步進電機控制電路以及模擬電子鐘表的制作方法

專利名稱：步進電機控制電路以及模擬電子鐘表的制作方法
技術領域：
本發明涉及步進電機控制電路以及使用所述步進電機控制電路的模擬電子鐘表。
技術背景
以往，在模擬電子鐘表等中使用步進電機，該步進電機具有具備轉子收納孔和決 定轉子的停止位置的定位部的定子；配設在所述轉子收納孔內的轉子；以及線圈，該步進 電機通過向所述線圈供給交變信號來使所述定子產生磁通量從而使所述轉子旋轉，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，使用校正驅動方式，該校正驅動方式在根據主驅 動脈沖驅動了步進電機時，基于由所述步進電機的旋轉自由振動而產生的感應信號的電平 檢測是否進行了旋轉，根據是否進行了旋轉的情況變更為驅動能量大的主驅動脈沖(脈沖 上升)，變更為驅動能量小的主驅動脈沖(脈沖下降)，或者根據脈寬大于各主驅動脈沖的 校正驅動脈沖強制地使其旋轉(例如參照專利文獻1)。
此外，在專利文獻2中，在檢測所述步進電機的旋轉時，除了感應信號的電平檢測 之外，設置對檢測時刻與基準時間進行比較判別的單元，利用主驅動脈沖Pii旋轉驅動步 進電機之后，如果感應信號低于預定的基準閾值電壓Vcomp，則輸出校正驅動脈沖P2，下一 主驅動脈沖Pl脈沖上升為能量大于所述主驅動脈沖Pll的主驅動脈沖P12來進行驅動。利 用主驅動脈沖P12旋轉時的檢測時刻早于基準時間的情況下，通過從主驅動脈沖P12脈沖 下降到主驅動脈沖P11，從而以與驅動時的負荷相應的主驅動脈沖Pl旋轉。由此，與專利文 獻1記載的發明相比，能夠提高旋轉狀況的檢測精度，降低消耗電流。
然而，在基于感應信號的電平進行了旋轉檢測的情況下，當將主驅動脈沖Pl從大 能量脈沖下降至小能量的主驅動脈沖時，伴隨驅動能量的變化，旋轉變遲，不產生高電平的 感應信號VRs，盡管進行了旋轉，也不產生超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號，因此存在 誤檢測為不旋轉的情況，可能無法進行可靠的旋轉驅動。
另一方面，在專利文獻3中，公開了檢測流向步進電機的驅動線圈的電流波形的 峰值，根據所述峰值的水平來改變驅動脈沖的發明。然而，在專利文獻3中對上述脈沖下降 時的誤檢測的問題沒有任何記載。
在模擬電子鐘表的情況下，在切換日歷時以外的通常運針時，雖然是非常小的負 荷，但在切換日歷時需要通常負荷的兩倍以上的負荷。該替換具有的時間為幾小時，因此在 上述現有例中，以能量大的脈沖等級啟動后，在幾分鐘等一定時間內將脈沖等級下降一個 等級，無法驅動日歷負荷，因此輸出脈寬大于主驅動脈沖的校正驅動脈沖后，將導致重復將 主驅動脈沖提高一個等級的動作幾個小時。
為了能夠以這樣的方式實現低消耗電力化，并且還能夠應對日歷負荷這樣的大負 荷，需要準備低消耗電力用脈沖串(等級間的能量差小)和重負荷驅動用的能量大的脈沖 (串)。
在使主驅動脈沖Pl脈沖下降時，如果能夠可靠地檢測出通過主驅動脈沖Pl進行驅動無法旋轉，則能夠在以校正驅動脈沖P2驅動后進行脈沖上升，但在轉子的慣性大、輸 出大的感應信號VRs的情況下，可能雖然不旋轉但誤判斷為旋轉，不進行運針而在時刻顯 示中產生延遲。
此外，如專利文獻4 6記載的發明那樣，搭載有以往的以最小能量驅動的步進電 機控制電路的電子鐘表構成為通過多種驅動脈沖驅動步進電機。
在所述步進電機控制電路中，設置有檢測步進電機通過旋轉驅動而產生的感應電 壓是否超過預定的基準閾值電壓的旋轉檢測電路。
在基于所述旋轉檢測電路的檢測結果判定為步進電機未旋轉的情況下，將主驅動 脈沖變更(稱為脈沖上升或等級上升)為能量大一個等級的主驅動脈沖，在達到能夠旋轉 驅動的主驅動脈沖之前重復所述動作，由此，即使在產生了負荷變動的情況下，也可靠地變 更為能夠旋轉的主驅動脈沖。此外，每隔一定時間將主驅動脈沖變更(稱為脈沖下降或等 級下降)為能量小一個等級的主驅動脈沖，確認是否過度脈沖上升。
通過使用極性不同的驅動脈沖交替進行所述驅動動作，實現低消耗電力化，并且 實現穩定的旋轉驅動。
然而，即使在脈沖下降而無法驅動的情況下，也存在由于步進電機的轉子的自由 振動而產生超過基準閾值電壓的感應電壓，誤判定為進行了旋轉的情況。
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55-1四785號公報
專利文獻4日本特公昭63-018148號公報
專利文獻5日本特公昭63-018149號公報
專利文獻6日本特公昭57-018440號公報發明內容
本發明正是鑒于上述問題點而完成的，其課題在于，正確地進行緊接脈沖下降之 后的旋轉檢測。
根據本發明的第一視點，提供一種步進電機控制電路，所述步進電機控制電路具 有旋轉檢測單元，其檢測由于步進電機的旋轉而產生的感應信號是否超過了預定的基準 閾值電壓；以及驅動控制單元，其基于所述旋轉檢測單元的檢測結果來判定所述步進電機 是否進行了旋轉，基于所述判定結果變更成能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一 個，以不同的極性交替地對所述步進電機進行驅動控制，其特征在于，所述驅動控制單元基 于脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動的檢測結果、和接著所述脈沖下降后的主驅動脈沖之后 輸出的能夠使所述步進電機可靠旋轉的驅動脈沖的驅動的檢測結果，判定是否在所述脈沖 下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉。
此外，根據本發明的第二視點，提供一種步進電機控制電路，所述步進電機控制電 路具有旋轉檢測單元，其檢測步進電機的旋轉狀況；以及驅動控制單元，其基于所述旋轉 檢測單元的旋轉檢測結果，選擇能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一個或能量大于 所述各主驅動脈沖的校正驅動脈沖進行驅動，其特征在于，所述旋轉檢測單元在利用脈沖 下降后的最初的主驅動脈沖驅動后緊接著利用校正驅動脈沖驅動時，基于流向所述步進電6機的電流檢測旋轉狀況，所述驅動控制單元利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動所述 步進電機后緊接著利用校正驅動脈沖驅動所述步進電機，基于利用所述校正驅動脈沖驅動 時所述旋轉檢測單元的檢測結果，選擇下次驅動的主驅動脈沖。
根據本發明的第三視點，提供一種步進電機控制電路，所述步進電機控制電路具 有旋轉檢測單元，其檢測步進電機的旋轉狀況；以及驅動控制單元，其基于所述旋轉檢測 單元的旋轉檢測結果，選擇能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一個或能量大于所述 各主驅動脈沖的校正驅動脈沖，以相互不同的極性交替地在預定周期內利用各主驅動脈沖 驅動所述步進電機，以與同一周期內的緊接著的前一主驅動脈沖相同的極性利用所述校正 驅動脈沖進行驅動，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為利用脈沖下降后的最初的主 驅動脈沖驅動而所述步進電機進行了旋轉的情況下，在下一周期判定為利用能夠可靠地使 其旋轉的第一驅動脈沖驅動而所述步進電機進行了旋轉時，選擇所述脈沖下降后的主驅動 脈沖，作為從下一周期起驅動的主驅動脈沖。
根據本發明的第四視點，提供一種步進電機控制電路，所述步進電機控制電路具 有旋轉檢測單元，其檢測由于步進電機的旋轉而產生的感應信號是否超過了預定的基準 閾值電壓；以及驅動控制單元，其基于所述旋轉檢測單元的檢測結果，判定所述步進電機是 否進行了旋轉，基于所述判定結果變更成能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一個， 以不同的極性交替驅動控制所述步進電機，其特征在于，所述驅動控制單元基于脈沖下降 后的主驅動脈沖的驅動的檢測結果、和與所述脈沖下降后的主驅動脈沖相同極性的能夠使 所述步進電機可靠旋轉的確認用驅動脈沖的驅動的檢測結果，判定在所述脈沖下降后的主 驅動脈沖的驅動下是否進行了旋轉。
此外，根據本發明的第五視點，提供一種模擬電子鐘表，所述模擬電子鐘表具有對 時刻指針進行旋轉驅動的步進電機、以及控制所述步進電機的步進電機控制電路，其特征 在于，作為步進電機控制電路，使用上述任意一項記載的步進電機控制電路。
根據本發明的步進電機控制電路，能夠正確地進行緊接脈沖下降之后的旋轉檢 測。
此外，根據本發明的模擬電子鐘表，能夠正確地進行緊接脈沖下降之后的旋轉檢 測，因此能夠進行正確的計時動作。


圖1是本發明的第一實施方式的模擬電子鐘表的框圖。
圖2是本發明的第一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是用于說明本發明的第一實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的 動作的定時圖。
圖4是說明本發明的第一實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作 的判定圖。
圖5是本發明的第二實施方式的模擬電子鐘表的框圖。
圖6是本發明的第二實施方式的模擬電子鐘表中使用的步進電機的結構圖。
圖7是用于說明本發明的第二實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的 動作的定時圖。
圖8是表示本發明的第二實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作 的表。
圖9是本發明的第二實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表相關的流程 圖。
圖10是本發明的第三、第四實施方式的模擬電子鐘表的框圖。
圖11是本發明的第三、第四實施方式的模擬電子鐘表中使用的步進電機的結構 圖。
圖12是用于說明本發明的第三實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的 動作的定時圖。
圖13是用于說明本發明的第三實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的 動作的定時圖。
圖14是用于說明本發明的第三實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的 動作的定時圖。
圖15是表示本發明的第三實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作 的表。
圖16是表示本發明的第四實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表的動作 的表。
圖17是本發明的第三實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表相關的流程 圖。
圖18是本發明的第四實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表相關的流程 圖。
符號說明
圖1的符號說明
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第一檢測電路
112第二檢測電路
