b是判定第2象限II中转子202的旋转状况以及第3象限III中转子202的最初的正向旋转状况的区间，第3区间T2是判定第3象限III中转子202的最初的正向以及最初的逆向旋转状况的区间，第4区间T3是判定第3象限III中转子202的最初的逆向旋转后的旋转状况的区间。

Vcomp是判定由步进电机107产生的感应信号VRs的电平的基准阈值电压，该基准阈值电压Vcomp被设定为；在步进电机107发生了旋转等转子202进行一定程度的较大动作的情况下，感应信号VRs将超过基准阈值电压Vcomp，而在步进电机107未旋转等转子202未达到一定程度的较大动作的情况下，感应信号VRs不会超过基准阈值电压Vcomp。

图7是对本实施方式的动作进行总结的判定表，其被预先存储在控制电路103中。在图7中，将旋转检测电路108检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时的判定值表示为“1”，将旋转检测电路108未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时的判定值表示为“0”。另外，“1/0”表示判定值可以是“1”、“0”中的任何一个。

如图7所示，当旋转检测电路108检测有无超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103生成判定所述感应信号的检测时期的模式(第1区间T1a的判定值、第2区间T1b的判定值、第3区间T2的判定值、第4区间T3的判定值)，参照存储在控制电路103内部的图7的判定表，对主驱动脉冲产生电路104以及校正脉冲产生电路105进行控制，进行主驱动脉冲P1的脉冲上升、脉冲下降或校正驱动脉冲P2的驱动等的驱动脉冲控制，对步进电机107进行旋转控制。

例如，如图3所示，在模式为(1，0，1，0)的情况下，在基于此时的主驱动脉冲P1的步进电机107的驱动中，驱动能量不具有余量，因而控制电路103判定为能量恰当的旋转(无余量旋转)，控制为使主驱动脉冲P1的等级保持不变(等级保持)。在该情况下，第1区间T1a的判定值为“1”，而第2区间T1b的判定值为“0”，因此，控制电路103判定为感应信号VRs不存在相位偏移，不进行第3区间T2的区间控制。

另外，如图4所示，在模式为(1，0，0，1)的情况下，在基于此时的主驱动脉冲P1的步进电机107的驱动中，驱动能量处于临界状态，因而控制电路103判定为有可能在下次驱动时变为不旋转(临界旋转)，因此，不进行校正驱动脉冲P2的驱动，而是提前对主驱动脉冲P1的等级进行控制(等级上升)，使其升高1级。在该情况下，第1区间T1a的判定值也为“1”，且第2区间T1b的判定值为也“0”，因此，控制电路103判定为感应信号VRs不存在相位偏移，不进行第3区间T2的区间控制。

另一方面，图5所示，假设模式为(0，1，0，1)，在不进行区间控制的情况下，控制电路103判定为基于此时的主驱动脉冲P1的步进电机107的驱动为临界旋转，对主驱动脉冲P1的等级进行控制(等级上升)，使其上升1级。

但是，在本实施方式中，由于第1区间T1a的判定值为“0”且第2区间T1b的判定值为“1”，因此，控制电路103判定为感应信号VRs发生了相位偏移，如图6所示，通过进行第3区间T2的区间控制，将接在所述第2区间T1b之后的第3区间T2延长规定时间。即，控制电路103判定为延迟一定时间而发生了图3的模式(相位偏移)，使第3区间T2延长规定时间。

由此，控制电路103将由上述主驱动脉冲P1的驱动产生的模式判定为(0，1，1，0)，不进行等级上升而是保持等级不变。

图12是示出本实施方式的处理的流程图，主要示出了控制电路103的处理。

下面，参照图1～图7、图12，对本发明的实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作进行详细说明。

在图1中，振荡电路101产生规定频率的信号，分频电路102对振荡电路101产生的所述信号进行分频，产生作为计时基准的时钟信号，并将其输出到控制电路103以及主驱动脉冲产生电路104。

