專利名稱：步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬電子時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及步進(jìn)電動機(jī)控制電路和使用該步進(jìn)電動機(jī)控制電路的模 擬電子時鐘。
背景技術(shù)：
在相關(guān)領(lǐng)域中，在模擬電子時鐘等中使用步進(jìn)電動機(jī)，該步進(jìn)電動 機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子以及線圈，該定子具有轉(zhuǎn)子承放孔和確定轉(zhuǎn)子的停止 位置的定位裝置，該轉(zhuǎn)子設(shè)置在轉(zhuǎn)子承放孔中，并且該步進(jìn)電動機(jī)被配 置為通過向線圈提供交流信號以在定子中產(chǎn)生磁通量來使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并 且使轉(zhuǎn)子停止在對應(yīng)于定位裝置的位置處。
作為該步進(jìn)電動機(jī)的控制系統(tǒng)，使用校正驅(qū)動系統(tǒng)，該校正驅(qū)動系 統(tǒng)被配置為，當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)不是用主驅(qū)動脈沖驅(qū)動時，通過基于步進(jìn)電 動機(jī)中生成的感生電壓對檢測信號進(jìn)行檢測，來檢測步進(jìn)電動機(jī)是否旋 轉(zhuǎn)，并且根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)是否旋轉(zhuǎn)，將主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂胁煌}沖 寬度的主驅(qū)動脈沖以進(jìn)行驅(qū)動，或者通過具有比主驅(qū)動脈沖大的脈沖寬 度的校正驅(qū)動脈沖來強(qiáng)迫旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)(例如，參見專利文獻(xiàn)
JP陽B-61-15385)。
根據(jù)專利文獻(xiàn)JP-A-57-17884，在感生電壓的兩個段中執(zhí)行步進(jìn)電動 機(jī)的驅(qū)動控制，并且在這兩個段的一個段中(較早時間中的段)，根據(jù)兩 個脈沖狀態(tài)對所檢測的電壓執(zhí)行向下移動脈沖等級的控制。在較晚的段 中，執(zhí)行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的判斷。
當(dāng)較早脈沖低于所檢測的電壓而較晚脈沖高于所檢測的電壓時，執(zhí) 行脈沖下降。而且，有規(guī)律地改變用于脈沖下降控制的脈沖檢測時間， 使得以規(guī)則時間間隔檢測和感知負(fù)載變化。
根據(jù)專利文獻(xiàn)WO2005/119377，當(dāng)檢測步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)時，提供了除對檢測信號進(jìn)行檢測外還對檢測時間和基準(zhǔn)時間進(jìn)行比較和區(qū)分的 單元，并且如果在用主驅(qū)動脈沖Pll旋轉(zhuǎn)了步進(jìn)電動機(jī)之后檢測信號低
于預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp，則輸出校正驅(qū)動脈沖P2，并且將用于下一 次的主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂斜戎黩?qū)動脈沖Pll大的能量的主驅(qū)動脈沖 P12以進(jìn)行驅(qū)動。當(dāng)用主驅(qū)動脈沖P12旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子時的檢測時間早于基準(zhǔn)時 間時，將主驅(qū)動脈沖P12改變?yōu)橹黩?qū)動脈沖P11，并且根據(jù)驅(qū)動期間的負(fù) 載用主驅(qū)動脈沖Pl進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以減少電流消耗。
然而，當(dāng)由于批量生產(chǎn)的變化，轉(zhuǎn)子的離心率或者轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心和 定子孔中心之間的偏移顯著時，針對與驅(qū)動線圈的第一端子0UT1和第 二端子OUT2對應(yīng)的轉(zhuǎn)子極性的定位扭矩(將轉(zhuǎn)子維持在初始位置的扭 矩)中的一個變高，而另一個變低。
因此，上述專利文獻(xiàn)中公開的發(fā)明中的發(fā)明具有這樣的問題驅(qū)動 脈沖的等級可朝著造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的驅(qū)動脈沖而向下移動，因此當(dāng)出現(xiàn) 錯誤判斷時可導(dǎo)致延遲，由此削弱作為時鐘的功能。
更具體地說，當(dāng)減小保留驅(qū)動能力時，在檢測段之間感生的感生電 壓通常趨向于造成檢測信號生成時間的延遲。根據(jù)部件變化或負(fù)載的波 動，即使其中一個極性的保留驅(qū)動能力減小，在另一極性輸出的保留驅(qū) 動能力仍得以維持，這可能使得難于同具有保留能力的驅(qū)動相區(qū)別。
在該情況下，判斷是具有保留能力的驅(qū)動，并且將主驅(qū)動脈沖改變 為具有更小驅(qū)動能量的主驅(qū)動脈沖。然而，可能出現(xiàn)這樣的情況，艮P， 根據(jù)該改變的主驅(qū)動脈沖， 一個極性的輸出不再具有保留能力，因此可 能禁止旋轉(zhuǎn)。
而且，在相關(guān)領(lǐng)域的校正驅(qū)動系統(tǒng)中，因?yàn)橛镁哂凶钚∧芰康闹黩?qū) 動脈沖執(zhí)行驅(qū)動，所以存在這樣的問題，在已向下移動等級之后，用最 小的驅(qū)動脈沖使轉(zhuǎn)子進(jìn)入非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且如果在此時出現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)檢測 的錯誤判斷，則將導(dǎo)致延遲并且削弱作為時鐘的功能。
根據(jù)專利文獻(xiàn)JP-B-8-33457中公開的電子時鐘，通過在多個檢測段 (第一段和第二段)中檢測步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)來判斷旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。通 過根據(jù)當(dāng)用驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動時生成的檢測信號來檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的判斷，并且第一段是用于根據(jù)一個極性的檢測信號來檢測旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)的段，而第二段是用于基于第一段中的判斷結(jié)果根據(jù)另一極性的檢測 信號來檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段。這樣，因?yàn)閷τ诟鱾€極性僅在一個段中進(jìn)行 檢測，所以存在這樣的問題，判斷準(zhǔn)確度較低，并且存在錯誤地將主驅(qū) 動脈沖的等級向下移動到具有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的主驅(qū)動脈沖的 風(fēng)險(xiǎn)。而且，因?yàn)閷τ诿總€極性使一個驅(qū)動脈沖來進(jìn)行檢測，所以存在 這樣的問題，g卩，旋轉(zhuǎn)的判斷是復(fù)雜的，并且不利地增加了電路的規(guī)模。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是防止主驅(qū)動脈沖移動到具有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能 性的等級。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種步進(jìn)電動機(jī)控制電路，該電動機(jī)控制電路 包括旋轉(zhuǎn)檢測單元，其被配置為檢測由步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)生成的檢測 信號，并且根據(jù)該檢測信號在預(yù)定檢測段內(nèi)是否超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓 來檢測該步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；和控制單元，其被配置為根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢 測單元的檢測結(jié)果，用能量上彼此不同的多個主驅(qū)動脈沖中的一個主驅(qū) 動脈沖或者用能量比相應(yīng)主驅(qū)動脈沖的能量大的校正驅(qū)動脈沖來控制步 進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動，其中，在用主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動之后立即開始的檢測 段被分為多個段，即，三個或更多個段，并且控制單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢測單 元檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號的段來控制主驅(qū)動脈沖。
在用主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動后立即開始的檢測段被分為多個段，即三 個或更多個段，并且控制單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢測單元檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓的檢測信號的段來控制主驅(qū)動脈沖。
這里，檢測段可以被分為在用主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動后緊接著的第一 段、第一段之后的第二段、以及第二段之后的第三段。
檢測段可以被分為在用主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動后緊接著的第一段、第 一段之后的第二段、第二段之后的第三段、以及第三段之后的第四段。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種模擬電子時鐘，其具有被配置為使時間指 針旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電動機(jī)，和被配置為控制步進(jìn)電動機(jī)的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其特征在于，作為步進(jìn)電動機(jī)控制電路，使用了任何一個上述的步 進(jìn)電動機(jī)控制電路。
根據(jù)本發(fā)明中的電動機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)了防止主驅(qū)動脈沖移動到具 有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的等級。
根據(jù)本發(fā)明中的模擬電子電路，實(shí)現(xiàn)了防止主驅(qū)動脈沖移動到具有 造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的等級，從而實(shí)現(xiàn)了精確的計(jì)時動作。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的模擬電子時鐘的框圖； 圖2是示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的模擬電子時鐘中使用的步進(jìn)電 動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的定時圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的判斷圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬電子 時鐘的動作的流程圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖7是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖8是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖9是用于說明根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和 模擬電子時鐘的動作的定時圖IO是用于說明根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和