圖5的符號說明
101振蕩電路
102分頻電路
103控制電路
104主驅動脈沖產生電路
105脈沖下降計數電路
106電動機驅動電路
107旋轉檢測電路
108校正驅動脈沖產生電路
109步進電機
110模擬顯示部
圖10的符號說明
101振蕩電路
102分頻電路
103脈沖下降計數電路
104控制電路
105主驅動脈沖產生電路
106校正驅動脈沖產生電路
107電動機驅動電路
108步進電機
109旋轉檢測電路
110模擬顯示部
圖2、圖6、圖11的符號說明
201定子
202轉子
203轉子收納用貫通孔
204,205切口部(內凹口)
206,207切口部(外凹口 )
208磁芯
209線圈
210、211可飽和部
OUTl第一端子
0UT2第二端子具體實施方式
下面，使用圖1 圖4對本發明的第一實施方式的電動機控制電路和模擬電子鐘 表進行說明。在圖1 圖4中，對相同部分標記相同符號。
圖1是使用本發明的第一實施方式的電動機控制電路的模擬電子鐘表的框圖，示 出模擬電子手表的例子。
在圖1中，模擬電子鐘表具備產生預定頻率的信號的振蕩電路101 ；將由振蕩電 路101產生的信號分頻而產生成為計時基準的時鐘信號的分頻電路102 ；進行構成電子鐘 表的各電路要素的控制和驅動脈沖變更控制等的控制的控制電路103 ；基于來自控制電路 103的控制信號從電動機旋轉驅動用的多個驅動脈沖中選擇輸出驅動脈沖的驅動脈沖選擇電路104 ；通過來自驅動脈沖選擇電路104的驅動脈沖進行旋轉驅動的步進電機105 ；由步 進電機105旋轉驅動，具有時刻顯示用的時刻指針(圖1的例子中為時針107、分針108、秒 針109這三種)的模擬顯示部106 ；和檢測步進電機105的旋轉狀況，輸出表示旋轉狀況的 檢測信號的旋轉檢測電路110。
旋轉檢測電路110具備用于檢測步進電機105的旋轉狀況，輸出表示檢測結果的 檢測信號的第一檢測電路111、第二檢測電路112。
第一檢測電路111在由主驅動脈沖Pl (脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl除 外)旋轉驅動步進電機105時，檢測由于步進電機105的轉子的自由振動而產生的感應信 號VRs，作為旋轉狀況檢測是否產生了預定基準閾值電壓Vcomp以上的感應信號VRs，將表 示檢測結果的檢測信號輸出到控制電路103。
第二檢測電路112在將步進電機105以脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl驅動 后以校正驅動脈沖P2驅動，在由所述校正驅動脈沖P2開始驅動時起經過預定時間t的時 刻，檢測流向步進電機105的驅動線圈209的電流Ipeak，作為旋轉狀況檢測是否產生了基 準閾值電流Icomp以上的電流Ipeak，將表示檢測結果的檢測信號輸出到控制電路103。
所述第一檢測電路111和第二檢測電路112都是公知的。
控制電路103在進行了各主驅動脈沖Pl的驅動后，基于來自旋轉檢測電路110 的檢測信號判定步進電機105是否進行了旋轉，由此根據負荷狀況控制驅動脈沖選擇電路 104，使得將主驅動脈沖變更為多個主驅動脈沖Pl中的任意一個，或利用驅動能量大于各 主驅動脈沖Pl的校正驅動脈沖P2強制地旋轉驅動。
此外，詳細內容將后述，但控制電路103進行控制，使得在利用將主驅動脈沖Pl脈 沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl驅動時，通過進行校正驅動脈沖P2的驅動和第二檢測電 路112的旋轉檢測，檢測步進電機105是否進行了旋轉。
在此，振動電路101和分頻電路102構成信號產生單元的一例，模擬顯示部106構 成時刻顯示單元的一例。旋轉檢測電路Iio構成旋轉檢測單元的一例。控制電路103構成 控制單元的一例，此外，控制電路103、驅動脈沖選擇電路104以及旋轉檢測電路110構成驅 動控制單元的一例。
圖2是本發明的第一實施方式中使用的步進電機105的結構圖，示出在模擬電子 鐘表中通常使用的鐘表用步進電機的例子。
在圖2中，步進電機105具備具有轉子收納用貫通孔203的定子201 ；以能夠旋 轉的方式配設于轉子收納用貫通孔203的轉子202 ；與定子201接合的磁芯208 ；以及卷繞 于磁芯208的驅動線圈209。在將步進電機105用于模擬電子鐘表的情況下，定子201和磁 芯208通過螺釘或鉚接(未圖示)固定于底板(未圖示)，相互接合。驅動線圈209具有第 一端子0UT1、第二端子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， 在隔著轉子收納用貫通孔203相對的位置設置有多個(本實施方式中為2個)切口部(外 凹口)206、207。在各外凹口 206、207與轉子收納用貫通孔203之間設置有可飽和部210、 211。可飽和部210、211構成為不會由于轉子202的磁通而磁飽和，在線圈209勵磁時磁飽 和從而磁阻變大。轉子收納用貫通孔203構成為在輪廓為圓形的貫通孔的相對部分一體形 成多個(本實施方式中為2)半月狀的切口部(內凹口)204、205的圓孔形狀。CN
切口部204、205構成用于決定轉子202的停止位置的定位部。在驅動線圈209未 勵磁的狀態下，轉子202穩定停止在如圖2所示與所述定位部對應的位置，換言之，轉子202 的磁極軸A穩定停止在與連接切口部204、205的線段正交的位置(與流向定子201的磁通 的方向X成角度Θ0的位置)。
現在，從驅動脈沖選擇電路104將一種極性的矩形波驅動脈沖供給到驅動線圈 209的端子0UT1、0UT2 (例如，以第一端子OUTl為正極，以第二端子0UT2為負極)，沿圖2的 箭頭方向流過電流i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 和從而磁阻變大，然后通過定子201中產生的磁極與轉子202的磁極的相互作用，轉子202 沿圖2的實線箭頭方向旋轉180度，穩定停止在角度θ 1的位置。
然后，從驅動脈沖選擇電路104將相反極性的矩形波驅動脈沖供給到驅動線圈 209的端子0UT1、0UT2(與所述驅動相反的極性，以第一端子OUTl為負極，以第二端子0UT2 為正極)，沿圖2的箭頭方向反向流過電流時，在定子201沿虛線箭頭方向反向產生磁通。 由此，可飽和部210、211首先飽和，然后通過定子201中產生的磁極與轉子202的磁極的相 互作用，轉子202沿與所述相同方向旋轉180度，穩定停止在角度θ 0的位置。
以后，對驅動線圈209供給極性不同的信號(交變信號)，由此重復進行所述動作， 能夠使轉子202沿實線箭頭方向以180度為單位連續旋轉。在由同極性的驅動脈沖持續驅 動的情況下，用第二次以后的同極性驅動脈沖，轉子202不旋轉，通過利用極性交替不同的 驅動脈沖驅動，使得連續旋轉。
在本發明的第一實施方式中，作為驅動脈沖，使用在通常時驅動負荷、驅動能量相 互不同的多種主驅動脈沖Pi和在用驅動能量大于各主驅動脈沖Pi的普通驅動脈沖Pi無 法使步進電機105旋轉等時使用的校正驅動脈沖Ρ2。
圖3是說明本發明的第一實施方式的動作的定時圖，該圖(a)是在主驅動脈沖Pln 的驅動下步進電機150正常旋轉，作為下次驅動的主驅動脈沖P1，選擇將主驅動脈沖Pln 脈沖下降一個等級后的主驅動脈沖Pl (n-1)時的定時圖，該圖(b)是在脈沖下降后的最初 的主驅動脈沖Pl(n-l)的驅動下步進電機150正常旋轉的情況的定時圖，該圖(c)是在脈 沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl (n-1)的驅動下步進電機150沒有正常旋轉的情況的定時 圖。
圖4是表示旋轉檢測結果和等級操作(脈沖下降、脈沖上升或等級維持操作)之 間關系的表，存儲在控制電路103內的存儲單元(未圖示)中。控制電路103基于來自旋 轉檢測電路110的檢測信號參照所述表進行等級操作。
下面根據圖1 圖4說明本發明的第一實施方式的動作。
控制電路103基于來自分頻電路102的時鐘信號進行計時動作，在預定驅動定時 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選擇與所述控制信號對應 的主驅動脈沖P1，旋轉驅動步進電機105。在步進電機105正常進行了旋轉的情況下，由步 進電機105在預定定時驅動時刻指針107 109，在模擬顯示部106顯示當前時刻。
在旋轉檢測電路110中，如果利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl以外的主驅 動脈沖Pl驅動步進電機105，則第一檢測電路111檢測由于步進電機105的自由振動而產 生的感應信號VRs，將表示所述感應信號VRs是否在預定的基準閾值電壓Vcomp以上的檢測 信號輸出到控制電路103。11
在步進電機105進行了旋轉的情況下，如圖3(a)的旋轉舉動所示，如果利用主驅 動脈沖Pln驅動步進電機105，則轉子202沿箭頭方向旋轉，如果主驅動脈沖Pln的驅動(驅 動期間為Pl)結束，則接著在箭頭方向產生轉子202的自由振動。在利用主驅動脈沖Pln 驅動后緊接著的旋轉檢測期間，第一檢測電路111比較由于所述自由振動而產生的感應信 號VRs和基準閾值電壓Vcomp，輸出表示檢測出基準閾值電壓Vcomp以上的感應信號VRs的 檢測信號。控制電路103基于所述檢測信號判定為步進電機進行了旋轉，作為用于下次驅 動的主驅動脈沖P1，選擇從主驅動脈沖Pln脈沖下降一個等級后的主驅動脈沖Pl (n-1)，下 次驅動利用主驅動脈沖Pl (n-1)進行。
控制電路103在從第一檢測電路111接收到表示感應信號VRs不是在預定的基準 閾值電壓Vcomp以上的檢測信號時，判定為步進電機105沒有旋轉，控制驅動脈沖選擇電路 104使得利用校正驅動脈沖P2驅動。驅動脈沖選擇電路104利用校正驅動脈沖P2驅動，強 制地使步進電機105旋轉，使時刻指針107 109運針。然后，控制電路103選擇脈沖上升 一個等級后的主驅動脈沖Pl (n+1)作為下次驅動的主驅動脈沖P1。
另一方面，控制電路103在如圖3(a)所示將主驅動脈沖Pln脈沖下降為主驅動脈 沖Pln，利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl (n-1)驅動的情況下，如圖3 (b)、(c)所示， 在利用所述最初的主驅動脈沖Pl (n-1)進行驅動后，無論步進電機105是否利用主驅動脈 沖Pl (n-1)進行了旋轉，都利用與主驅動脈沖Pl (n-1)相同極性的校正驅動脈沖P2驅動。 在此情況下，不由第一檢測電路111進行所述主驅動脈沖Pl (n-1)驅動后緊接著的旋轉檢 測，必定利用所述相同極性的校正驅動脈沖P2驅動。
在利用所述校正驅動脈沖P2旋轉驅動時，第二檢測電路112檢測在從利用所述校 正驅動脈沖P2開始驅動起經過了預定時間t的時刻流向驅動線圈209的電流Ipeak，將表 示電流Ipeak是否在預定的基準閾值電流Icomp以上的檢測信號輸出到控制電路103。
如圖3(b)所示，在所述校正驅動脈沖P2的驅動下步進電機105不旋轉的情況下， 電流Ipeak變為基準閾值電流Icomp以上。在此情況下，控制電路103判定為步進電機105 利用主驅動脈沖Pl (n-1)進行了旋轉。因此，控制電路103如圖4所示，在電流Ipeak變為 基準閾值電流Icomp以上的情況下，判定為能夠在主驅動脈沖Pl (n-1)的驅動下使步進電 機105旋轉，控制為選擇脈沖下降后的主驅動脈沖Pl (n-1)作為下次驅動的主驅動脈沖Pl 進行驅動。以后，在下一等級操作之前，利用脈沖下降后的主驅動脈沖Pl (n-1)驅動。