控制电路103向主驱动脉冲产生电路104输出主驱动脉冲控制信号，以利用规定能量的主驱动脉冲P1对步进电机107进行旋转驱动(步骤S1201)。主驱动脉冲产生电路104响应于主驱动脉冲控制信号，向电机驱动电路106输出相应的所述规定能量的主驱动脉冲P1。电机驱动电路106利用所述主驱动脉冲P1对步进电机107进行旋转驱动。步进电机107被所述主驱动脉冲P1旋转驱动而对显示部109进行驱动。由此，步进电机107构成为在正常工作时利用所述主驱动脉冲P1可靠地进行旋转，因此，在显示部109上时刻指针正常地进行当前时刻显示。

旋转检测电路108在检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，向控制电路103通知该情况。

控制电路103判定为旋转检测电路108在第1区间T1a、第2区间T1b、第3区间T2、第4区间T3中的任何区间内均未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(在第1区间T1a、第2区间T1b、第3区间T2、第4区间T3内均未旋转)(检测模式为(0，0，0，0))，即，判定为未旋转(步骤S1202、S1203、S1204、S1205)，向校正驱动脉冲产生电路105输出校正驱动脉冲控制信号来进行控制，使得输出校正驱动脉冲P2(步骤S1206)。

校正驱动脉冲产生电路105响应于所述校正驱动脉冲控制信号，向电机驱动电路106输出校正驱动脉冲P2。

电机驱动电路106利用校正驱动脉冲P2对步进电机107进行旋转驱动。步进电机107受到校正驱动脉冲P2的强制的旋转驱动，其结果，显示部109被驱动，在显示部109上，时刻指针进行当前时刻显示。

同时，控制电路103向主驱动脉冲产生电路104输出脉冲上升控制信号，对主驱动脉冲P1进行控制，以使其升高1级(步骤S1207)。电机驱动电路106在下次驱动时利用升高了1级的主驱动脉冲，对步进电机107进行旋转驱动。

如果在处理步骤S1205中判定为旋转检测电路108在第4区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(检测模式为(0，0，0，1)，即，判定为临界旋转，则控制电路103不输出校正驱动脉冲P2，而是转移到处理步骤S1207，实施脉冲上升。

如果在处理步骤S1204中判定为旋转检测电路108在第3区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(检测模式为(0，0，1，0/1)，即，判定为带余量旋转，则控制电路103不进行主驱动脉冲P1的等级控制。

如果在处理步骤S1203中判定为旋转检测电路108在第2区间T1b内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(最初的2个区间的模式为(0，1)，则控制电路103进行区间控制，将第3区间T2延长规定时间，之后转移到处理步骤S1204(步骤S1209)(参照图5、图6)。

另一方面，在处理步骤S1202中判定为旋转检测电路108在第1区间T1a内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下，当判定为在第3区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103转移到处理步骤S1205，而当判定为在第3区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103不进行等级控制(步骤S1208)。

如上所述，根据本实施方式的步进电机控制电路，当旋转检测电路108在第1区间T1a内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs而是在第2区间内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，将接在该第2区间之后的第3区间延长，根据第1区间至第4区间中的感应信号VRs的模式，对步进电机107进行驱动控制。

这样，在第2区间T1b中判定值为“1”的情况下，判定为感应信号VRs发生了相位偏移，将第3区间T2延长规定时间，因此，能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能够准确地判别驱动余力。

另外，根据本实施方式的模拟电子钟表，由于能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能够准确地判别驱动余力，因此，具有能够进行准确的计时动作等的效果。

接着，对本发明的另一实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表进行说明。

该另一实施方式的框图以及步进电机的结构图与图1以及图2相同。

图8～图10是在该另一实施方式中利用主驱动脉冲P1对步进电机107进行驱动时的时序图。

在图8～图10中，P1表示主驱动脉冲，并且表示用主驱动脉冲P1对转子202进行旋转驱动的区间。各主驱动脉冲P1构成为矩形波状，是脉宽与驱动能量的大小成比例地变化的脉冲。