模擬電子時鐘的動作的定時圖11是用于說明根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和 模擬電子時鐘的動作的判斷圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖13是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖14是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖；以及
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬 電子時鐘的動作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式使用步進(jìn)電動機(jī)控制電路的模擬電 子時鐘的框圖，其是示出模擬電子腕表的示例的隨后描述的各自實(shí)施方 式的通用框圖。
在圖1中，模擬電子時鐘包括振蕩電路101，其被配置為生成具有 預(yù)定頻率的信號；分頻器電路102，其被配置為分割振蕩電路101中生成 的信號并且生成作為計(jì)時基準(zhǔn)的時鐘信號；控制電路103，其被配置為執(zhí) 行控制，例如對構(gòu)成電子時鐘的各個電子電路部件的控制或者改變驅(qū)動 脈沖的控制；驅(qū)動脈沖選擇電路104，其被配置為基于來自控制電路103 的控制信號選擇和輸出用于旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的驅(qū)動脈沖；步進(jìn)電動機(jī)105，其 被配置為由來自驅(qū)動脈沖選擇電路104的驅(qū)動脈沖旋轉(zhuǎn)；模擬顯示單元 106，其具有由步進(jìn)電動機(jī)105旋轉(zhuǎn)的時間指針(在圖1中示出的示例中， 有三類指針，例如時針107、分針108和秒針109)用于顯示時間；旋轉(zhuǎn) 檢測電路110，其被配置為檢測在預(yù)定檢測段中來自步進(jìn)電動機(jī)105的表 示旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測信號(也稱為感生信號)VRs;以及檢測段判斷電路 111，其被配置為通過對旋轉(zhuǎn)檢測電路IIO檢測到超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓 Vcomp的檢測信號VRs的時間和被檢測段進(jìn)行比較，來判斷從哪個段檢 測到檢測信號VRs。如后所述，在該實(shí)施方式中，用于檢測步進(jìn)電動機(jī) 105旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測段分為三個段。
旋轉(zhuǎn)檢測電路110具有與專利文獻(xiàn)1中描述的旋轉(zhuǎn)檢測電路類似的結(jié)構(gòu)，并且基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp被設(shè)置為這樣的值，g卩，該值使得當(dāng)轉(zhuǎn) 子進(jìn)行恒定快速動作時，如在步進(jìn)電動機(jī)105旋轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn)檢測 電路110檢測到超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs，而當(dāng)轉(zhuǎn) 子未進(jìn)行恒定快速動作時，如在步進(jìn)電動機(jī)105不旋轉(zhuǎn)的情況下，旋轉(zhuǎn) 檢測電路110檢測到不超過預(yù)定基準(zhǔn)閥值電壓Vcomp的檢測信號VRs。
振蕩電路101和分頻器電路102構(gòu)成了信號生成單元，并且模擬顯 示單元106構(gòu)成了時間顯示單元。旋轉(zhuǎn)檢測電路110構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)檢測單 元，并且控制電路103、驅(qū)動脈沖選擇電路104、旋轉(zhuǎn)檢測電路IIO、以 及檢測段判斷電路111構(gòu)成了控制單元。
圖2是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式中使用的步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，并 且是公用于隨后描述的各個實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，示出了通 常在模擬電子時鐘中使用的時鐘用步進(jìn)電動機(jī)的示例。
在圖2中，步進(jìn)電動機(jī)105包括具有轉(zhuǎn)子承放通孔203的定子201、 可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在轉(zhuǎn)子承放通孔203處的轉(zhuǎn)子202、與定子201接合的磁芯 208，以及纏繞磁芯208的線圈209。當(dāng)在模擬電子時鐘中使用步進(jìn)電動 機(jī)105時，將定子201和磁芯208通過螺釘(未示出)固定到基板(未 示出)，并且相互接合。線圈209包括第一端子OUT1和第二端子OUT2。
轉(zhuǎn)子202被磁化為兩個極性(S極和N極)。在由磁性材料形成的定 子201的外端部上與轉(zhuǎn)子承放通孔203的中部相對的位置處形成有多個 (在本實(shí)施方式中為兩個)凹口部(外凹口 ) 206和207。在各外凹口 206、 207與轉(zhuǎn)子承放通孔203之間設(shè)有可飽和部210和211。
可飽和部210和211被配置為不因轉(zhuǎn)子202的磁通量而磁飽和，而 當(dāng)線圈209被激勵時磁飽和，從而增加磁阻。轉(zhuǎn)子承放通孔203被配置 為在具有圓形輪廓的通孔的相對側(cè)的部分中一體形成有多個半圓凹口部 (內(nèi)凹口)的圓孔形狀。
凹口部204和205構(gòu)成用于確定轉(zhuǎn)子202的停止位置的定位裝置。 在線圈209未被激勵的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子202穩(wěn)定地停止在對應(yīng)于如圖2中 所示的定位裝置的位置處，換言之，停止在轉(zhuǎn)子202的磁極A的軸與連 接凹口部204和205的線段垂直交叉的位置(角度eO的位置)處。關(guān)于轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)中心)的XY坐標(biāo)空間分為四個象限(第一象 限I到第四象限IV)。
當(dāng)在線圈209的端子OUT1和OUT2之間從驅(qū)動脈沖選擇電路104 提供具有極性之一的方波驅(qū)動脈沖(例如，正極連接到第一端子OUTl， 負(fù)極連接到第二端子OUT2)，并且電流i沿圖2中的箭頭所表示的方向 流動時，在定子201中生成由虛線箭頭表示的方向上的磁通量。因此， 可飽和部210和211飽和，并且磁阻增加，然后，轉(zhuǎn)子202因定子201 中生成的磁極和轉(zhuǎn)子202的磁極之間的相互作用而在圖2中的箭頭表示 的方向上旋轉(zhuǎn)180度，從而使磁極A的軸穩(wěn)定地停止在角度9 1的位置 處。用于通過旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)109造成正常操作(時鐘指針前進(jìn)操作， 因?yàn)樵诒緦?shí)施方式中它是模擬電子時鐘)的旋轉(zhuǎn)方向(圖2中的逆時針 方向)稱為正常方向，而相反方向(順時針方向)稱為反方向。
隨后，當(dāng)從驅(qū)動脈沖選擇電路104向線圈209的端子OUT1和OUT2 提供相反極性的方波驅(qū)動脈沖(負(fù)極連接到第一端子OUTl，正極連接到 第二端子OUT2,這是與上述驅(qū)動相反的極性)，并且電流在與由圖2中 的箭頭表示的方向相反的方向中流動時，在定子201中生成與由虛線箭 頭表示的方向相反的方向上的磁通量。因此，可飽和部210和211首先 飽和，然后轉(zhuǎn)子202因定子201中生成的磁極和轉(zhuǎn)子202的磁極之間的 相互作用在如上所述的相同方向上旋轉(zhuǎn)180度，并且使磁極A的軸穩(wěn)定 地停止在角度e 0的位置處。
由此，通過向線圈209提供不同極性的信號(交流信號)而重復(fù)執(zhí) 行上述動作，從而使轉(zhuǎn)子202在由箭頭表示的方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)180度。 在本實(shí)施方式中，作為驅(qū)動脈沖，使用如隨后所述的彼此具有不同能量 的多個主驅(qū)動脈沖P10到Plm和校正驅(qū)動脈沖P2。
圖3是示出本實(shí)施方式中用等級n的主驅(qū)動脈沖Pln和校正驅(qū)動脈 沖P2驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)105的狀態(tài)的定時圖。
在圖3中，主驅(qū)動脈沖Pln的等級n具有從最小值0到最大值m的 多個等級，并且脈沖的能量隨著值n的增大而增大(在本實(shí)施方式中， 方波的脈沖寬度較長)。校正驅(qū)動脈沖P2是能夠使被施加了過多負(fù)載的步進(jìn)電動機(jī)105旋轉(zhuǎn)的大能量脈沖，并且被配置為具有大約為主驅(qū)動脈 沖P1十倍大的能量。換言之，各個驅(qū)動脈沖PIO、 Pln、 Plm以及P2被 配置為滿足例如P10<Pln<Plm<P2的脈沖寬度關(guān)系。
標(biāo)記符號Vcomp指示如上所述用于確定與由步進(jìn)電動機(jī)105的自由 振蕩生成的感生電壓對應(yīng)的檢測信號VRs的電壓電平的基準(zhǔn)閾值電壓， 其中標(biāo)記符號t指示檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs的 時間。
將在用主驅(qū)動脈沖P1進(jìn)行驅(qū)動之后緊接著的預(yù)定時間指定為第一段 Tl，將第一段T1之后的預(yù)定時間指定為第二段T2，并且將第二段T2之 后的預(yù)定時間指定為T3。以此方式，將從用主驅(qū)動脈沖Pl進(jìn)行驅(qū)動之 后緊接著的定時開始的整個檢測段T分為多個段(在本實(shí)施方式中，為 三個段Tl到T3)。在各個段Tl到T3中通過相同極性的檢測信號來檢測 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。而且，各個段Tl到T3的長度可被設(shè)置為滿足例如第二段T2< 第一段T1《第三段T3這樣的關(guān)系。在本實(shí)施方式中，不提供遮蔽段(mask segment),其是其中未對檢測信號VRs進(jìn)行檢測的段。
表述"在用主驅(qū)動脈沖Pl進(jìn)行驅(qū)動后緊接著"意指緊接著基本上啟 用旋轉(zhuǎn)檢測的時間，并且意指在終止用主驅(qū)動脈沖P1進(jìn)行驅(qū)動之后禁用 用于旋轉(zhuǎn)檢測的采樣過程的采樣周期中的預(yù)定時間(例如大約0.9毫秒) 過去之后，啟用旋轉(zhuǎn)檢測的時間點(diǎn)，或者當(dāng)由終止主驅(qū)動脈沖P1的驅(qū)動 而生成的感生電壓單獨(dú)影響旋轉(zhuǎn)檢測的預(yù)定時間過去時的時間點(diǎn)。
盡管后面將給出詳細(xì)描述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控 制電路中，在圖2中示出的加載狀態(tài)的示例中，假設(shè)P1是用驅(qū)動脈沖執(zhí) 行驅(qū)動的范圍，在第一段T1中檢測與范圍a中生成的感生電壓對應(yīng)的檢 測信號VRs，在段T2和T3中檢測范圍c中生成的檢測信號VRs (在第 二段T2中檢測到的信號相比于在第三段T3中檢測到的信號具有更大的 驅(qū)動能量保留能力)，并且在相反極性的第一段Tl和第二段T2上檢測范 圍b中生成的檢測信號VRs。
換言之，因?yàn)樵诮Y(jié)束了驅(qū)動脈沖之后，由轉(zhuǎn)子202的自由振蕩生成 檢測信號VRs，所以第一段T1中感生的檢測信號VRs的特征在于，在限于從沒有保留能力的旋轉(zhuǎn)(幾乎停止)的范圍到具有某種程度的保留