另一方面，如圖3(c)所示，在所述校正驅動脈沖P2的驅動下步進電機105進行了 旋轉的情況下，電流Ipeak小于基準閾值電流Icomp。在此情況下，控制電路103判定為步 進電機105沒有利用主驅動脈沖Pl (n-1)旋轉。因此，控制電路103如圖4所示，在電流 Ipeak小于基準閾值電流Icomp的情況下，判定為在主驅動脈沖Pl (n-1)的驅動下不能使步 進電機105旋轉，控制為選擇脈沖下降前的主驅動脈沖Pln作為下次驅動的主驅動脈沖Pl 進行驅動。以后，在下一等級操作之前，利用脈沖下降前的主驅動脈沖Pln驅動。
如上所述，本發明的第一實施方式的步進電機控制電路具有檢測步進電機的旋 轉狀況的旋轉檢測單元；和基于所述旋轉檢測單元的旋轉檢測結果選擇能量相互不同的多 個主驅動脈沖中的任意一個或能量大于所述各主驅動脈沖的校正驅動脈沖進行驅動的驅 動控制單元，其特征在于，所述旋轉檢測單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動 后緊接著利用校正驅動脈沖驅動時，基于流向所述步進電機的電流檢測旋轉狀況，所述驅動控制單元在利用將所述步進電機脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動后緊接著利用校 正驅動脈沖驅動，基于利用所述校正驅動脈沖驅動時的所述旋轉檢測單元的檢測結果，選 擇下次驅動的主驅動脈沖。
因此，將步進電機105利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl驅動后利用校正驅 動脈沖P2驅動，基于利用所述校正驅動脈沖P2進行驅動時的旋轉檢測結果，選擇下次驅動 的主驅動脈沖P1，因此能夠正確地檢測在脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl的驅動下是 否進行了旋轉。
此外，能夠正確地檢測在脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl的驅動下是否進行 了旋轉，因此能夠進行可靠的旋轉驅動。
此外，主驅動脈沖Pl的等級間的能量差大，在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈 沖Pl驅動時，雖然進行了旋轉但無法檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情 況下，也能夠防止旋轉誤檢測而進行正確的旋轉檢測，能夠進行可靠的旋轉驅動。
此外，在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl驅動時，不進行基于感應信號 VRs的旋轉檢測，自動地利用校正驅動脈沖P2驅動，因此能夠在脈沖下降后緊接著的旋轉 驅動時可靠旋轉。此時，在利用所述校正驅動脈沖P2驅動時，基于流向驅動線圈209的電 流進行旋轉檢測，基于其結果判定在主驅動脈沖Pl的驅動下是否進行了旋轉，因此能夠進 行可靠的旋轉檢測。
此外，在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pl驅動時，不進行基于感應信號 VRs的旋轉檢測，自動地利用校正驅動脈沖P2驅動，因此能夠在脈沖下降后緊接著的旋轉 驅動時可靠旋轉。
此外，能夠將主驅動脈沖Pl的等級數設為必要最低限度，實現集成電路(IC)的電 路規模的縮小和成本下降。
此外，根據本發明的模擬電子鐘表，能夠正確地檢測脈沖下降后緊接著的旋轉狀 況，因此能夠進行正確的計時動作。因此，能夠以時刻指針107 109的顯示時刻不產生延 遲的方式進行正確的計時動作。
在所述實施方式中，主驅動脈沖Pl的脈沖下降可以設為在利用主驅動脈沖Pl使 步進電機105旋轉了 1次時進行，但也可以在利用相同驅動能量的主驅動脈沖Pl連續預定 次數地使步進電機105進行了旋轉的情況下，以及如專利文獻2記載的發明那樣，基于感應 信號VRs的產生時刻是否早于基準時刻，或者基于檢測期間內的超過基準閾值電壓Vcomp 的感應信號VRs的產生模式等，判定驅動能量的富余度，在存在一定富余的情況下進行脈 沖下降，能夠進行各種變更。
下面使用圖5 圖9對本發明的第二實施方式的步進電機控制電路以及模擬電子 鐘表進行說明。在圖5 圖9中，對相同部分標記相同符號。
圖5是使用用于本發明的第二實施方式的步進電機控制電路的模擬電子鐘表的 框圖，示出模擬電子手表的例子。
在圖5中，模擬電子鐘表具備產生預定頻率的信號的振蕩電路101 ；將由振蕩電 路101產生的信號分頻而產生成為計時基準的時鐘信號的分頻電路102 ；進行構成電子鐘 表的各電路要素的控制和驅動脈沖變更控制等控制的控制電路103 ；以及脈沖下降計數電 路105，其在每次對來自分頻電路102的時鐘信號進行預定時間計時時輸出用于將主驅動脈沖Pl脈沖下降的脈沖下降信號，并且對來自控制電路103的復位信號進行響應，在復位 計數值后再次開始計時動作。
此外，模擬電子鐘表具備基于來自控制電路103的控制信號從電動機旋轉驅動 用的多個主驅動脈沖Pl中選擇輸出主驅動脈沖的主驅動脈沖產生電路104 ；基于來自控制 電路103的控制信號輸出用于強制地旋轉驅動步進電機109的校正驅動脈沖P2的校正驅 動脈沖產生電路108 ；根據來自主驅動脈沖產生電路104的主驅動脈沖Pl和來自校正驅動 脈沖產生電路108的校正驅動脈沖P2旋轉驅動步進電機109的電動機驅動電路106 ；步進 電機109 ；由步進電機109旋轉驅動并且具有時刻顯示用表針等的模擬顯示部110 ；和旋轉 檢測電路107，其在預定的旋轉檢測期間DT檢測由于步進電機109的自由振動而產生的感 應信號VRs，輸出表示是否產生了超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的旋轉狀 況的檢測信號。
此外，控制電路103具有在一定條件下使脈沖下降計數電路105復位而從初始值 再啟動計數動作的復位功能、基于來自旋轉檢測電路107的檢測信號判定步進電機109是 否進行了旋轉的功能等。如后面所述，檢測步進電機109的旋轉狀況的旋轉檢測期間DT在 旋轉驅動后緊接著的任務期間(未檢測出感應信號VRs的期間)IT連續設置。
旋轉檢測電路107是與所述專利文獻1記載的旋轉檢測電路同樣的結構，構成為 如步進電機109進行了旋轉的情況等那樣，在步進電機109的轉子以一定速度以上運動的 情況下檢測超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，如步進電機109未旋轉的情況 等那樣，在步進電機109的轉子未以一定速度以上運動的情況下不檢測超過基準閾值電壓 Vcomp的感應信號VRs。
振蕩電路101和分頻電路102構成信號產生單元，模擬顯示部110構成時刻顯示 單元。控制電路103構成控制單元，旋轉檢測電路107構成旋轉檢測單元。主驅動脈沖產 生電路104和校正驅動脈沖產生電路108構成驅動脈沖產生單元。電動機驅動電路106構 成電動機驅動單元。此外，振蕩電路101、分頻電路102、脈沖下降計數電路105、控制電路 103、主驅動脈沖產生電路104、校正驅動脈沖產生電路108以及電動機驅動電路106構成驅 動控制單元。
圖6是本發明的第二實施方式中使用的步進電機的結構圖，示出在模擬電子鐘表 中通常使用的鐘表用步進電機的例子。
在圖6中，步進電機109具備具有轉子收納用貫通孔203的定子201 ；以能夠旋 轉的方式配設于轉子收納用貫通孔203的轉子202 ；與定子201接合的磁芯208 ；以及卷繞 于磁芯208的驅動線圈209。在將步進電機109用于模擬電子鐘表的情況下，定子201和磁 芯208由螺釘或鉚接(未圖示)固定于底板(未圖示)，相互接合。驅動線圈209具有第一 端子0UT1、第二端子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， 在隔著轉子收納用貫通孔203相對的位置設置有多個(本實施方式中為兩個)切口部(外 凹口)206、207。在各外凹口 206、207與轉子收納用貫通孔203之間設置有可飽和部210、 211。
可飽和部210、211構成為不會由于轉子202的磁通而磁飽和，在驅動線圈209勵 磁時磁飽和從而磁阻變大。轉子收納用貫通孔203構成為在輪廓為圓形的貫通孔的相對部分一體形成多個(本實施方式中為2個)半月狀的切口部(內凹口)204、205的圓孔形狀。
切口部204、205構成用于決定轉子202的停止位置的定位部。在驅動線圈209未 勵磁的狀態下，轉子202穩定停止在如圖6所示與所述定位部對應的位置，換言之，轉子202 的磁極軸A穩定停止在與連接切口部204、205的線段正交的位置(角度θ0的位置)。
現在，從電動機驅動電路106將一種極性(例如，以第一端子OUTl為正極，以第二 端子0UT2為負極)的矩形波驅動脈沖供給到驅動線圈209的端子0UT1、0UT2，沿圖6的箭 頭方向流過電流i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 從而磁阻變大，然后通過定子201中產生的磁極與轉子202的磁極的相互作用，轉子202沿 圖6的箭頭方向旋轉180度，磁極軸A穩定停止在相對于X軸成角度θ 1的位置。將用于 通過旋轉驅動步進電機109進行通常動作(在本實施方式中是模擬電子鐘表因此是運針動 作)的旋轉方向(在圖6中為逆時針方向)設為正方向，將其相反方向(順時針方向)設 為相反方向。
在下一驅動周期，從電動機驅動電路106將相反極性(與所述驅動相反極性，以 第一端子OUTl為負極，以第二端子0UT2為正極)的驅動脈沖供給到驅動線圈209的端子 0UT1、0UT2，沿圖6的箭頭方向反向流過電流時，在定子201沿虛線箭頭方向反向產生磁通。 由此，可飽和部210、211首先飽和，然后通過定子201中產生的磁極與轉子202的磁極的 相互作用，轉子202沿與所述相同方向旋轉180度，磁極軸A穩定停止在相對于X軸成角度 θ 0的位置。
以后，在每個各驅動周期，對驅動線圈209利用極性不同的主驅動脈沖(交變信 號)交替驅動，由此重復進行所述動作，能夠使轉子202沿箭頭方向以180度為單位連續旋 轉。這樣，通過利用不同極性的驅動脈沖交替驅動來連續旋轉，但在利用相同極性的驅動脈 沖持續驅動的情況下，以利用最初的驅動脈沖旋轉，但不利用兩次以后的驅動脈沖旋轉的 方式動作。
在本實施方式中，作為驅動脈沖，如后面所述，使用能量相互不同的多種主驅動脈 沖Pln和校正驅動脈沖Ρ2。主驅動脈沖Pln的等級η從最小值1到最大值m具有多個等級 (在本實施方式中m = 4)，構成為η的值越大則驅動脈沖的能量越大。校正驅動脈沖Ρ2是 能夠旋轉驅動過大負荷的大能量脈沖，其能量設定為大于各主驅動脈沖Pl的能量。此外， 在本實施方式中，主驅動脈沖Pl使用矩形波狀的主驅動脈沖，通過改變脈寬來改變驅動能 量。
圖7是本發明的第二實施方式的定時圖，圖7(a)是在主驅動脈沖Pl的脈沖下降 后緊接著的主驅動脈沖Pl的驅動下步進電機109不旋轉時的定時圖，圖7(b)是正確檢測 出利用脈沖下降后緊接著的主驅動脈沖Pl驅動時進行了旋轉時的定時圖。圖7(c)是雖然 在脈沖下降后緊接著的主驅動脈沖Pl的驅動下沒有進行旋轉但誤檢測出進行了旋轉時的 定時圖，還包含施加在驅動線圈209的端子0UT1、0UT2的驅動脈沖的極性進行示出。