检测区间T被划分为紧接在主驱动脉冲P1的驱动之后的规定时间的第1区间T1a、第1区间T1a之后的规定时间的第5区间T1b、第5区间T1b之后的规定时间的第6区间T1c、第6区间之后的规定时间的第3区间T2、以及第3区间T2之后的规定时间的第4区间T3。这样，将从主驱动脉冲P1的驱动之后紧接着开始的整个检测区间T划分为多个区间(在本实施方式中为5个区间T1a～T3)。即，构成为，将上述实施方式的第2区间T1b等分为第5区间T1b以及第6区间T1c。另外，在本实施方式中，没有设置不检测感应信号VRs的期间，即屏蔽区间。

在把以转子202为中心、转子202的主磁极随转子202的旋转而位于不同位置的XY坐标空间划分成第1象限I～第4象限IV的情况下，第1区间T1a～第4区间T3可表示如下。

即，将检测转子202的旋转的检测区间划分为紧接在主驱动脉冲P1的驱动之后的第1区间T1a、第1区间T1a之后的第5区间T1b、第5区间T1b之后的第6区间T1c、第6区间之后的第3区间T2、以及第3区间T2之后的第4区间T3，在通常负荷状态下，第1区间T1a是在以转子202为中心的XY坐标空间的第3象限III中判定转子202的正向旋转状况的区间，第5区间T1b以及第6区间T1c是在第3象限III中判定转子202的正向旋转状况以及最初的逆向旋转状况的区间，第3区间T2是判定第3象限III中转子202的最初的逆向旋转状况的区间，第4区间T3是判定第3象限III中转子202的最初的逆向旋转后的旋转状况的区间。

图11是对该另一实施方式的动作进行总结的判定表，其被预先存储在控制电路103中。

如图11所示，当旋转检测电路108检测有无超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103生成判定所述感应信号VRs的检测时期的模式(第1区间T1a的判定值、第5区间T1b的判定值、第6区间T1c的判定值、第3区间T2的判定值、第4区间T3的判定值)，参照存储在控制电路103内部的图11的判定表，对主驱动脉冲产生电路104以及校正驱动脉冲产生电路105进行控制，进行主驱动脉冲P1的脉冲上升、脉冲下降或校正驱动脉冲P2的驱动等的驱动脉冲控制，对步进电机107进行旋转控制。

例如，在如图8所示模式为(1，0，0，1，0)的情况下，在基于此时的主驱动脉冲P1的步进电机107的驱动中，驱动能量不具有余量，因而控制电路103判定为能量适当的旋转(无余量旋转)，控制为不变更主驱动脉冲P1的等级，而是保持不变(等级保持)。在该情况下，由于第1区间T1a的判定值为“1”，因此，控制电路103判定为在第1区间T1a内产生了恰当的感应信号VRs而不存在感应信号VRs的相位偏移，不进行第3区间T2的区间控制。

另一方面，如图9所示，在第1区间T1a为“0”且第5区间T1b为“1”的情况下，控制电路103判定为感应信号VRs产生了相位偏移，进行第3区间T2的区间控制，由此，将紧接在所述第5区间T1b之后的第3区间T2延长规定时间。即，在(第1区间T1a，第5区间T1b)的模式为(0，1)的情况下，控制电路103判定为，感应信号VRs原本应该在第1区间T1a内产生，但感应信号VRs却在延迟了一定时间后产生(相位偏移)，从而控制电路103将紧接在所述第5区间T1b之后的所述第3区间T2延长第1规定时间。

因此，在图9的例子中，在不进行区间控制的情况下，模式为(0，1，0，0，1)，因此，判定为处于临界旋转而不必要地进行了脉冲上升，浪费了能量，但通过进行区间控制，得到了模式(0，1，0，1，0)，因此判定为处于无余量旋转而使主驱动脉冲P1保持不变，能够基于恰当的主驱动脉冲P1来进行驱动，能够抑制能量的浪费。

另外，图10所示，在第1区间T1a以及第5区间T1b为“0”且第6区间T1c为“1”的情况下，控制电路103判定为感应信号VRs产生了很大的相位偏移，因此进行第3区间T2的区间控制来将接在所述第6区间T1c之后的第3区间T2延长规定时间。即，在(第1区间T1a，第5区间T1b，第6区间T1c)的模式为(0，0，1)的情况下，控制电路103判定为感应信号VRs是在延迟了很长一段时间后产生的(相位偏移)，因此将所述第3区间T2延长第2规定时间，该第2规定时间比所述第1规定时间长规定时间。