驅(qū)動能力的范圍的定時生成，而當(dāng)剩余足夠的旋轉(zhuǎn)力時(這對應(yīng)于圖2 中的范圍a)，則不生成。
當(dāng)剩余足夠的保留驅(qū)動能力時，因?yàn)轵?qū)動脈沖在范圍b中結(jié)束，所 以輸出的感生電壓具有相反的相位。第一段Tl中的檢測信號VRs的高 度與因轉(zhuǎn)子移動的保留驅(qū)動能力的減小成反比。利用該特性，來判斷驅(qū) 動能量的保留能力的程度。
考慮到這些特征，在本實(shí)施方式中，在用主驅(qū)動脈沖P1進(jìn)行驅(qū)動之 后緊接著開始的檢測段分為多個(至少三個)段，并且根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢測電 路110檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs的段來控制主驅(qū) 動脈沖P1。例如，當(dāng)在第一段T1中生成超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢 測信號VRs時，判斷保留旋轉(zhuǎn)能力e減小，并且維持驅(qū)動脈沖，而不將 其改變?yōu)榫哂休^小能量的驅(qū)動脈沖，使得不將驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^小 能量的驅(qū)動脈沖。
在本實(shí)施方式中，如圖3中所示，當(dāng)至少在第一段Tl和第二段T2 中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs時，不改變主驅(qū)動脈 沖P1 (沒有等級改變)(圖3 (al)和圖3 (a2))，而當(dāng)在第一段T1、第 二段T2和第三段T3的所有段中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測 信號VRs時，也不改變主驅(qū)動脈沖P1 (圖3 (a2))。如圖3 (al)和圖3 (a2)中所示，當(dāng)主驅(qū)動脈沖P1是沒有保留能力的驅(qū)動能量(沒有保留 能力的旋轉(zhuǎn))時，不改變而是維持主驅(qū)動脈沖P1。
當(dāng)僅在第一段Tl和第三段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的 檢測信號VRs時，將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖 Pl (等級上升)，而不用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動(圖3 (bl))，并且當(dāng) 僅在第三段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs時， 將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖P1 (等級上升)，而 不用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動(圖3 (b2))。如圖3 (bl)和圖3 (b2) 所示，當(dāng)判斷主驅(qū)動脈沖P1具有旋轉(zhuǎn)電動機(jī)所必需的最小驅(qū)動能量(最 小能量的旋轉(zhuǎn))時，將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖。當(dāng)僅在第二段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號 VRs時，將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動脈沖Pl (等級 下降)(圖3 (cl))，并且當(dāng)僅在第二段T2和第三段T3中檢測到超過基 準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs時，將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)榫哂休^ 小能量的主驅(qū)動脈沖Pl (等級下降)(圖3 (c2))。如圖3 (cl)和圖3
(c2)所示，當(dāng)判斷主驅(qū)動脈沖P1具有保留驅(qū)動能量(有保留能力的旋 轉(zhuǎn))時，將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動脈沖。
當(dāng)在第一段Tl到第三段T3中的任何一個中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值 電壓Vcomp的檢測信號VRs時，執(zhí)行用校正驅(qū)動脈沖P2的驅(qū)動，然后 將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖P1 (等級上升)(圖 3 (b3))，并且當(dāng)僅在第一段T1中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢 測信號VRs時，判斷不旋轉(zhuǎn)并且執(zhí)行用校正驅(qū)動脈沖P2的驅(qū)動，然后將 主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖Pl (等級上升)(圖3
(b4))。
圖9是用于說明上述動作的定時圖，并且一起示出了當(dāng)由主驅(qū)動脈 沖Pl驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)105時的負(fù)載極限(margin)、表示轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn) 位置和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的模式、以及脈沖控制動作。
在圖9中，標(biāo)記符號Pl指示主驅(qū)動脈沖Pl，并且還表示用主驅(qū)動脈 沖Pl旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)105的轉(zhuǎn)子202的段，而標(biāo)記符號a到e指示示出 在停止用主驅(qū)動脈沖Pl驅(qū)動后因自由振蕩造成的轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)位置的 范圍。
當(dāng)轉(zhuǎn)子202的主磁極A所處的XY坐標(biāo)空間以轉(zhuǎn)子202為中心根據(jù) 其旋轉(zhuǎn)而分為第一象限I到第四象限IV (參見圖2)時，第一段T1到第 三段T3可表示如下。
換言之，在正常負(fù)載的狀態(tài)下，第一段T1對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子202 在以轉(zhuǎn)子202為中心的空間中的第三象限III中的初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段 和用于判斷其初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第二段T2對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子 202在第三象限III中的初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，并且第三段T3對應(yīng)于用 于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象限III中的初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)之后的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段。這里，正常負(fù)載意指在正常操作時施加的負(fù)載，并且在本實(shí)施方式 中，把驅(qū)動時間指針時施加的負(fù)載稱為正常負(fù)載。
如上所述，標(biāo)記符號Vcomp意指判斷在步進(jìn)電動機(jī)105中生成的感 生信號(檢測信號)VRs的電壓電平的基準(zhǔn)閾值電壓，并且該基準(zhǔn)閾值 電壓Vcomp以這樣的方式設(shè)置，g卩，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子202進(jìn)行恒定快速動作 時，如在步進(jìn)電動機(jī)105旋轉(zhuǎn)的情況下，感生信號VRs超過該基準(zhǔn)閾值 電壓Vcomp，而當(dāng)轉(zhuǎn)子202不進(jìn)行恒定快速動作時，如在步進(jìn)電動機(jī)105 不旋轉(zhuǎn)的情況下，感生信號VRs不超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp。
假設(shè)P1是用驅(qū)動脈沖執(zhí)行驅(qū)動的范圍，在第一段T1中檢測到與范 圍a中生成的感生電壓對應(yīng)的檢測信號，根據(jù)負(fù)載狀態(tài)在段Tl到T3的 任何一個中檢測到在范圍c中生成的感生信號VRs (在第二段T2中檢測 到的信號比在第三段T3中檢測到的信號具有更大的保留驅(qū)動能量)，并 且根據(jù)負(fù)載狀態(tài)在相反極性的第一段Tl或第二段T2中檢測到在范圍b 中生成的感生信號VRs。而且，因?yàn)樵诮Y(jié)束驅(qū)動脈沖之后因轉(zhuǎn)子202的 自由振蕩而生成了感生信號VRs，所以在第一段Tl中感生的感生信號 VRs的特征在于，在限于從沒有保留能力的旋轉(zhuǎn)(幾乎停止)的范圍到 具有某種程度的保留驅(qū)動能力的范圍的定時生成，而當(dāng)剩余足夠的旋轉(zhuǎn) 力時不生成。在本實(shí)施方式中，考慮到這種特征，基于在第一段T1到第 三段T3中檢測到的感生信號VRs的模式來判斷負(fù)載以控制驅(qū)動脈沖。
例如，在圖9中，在根據(jù)本實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路中，在 第一段Tl中檢測到處于正常負(fù)載狀態(tài)的在范圍b中生成的感生信號 VRs，在第一段Tl和第二段T2中檢測到在范圍c中生成的感生信號VRs， 并且在第三段T3中檢測到在范圍c之后生成的感生信號VRs。
假設(shè)在旋轉(zhuǎn)檢測電路110檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信 號VRs的情況下的判斷值為"1"，而在旋轉(zhuǎn)檢測電路110不能檢測到超 過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs的情況下的判斷值為"0"，在圖 9中示出的正常負(fù)載驅(qū)動的示例中，從檢測段判斷電路111獲得模式(0， 1， 0)作為表示旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的模式(作為第一段中的判斷值、第二段中的 判斷值和第三段中的判斷值)。在正常負(fù)載中，控制電路103判斷驅(qū)動能量過大(有保留能力的旋轉(zhuǎn))，從而控制脈沖以向下移動主驅(qū)動脈沖PI 的驅(qū)動能量等級(脈沖下降)。
在從正常負(fù)載的狀態(tài)起增加最小負(fù)載的狀態(tài)(負(fù)載的增量最小的狀
態(tài))下，在第一段T1中檢測到在范圍a中生成的感生信號VRs，在第一 段Tl和第二段T2中檢測到在范圍b中生成的感生信號VRs，并且在第 二段T2和第三段T3中檢測到在范圍c中生成的感生信號。在圖9中示 出的示例中，檢測到模式(0， 1， 1)，并且控制電路103判斷是如上所 述有保留能力的旋轉(zhuǎn)，并且控制脈沖以對主驅(qū)動脈沖P1的能量進(jìn)行脈沖 下降。
圖9還示出了如下示例中等負(fù)載增量的狀態(tài)(沒有保留能力的旋 轉(zhuǎn))，其中模式為(1， 1， 1)并且維持主驅(qū)動脈沖的等級；大負(fù)載增量 的非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的示例的狀態(tài)(最小能量的旋轉(zhuǎn))，其中模式為(1， 0， 1) 并且主驅(qū)動脈沖P1的驅(qū)動能量等級上升(脈沖上升)；和其中模式為(0， 0， 0)并且通過用主驅(qū)動脈沖P1進(jìn)行驅(qū)動未實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，從而執(zhí)行用校正 驅(qū)動脈沖P2的驅(qū)動，并且使主驅(qū)動脈沖Pl脈沖上升的狀態(tài)。