在緊接利用主驅動脈沖Pl旋轉驅動步進電機109的旋轉驅動期間之后，設置任務 期間IT，此外，在緊接任務期間IT之后設置檢測步進電機109是否進行了旋轉的旋轉檢測 期間DT。任務期間IT是用于排除由噪聲等的影響引起的誤檢測而設置的期間，是未檢測出 步進電機109產生的感應信號VRs的期間。
圖7示出步進電機109利用主驅動脈沖P12旋轉后，控制電路103控制主驅動脈沖產生電路104，從主驅動脈沖P12脈沖下降至能量小一個等級的主驅動脈沖Pll以后的定 時。
圖8是匯總本發明的第二實施方式中的脈沖控制動作的表，是基于旋轉檢測期間 DT的旋轉檢測結果，判定步進電機109的旋轉、不旋轉，表示主驅動脈沖Pl的脈沖下降的 許可和禁止(等級操作)等動作的脈沖控制用表。將在旋轉檢測期間DT中旋轉檢測電路 107檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況設為“ 1”，將沒有檢測出的情況 設為“0”。將等級下降后緊接著的驅動周期(m秒)的判定結果設為判定1，將下一驅動周 期(1秒后的(m+1秒))的判定結果設為判定2，基于判定1和判定2的結果綜合判定，進行 等級操作。
圖8中的脈沖控制表的判定狀態(a) (b) (c)各自與圖7的(a) (b) (c)的動作對應。 圖8的脈沖控制用表存儲在控制電路103的存儲部(未圖示)，控制電路103參照所述脈沖 控制用表，基于旋轉檢測期間DT的旋轉檢測結果進行主驅動脈沖Pl的等級操作。
在圖7(a)中，從主驅動脈沖P12脈沖下降到主驅動脈沖Pll后緊接著的最初的 驅動周期T (例如1秒鐘)，如果在旋轉驅動期間控制電路103以利用一種極性(例如端子 OUTl側為正極，端子0UT2側為負極)的主驅動脈沖Pll驅動的方式向主驅動脈沖產生電路 104輸出控制信號，則主驅動脈沖產生電路104對所述控制信號進行響應，經由電動機驅動 電路106利用所述一種極性的主驅動脈沖Pll旋轉驅動步進電機109。
旋轉檢測電路107在經過任務期間IT后緊接著的旋轉檢測期間DT，檢測由于步 進電機109的自由振動而產生的感應信號VRs。控制電路103在旋轉檢測電路107檢測出 超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況下，判定為步進電機109進行了旋 轉，在旋轉檢測電路107沒有檢測出超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情 況下，判定為步進電機109沒有旋轉。在圖7(a)的情況下，旋轉檢測電路107沒有檢測出 超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，因此判定為無法利用脈沖下降后的最初 的主驅動脈沖Pll使步進電機109旋轉，向校正驅動脈沖產生電路108輸出控制信號，利用 能量大于各主驅動脈沖Pl、能夠可靠地使步進電機109旋轉的校正驅動脈沖P2強制地旋轉 驅動。由此，步進電機109可靠地旋轉。
在下一驅動周期T，在旋轉驅動期間，控制電路103利用相反極性(端子OUTl側 為負極，端子0UT2側為正極)的主驅動脈沖Pl驅動，但在上次驅動中利用脈沖下降后的最 初的主驅動脈沖Pll無法旋轉，因此禁止所述脈沖下降，返回到脈沖下降前的主驅動脈沖 P12，利用相反極性的主驅動脈沖P12驅動步進電機109。控制電路103在禁止脈沖下降的 情況下，控制為脈沖下降計數電路105不輸出脈沖下降控制信號。
在此情況下，步進電機109旋轉，旋轉檢測電路107檢測出超過預定的基準閾值電 壓Vcomp的感應信號VRs，因此控制電路103判定為使步進電機109進行了旋轉。
在下一驅動周期T中，禁止脈沖下降，因此利用脈沖下降前的主驅動脈沖P12進一 步以相反極性(端子OUTl側為正極，端子0UT2側為負極)驅動。這樣，在下一脈沖下降條 件成立之前，利用脈沖下降前的主驅動脈沖P12以不同的極性交替驅動。
在圖7(b)的例子中，在脈沖下降后緊接著的最初的驅動周期T中，主驅動脈沖產 生電路104對來自控制電路103的控制信號進行響應，經由電動機驅動電路106利用一種 極性(端子OUTl側為正極)的最初的主驅動脈沖Pll對步進電機109進行了旋轉驅動時，控制電路103判定為旋轉檢測電路107在旋轉檢測期間DT檢測出超過基準閾值電壓Vcomp 的感應信號VRs。在此情況下，控制電路103在下一周期T，確認是否利用所述脈沖下降后 的最初的主驅動脈沖Pll進行了旋轉，并且為了使步進電機109旋轉而控制主驅動脈沖產 生電路104，使得利用能夠使步進電機109可靠旋轉的第一驅動脈沖(在圖7(b)的例子中 是脈沖下降前的主驅動脈沖PU)以相反極性(端子0UT2側為正)驅動。
主驅動脈沖產生電路104在所述下一周期T內，經由電動機驅動電路106，利用與 所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pll相反極性、能夠可靠使其旋轉的驅動脈沖(在圖7(b)的 例子中是主驅動脈沖P^)旋轉驅動步進電機109。在此情況下，在圖7(b)的例子中，旋轉 檢測電路107在旋轉檢測期間DT檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs。因為步 進電機109利用可靠旋轉的驅動脈沖即所述脈沖下降前的主驅動脈沖P12驅動并旋轉，因 此控制電路103判定為步進電機109在所述脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pll的驅動下 進行了旋轉。
這樣，能夠正確地判定步進電機109是否在脈沖下將后緊接著的驅動下進行了旋轉。
控制電路103判定為以后也利用主驅動脈沖Pll使其旋轉，許可脈沖下降，在下一 脈沖等級變更條件產生之前，利用極性不同的主驅動脈沖Pll交替驅動步進電機109。由 此，能夠可靠進行旋轉檢測，并且省電力地進行旋轉驅動。
另一方面，在圖7(c)的例子中，在脈沖下降后緊接著的最初的驅動周期T中，主驅 動脈沖產生電路104對來自控制電路103的控制信號進行響應，經由電動機驅動電路106 利用一種極性(端子OUTl側為正極)的最初的主驅動脈沖Pll對步進電機109進行了旋 轉驅動時，控制電路103判定為旋轉檢測電路107在旋轉檢測期間DT檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs。這樣，與圖7(b)同樣地在下一周期T，確認是否利用所述脈沖 下降后的最初的主驅動脈沖Pll進行了旋轉，并且為了使步進電機109旋轉而控制主驅動 脈沖產生電路104，使得利用能夠使步進電機109可靠旋轉的驅動脈沖(在圖7(c)的例子 中是脈沖下降前的主驅動脈沖P^)以相反極性(端子0UT2側為正)驅動。
主驅動脈沖產生電路104在所述下一周期T，經由電動機驅動電路106，利用與所 述脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pll相反極性的主驅動脈沖P12旋轉驅動步進電機109。 在此情況下，在圖7(c)的例子中，旋轉檢測電路107在旋轉檢測期間DT未檢測出超過基準 閾值電壓Vcomp的感應信號VRs。因為步進電機109雖然利用能夠可靠使其旋轉的驅動脈 沖即所述脈沖下降前的主驅動脈沖P12驅動但未旋轉，因此控制電路103判定為步進電機 109沒有在驅動極性不同的、即所述脈沖下降后的最初的主驅動脈沖Pll的驅動下進行旋 轉，禁止脈沖下降。這樣，能夠正確地判定步進電機109是否在脈沖下降后緊接著的驅動下 進行了旋轉。
在此情況下，步進電機109在上次的主驅動脈沖Pll的驅動下以及本次的主驅動 脈沖P12的驅動下連續共計兩次沒有旋轉，因此控制電路103為了在本次的周期T內使步 進電機109連續旋轉兩次，控制主驅動脈沖產生電路104，使得利用能夠使步進電機109可 靠旋轉的具有預定驅動能量、極性不同的兩個第二驅動脈沖(圖7(c)的例子中為最大驅動 能量的主驅動脈沖P14)連續旋轉驅動。
主驅動脈沖產生電路104經由電動機驅動電路106，利用極性相互不同的兩個主17驅動脈沖P14連續驅動步進電機109。在利用各主驅動脈沖P14驅動時，能夠可靠地利用 各主驅動脈沖P14使其旋轉，因此不進行旋轉檢測。由此，能夠以迅速的定時旋轉多次。這 樣，步進電機109能夠可靠地旋轉而不產生運針延遲。
因為如上所述禁止了脈沖下降，因此控制電路103在下一驅動周期T，控制為還以 相反極性(端子OUTl側為正極)利用脈沖下降前的主驅動脈沖P12驅動。主驅動脈沖產 生電路104經由電動機驅動電路106，在下一脈沖下降條件成立之前，利用脈沖下降前的主 驅動脈沖P12以不同的極性交替驅動。由此，能夠可靠地進行旋轉檢測，并且省電力地旋轉 驅動。
圖9是表示本發明的第二實施方式的動作的流程圖。在圖9中，η為表示主驅動 脈沖Pl的脈沖等級的數值，N為利用相同主驅動脈沖Pl連續反復驅動的次數，是控制電路 103內的PCD(脈沖計數下降)計數器(未圖示)的計數值。在本實施方式中，計數到N為 預定值即160后，進行使主驅動脈沖Pl的脈沖等級進行脈沖下降的控制。
下面，參照圖5 圖9對本發明的第二實施方式的動作進行說明。
首先說明動作的概要，在圖5中，振蕩電路101產生預定頻率的信號，分頻電路102 對由振蕩電路101產生的所述信號進行分頻，產生成為計時基準的時鐘信號，向脈沖下降 計數電路105和控制電路103輸出。
控制電路103對所述時鐘信號計數而進行計時動作，每計時預定時間時向主驅動 脈沖產生電路104輸出主驅動脈沖控制信號，以旋轉驅動步進電機109。
脈沖下降計數電路105對來自分頻電路102的時鐘信號進行計數而進行計時動 作，只要沒有由控制電路103禁止脈沖下降，每隔預定周期(例如每次計數到利用同一主驅 動脈沖Pl旋轉驅動了預定次數N(本實施方式中是160次))向主驅動脈沖產生電路104 輸出用于使主驅動脈沖Pl脈沖下降的脈沖下降信號。主驅動脈沖產生電路104對脈沖下 降信號進行響應，變更為脈沖下降了一個等級的主驅動脈沖Ρ1，向電動機驅動電路106輸 出。在脈沖下降計數電路105向主驅動脈沖產生電路104輸出脈沖下降信號，主驅動脈沖 產生電路104進行了主驅動脈沖Pl的脈沖下降(例如從主驅動脈沖Ρ12向Pll的脈沖下 降)的情況下，控制電路103參照圖8的脈沖控制表，執行圖7的處理。
按照圖9對本第二實施方式的動作詳細說明，控制電路103對所述時鐘信號進行 計數而進行計時動作，并且為了按脈沖等級從小到大的主驅動脈沖Pi順序進行脈沖選擇 處理而進行初始化，首先將主驅動脈沖Pl的脈沖等級η設定為最小等級0，并且將驅動脈沖 的重復次數N設定為0 (步驟S500)，輸出控制信號使得利用最小脈寬的主驅動脈沖PlO旋 轉驅動步進電機109 (步驟S501)。主驅動脈沖Pl的驅動每隔一秒以端子0UT1、0UT2交替 改變極性的方式輸出。
旋轉檢測電路107檢測步進電機109中產生的感應信號VRs，輸出表示是否產生了 超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的檢測信號。控制電路103基于所述檢測信號判 定步進電機109是否進行了旋轉(步驟S502、S503)。