因此，在图10的例子中，在不进行区间控制的情况下，模式为(0，0，1，0，1)，因此，判定为处于临界旋转而不必要地进行了脉冲上升，浪费了能量，但通过进行区间控制，得到了模式(0，0，1，1，0)，因此被判定为处于无余量旋转，使主驱动脉冲P1保持不变，能够进行基于恰当的主驱动脉冲P1的驱动，能够抑制能量的浪费。

图13是示出该另一实施方式的处理的流程图，其主要示出了控制电路103的处理。

下面，参照图1、图2、图8～图11以及图13，针对与上述实施方式不同的部分，说明本发明实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作。

在图13中，控制电路103向主驱动脉冲产生电路104输出主驱动脉冲控制信号，以利用规定能量的主驱动脉冲P1对步进电机107进行旋转驱动(步骤S 1301)。

控制电路103判定为旋转检测电路108在第1区间T1a、第5区间T1b、第6区间T1c、第3区间T2、第4区间T3中的任何区间内均未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(在第1区间T1a、第5区间T1b、第6区间T1c、第3区间T2、第4区间T3内均未旋转)(检测模式为(0，0，0，0，0))，即，判定为未旋转(步骤S1302、S1303、S1304、S1305、S1306)，向校正驱动脉冲产生电路105输出校正驱动脉冲控制信号进行控制，使得输出校正驱动脉冲P2步骤S1307)，然后，向主驱动脉冲产生电路104输出脉冲上升控制信号，对主驱动脉冲P1进行控制，使其升高1级(步骤S1308)。电机驱动电路106在下次驱动时利用升高了1级的主驱动脉冲P1，对步进电机107进行旋转驱动。

如果在处理步骤S1306中判定为旋转检测电路108在第4区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(检测模式为(0，0，0，0，1)，即，判定为处于临界旋转，则控制电路103不输出校正驱动脉冲P2，而是转移到处理步骤S1308，实施脉冲上升。

如果在处理步骤S1305中判定为旋转检测电路108在第3区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(检测模式为(0，0，0，1，0/1)，即，判定为带余量旋转，则控制电路103不进行主驱动脉冲P1的等级控制。

如果在处理步骤S1304中判定为旋转检测电路108在第6区间T1c内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(最初的3个区间的模式为(0，0，1)，则控制电路103进行区间控制，将接在所述第6区间T1c之后的第3区间T2延长第2规定时间，之后，转移到处理步骤S1305(步骤S1311)(参照图10)。

如果在处理步骤S1303中判定为旋转检测电路108在第5区间T1b内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(最初的2个区间的模式为(0，1)，则控制电路103进行区间控制，将紧接在所述第6区间T1c之后的第3区间T2延长第1规定时间，之后，转移到处理步骤S1305(步骤S1310)(参照图9)。

另一方面，在处理步骤S1302中判定为旋转检测电路108在第1区间T1a内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下，当判定为在第3区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103转移到处理步骤S1306，而当判定为在第3区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103不进行等级控制(步骤S1309)。

如上所述，根据该另一实施方式的步进电机控制电路，在第1区间T1a的判定值为“0”且第5区间T1b的判定值为“1”的情况下，将紧接在所述第6区间T1c之后的第3区间T2延长第1规定长度，而在第1区间T1a以及第5区间T1b的判定值为“0”且第6区间T1c的判定值为“1”的情况下，将接在所述第6区间T1c之后的第3区间T2延长比所述第1规定长度更长的第2规定长度，根据第1区间T1a、第3区间T2至第6区间T1c内的感应信号VRs的模式，选择驱动脉冲，对步进电机107进行驱动控制，因此，能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能够准确地判别驱动余力。

另外，根据该另一实施方式的模拟电子钟表，由于能够准确地判别驱动余力而进行基于恰当的驱动脉冲的驱动控制，并且，即使因步进电机的偏差等引起感应信号的相位发生偏移，也能够准确地判别驱动余力，因此，具有能够进行准确的计时动作等的效果。