圖4是用表格示出上述動作的判斷圖。如圖4中所示，當(dāng)僅在第二 段T2中或僅在第二段T2和第三段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp 的檢測信號VRs時(當(dāng)模式為(0， 1， 1/0)時)，判斷是有保留能力的 旋轉(zhuǎn)，其中維持了保留驅(qū)動能量，從而將主驅(qū)動脈沖P1向下移動一個等 級。判斷值"1/0"意指判斷值可以是"1"和"0"中的任何一個。
當(dāng)在所有段Tl到T3中或者僅在第一段Tl和第二段T2 (至少第一 段Tl和第二段T2)中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs 時(當(dāng)模式為(1， 1， 1/0)時)，判斷是沒有保留能力的旋轉(zhuǎn)，其中沒有 向下移動驅(qū)動能量等級的余地，并且維持主驅(qū)動脈沖Pl而不加改變。
當(dāng)僅在第一段T1和第三段T3中，或者僅在第三段T3中檢測到超過 基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs時(當(dāng)模式為(1/0， 0， 1)時)， 判斷是最小能量的旋轉(zhuǎn)，其中剩余了所需最小量的驅(qū)動能量，從而將主 驅(qū)動脈沖P1向上移動一個等級，而不用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動。
當(dāng)僅在第一段Tl中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs，或者在段Tl到T3的任何一個中都未檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓 Vcomp的檢測信號VRs時(當(dāng)模式為(1/0， 0， 0)時)，判斷是不旋轉(zhuǎn)， 并且在用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動之后，將主驅(qū)動脈沖P1向上移動一 個等級。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬電子 時鐘的動作的流程圖，并且是主要示出控制電路103的過程的流程圖。
現(xiàn)在參考圖1到圖5和圖9，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的步進(jìn)電 動機(jī)控制電路和模擬電子時鐘的操作。
在圖1中，振蕩電路101生成預(yù)定頻率的基準(zhǔn)時鐘信號，并且分頻 器電路102分割振蕩電路101中生成的信號，以生成作為計(jì)時基準(zhǔn)的時 鐘信號，并且將其輸出到控制電路103。
控制電路103對時鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，執(zhí)行計(jì)時動作，將主驅(qū)動脈沖 Pln的等級n和次數(shù)N設(shè)置為零(圖5中的步驟S501),然后輸出用于以 具有最小脈沖寬度的主驅(qū)動脈沖P10旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)105的控制信號(步 驟S502和S503)。
驅(qū)動脈沖選擇電路104響應(yīng)于來自控制電路103的控制信號，用主 驅(qū)動脈沖P10來旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)105。步進(jìn)電動機(jī)105被用主驅(qū)動脈沖 P10旋轉(zhuǎn)，并且使時間指針107到109旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)105 正常旋轉(zhuǎn)時，顯示單元106按需用時間指針107到109顯示當(dāng)前時間。
控制電路103判斷旋轉(zhuǎn)檢測電路110是否檢測到步進(jìn)電動機(jī)105的 超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs，并且判斷檢測段判斷電 路111是否判斷檢測信號VRs的檢測時間t處于第一段Tl內(nèi)。當(dāng)判斷未 在第一段Tl中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs時(步 驟S504)，以如上所述相同的方式是否在第二段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾 值電壓Vcomp的檢測信號VRs (步驟S505)。
當(dāng)在過程步驟S505中判斷未在第二段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的檢測信號VRs時，控制電路103以如上所述相同的方式判斷 是否在第三段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs(步 驟S506)。當(dāng)在過程步驟S506中判斷未在第三段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的檢測信號VRs時(具有(0, 0， 0)模式的非旋轉(zhuǎn))，控制電 路103用校正驅(qū)動脈沖P2驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)105 (步驟S507)，然后如果 主驅(qū)動脈沖Pl的等級n不是最高等級m，則將主驅(qū)動脈沖PI向上移動 一個等級到主驅(qū)動脈沖Pl(n+1)，并且使用主驅(qū)動脈沖Pl(n+1)用于隨后 的驅(qū)動(步驟S508和S510;圖3 (b3))。
當(dāng)在過程步驟S508中主驅(qū)動脈沖Pl的等級n為最高等級m時，控 制電路103將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)槟芰可兕A(yù)定量的主驅(qū)動脈沖Pl(n-a)， 并且使用主驅(qū)動脈沖Pl(n-a)用于下一驅(qū)動(步驟S509)。此時，主驅(qū)動 脈沖可以改變?yōu)榫哂凶钚∧芰康闹黩?qū)動脈沖P10，以便獲得顯著的功率節(jié) 省效果。
當(dāng)在過程步驟S506中判斷在第三段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓 Vcomp的檢測信號VRs時(具有(0， 0， 1)模式的最小能量旋轉(zhuǎn))，如 果主驅(qū)動脈沖Pl的等級n不是最高等級m，則控制電路103將主驅(qū)動脈 沖Pl向上移動一個等級到主驅(qū)動脈沖Pl(n+1)，并且使用主驅(qū)動脈沖 Pl(n+1)用于下一驅(qū)動(步驟S511和S510;圖3 (b2))。
在過程步驟S511中，如果主驅(qū)動脈沖Pl的等級n為最高等級m， 則不能改變等級，從而控制電路103不改變主驅(qū)動脈沖P1，而使用該主 驅(qū)動脈沖P1用于下一驅(qū)動(步驟S513)。
當(dāng)在過程步驟S504中判斷在第一段Tl中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓 Vcomp的檢測信號VRs時，控制電路103以如上所述相同的方式判斷在 第二段T2中是否檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的檢測信號VRs (步 驟S512)。
當(dāng)在過程步驟S512中判斷在第二段T2中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的檢測信號VRs時，控制電路103轉(zhuǎn)到處理步驟S506。通過 執(zhí)行如上所述的過程執(zhí)行圖3 (bl)或圖3 (b4)中示出的動作中的任何 一個。
當(dāng)在過程步驟S512中判斷在第二段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓 Vcomp的檢測信號VRs時(具有(1， 1， 1/0)模式的無保留能力旋轉(zhuǎn))，控制電路103不改變主驅(qū)動脈沖Pl ，并且使用該主驅(qū)動脈沖Pl用于下一 驅(qū)動(步驟S513;圖3 (al)，圖3 (a2))。
相反，當(dāng)在過程步驟S505中判斷在第二段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾 值電壓Vcomp的檢測信號VRs時(具有模式(0， 1， 1/0)的有保留能 力旋轉(zhuǎn))，因?yàn)楫?dāng)主驅(qū)動脈沖Pl的等級n是最低等級0時不能改變等級， 所以控制電路103使用該主驅(qū)動脈沖Pl用于下一驅(qū)動，而不改變主驅(qū)動 脈沖P1 (步驟S514和S518)。
當(dāng)在過程步驟S514中的等級n不為零時，控制電路103將次數(shù)N加 一 (步驟S515)。當(dāng)次數(shù)N達(dá)到預(yù)定次數(shù)(在本實(shí)施方式中是160)時， 將主驅(qū)動脈沖P1的等級n向下移動一個等級到(n-l)，并且將次數(shù)N重 置為零，并且過程返回到過程步驟S502(步驟S517;圖3(cl)，圖3(c2))。 換言之，當(dāng)從過程步驟S504到過程步驟S505、 S514和S515的過程連續(xù) 執(zhí)行多次時，主驅(qū)動脈沖向下移動一個等級。
在過程步驟S516中，如果次數(shù)N不是預(yù)定次數(shù)，則控制電路103 轉(zhuǎn)到過程步驟S518，并且不改變等級。
如迄今所述，根據(jù)本實(shí)施方式中的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，可以避免 等級向下移動到具有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的主驅(qū)動脈沖。而且，因 為當(dāng)旋轉(zhuǎn)時判斷是否存在保留驅(qū)動能力，并且即使當(dāng)僅存在少量保留驅(qū) 動能力也通過判斷保留驅(qū)動能力減小的事實(shí)而不改變驅(qū)動脈沖，防止了 等級向下移動到具有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的驅(qū)動脈沖。因此，可以 盡可能地避免用校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，使得能夠節(jié)省功率。而且，存 在使得設(shè)計(jì)不受考慮非旋轉(zhuǎn)的錯誤判斷的約束這樣的優(yōu)點(diǎn)。
而且，該具有用于旋轉(zhuǎn)時鐘指針的步進(jìn)電動機(jī)和用于控制該步進(jìn)電 動機(jī)的步進(jìn)電動機(jī)控制電路的模擬電子時鐘，具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，實(shí) 現(xiàn)了避免將主驅(qū)動脈沖的等級向下移動到具有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性 的等級，從而實(shí)現(xiàn)了精確的計(jì)時動作。
圖6是示出在本發(fā)明另一實(shí)施方式中的過程的流程圖，并且相同的 標(biāo)號指定與圖5中相同的組件。盡管如上所述的實(shí)施方式被配置為當(dāng)連 續(xù)進(jìn)行預(yù)定次數(shù)(N次)旋轉(zhuǎn)時向下移動等級，該另一實(shí)施方式被配置為，當(dāng)在過程步驟S505中在第二段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp 的檢測信號VRs —次，并且此時的主驅(qū)動脈沖Pl不是最低等級0時，向 下移動一個等級(過程步驟S514和S602)。在該另一實(shí)施方式中，因?yàn)?不需要設(shè)置次數(shù)N，所以在過程步驟S601中不執(zhí)行次數(shù)的初始設(shè)置，并 且等級n初始設(shè)置為最低等級0。
同樣在該另一實(shí)施方式中，獲得了與上述實(shí)施方式相同的優(yōu)點(diǎn)。因 為消除了對次數(shù)N進(jìn)行計(jì)數(shù)的必要性，相比于上述實(shí)施方式結(jié)構(gòu)更簡單。
圖7是示出在本發(fā)明又一實(shí)施方式中的過程的流程圖，并且相同的 標(biāo)號指定與圖5中相同的組件。盡管圖5中示出的實(shí)施方式被配置為當(dāng) 主驅(qū)動脈沖具有最大能量時將主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動 脈沖(步驟S508和S509)，該另一實(shí)施方式被配置為，當(dāng)在用校正驅(qū)動 脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動之后，過程步驟S508中驅(qū)動的主驅(qū)動脈沖是最大能量 時，轉(zhuǎn)到過程步驟S518并且不改變主驅(qū)動脈沖。