在此，控制電路103在判定為沒有旋轉的情況下，確認是圖8的判定1還是判定2 的狀態(S514、S5K)。判定1、判定2的狀態是緊接等級下降后的狀態，除此之外的狀態下， 沒有判定1、判定2的指示，因此在不是判定1的情況下和是判定1的情況下都指示結束(步 驟S516)，利用校正驅動脈沖P2驅動(步驟S517)。
控制電路103在處理步驟S517輸出了校正驅動脈沖P2，因此在脈沖等級已經不是 最大等級的情況下(步驟S518)，將主驅動脈沖Pl的脈沖等級上升一個等級并返回處理步 驟S501 (步驟S520)。在脈沖等級已經是最大等級的情況下，無法再進行脈沖上升，并且以 現狀的脈沖等級也無法旋轉，因此為了削減消耗電力，暫且將脈沖等級設定為最小等級(η =0)，返回處理步驟S501 (步驟S519)。
控制電路103在步驟S503判定為進行了旋轉的情況下，確認是判定1還是判定2 的狀態(S504、S5(^)。判定1、判定2為緊接等級下降后的狀態，因此在除此以外的情況下， 在步驟S506中，將PCD計數器的計數值增加。
控制電路103判定P⑶計數器值(步驟S507)，如果P⑶計數器值N小于160，則 利用現狀的主驅動脈沖Pl脈沖等級進行驅動，當N = 160后，進行等級下降的指示，將N返 回到初始值0，將主驅動脈沖Pl的等級脈沖下降一個等級(步驟S508、S509、S510)。
控制電路103進行主驅動脈沖Pl的脈沖等級η的最低值確認，使得脈沖等級η不 為負，指示開始判定1 (步驟S511 S513)。
然后，控制電路103利用等級下降后的主驅動脈沖Pl脈沖再次驅動(S501)。控制 電路103進行旋轉判定(步驟S502、S503)，在感應信號Vrs沒有超過基準閾值電壓Vcomp的 情況下，也就是沒有旋轉的情況下，在步驟S514、S515中判斷是判定1還是判定2的狀態。 當前是判定1的狀態，因此指示結束判定1 (步驟S516)，輸出校正驅動脈沖Ρ2。在此，在判 定1的狀態下得不到旋轉判定，輸出了校正驅動脈沖Ρ2的情況下，不能進行等級下降，因此 返回到對脈沖等級進行等級下降前的等級，結束緊接等級下降后的判定(參照圖7(a)、圖 8(a))。
控制電路103在步驟S503中，在判定1的狀態下檢測出超過基準閾值電壓Vcomp 的感應信號VRs，判斷為旋轉的情況下，將主驅動脈沖Pl等級暫且返回到脈沖下降前的等 級，結束判定1的狀態，指示判定2的狀態(S504、S521 S524)(參照圖7(b) (c)、圖8 (b) (c))。
控制電路103再次利用能夠可靠旋轉的第一驅動脈沖(在本實施方式中等級下降 前的主驅動脈沖PU)驅動，進行旋轉判定(S501 S503)。
控制電路103在步驟S503中沒有檢測出旋轉的情況下，當前為判定2的狀態，因 此結束判定2，利用能夠可靠旋轉的固定脈沖即第二驅動脈沖(在本實施方式中最大能量 的主驅動脈沖P14)以相互不同的極性連續驅動兩次，在主驅動脈沖產生電路104中進行 脈沖等級η的等級上升指示，將脈沖等級η返回到等級下降前的等級(n+1) (S514、S525 S528)(參照圖 7(c)、圖 8(c))。
在等級下降時，旋轉判定判斷為旋轉，但是否真的進行了旋轉還不確定，因此該處 理是將等級返回到之前進行了旋轉的等級并進行再次判定的處理。在轉子202的慣性大的 情況下，雖然沒有旋轉，但存在由于振動而檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs 的情況，這是誤檢測。
雖然現在沒有旋轉，但由于誤檢測而判斷為進行了旋轉的情況下，在利用可靠地 進行了旋轉的脈沖下降前的等級驅動了下一主驅動脈沖Pl的情況下，轉子202的N/S極相 同，即使在返回到脈沖下降前的脈沖等級的情況下，也不顯示表示旋轉的感應信號Vrs ( > 基準閾值電壓Vcomp)。由此，判定為進行了脈沖下降時的旋轉的結果是錯誤的，不能進行脈沖下降，因此返回到原來的等級。在此情況下，為了產生2步驟的運針延遲，使用驅動間隔 短的固定脈沖進行2步驟驅動，使運針與實際時間一致。
控制電路103在判定2的狀態下，在步驟S503判定為進行了旋轉的情況下，將 脈沖等級下降一個等級，許可等級下降，指示結束判定2 (S529 S531)(參照圖7 (b)、圖 8(b))。這是因為進行了等級下降時判定為旋轉，為了確認該判定的正確性，返回到原來進 行了旋轉的等級并確認后能夠判定為是正確的檢測結果。以后，在脈沖等級變更條件成立 之前，利用脈沖下降后的主驅動脈沖Pl以相互不同的極性驅動。
如上所述，根據本發明的第二實施方式，提供一種步進電機控制電路，具有檢測步 進電機109的旋轉狀況的旋轉檢測電路107 ；和驅動控制單元，其基于旋轉檢測電路的旋轉 檢測結果選擇能量相互不同的多個主驅動脈沖Pl中的任意一個或能量大于所述各主驅動 脈沖Pl的校正驅動脈沖P2，利用各主驅動脈沖Pl以相互不同的極性交替以預定周期驅動 步進電機109，利用校正驅動脈沖P2以與相同周期內的前一主驅動脈沖Pl相同的極性驅動 步進電機109，其特征在于，所述驅動控制單元在由于利用脈沖下降后的主驅動脈沖Pl驅 動而判定為步進電機109進行了旋轉的情況下，在下一周期利用能夠可靠使其旋轉的第一 驅動脈沖驅動從而判定為步進電機109進行了旋轉時，選擇脈沖下降后的主驅動脈沖Pl作 為從下一周期起驅動的主驅動脈沖P1。
因此，能夠正確地進行脈沖下降后緊接著的旋轉檢測，能夠防止由于脈沖等級下 降時的誤檢測引起的鐘表顯示時間延遲。此外，能夠防止旋轉誤檢測，因此起到能夠以少的 脈沖串組合，實現驅動日歷負荷等重負荷的模擬電子鐘表等的效果。
作為能夠可靠地使步進電機旋轉的驅動脈沖，能夠使用等級下降前的主驅動脈 沖、最大能量的主驅動脈沖、校正驅動脈沖、或者特定能量的驅動脈沖。作為能夠可靠使其 旋轉的驅動脈沖使用脈沖下降前的主驅動脈沖的情況下，可利用能夠可靠旋轉的最小能量 驅動，能夠實現省電。
下面，使用圖10 圖18說明本發明的第三、第四實施方式的步進電機控制電路和 模擬電子鐘表。在圖10 圖18中，對相同部分標記相同符號。
圖10是使用了本發明的第三、第四實施方式中共同的步進電機控制電路的模擬 電子鐘表的框圖，示出模擬電子手表的例子。
在圖10中，模擬電子鐘表具備產生預定頻率的信號的振蕩電路101 ；將由振蕩電 路101產生的信號分頻而產生成為計時基準的時鐘信號的分頻電路102 ；進行構成電子鐘 表的各電路要素的控制和驅動脈沖變更控制等控制的控制電路104 ；以及脈沖下降計數電 路103，其在每次對來自分頻電路102的時鐘信號計時預定時間時輸出用于將主驅動脈沖 Pl脈沖下降的脈沖下降控制信號，并且對來自控制電路104的復位信號進行響應，在復位 計數值后再次開始計時動作。
此外，模擬電子鐘表具備基于來自控制電路104的控制信號從電動機旋轉驅動 用的多個主驅動脈沖Pl中選擇并輸出主驅動脈沖的主驅動脈沖產生電路105 ；基于來自控 制電路104的控制信號輸出電動機旋轉驅動用的校正驅動脈沖P2的校正驅動脈沖產生電 路106 ；對來自主驅動脈沖產生電路105的主驅動脈沖Pl和來自校正驅動脈沖產生電路 106的校正驅動脈沖P2進行響應，旋轉驅動步進電機108的電動機驅動電路107 ；步進電機 108 ；由步進電機108旋轉驅動，并且具有時刻顯示用時刻指針等的模擬顯示部110 ；和旋轉20檢測電路109，其在預定的旋轉檢測期間檢測并輸出與步進電機108的旋轉相應的感應信號。
此外，控制電路104具有在一定條件下使脈沖下降計數電路103復位而從初始值 再啟動計數動作的復位功能、根據步進電機108檢測出的感應信號VRs是否超過了預定的 基準閾值電壓Vcomp來判定步進電機108是否進行了旋轉的功能等。如后面所述，檢測步 進電機108是否進行了旋轉的旋轉檢測期間在旋轉驅動后緊接著的任務期間(未檢測出感 應信號VRs的期間)連續設置。
旋轉檢測電路109是與所述專利文獻4記載的旋轉檢測電路同樣的結構，構成為 如步進電機108進行了旋轉的情況等那樣，在步進電機108的轉子以一定速度以上運動的 情況下，檢測超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，如步進電機108未旋轉的情 況等那樣，在步進電機108的轉子未以一定速度以上運動的情況下，不檢測超過預定的基 準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs。
振蕩電路101和分頻電路102構成信號產生單元，模擬顯示部110構成時刻顯示 單元。控制電路104構成控制單元，旋轉檢測電路109構成旋轉檢測單元。主驅動脈沖產 生電路105和校正驅動脈沖產生電路106構成驅動脈沖產生單元。電動機驅動電路107構 成電動機驅動單元。此外，振蕩電路101、分頻電路102、脈沖下降計數電路103、控制電路 104、主驅動脈沖產生電路105、校正驅動脈沖產生電路106以及電動機驅動電路107構成驅 動控制單元。
圖11是本發明的第三、第四實施方式中使用的步進電機的結構圖，示出在模擬電 子鐘表中通常使用的鐘表用步進電機的例子。
在圖11中，步進電機108具備具有轉子收納用貫通孔203的定子201 ；以能夠旋 轉的方式配設于轉子收納用貫通孔203的轉子202 ；與定子201接合的磁芯208 ；以及卷繞 于磁芯208的線圈209。在將步進電機108用于模擬電子鐘表的情況下，定子201和磁芯 208由螺釘或鉚接(未圖示)固定于底板(未圖示)，相互接合。線圈209具有第一端子 0UT1、第二端子 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， 在隔著轉子收納用貫通孔203相對的位置設置有多個(本實施方式中為兩個)切口部(外 凹口)206、207。在各外凹口 206、207與轉子收納用貫通孔203之間設置有可飽和部210、 211。
可飽和部210、211構成為不會由于轉子202的磁通而磁飽和，在線圈209勵磁時 磁飽和從而磁阻變大。收納用貫通孔203構成為在輪廓為圓形的貫通孔的相對部分一體形 成多個(本實施方式中為兩個)半月狀的切口部(內凹口)204、205的圓孔形狀。
切口部204、205構成用于決定轉子202的停止位置的定位部。在線圈209未勵磁 的狀態下，轉子202穩定停止在如圖2所示與所述定位部對應的位置，換言之，轉子202的 磁極軸A穩定停止在與連接切口部204、205的線段正交的位置(角度Θ0的位置)。
現在，從電動機驅動電路107將一種極性的矩形波驅動脈沖供給到線圈209的端 子0UT1、0UT2 (例如，以第一端子OUTl為正極，以第二端子0UT2為負極)，沿圖11的箭頭方 向流過電流i時，在定子201沿虛線箭頭方向產生磁通。由此，可飽和部210、211飽和從而 磁阻變大，然后通過定子201中產生的磁極與轉子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穩定停止在成角度θ 1的位置。將用于通過旋轉驅動步 進電機108進行通常動作(在本實施方式中是模擬電子鐘表因此是運針動作)的旋轉方向 (在圖11中為逆時針方向)設為正方向，將其相反方向(順時針方向)設為相反方向。
然后，從電動機驅動電路107將相反極性的驅動脈沖供給到線圈209的端子0UT1、 0UT2(與所述驅動相反極性，以第一端子OUTl為負極，以第二端子0UT2為正極)，沿圖11的 箭頭方向反向流過電流時，在定子201沿虛線箭頭方向反向產生磁通。由此，可飽和部210、 211首先飽和，然后通過定子201中產生的磁極與轉子202的磁極的相互作用，轉子202沿 與所述相同方向旋轉180度，磁極軸A穩定停止在成角度θ 0的位置。