并且，在上述实施方式中，是使占空比或脉宽不同来改变各主驱动P1的能量，但也可以通过改变脉冲电压等来改变驱动能量。

另外，除了可以应用于对时刻指针进行驱动的步进电机之外，还可以应用于对日历进行驱动的步进电机。

另外，作为步进电机的应用例，是以电子钟表为例进行了说明，不过也可以应用于使用了电机的各种电子设备。

工业上的可利用性

本发明的步进电机控制电路可应用于使用了步进电机的各种电子设备。

另外，关于本发明的电子钟表，以带日历功能的模拟电子手表、带日历功能的模拟电子座钟等各种带日历功能的模拟电子钟表为代表，可以采用各种模拟电子钟表。

Claims (10)

1.一种步进电机控制电路，其特征在于，该步进电机控制电路具有：

旋转检测单元，其检测因步进电机的转子旋转而产生的感应信号，根据所述感应信号是否在规定的检测区间内超过规定的基准阈值电压来检测所述步进电机的旋转状况；以及控制单元，其根据所述旋转检测单元的检测结果，利用能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的某一个或能量比所述各主驱动脉冲大的校正驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制，

将所述检测区间划分成紧接在主驱动脉冲的驱动之后的第1区间、所述第1区间之后的第2区间、所述第2区间之后的第3区间以及所述第3区间之后的第4区间，

当所述旋转检测单元在所述第2区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元将接在该第2区间之后的第3区间延长，根据所述第1区间至第4区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制。

2.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，

在所述旋转检测单元在所述第1区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的情况下，即使在接在该第1区间之后的第2区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元也不将接在该第2区间之后的第3区间延长。

3.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，

所述控制单元在延长了所述第3区间的情况下，以不改变所述检测区间的长度的方式，将接在该第3区间之后的第4区间缩短。

4.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其特征在于，

所述控制单元在延长了所述第3区间的情况下，以不改变所述检测区间的长度的方式，将接在该第3区间之后的第4区间缩短。

5.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，

所述各主驱动脉冲构成为梳齿状，且脉宽相同。

6.一种步进电机控制电路，其特征在于，该步进电机控制电路具有：

旋转检测单元，其检测因步进电机的转子旋转而产生的感应信号，根据所述感应信号是否在规定的检测区间内超过规定的基准阈值电压来检测所述步进电机的旋转状况；以及控制单元，其根据所述旋转检测单元的检测结果，利用能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的某一个或能量比所述各主驱动脉冲大的校正驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制，

将所述检测区间划分成紧接在主驱动脉冲的驱动之后的第1区间、所述第1区间之后的第5区间、所述第5区间之后的第6区间、所述第6区间之后的第3区间以及所述第3区间之后的第4区间，

当所述旋转检测单元在所述第1区间内未检测到超过所述基准阈值电压的感应信号且在所述第5区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元将紧接在上述第6区间之后的第3区间延长第1规定长度，根据所述第1区间以及第3区间至第6区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制。

7.根据权利要求6所述的步进电机控制电路，其特征在于，

当所述旋转检测单元在所述第1区间以及第5区间内未检测到超过所述基准阈值电压的感应信号且在所述第6区间内检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元将接在该第6区间之后的第3区间延长比所述第1规定长度长的第2规定长度，根据所述第1区间以及第3区间至第6区间中的感应信号的模式来选择驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制。

8.根据权利要求6所述的步进电机控制电路，其特征在于，

所述控制单元在延长了所述第3区间的情况下，将接在该第3区间之后的第4区间缩短。

9.根据权利要求6所述的步进电机控制电路，其特征在于，

所述各主驱动脉冲构成为矩形波状，且脉宽不同。

10.一种模拟电子钟表，该模拟电子钟表具有：对时刻指针进行旋转驱动的步进电机；以及对所述步进电机进行控制的步进电机控制电路，该模拟电子钟表的特征在于，

使用权利要求1所述的步进电机控制电路作为所述步进电机控制电路。

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