根據(jù)該配置，在用主驅(qū)動脈沖P1可能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，和在通過 用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動來將電動機(jī)的負(fù)載恢復(fù)到正常狀態(tài)的情況下 一樣，使用具有最大能量的主驅(qū)動脈沖Plm用于下一驅(qū)動，從而確保用 主驅(qū)動脈沖P1進(jìn)行進(jìn)一步的可靠旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)恢復(fù)到正常狀態(tài)時，增 加了避免用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動的可能性，從而有利地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
圖8是示出本發(fā)明又一實(shí)施方式中的過程的流程圖，并且相同的標(biāo) 號指定與圖6中相同的組件。盡管圖6中示出的實(shí)施方式被配置為當(dāng)主 驅(qū)動脈沖Pl具有最大能量時將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)榫哂休^小能量的主 驅(qū)動脈沖(步驟S508和S509)，該另一實(shí)施方式被配置為，當(dāng)在用校正 驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動之后，過程步驟S508中驅(qū)動的^驅(qū)動脈沖Pl是最 大能量時，轉(zhuǎn)到過程步驟S518并且不改變主驅(qū)動脈沖P1。
在該配置中，以與圖7中示出的實(shí)施方式相同的方式，當(dāng)通過用校 正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動而將電動機(jī)負(fù)載恢復(fù)到正常狀態(tài)時，增加了避免 用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動的可能性，從而有利地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
隨后，將描述將檢測段分為四個段的示例。
圖io是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式使用電動機(jī)控制電路的模擬電子時鐘的定時圖，其一起示出了轉(zhuǎn)子202的負(fù)載極限和旋轉(zhuǎn)位置。該另一實(shí) 施方式中的步進(jìn)電動機(jī)的框圖和結(jié)構(gòu)圖與圖1和圖2中的相同。
在圖10中，標(biāo)記符號Pl是指用主驅(qū)動脈沖Pl旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子202的段， 并且標(biāo)記符號a到e是指表示在終止用主驅(qū)動脈沖Pl的驅(qū)動之后由于自 由振蕩造成的轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)位置的段。
用于檢測步進(jìn)電動機(jī)105的旋轉(zhuǎn)的檢測段T分為四個段，按順序?yàn)?從在用主驅(qū)動脈沖P1進(jìn)行驅(qū)動之后緊接著的第一段Tla、第二段Tlb、 第三段T2、以及第四段T3。以此方式，從在用主驅(qū)動脈沖Pl進(jìn)行驅(qū)動 之后緊接著的定時開始的整個檢測段T分為多個段(在該另一實(shí)施方式 中，為四個段Tla到T3)。在各個段Tla、 Tlb、 T2和T3中通過相同磁 極的檢測信號來檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
表述"在用主驅(qū)動脈沖Pl進(jìn)行驅(qū)動后緊接著"意指緊接著基本上 啟用旋轉(zhuǎn)檢測的時間，和上面所述的各個實(shí)施方式一樣。沒有提供遮蔽 段，其是不檢測感生信號VRs的時段。而且，各個段Tla、 Tlb、 T2和 T3的長度例如可以設(shè)置為滿足例如第三段T2<(第一段Tla+第二段Tlb) 《第四段T3，并且第一段Tla-第二段Tlb這樣的關(guān)系。
在將小于正常負(fù)載的負(fù)載增大的狀態(tài)下(負(fù)載的增量較小)，第一段 Tla對應(yīng)于在以轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)軸為中心的XY坐標(biāo)空間中的第二象限II 中判斷轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第二段Tlb對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子202 在第三象限III中的初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第三段T2對應(yīng)于用于判斷 轉(zhuǎn)子202在第三象限III中的初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的 段，并且第四段T3對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象限III中的初始反 向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和其后旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段。
而且在正常負(fù)載的狀態(tài)下，第一段Tla對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子202在 圍繞步進(jìn)電動機(jī)105的轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)軸的XY坐標(biāo)空間中的第三象限 III中的初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第二段Tlb對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子在第三 象限III中的初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第三段T2對 應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子在第三象限III中的初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，并且第四 段T3對應(yīng)于用于判斷轉(zhuǎn)子在第三象限III中的在初始反向旋轉(zhuǎn)之后的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段。這里，術(shù)語"正常負(fù)載"意指在正常操作中驅(qū)動的負(fù)載， 和在上述實(shí)施方式中一樣，并且在本實(shí)施方式中，將用于驅(qū)動時間指針
的負(fù)載定義為正常負(fù)載。標(biāo)記符號Vcomp指以與上述各個實(shí)施方式相同 的方式設(shè)置的基準(zhǔn)閾值電壓。
在圖10中，描述根據(jù)該另一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路的概要。 在第一段Tla中檢測與在負(fù)載增量較小的狀態(tài)下的范圍a中生成的感生 電壓對應(yīng)的感生信號，在第二段Tib和第三段T2上檢測在范圍b中生成 的感生信號，并且在第三段T2和第四段T3中檢測在范圍c中生成的感 生信號。
當(dāng)主驅(qū)動脈沖P1的驅(qū)動能量處于正常負(fù)載的狀態(tài)下時，截獲主驅(qū)動 脈沖Pl的定時經(jīng)過第一段Tla和第二段Tlb，感生信號VRs從第三段 T2起出現(xiàn)。
當(dāng)在轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)中沒有更多的保留能力時，在第一段Tla和第 二段Tlb中連續(xù)出現(xiàn)通過步進(jìn)電動機(jī)105的旋轉(zhuǎn)而生成的感生信號VRs， 這表示保留旋轉(zhuǎn)能力減小了。
當(dāng)負(fù)載增加并且是負(fù)載增量較小的狀態(tài)從而大大降低了驅(qū)動力時， 和當(dāng)負(fù)載增加并且是負(fù)載增量較大的狀態(tài)從而不再有轉(zhuǎn)子的保留旋轉(zhuǎn)能 力時，主驅(qū)動脈沖P1的截獲定時為第一段Tla或更早，和在兩種情況下 感生信號VRs的峰值出現(xiàn)在第一段Tla中的時間，因此不能判斷是前者 還是后者。然而，通過與第二段Tlb中對感生信號VRs的檢測結(jié)果相組 合，使得能夠?qū)Σ辉倬哂斜Ａ裟芰Φ霓D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或者驅(qū)動力稍微降低 的狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分。
考慮到這些特征，準(zhǔn)確地判斷保留驅(qū)動能力，并且執(zhí)行用恰當(dāng)驅(qū)動 脈沖的驅(qū)動控制。在該另一實(shí)施方式中，當(dāng)?shù)诙蜹b中的感生信號VRs 超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp時(當(dāng)判斷值為"1"時)，判斷是最小能 量旋轉(zhuǎn)，并且將主驅(qū)動脈沖P1向上移動一個等級。因此，實(shí)現(xiàn)對校正驅(qū) 動脈沖的有效控制，而不用校正驅(qū)動脈沖P2來執(zhí)行驅(qū)動，因此使得能夠 減少功耗。
在該另一實(shí)施方式中，可以通過用第一段Tla和第二段Tlb中的感生信號VRs感測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，來判斷是維持具有相同驅(qū)動能量的主 驅(qū)動脈沖，還是將主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂懈◎?qū)動能量的主驅(qū)動脈沖。
例如，當(dāng)?shù)谝欢蜹la中的感生信號VRs超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp， 但第二段Tib中的感生信號VRs未超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp，并且第三 段T2中的感生信號VRs超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp時，判斷旋轉(zhuǎn)是無保 留能力的旋轉(zhuǎn)，其中主驅(qū)動脈沖是無保留能力的驅(qū)動能量，從而不改變 主驅(qū)動脈沖Pl，并且維持具有相同能量的主驅(qū)動脈沖Pl。
例如，基于感生信號VRs與基準(zhǔn)閾值電壓的比較結(jié)果，將驅(qū)動脈沖 切換到能量改變的驅(qū)動脈沖。更具體地說，當(dāng)?shù)谝欢蜹la中的感生信號 VRs和第二段Tlb的感生信號VRs是基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp或更低，并且 第三段T2中的感生信號VRs超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp時，判斷是有保 留能力的旋轉(zhuǎn)，其中主驅(qū)動脈沖是具有保留能力的驅(qū)動能量，并且將主 驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動脈沖Pl 。當(dāng)?shù)诙蜹lb中的感生 信號VRs超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp并且第三段T2和第四段T3的至少 一個中的感生信號VRs超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp時，判斷是最小能量旋 轉(zhuǎn)，其中主驅(qū)動脈沖具有旋轉(zhuǎn)所需的最小驅(qū)動能量，并且將主驅(qū)動脈沖 改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖Pl 。
因此，可以區(qū)分正常驅(qū)動(驅(qū)動力稍微降低的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)狀態(tài))和轉(zhuǎn) 子不具有保留旋轉(zhuǎn)能力的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使得可靠地實(shí)現(xiàn)了防止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)判
斷中的錯誤判斷。而且，可利用感生電壓獲知恰在變?yōu)榉切D(zhuǎn)狀態(tài)之前 的轉(zhuǎn)子行為，使得實(shí)現(xiàn)了對校正驅(qū)動輸出的有效控制，這有助于減少功 耗。
圖11是以表格示出該另一實(shí)施方式中的動作的判斷圖。 如圖11中所示，當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測電路110在第二段Tlb中檢測到超過基 準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs時，判斷是最小能量旋轉(zhuǎn)，其中主驅(qū) 動脈沖Pl僅具有最小必需驅(qū)動能量(負(fù)載增量較大)，或者判斷為非旋 轉(zhuǎn)，并且將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖P1 (脈沖上 升(也稱為等級上升))。
此時，當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測電路110在第二段Tlb中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號并且在第三段T2或第四段T3中也檢測到超過基準(zhǔn) 閾值電壓Vcomp的感生信號時，判斷是最小能量旋轉(zhuǎn)(負(fù)載增量較大)， 其中主驅(qū)動脈沖Pl僅具有最小必需驅(qū)動能量，并且將主驅(qū)動脈沖Pl改 變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖Pl，而不用校正驅(qū)動脈沖P2執(zhí)行驅(qū)動。 因此，可以減少用校正驅(qū)動脈沖P2的驅(qū)動，使得能夠節(jié)省功率。而且，此時，當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測電路110在第二段Tlb中檢測到超過基準(zhǔn) 閾值電壓Vcomp的感生信號，但是在第三段T2和第四段T3中未檢測到 超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號時，判斷為非旋轉(zhuǎn)，并且在用校正 驅(qū)動脈沖P2執(zhí)行了驅(qū)動之后，將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)榫哂休^大能量的 主驅(qū)動脈沖P1。當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測電路110在第二段Tlb中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號，而在第一段Tla和第三段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號時，判斷是恰當(dāng)?shù)尿?qū)動，而不需要向下或向上移動驅(qū)動能量的等級，即，判斷是無保留能力的旋轉(zhuǎn)，其中主驅(qū)動脈沖具有無保留能力的驅(qū)動能量(負(fù)載增量較小)，從而不改變主驅(qū)動脈沖P1， 而將其維持原樣。而且，當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測電路110在第一段Tla和第二段Tlb中未檢測到 超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號，而在第三段T2中檢測到超過基 準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號時，判斷是有保留能力的旋轉(zhuǎn)，其中主驅(qū) 動脈沖P1具有保留驅(qū)動能量(正常負(fù)載)，并且將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)?具有較小能量的主驅(qū)動脈沖P1 (脈沖下降(也稱為等級下降))。圖12是示出根據(jù)該另一實(shí)施方式的步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬電子 時鐘的動作的流程圖，并且是主要示出控制電路103的過程的流程圖?，F(xiàn)在參考圖l、圖2和圖10到圖12，描述根據(jù)該另一實(shí)施方式的步 進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬電子時鐘的動作。在圖1中，振蕩電路101生成預(yù)定頻率的基準(zhǔn)時鐘信號，并且分頻 器電路102分割振蕩電路101中生成的信號，以生成作為計(jì)時基準(zhǔn)的時 鐘信號，并且將其輸出到控制電路103?？刂齐娐?03對時鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且執(zhí)行計(jì)時動作，將主驅(qū)動脈沖Pln的等級n和次數(shù)N設(shè)置為零(圖12中的步驟S1501)，然后輸 出用于以具有最小脈沖寬度的主驅(qū)動脈沖P10旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)105的控 制信號(步驟S1502和S1503)。驅(qū)動脈沖選擇電路104響應(yīng)于來自控制電路103的控制信號，用主 驅(qū)動脈沖P10旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)105。步進(jìn)電動機(jī)105被用主驅(qū)動脈沖P10 旋轉(zhuǎn)，并且使時間指針107到109旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)105正常 旋轉(zhuǎn)時，顯示單元106按需通過時間指針107到109顯示當(dāng)前時間?？刂齐娐?03判斷旋轉(zhuǎn)檢測電路110是否檢測到步進(jìn)電動機(jī)105的 超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs，并且判斷檢測段判斷電 路111是否判斷感生信號VRs的檢測時間t處于第一段Tla內(nèi)(步驟 S1504)。當(dāng)判斷未在第一段Tla中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感 生信號VRs時，以如上所述相同的方式判斷是否在第二段Tlb中檢測到 超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs (步驟S1505)。當(dāng)在過程步驟S1501中判斷未在第二段Tlb中檢測到超過基準(zhǔn)閾值 電壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103以如上所述相同的方式判 斷是否在第三段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs (步驟S1506)。當(dāng)在過程步驟S1506中判斷未在第三段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103以如上所述相同的方式判斷 是否在第四段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs(步 驟S1518)。當(dāng)在過程步驟S1518中判斷未在第四段T3中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的感生信號VRs時(具有(0， 0， 0， 0)模式)，它為非旋轉(zhuǎn)， 并且控制電路103用校正驅(qū)動脈沖P2驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)105(步驟S1514)， 然后如果主驅(qū)動脈沖Pl的等級n不是最高等級m，則將主驅(qū)動脈沖Pl 向上移動一個等級到主驅(qū)動脈沖Pl(n+1)，并且使用主驅(qū)動脈沖Pl(n+1) 用于隨后的驅(qū)動(步驟S1513和S1515)。當(dāng)在過程步驟S1513中主驅(qū)動脈沖Pl的等級n為最高等級m時， 判斷即便使用最大能量的主驅(qū)動脈沖Plm用于下一次也不可能旋轉(zhuǎn)，并且控制電路103將主驅(qū)動脈沖Pl改變?yōu)槟芰繙p少預(yù)定量的主驅(qū)動脈沖 Pl(n-a)以減少功耗，并且使用主驅(qū)動脈沖Pl(n-a)用于隨后的驅(qū)動(步驟 S1512)。此時，可以將主驅(qū)動脈沖P1改變?yōu)榫哂凶钚∧芰康闹黩?qū)動脈沖 P10以便獲得較大的功率節(jié)省效果。當(dāng)在過程步驟S1518中判斷在第四段T3中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的感生信號VRs時(具有(O， 0， 0， 1)模式的最小能量旋轉(zhuǎn))， 如果主驅(qū)動脈沖PI的等級n不是最高等級m，則控制電路103轉(zhuǎn)到過程 步驟S1515，而如果主驅(qū)動脈沖P1的等級n是最高等級m，則因?yàn)榈燃?不能向上移動，控制電路103回到過程步驟S1502,而不改變主驅(qū)動脈沖 PI (步驟S1516和S1517)。當(dāng)在過程步驟S1505中判斷在第二段Tib中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103判斷在第三段T2中是否檢 測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs (步驟S1519)。當(dāng)在過程步驟S1519中判斷在第三段T2中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103轉(zhuǎn)到過程步驟S1518。當(dāng)在過程步驟S1519中判斷在第三段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓 Vcomp的感生信號VRs時(具有(0, 1， 1， 1/0)模式的最小能量旋轉(zhuǎn))， 控制電路103轉(zhuǎn)到過程步驟S1516。當(dāng)在過程步驟S1504中判斷在第一段Tla中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的表示旋轉(zhuǎn)的感生信號時，控制電路103判斷是否在第二段Tlb 中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs (步驟S1521 )。當(dāng)在過程步驟S1521中判斷在第二段Tib中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值 電壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103判斷是否在第三段T2中 檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs (步驟S1520)。當(dāng)在過程步驟S1520中判斷在第三段T2中未檢測到超過基準(zhǔn)閾值電 壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103轉(zhuǎn)到過程步驟S1518,而當(dāng) 判斷在第三段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs時 (具有(l，O， 1， 1/0)模式的無保留能力旋轉(zhuǎn))，過程轉(zhuǎn)到過程步驟S1517。當(dāng)在過程步驟S1521中判斷在第二段Tib中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs時，控制電路103轉(zhuǎn)到過程步驟S1519。相反，當(dāng)在過程步驟S1506中判斷在第三段T2中檢測到超過基準(zhǔn)閩 值電壓Vcomp的感生信號VRs時(具有模式(0， 0， 1， 1/0)的有保留 能力旋轉(zhuǎn))，因?yàn)楫?dāng)主驅(qū)動脈沖Pl的等級n是最低等級0時不能向下移 動等級，所以控制電路103使用該主驅(qū)動脈沖P1用于下一驅(qū)動，而不改 變主驅(qū)動脈沖P1 (步驟S1507和S1511)。當(dāng)在過程步驟S1507中等級n不為零時，控制電路103將次數(shù)N加 一 (步驟S1508)。