以后，如上所述，構成為對線圈209供給極性不同的信號(交變信號)，由此重復進 行所述動作，能夠使轉子202沿箭頭方向以180度為單位連續旋轉。
在本實施方式中，作為驅動脈沖，如后面所述，使用能量相互不同的多種主驅動脈 沖Pln和校正驅動脈沖Ρ2。主驅動脈沖Pln的等級η從最小值1到最大值m具有多個等 級，構成為η的值越大則驅動脈沖的能量越大。校正驅動脈沖Ρ2是能夠旋轉驅動過大負荷 的大能量脈沖，其能量設定為大于各主驅動脈沖Pl的能量。此外，在本實施方式中，主驅動 脈沖Pl使用梳齒狀的主驅動脈沖，脈寬設為恒定，通過改變占空比來改變驅動能量。
圖12 圖14是表示本發明的第三實施方式的步進電機108的驅動定時、旋轉檢 測定時以及使用的驅動脈沖種類的定時圖，包含施加在端子0UT1、0UT2的驅動脈沖的極性 進行示出。
在緊接利用主驅動脈沖Pl旋轉驅動步進電機108的旋轉驅動期間之后設置任務 期間ΙΤ，此外，在緊接任務期間IT之后設置檢測步進電機108是否進行了旋轉的旋轉檢測 期間DT。任務期間IT是用于排除由噪聲等的影響引起的誤檢測而設置的期間，是未檢測出 步進電機108產生的感應信號VRs的期間。
圖3 圖5示出步進電機108利用主驅動脈沖Ρ12旋轉，控制電路104控制主驅 動脈沖產生電路105，從主驅動脈沖Ρ12脈沖下降至能量小一個等級的主驅動脈沖Pll以后 的定時。
圖15是匯總圖12 圖14的脈沖控制動作的表，基于旋轉檢測期間DTl、DT2的旋 轉檢測結果，是判定步進電機108的旋轉、不旋轉，表示是否進行主驅動脈沖Pl的脈沖下降 的許可和禁止(等級操作)的脈沖控制用表。將在旋轉檢測期間DT1、DT2中旋轉檢測電路 109檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況設為“ 1”，將沒有檢測出的情況 設為“0”。圖15的脈沖控制用表存儲在控制電路104的存儲部(未圖示)，控制電路104 參照所述脈沖控制用表，基于旋轉檢測期間DT1、DT2中的旋轉檢測結果進行主驅動脈沖Pl 的等級操作。
在圖12中，在脈沖下降后緊接著的驅動周期T(例如1秒間)，在旋轉驅動期間控 制電路104向主驅動脈沖產生電路105輸出控制信號以利用一種極性(例如端子OUTl側 為正極，端子0UT2側為負極)的主驅動脈沖Pll驅動時，主驅動脈沖產生電路105對所述 控制信號進行響應，經由電動機驅動電路107利用所述一種極性的主驅動脈沖Pll旋轉驅 動步進電機108。
旋轉檢測電路109在經過任務期間ITl后，在相同驅動周期T內的旋轉檢測期間 DTl檢測由于步進電機108的自由振動而產生的感應信號VRs。控制電路104在旋轉檢測電路109檢測出超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況下，判定為步進電 機108進行了旋轉，在旋轉檢測電路109沒有檢測出超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感 應信號VRs的情況下，判定為步進電機108沒有旋轉。在圖3的情況下，旋轉檢測電路109 沒有檢測出超過預定的基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，因此判定為無法利用脈沖下 降后的主驅動脈沖Pll使步進電機108旋轉，利用能量大于各主驅動脈沖P1、具有能夠可靠 地使步進電機108旋轉的能量的校正驅動脈沖P2強制地旋轉驅動。由此，步進電機108可 靠地旋轉。
在下一驅動周期T中，在旋轉驅動期間，控制電路104利用相反極性(端子OUTl 側為負極，端子0UT2側為正極)的主驅動脈沖Pl驅動，但在上次驅動中利用脈沖下降后的 主驅動脈沖Pll無法旋轉，因此禁止所述脈沖下降，返回到脈沖下降前的主驅動脈沖P12， 利用相反極性的主驅動脈沖P12驅動步進電機108。
在圖13的脈沖下降后緊接著的驅動周期T中，電動機驅動電路107對來自控制電 路104的控制信號進行響應，利用一種極性的主驅動脈沖Pll對步進電機108進行了旋轉 驅動時，控制電路104判定為旋轉檢測電路109在旋轉檢測期間DTl檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs的情況下，在同一驅動周期T內控制主驅動脈沖產生電路105， 使得利用與所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pll相同極性、具有能夠使步進電機108可靠旋 轉的驅動能量的確認用驅動脈沖(圖13的例子中為脈沖下降前的主驅動脈沖PU)旋轉驅 動步進電機108。
主驅動脈沖產生電路105在所述同一驅動周期T內，經由電動機驅動電路107， 利用與所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pll相同極性的主驅動脈沖P12旋轉驅動步進電機 108。在此情況下，在圖13的例子中，旋轉檢測電路109在同一驅動周期T內的旋轉檢測期 間DT2，沒有檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs。因為步進電機108在所述脈 沖下降后的主驅動脈沖Pll的驅動下進行了旋轉，因此控制電路104判定為在與之相同極 性的主驅動脈沖P12的驅動下沒有旋轉。這樣，能夠正確地判定是否在脈沖下降后緊接著 的驅動下進行了旋轉。控制電路104判定為以后也利用主驅動脈沖Pll使其旋轉，許可脈 沖下降。
在下一驅動周期T，控制電路104在旋轉驅動期間利用相反極性的主驅動脈沖Pl 驅動，但在上次驅動中能夠利用脈沖下降后的主驅動脈沖Pii使其旋轉，因此利用脈沖下 降后的主驅動脈沖Pll以相反極性驅動步進電機108。由此，能夠實現省電的同時旋轉驅動 步進電機108。
另一方面，在圖14的脈沖下降后緊接著的驅動周期T中，電動機驅動電路107對 來自控制電路104的控制信號進行響應，利用一種極性的主驅動脈沖Pll對步進電機108 進行了旋轉驅動時，控制電路104判定為旋轉檢測電路109在旋轉檢測期間DTl檢測出超 過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況下，與圖13同樣地在同一驅動周期T內控制 主驅動脈沖產生電路105，使得利用與所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pll相同極性、具有能 夠使步進電機108可靠旋轉的驅動能量的確認用驅動脈沖(圖14的例子中為脈沖下降前 的主驅動脈沖P^)旋轉驅動步進電機108。
主驅動脈沖產生電路105經由電動機驅動電路107，利用與所述脈沖下降后的主 驅動脈沖Pll相同極性的主驅動脈沖P12旋轉驅動步進電機108。在此情況下，在圖14的例子中，旋轉檢測電路109在同一驅動周期T內的旋轉檢測期間DT2檢測超過基準閾值電 壓Vcomp的感應信號VRs。因為步進電機108在所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pll的驅動 下沒有旋轉，因此控制電路104判定為在與之相同極性的主驅動脈沖P12的驅動下進行了 旋轉。這樣，能夠正確地判定是否在脈沖下降后緊接著的驅動下進行了旋轉。控制電路104 作為無法在主驅動脈沖Pll的驅動下旋轉，禁止脈沖下降。
在下一驅動周期T，控制電路104在旋轉驅動期間利用相反極性的主驅動脈沖Pl 驅動，但在上次驅動中無法利用脈沖下降后的主驅動脈沖Pii使其旋轉，因此禁止脈沖下 降，返回到脈沖下降前的主驅動脈沖P12，以相反極性驅動步進電機108。由此，能夠可靠地 旋轉驅動步進電機108。
下面，參照圖10 圖15、圖17對本發明的第三實施方式的動作進行詳細說明。
在圖10中，振蕩電路101產生預定頻率的信號，分頻電路102對由振蕩電路101 產生的所述信號進行分頻，產生成為計時基準的時鐘信號，向脈沖下降計數電路103和控 制電路104輸出。
控制電路104對所述時鐘信號計數而進行計時動作，每計時預定時間時向主驅動 脈沖產生電路105輸出主驅動脈沖控制信號，以旋轉驅動步進電機108。
脈沖下降計數電路103對來自分頻電路102的時鐘信號進行計數而進行計時動 作，每隔預定周期向主驅動脈沖產生電路105輸出用于使主驅動脈沖Pl脈沖下降的脈沖下 降信號。主驅動脈沖產生電路105對脈沖下降信號進行響應，變更為脈沖下降了一個等級 的主驅動脈沖Pl，向電動機驅動電路107輸出。
在脈沖下降計數電路103向主驅動脈沖產生電路105輸出脈沖下降信號，主驅動 脈沖產生電路105進行了主驅動脈沖Pl的脈沖下降(例如從主驅動脈沖P2向Pll的脈沖 下降)的情況下，控制電路104執行圖17的處理。
主驅動脈沖產生電路105對來自控制電路104的控制信號進行響應，將脈沖下降 后的主驅動脈沖Pll輸出到電動機驅動電路107 (步驟S801)。電動機驅動電路107利用主 驅動脈沖Pll旋轉驅動步進電機108。步進電機108利用主驅動脈沖Pll被旋轉驅動，驅動 模擬顯示部110。由此，在步進電機108正常進行了旋轉的情況下，在模擬顯示部110中進 行基于時刻指針的當前時刻顯示等。
旋轉檢測電路109將表示在旋轉檢測期間DTl是否檢測出超過基準閾值電壓 Vcomp的感應信號VRs的檢測信號輸出到控制電路104。
控制電路104判定為在旋轉檢測期間DTl旋轉檢測電路109沒有檢測出超過基準 閾值電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108沒有旋轉的情況下(步驟S8(^)，向校正 驅動脈沖產生電路106輸出控制信號，使得利用與所述主驅動脈沖Pll相同極性的校正驅 動脈沖P2驅動(步驟S803)。
校正驅動脈沖產生電路106對所述控制信號進行響應，如圖12所示控制電動機 驅動電路107，使得利用與主驅動脈沖Pll相同極性的校正驅動脈沖P2旋轉驅動步進電機 108。電動機驅動電路107利用相同極性的校正驅動脈沖P2旋轉驅動步進電機108，由此， 模擬顯示部110被驅動，進行基于時刻指針的當前時刻顯示等。
然后，控制電路104將主驅動脈沖Pl脈沖上升(步驟S804)。控制電路104利用 脈沖上升后的相反極性的主驅動脈沖P12進行下次的驅動。
控制電路104在處理步驟S802中，判定為旋轉檢測電路109檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108進行了旋轉的情況下，如圖4所示，將主驅動脈 沖Pll脈沖上升為能夠可靠地使步進電機108旋轉的驅動能量的確認用驅動脈沖(在本實 施方式中為主驅動脈沖PU)(步驟S805)，控制主驅動脈沖產生電路105，使得利用脈沖上 升后的相同極性的主驅動脈沖P12驅動(步驟S806)。主驅動脈沖產生電路105經由電動 機驅動電路107利用主驅動脈沖P12旋轉驅動步進電機108。
旋轉檢測電路109將表示在與旋轉檢測期間DTl同一驅動周期T內的旋轉檢測期 間DT2是否檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的檢測信號輸出到控制電路 104。