當(dāng)次數(shù)N達(dá)到預(yù)定次數(shù)(在本實(shí)施方式中是160)時， 將主驅(qū)動脈沖P1的等級n向下移動一個等級到(n-l)，并且將次數(shù)N重 置為零，并且過程返回到過程步驟S1502 (步驟S1510)。換言之，當(dāng)從 過程步驟S1504到過程步驟S1505以及S1506到S1509的過程連續(xù)執(zhí)行 預(yù)定次數(shù)時，主驅(qū)動脈沖向下移動一個等級。在過程步驟S1509中，如果次數(shù)N不是預(yù)定次數(shù)，則控制電路103 轉(zhuǎn)到過程步驟S1511，而不改變等級。如迄今所述，根據(jù)該另一實(shí)施方式中的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，在負(fù) 載增量較小的狀態(tài)下，步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)檢測段分為用于判斷轉(zhuǎn)子202 在第二象限II中的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第一段Tla、用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象 限中的正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第二段Tlb、用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象限III中 的正常和反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第三段T2以及用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象限m 中的反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的第四段T3，并且當(dāng)旋轉(zhuǎn)檢測電路110在第二段Tlb 中檢測到超過閾值電壓Vcomp的感生信號VRs時，控制主驅(qū)動脈沖Pl 以將其改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖Pl。而且，在正常負(fù)載的狀態(tài)下，第一段Tla被配置為用于判斷轉(zhuǎn)子202 在圍繞步進(jìn)電動機(jī)105的轉(zhuǎn)子202的旋轉(zhuǎn)軸的空間中的第三象限III中的 初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第二段Tlb被配置為用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三 象限III中的初始正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，第三段T2被 配置為用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象限I11中的初始反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，并 且第四段T3被配置為是用于判斷轉(zhuǎn)子202在第三象限中的初始反向旋轉(zhuǎn) 之后的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的段，從而根據(jù)旋轉(zhuǎn)檢測電路110檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs的段來控制驅(qū)動脈沖。以此方式，通過基于在截獲主驅(qū)動脈沖Pl之后緊接著的旋轉(zhuǎn)檢測段 中生成的感生信號VRs來執(zhí)行驅(qū)動脈沖控制，執(zhí)行了準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)檢測， 并且實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動脈沖控制的穩(wěn)定性，同時幾乎不受到來自齒輪系等的負(fù) 載變化或波動的影響，使得抑制了生成過度的脈沖上升控制，從而實(shí)現(xiàn) 了電流消耗的減小。而且，通過準(zhǔn)確判斷保留驅(qū)動能力使得能夠用恰當(dāng)?shù)尿?qū)動脈沖進(jìn)行 驅(qū)動控制，并且使得能夠有效控制校正驅(qū)動脈沖，從而實(shí)現(xiàn)了功耗的減 少。而且，可以準(zhǔn)確地判斷保留驅(qū)動能力的程度，例如正常驅(qū)動狀態(tài)、 驅(qū)動力稍微降低的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)狀態(tài)、無保留旋轉(zhuǎn)能力的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)狀態(tài)等， 從而可靠地實(shí)現(xiàn)了防止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)判斷中的錯誤判斷。而且，可以通過感生信號獲知恰在變?yōu)榉切D(zhuǎn)狀態(tài)之前的轉(zhuǎn)子行為， 使得獲得了例如有效控制校正驅(qū)動脈沖這樣的優(yōu)點(diǎn)，這有助于減少功耗。而且，在該具有用于旋轉(zhuǎn)時間指針的步進(jìn)電動機(jī)和用于控制該步進(jìn) 電動機(jī)的步進(jìn)電動機(jī)控制電路的模擬電子時鐘中，因?yàn)闇?zhǔn)確地判斷了保 留驅(qū)動能力，使得抑制了生成過度的脈沖上升控制，從而實(shí)現(xiàn)了電流消 耗的減少。而且，實(shí)現(xiàn)了防止將主驅(qū)動脈沖的等級向下移動到具有造成 非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的主驅(qū)動脈沖，從而獲得了準(zhǔn)確執(zhí)行計(jì)時動作這樣 的優(yōu)點(diǎn)。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的過程的流程圖。盡管圖12 中示出的實(shí)施方式被配置為當(dāng)連續(xù)旋轉(zhuǎn)預(yù)定次數(shù)(N次)時向下移動等 級，該另一實(shí)施方式被配置為，當(dāng)在過程步驟S1506中在第三段T2中檢 測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號VRs—次并且此時的主驅(qū)動脈 沖P1不是最低等級0時，向下移動一個等級(過程步驟S1600、 S1507、 S1510和S1511)。而且，該另一實(shí)施方式被配置為當(dāng)在過程步驟S1505和過程步驟 S1521中判斷在段Tlb中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓Vcomp的感生信號 VRs時，立即轉(zhuǎn)到過程步驟S1518。因?yàn)樵谠摿硪粚?shí)施方式中消除了對次數(shù)N進(jìn)行計(jì)數(shù)的必要性，所以 在過程步驟S1600中不執(zhí)行次數(shù)的初始設(shè)置，而僅將等級n初始設(shè)置為 最低等級0。同樣在該另一實(shí)施方式中，獲得了與上述另一實(shí)施方式相同的優(yōu)點(diǎn)。 因?yàn)橄藢Υ螖?shù)N進(jìn)行計(jì)數(shù)的必要性，所以相比于上述另一實(shí)施方式， 結(jié)構(gòu)變簡單了。圖14是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的過程的流程圖。盡管圖12 中示出的實(shí)施方式被配置為當(dāng)主驅(qū)動脈沖具有最大能量時將該主驅(qū)動脈 沖改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動脈沖(步驟S1513和S1512)，該另一實(shí) 施方式被配置為，當(dāng)在用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動之后過程步驟S1513 中驅(qū)動的主驅(qū)動脈沖P1是最大能量時，轉(zhuǎn)到過程步驟S1511而不改變主 驅(qū)動脈沖P1。在該配置中，當(dāng)通過用校正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動而再次恢復(fù)和在將 電動機(jī)的負(fù)載恢復(fù)到正常狀態(tài)的情況一樣的用主驅(qū)動脈沖Pl可能旋轉(zhuǎn)的 狀態(tài)時，使用具有最大能量的主驅(qū)動脈沖Plm用于下一驅(qū)動，從而確保 用主驅(qū)動脈沖Plm進(jìn)行進(jìn)一步的可靠旋轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)恢復(fù)到正常狀態(tài)時， 增加了避免用校正驅(qū)動脈沖P2驅(qū)動的可能性，從而有利地實(shí)現(xiàn)了能量節(jié) 省。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的過程的流程圖。盡管圖13 中示出的實(shí)施方式被配置為當(dāng)主驅(qū)動脈沖具有最大能量時將該主驅(qū)動脈 沖改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動脈沖(步驟S1513和S1512)，該另一實(shí) 施方式被配置為，當(dāng)在用校正驅(qū)動脈沖P2驅(qū)動之后過程步驟S1513中驅(qū) 動的主驅(qū)動脈沖P1是最大能量時，轉(zhuǎn)到過程步驟S1511而不改變主驅(qū)動 脈沖P1。在該配置中，和在圖14中示出的實(shí)施方式一樣，當(dāng)通過用校正驅(qū)動 脈沖P2等進(jìn)行驅(qū)動而將電動機(jī)負(fù)載恢復(fù)到正常狀態(tài)時，增加了避免用校 正驅(qū)動脈沖P2進(jìn)行驅(qū)動的可能性，從而有利地實(shí)現(xiàn)了能量節(jié)省。在上述各個實(shí)施方式中，區(qū)分脈沖寬度以便改變各個主驅(qū)動脈沖Pl 的能量。然而，也可以通過改變脈沖電壓等來改變驅(qū)動能量。還可以使用具有梳狀的截波波形(chopping waveform)的主驅(qū)動脈沖P1，并且通過改變截波數(shù)或占空比來改變主驅(qū)動脈沖P1的驅(qū)動能量。除了時間指針，本發(fā)明還可應(yīng)用于用于驅(qū)動日歷等的步進(jìn)電動機(jī)。 而且，盡管已描述了電子時鐘作為應(yīng)用步進(jìn)電動機(jī)的示例，也適用于使用電動機(jī)的電子儀器。根據(jù)本發(fā)明的步進(jìn)電動機(jī)控制電路可以適用于使用步進(jìn)電動機(jī)的各種電子儀器。根據(jù)本發(fā)明的電子時鐘可以適用于各種模擬電子時鐘，例如具有曰 歷功能的模擬電子腕表、具有日歷功能的模擬電子座鐘以及具有日歷功 能的各種模擬電子時鐘。
權(quán)利要求