控制電路104判定為在旋轉檢測期間DT2旋轉檢測電路109沒有檢測出超過基準 閾值電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108沒有旋轉的情況下(步驟S807)，判定為 在所述主驅動脈沖Pll的驅動下進行了旋轉，許可并確定脈沖下降(步驟S808)。
控制電路104在處理步驟S807中，判定為旋轉檢測電路109檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108進行了旋轉的情況下，處理步驟S802中的檢測 結果是誤檢測，判定為在所述主驅動脈沖Pll的驅動下沒有旋轉，禁止脈沖下降，返回確定 為原來的所述主驅動脈沖P12，結束本驅動周期T中的處理。利用下一主驅動脈沖Pl驅動 以后進行通常的驅動動作。
如上所述，提供一種步進電機控制電路，具有檢測由于步進電機108的旋轉而產 生的感應信號VRs是否超過了預定的基準閾值電壓Vcomp的旋轉檢測電路109 ；和基于旋 轉檢測電路109的檢測結果判定步進電機108是否進行了旋轉，基于所述判定結果變更為 能量相互不同的多種主驅動脈沖Pl中的任意一個，以不同的極性交替驅動控制步進電機 108的驅動控制單元，其特征在于，所述驅動控制單元基于脈沖下降后的主驅動脈沖Pl的 驅動檢測結果和與所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pl相同極性、能夠使步進電機108可靠旋 轉的確認用驅動脈沖的驅動檢測結果，判定是否在所述脈沖下降后的主驅動脈沖Pl的驅 動下進行了旋轉。
在脈沖下降后利用主驅動脈沖Pl最初進行的驅動后，接著，利用與所述主驅動脈 沖Pi相同極性、具有能夠使步進電機可靠旋轉的驅動能量的確認用驅動脈沖驅動，由此步 進電機108利用脈沖下降后的主驅動脈沖Pl進行了旋轉時變為吸引動作而不旋轉，因此不 產生超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，在步進電機108沒有利用脈沖下降后的主 驅動脈沖Pl旋轉時旋轉，因此產生超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs。據此判定旋 轉、不旋轉，由此，能夠進行正確的旋轉檢測，能夠防止旋轉誤檢測。
此外，在步進電機108沒有利用所述主驅動脈沖旋轉時，在所述必定能夠旋轉的 確認用驅動脈沖的驅動下進行旋轉，產生超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs，因此能 夠利用小于校正驅動脈沖P2的最合適的主驅動脈沖Pl使其旋轉，能夠可靠地使其旋轉并 且能夠省電。
此外，通過正確地進行脈沖下降后緊接著的旋轉檢測，能夠進行正確的脈沖控制動作。
下面，對本發明的第四實施方式的步進電機控制電路和模擬電子鐘表進行說明。
在所述第三實施方式中，構成為基于主驅動脈沖Pl的驅動檢測結果和相同極性的確認用驅動脈沖的驅動檢測結果來防止旋轉誤檢測，進行正確的脈沖控制，但在本第四 實施方式中，構成為基于關于兩種極性的、脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動檢測結果和與 所述脈沖下降后的主驅動脈沖相同極性且能夠使所述步進電機可靠旋轉的驅動用驅動脈 沖的驅動檢測結果，判定是否在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉，防止 旋轉誤檢測，并進行脈沖控制。
在本第四實施方式中，框圖以及步進電機108的結構與圖10、圖11相同。
圖16是匯總本第四實施方式的脈沖控制動作的脈沖控制用表，示出向端子0UT1、 0UT2分別供給一種極性的驅動脈沖、相反極性的驅動脈沖進行了驅動時的旋轉檢測結果、 是否進行了旋轉的判定、等級操作。
在圖16中，與圖15同樣地，將在旋轉檢測期間DTl、DT2中旋轉檢測電路109檢 測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的情況設為“1”，將沒有檢測出的情況設為 “0”。圖16的脈沖控制用表存儲在控制電路104的存儲部(未圖示)，控制電路104參照脈 沖控制用表，基于兩種極性的旋轉檢測期間DT1、DT2中的旋轉檢測結果進行主驅動脈沖Pl 的等級操作。
圖18是表示本第四實施方式的動作的流程圖。
下面參照圖10、圖11、圖16和圖18，就與所述第三實施方式不同的部分說明本第 四實施方式的動作。
在脈沖下降計數電路103向主驅動脈沖產生電路105輸出脈沖下降信號，主驅動 脈沖產生電路105進行了主驅動脈沖Pl的脈沖下降(例如從主驅動脈沖P12向Pll的脈 沖下降)的情況下，控制電路104執行圖9的處理。
主驅動脈沖產生電路105對來自控制電路104的控制信號進行響應，將脈沖下降 后的一種極性(在圖18的例子中端子OUTl側為正極、端子0UT2側為負極)的主驅動脈沖 Pll輸出到電動機驅動電路107(步驟S901)。電動機驅動電路107利用以端子OUTl側為 正極的主驅動脈沖Pll旋轉驅動步進電機108。步進電機108利用所述主驅動脈沖Pll被 旋轉驅動，驅動模擬顯示部110。由此，在步進電機108正常旋轉了的情況下，在模擬顯示部 110進行基于時刻指針的當前時刻顯示等。
旋轉檢測電路109將表示在所述一種極性(在圖18的例子中端子OUTl側為正極、 端子0UT2側為負極)的旋轉檢測期間DTl中是否檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應 信號VRs的檢測信號輸出到控制電路104。
控制電路104判定為在所述一種極性的旋轉檢測期間DTl中旋轉檢測電路109沒 有檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108沒有旋轉的情況下(步 驟S9(^)，向校正驅動脈沖產生電路106輸出控制信號，使得利用與所述主驅動脈沖Pll相 同極性的校正驅動脈沖P2驅動(步驟S903)。
校正驅動脈沖產生電路106與圖12同樣地，對所述控制信號進行響應，控制電動 機驅動電路107，使得利用與所述主驅動脈沖Pll相同極性的校正驅動脈沖P2旋轉驅動步 進電機108。電動機驅動電路107利用所述相同極性的校正驅動脈沖P2驅動步進電機108， 由此驅動模擬顯示部110，進行基于時刻指針的當前時刻顯示等。
然后，控制電路104將主驅動脈沖Pl脈沖上升(步驟S904)。控制電路104利用 脈沖上升后的相反極性的主驅動脈沖P12進行下次的驅動。26
控制電路104在處理步驟S902中，判定為旋轉檢測電路109檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108進行了旋轉的情況下，與圖13同樣地，將主驅 動脈沖Pll脈沖上升為能夠可靠地使步進電機108旋轉的確認用驅動脈沖(在本第四實施 方式中為主驅動脈沖PU)(步驟S905)，控制主驅動脈沖產生電路105，使得利用脈沖上升 后的相同極性的主驅動脈沖P12驅動(步驟S906)。主驅動脈沖產生電路105經由電動機 驅動電路107利用所述與脈沖上升后的一種極性相同極性的主驅動脈沖P12旋轉驅動步進 電機108。
旋轉檢測電路109將表示在所述一種極性的驅動周期T內的旋轉檢測期間DT2是 否檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的檢測信號輸出到控制電路104。
控制電路104在判定為在所述一種極性的驅動周期T內的旋轉檢測期間DT2旋轉 檢測電路109沒有檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108沒有旋 轉的情況下(步驟S907)，判定為在所述主驅動脈沖Pll的驅動下進行了旋轉，進行脈沖下 降(步驟S908)，控制主驅動脈沖產生電路105，使得利用另一種極性(相反極性)的主驅 動脈沖Pll驅動(步驟S909)。主驅動脈沖產生電路105經由電動機驅動電路107利用相 反極性的主驅動脈沖Pll旋轉驅動步進電機108。
然后，控制電路104在判定為在所述相反極性的驅動周期T內的旋轉檢測期間DTl 旋轉檢測電路109沒有檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108沒 有旋轉的情況下，轉移到處理步驟S903(步驟S910)。
控制電路104在處理步驟S910中，判定為旋轉檢測電路109檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108進行了旋轉的情況下，與圖13同樣地，將主驅 動脈沖Pll脈沖上升為能夠可靠地使步進電機108旋轉的驅動能量的確認用驅動脈沖(在 本第四實施方式中為主驅動脈沖PU)(步驟S911)，控制主驅動脈沖產生電路105，使得利 用脈沖上升后的相反極性的主驅動脈沖P12驅動(步驟S912)。主驅動脈沖產生電路105 經由電動機驅動電路107，利用所述脈沖上升后的相反極性的主驅動脈沖P12旋轉驅動步 進電機108。
旋轉檢測電路109將表示在所述相反極性的驅動周期T內的旋轉檢測期間DT2是 否檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs的檢測信號輸出到控制電路104。
控制電路104在判定為在所述相反極性的驅動周期T內的旋轉檢測期間DT2旋轉 檢測電路109沒有檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108沒有旋 轉的情況下(步驟S913)，判定為在處理步驟S909的驅動下進行了旋轉，許可并確定脈沖下 降(步驟S914)。
控制電路104在處理步驟S913中，判定為旋轉檢測電路109檢測出超過基準閾值 電壓Vcomp的感應信號VRs、即步進電機108進行了旋轉的情況下，判定為在處理步驟S909 的驅動下沒有旋轉，禁止脈沖下降，返回并確定為原來的主驅動脈沖P12。此外，控制電路 104在處理步驟S907中，判定為旋轉檢測電路109檢測出超過基準閾值電壓Vcomp的感應 信號VRs、即步進電機108進行了旋轉的情況下，判定為在處理步驟S902的驅動下沒有旋 轉，禁止脈沖下降，返回并確定為原來的主驅動脈沖P12。在此情況下，在由脈沖下降計數電 路103進行下次脈沖下降控制之前，在主驅動脈沖Pl的驅動下利用主驅動脈沖P12進行。
根據如上所述的本第四實施方式，在脈沖下降后利用主驅動脈沖Pl最初驅動后，接著，判定通過利用與所述主驅動脈沖Pl相同極性、在步進電機沒有旋轉時必定能夠旋轉 的驅動脈沖進行驅動，是否進行了旋轉，因此與所述第一實施方式同樣地，起到能夠防止旋 轉誤檢測等的效果。
此外，基于兩種極性的旋轉結果判定是否進行了旋轉，因此能夠防止旋轉誤檢測。 此外，起到能夠進行正確的脈沖控制，能夠可靠地使其旋轉并且能夠省電等的效果。
在所述第三、第四實施方式中，作為能夠可靠地使其旋轉的驅動脈沖，使用了脈沖 下降前的主驅動脈沖，但也可以使用大于脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動脈沖。作為能夠 可靠地使其旋轉的驅動脈沖，使用了脈沖下降前的主驅動脈沖，因此可利用能夠可靠旋轉 的最小能量驅動，能夠實現省電。
此外，也可以構成為作為主驅動脈沖Pl使用梳齒狀的主驅動脈沖，脈寬設為恒 定，通過改變占空比來改變驅動能量，但也可以將占空比設為恒定，通過改變梳齒數來改變 驅動能量(在此情況下脈寬變化)，通過改變脈沖電壓等來改變驅動能量。此外，也可以使 用矩形波的主驅動脈沖。此外，也可以為了改變各驅動脈沖的驅動能量而改變脈寬。