1、一種步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其包括旋轉(zhuǎn)檢測單元，其被配置為檢測由步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)生成的檢測信號，并且根據(jù)該檢測信號在預(yù)定檢測段內(nèi)是否超過預(yù)定基準(zhǔn)閾值電壓來檢測該步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；和控制單元，其被配置為根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)檢測單元的檢測結(jié)果，用能量彼此不同的多個主驅(qū)動脈沖中的一個主驅(qū)動脈沖或者用能量比相應(yīng)主驅(qū)動脈沖的能量大的校正驅(qū)動脈沖來控制所述步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動，其中，在用所述主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動之后立即開始的檢測段被分為多個段，即，三個或更多個段，并且所述控制單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)檢測單元檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號的段來控制所述主驅(qū)動脈沖。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，用各個段的 相同極性的檢測信號來檢測旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)判斷旋轉(zhuǎn) 為無保留能力的旋轉(zhuǎn)時，所述控制單元不改變主驅(qū)動脈沖，在該無保留 能力的旋轉(zhuǎn)中，所述主驅(qū)動脈沖具有無保留能力的驅(qū)動能量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)判斷是最 小能量的旋轉(zhuǎn)時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量 的主驅(qū)動脈沖，在該最小能量的旋轉(zhuǎn)中，所述主驅(qū)動脈沖所具有的驅(qū)動 能量為旋轉(zhuǎn)所需的最小驅(qū)動能量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)判斷是有 保留能力的旋轉(zhuǎn)時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^小能 量的主驅(qū)動脈沖，在該有保留能力的旋轉(zhuǎn)中，所述主驅(qū)動脈沖具有有保 留能力的驅(qū)動能量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)判斷所述 步進(jìn)電動機(jī)不旋轉(zhuǎn)時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖來進(jìn)行驅(qū)動， 然后將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，所述檢測段 分為在用所述主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動之后緊接著的第一段、第一段之后的 第二段、以及第二段之后的第三段。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn) 檢測單元在至少所述第一段和所述第二段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電 壓的檢測信號時，所述控制單元不改變所述主驅(qū)動脈沖。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn) 檢測單元在所述第一段、所述第二段以及所述第三段的全部中都檢測到 超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號時，所述控制單元不改變所述主驅(qū)動 脈沖。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第一段和所述第三段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電 壓的檢測信號時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量 的主驅(qū)動脈沖。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第三段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號 時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第二段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號 時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動脈沖。
13、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第二段和所述第三段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電 壓的檢測信號時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂懈∧芰?的主驅(qū)動脈沖。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第二段中或僅在所述第二段和所述第三段中檢測到 超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號一次或連續(xù)檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值 電壓的檢測信號預(yù)定次時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂?較小能量的主驅(qū)動脈沖。
15、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元在所述第二段和所述第三段中未檢測到超過所述預(yù)定基準(zhǔn)閾 值電壓的檢測信號時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，然 后將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，所述檢測 段被分為在用所述主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動之后緊接著的第一段、第一段之 后的第二段、第二段之后的第三段、以及第三段之后的第四段。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第二段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號 時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元在所述第二段中并且也在所述第三段或所述第四段中檢測到 超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖 改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖，而不用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元在所述第二段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號， 而未在所述第三段和所述第四段的任何一個中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值 電壓的檢測信號時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動，然后 將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^大能量的主驅(qū)動脈沖。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元在所述第二段中未檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信 號，而在所述第一段和所述第三段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢 測信號時，所述控制單元不改變主驅(qū)動脈沖。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋 轉(zhuǎn)檢測單元在所述第一段和所述第二段中未檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電 壓的檢測信號，而在所述第三段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測 信號時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^小能量的主驅(qū)動 脈沖。
22、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)檢測單元僅在所述第三段中檢測到超過所述基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號 一次或者連續(xù)預(yù)定次時，所述控制單元將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂休^ 小能量的主驅(qū)動脈沖。
23、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)驅(qū)動的 主驅(qū)動脈沖具有最大能量時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū) 動，然后將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)槟芰可兕A(yù)定量的主驅(qū)動脈沖。
24、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)驅(qū)動的 主驅(qū)動脈沖具有最大能量時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū) 動，然后將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)槟芰可兕A(yù)定量的主驅(qū)動脈沖。
25、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)驅(qū)動的 主驅(qū)動脈沖具有最大能量時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū) 動，然后將所述主驅(qū)動脈沖改變?yōu)榫哂凶钚∧芰康闹黩?qū)動脈沖。
26、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的步迸電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)驅(qū)動的 主驅(qū)動脈沖具有最大能量時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū) 動，然后不改變所述主驅(qū)動脈沖。
27、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，當(dāng)驅(qū)動的 主驅(qū)動脈沖具有最大能量時，所述控制單元用所述校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū) 動，然后不改變所述主驅(qū)動脈沖。
28、 一種模擬電子時鐘，其具有被配置為使時間指針旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電 動機(jī)，和被配置為控制該步進(jìn)電動機(jī)的步進(jìn)電動機(jī)控制電路，其中，作 為所述步進(jìn)電動機(jī)控制電路，使用了根據(jù)權(quán)利要求1所述的步進(jìn)電動機(jī) 控制電路。
全文摘要
本發(fā)明提供步進(jìn)電動機(jī)控制電路和模擬電子時鐘。本發(fā)明目的在于防止主驅(qū)動脈沖移動到具有造成非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的可能性的等級。用于檢測步進(jìn)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測段分為在用主驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動之后緊接著的第一段、第二段、以及第三段，并且當(dāng)由主驅(qū)動脈沖旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電動機(jī)時，當(dāng)至少在第一段和第二段中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號時，不改變主驅(qū)動脈沖。當(dāng)僅在第一段和第三段中檢測到，或者僅在第三段中檢測到超過基準(zhǔn)閾值電壓的檢測信號時，將等級向上移動，而當(dāng)未在任何段中檢測到，或者僅在第一段中檢測到時，在用校正驅(qū)動脈沖進(jìn)行驅(qū)動之后將等級向上移動。當(dāng)僅在第二段中或者僅在第二段和第三段中檢測到時，將等級向下移動。
文檔編號H02P8/02GK101594110SQ20091020358
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者佐久本和實(shí), 加藤一雄, 小笠原健治, 山本幸祐, 政木廣幸, 本村京志, 長谷川貴則, 間中三郎, 高倉昭 申請人:精工電子有限公司