此外，除了時刻指針以外，還能夠適用于用于驅動日歷或精密記時計針等的步進 電機。
此外，作為步進電機的應用例利用電子鐘表的例子進行了說明，但還能夠適用于 使用電動機的電子設備。
本發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。
此外，本發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和精密記時計鐘表為代表的各種模擬 電子鐘表。
權利要求
1.一種步進電機控制電路，所述步進電機控制電路具有旋轉檢測單元，其檢測由于 步進電機的旋轉而產生的感應信號是否超過了預定的基準閾值電壓；以及驅動控制單元， 其基于所述旋轉檢測單元的檢測結果來判定所述步進電機是否進行了旋轉，基于所述判定 結果變更成能量相互不同的多個主驅動脈沖中的任意一個，以不同的極性交替地對所述步 進電機進行驅動控制，其特征在于，所述驅動控制單元基于脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動的檢測結果、和接著所述脈沖 下降后的主驅動脈沖之后輸出的能夠使所述步進電機可靠旋轉的驅動脈沖的驅動的檢測 結果，判定是否在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉。
2.根據權利要求1所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述旋轉檢測單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動后緊接著利用校正驅 動脈沖驅動時，基于流向所述步進電機的電流來檢測旋轉狀況，所述驅動控制單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動所述步進電機后緊接 著利用校正驅動脈沖驅動所述步進電機，基于利用所述校正驅動脈沖驅動時所述旋轉檢測 單元的檢測結果，選擇下次驅動的主驅動脈沖。
3.根據權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述旋轉檢測單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動后緊接著利用校正驅 動脈沖驅動時，將流向所述步進電機的電流值與閾值進行比較，在電流值超過閾值的情況 下，判定為在所述主驅動脈沖下進行了旋轉，在電流值沒有超過閾值的情況下，判定為在所 述主驅動脈沖下沒有進行旋轉，由此檢測旋轉狀況。
4.根據權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動后緊接著利用校正驅 動脈沖驅動所述步進電機時，在基于所述旋轉檢測單元的檢測結果判定為在所述主驅動脈 沖的驅動下進行了旋轉的情況下，選擇所述脈沖下降后的主驅動脈沖作為下次驅動的主驅 動脈沖。
5.根據權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動后緊接著利用校正驅 動脈沖驅動所述步進電機時，在基于所述旋轉檢測單元的檢測結果判定為在所述主驅動脈 沖的驅動下沒有進行旋轉的情況下，選擇脈沖下降前的能量大的主驅動脈沖作為下次驅動 的主驅動脈沖。
6.根據權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述脈沖下降后的最初的主驅動脈沖與利用所述主驅動脈沖驅動后緊接著驅動的校 正驅動脈沖是相同極性的驅動脈沖。
7.根據權利要求2所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述旋轉檢測單元在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖以外的主驅動脈沖驅動所 述步進電機時，基于由于驅動后緊接著的所述步進電機的自由振動而產生的感應信號，檢 測所述步進電機的旋轉狀況。
8.根據權利要求1所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為通過利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動從而所述 步進電機進行了旋轉的情況下，在下一周期判定為通過利用能夠可靠地使其旋轉的第一驅動脈沖驅動從而所述步進電機進行了旋轉時，選擇所述脈沖下降后的主驅動脈沖作為從下 一周期起驅動的主驅動脈沖。
9.根據權利要求8所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為通過利用所述脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動從而 所述步進電機進行了旋轉的情況下，在下一周期判定為利用所述第一驅動脈沖驅動而所述 步進電機沒有旋轉時，在與所述第一驅動脈沖相同的周期內，利用能夠可靠地使其旋轉的 第二驅動脈沖連續驅動兩次。
10.根據權利要求9所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述旋轉檢測單元在利用所述第二驅動脈沖驅動時不進行所述步進電機的旋轉檢測。
11.根據權利要求9所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述第二驅動脈沖是能量最大的主驅動脈沖。
12.根據權利要求8所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為通過利用所述脈沖下降后的最初的主驅動脈沖驅動從而 所述步進電機進行了旋轉，在下一周期判定為利用所述第一驅動脈沖驅動而所述步進電機 沒有旋轉，且在與所述第一驅動脈沖相同的周期內利用能夠可靠地使其旋轉的第二驅動脈 沖連續驅動了兩次的情況下，選擇所述脈沖下降后的主驅動脈沖作為從其下一周期起驅動 的主驅動脈沖。
13.根據權利要求8所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述第一驅動脈沖是等級下降前的主驅動脈沖。
14.根據權利要求1所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元基于脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動的檢測結果、和與所述脈沖下 降后的主驅動脈沖相同極性的能夠使所述步進電機可靠旋轉的確認用驅動脈沖的驅動的 檢測結果，判定是否在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉。
15.根據權利要求14所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為在脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉的情況 下，利用與所述脈沖下降后的主驅動脈沖相同極性的能夠使所述步進電機可靠旋轉的確認 用驅動脈沖驅動，在判定為在所述確認用驅動脈沖的驅動下沒有旋轉時，判定為在所述脈 沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉，并且，在判定為在所述確認用驅動脈沖的驅 動下進行了旋轉時，判定為在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下沒有旋轉。
16.根據權利要求14所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元基于關于兩種極性的脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動的檢測結果、 和與所述脈沖下降后的主驅動脈沖相同極性的能夠使所述步進電機可靠旋轉的確認用驅 動脈沖的驅動的檢測結果，判定在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下是否進行了旋 轉。
17.根據權利要求16所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元針對兩種極性，進行所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動和所述確 認用驅動脈沖的驅動來進行旋轉判定，在兩種極性中，在判定為在所述脈沖下降后的主驅 動脈沖的驅動下旋轉，在所述確認用驅動脈沖的驅動下沒有旋轉的情況下，判定為在所述 脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉，在所述以外的情況下，判定為在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下沒有旋轉。
18.根據權利要求14所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述確認用驅動脈沖具有與脈沖下降前的主驅動脈沖相同的驅動能量。
19.根據權利要求14所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述脈沖下降后的主驅動脈沖和與所述主驅動脈沖對應的確認用驅動脈沖的驅動在 同一驅動周期內進行。
20.根據權利要求14所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下進行了旋轉時， 許可所述脈沖下降，下次的驅動利用所述脈沖下降后的主驅動脈沖來進行。
21.根據權利要求14所述的步進電機控制電路，其特征在于，所述驅動控制單元在判定為在所述脈沖下降后的主驅動脈沖的驅動下沒有旋轉時，禁 止所述脈沖下降，下次的驅動返回到所述脈沖下降前的主驅動脈沖來進行。
22.—種模擬電子鐘表，所述模擬電子鐘表具有對時刻指針進行旋轉驅動的步進電機、 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，使用權利要求1所述的步進電機控制電路。
全文摘要
本發明提供一種步進電機控制電路以及模擬電子鐘表，能夠正確地檢測在脈沖下降后緊接著的驅動時步進電機是否進行了旋轉。控制電路(103)在利用脈沖下降后的最初的主驅動脈沖(P1)驅動步進電機(105)后利用校正驅動脈沖(P2)驅動。第二檢測電路(112)在利用所述校正驅動脈沖(P2)驅動后基于流向步進電機(105)的電流來檢測旋轉狀況。控制電路(103)基于第二檢測電路(112)的檢測結果控制驅動脈沖選擇電路(104)，使得選擇下次驅動的主驅動脈沖(P1)。驅動脈沖選擇電路(104)利用與所述控制信號對應的主驅動脈沖(P1)旋轉驅動步進電機(105)。
文檔編號H02P8/34GK102035450SQ201010502080
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月30日 優先權日2009年10月6日
發明者佐久本和實, 小笠原健治, 山本幸祐, 本村京志, 清水洋, 長谷川貴則, 間中三郎, 高倉昭 申請人:精工電子有限公司