CN101764558A - 步进电机控制电路及模拟电子计时装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及步进电机控制电路及模拟电子计时装置。将步进电机的检测时段划分为；第一区间，其用于对紧接着主驱动脉冲的驱动之后由于转子的旋转而至少在第二象限中产生的感应信号进行检测；第二区间，其位于所述第一区间之后，用于检测第三象限中的感应信号；以及第三区间，其位于所述第二区间之后，并且，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当旋转检测电路在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制电路利用能量不小于最大能量的、预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

Description

步进电机控制电路及模拟电子计时装置

技术领域

本发明涉及步进电机控制电路以及使用该步进电机控制电路的模拟电子计时装置。

背景技术

在现有技术中，在模拟电子计时装置等中使用以下的步进电机，该步进电机包括：定子，其具有转子收纳孔以及用于确定转子的停止位置的定位部；转子，其设置在转子收纳孔中；以及线圈，其中，通过向线圈提供交变信号使得定子产生磁通量来使转子旋转，并使转子停止在与定位部对应的位置处。

作为步进电机的低功耗驱动系统，用于步进电机的如下校正驱动系统目前已经得到实际应用，该校正驱动系统包括在正常状态时能量小的主驱动脉冲、以及在负载波动时负责进行驱动的能量大的校正驱动脉冲。

在校正驱动系统中，根据旋转/不旋转来减小或增大用于驱动的主驱动脉冲的能量，以改变主驱动脉冲的等级(rank)，从而利用最小的能量来驱动步进电机(参见JP-B-61-15385)。作为确定步进电机旋转/不旋转的方法，通常采用借助于感应信号电压值而进行的判断。然而，也提出了将感应信号电压值与感应信号输出时刻进行组合的方法(参见WO2005/119377)。

通常，校正驱动系统配置如下：

(1)将主驱动脉冲P1输出至线圈的一个电极OUT1，之后紧接着检测由于转子的振动而在线圈中产生的感应信号电压。

(2)当感应信号电压超过了任意设定的基准阈值电压时，确定为“旋转”，并将能量保持恒定的主驱动脉冲P1输出至线圈的另一电极OUT2以驱动步进电机旋转，只要步进电机旋转，就将同一处理重复预定次数。当次数达到特定次数(PCD)时，将能量进一步减少后的主驱动脉冲P1输出至另一电极，并再次重复该处理。

(3)当感应信号电压不超过基准阈值电压时，确定为“不旋转”，并紧接着将能量大的校正驱动脉冲P2输出到同一电极以强制地旋转步进电机。接着，将主驱动脉冲P1提升至比不引起旋转的主驱动脉冲P1的能量略大的主驱动脉冲P1，并将该主驱动脉冲P1输出至另一电极以驱动步进电机旋转。此后，重复上述过程(1)至(3)。

基本上，步进电机被配置为根据所需的能量而通过主驱动脉冲P1进行驱动。当由于负载的增大、电源电压的降低等导致驱动力降低时，主驱动脉冲P1被提升一级，其等级被提升至具有最大能量的主驱动脉冲P1max。

作为使主驱动脉冲P1的等级提升的方法，通常采用以下方法：即当通过主驱动脉冲P1对步进电机的驱动成为“不旋转”时，首次提升主驱动脉冲P1的等级的方法；以及当在通过主驱动脉冲P1的驱动成为“不旋转”之前的旋转状态变得越来越微弱时，预先提升主驱动脉冲P1的等级的方法。前一种方法被配置为当通过主驱动脉冲P1对步进电机的驱动为“不旋转”时紧接着输出校正驱动脉冲P2以使步进电机旋转，然后提升主驱动脉冲P1等级，而后一种方法被配置为预先提升主驱动脉冲P1的等级而不输出校正驱动脉冲P2。

然而，这两种方法存在以下问题。即，当设置了诸如圆盘或粗棒针之类的用于指示时刻等的具有大力矩(moment)的负载时，即使将主驱动脉冲P1的等级从具有最小能量的主驱动脉冲P10提升至具有最大能量的主驱动脉冲P1max，主驱动脉冲P1也很可能处于没有余量的“临界旋转”的状态。

然而，当由于临时的粗糙度(roughness)负载(齿轮传动的摩擦损失)等而使得高负载的状态稳定了特定时段(预定驱动次数PCD)时，主驱动脉冲P1的等级下降至能量小的主驱动脉冲P1，从而可能导致不稳定的驱动。尤其是，当预定驱动次数PCD相当短时，经常出现这种情况。

例如，当没有设置时刻指针或者将规定的时刻指针设置为步进电机的负载时，通常启用主驱动脉冲P1通过具有最小能量的主驱动脉冲P10来驱动步进电机正常旋转(当开始驱动步进电机时，之后紧接着将旋转检测时段分成3个区间T1、T2和T3时，感应信号VR的检测模式(T1、T2、T3)为(0，1，0)至(1，1，0))。

然而，当设置了圆盘针时，转子的旋转变慢，即使当主驱动脉冲P1是具有最大能量的主驱动脉冲P1max时，感应信号VR的检测模式也变为(0/1，1，1)至(0/1，0，1)。这里，“0/1”表示“0和1中任何一个”。

这里，当预定检测模式的旋转持续了预定的次数(PCD次数)时(即使这是偶然的)，虽然利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max本旋转仍没有余量，但是该脉冲在等级上进一步下降到具有更少余量的脉冲(脉冲下降)。在这种驱动状态下，步进电机进入“非旋转”状态，因此而通过校正驱动脉冲P2进行驱动，由此导致的不利结果是无益的功耗。

发明内容

本发明的一个方面是通过适当地执行脉冲下降操作而限制出现无益的功耗的情况。

根据本发明的另一个方面，提供了一种步进电机控制电路，该步进电机控制电路包括：旋转检测单元，其被配置为对由于步进电机的转子的旋转而产生的感应信号进行检测，并在预定的检测时段中检测所述感应信号是否超过预定的基准阈值电压；以及控制单元，其被配置为，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一个主驱动脉冲、或者能量比各主驱动脉冲大的校正驱动脉冲，来执行用于对步进电机的驱动进行控制的脉冲驱动控制，其中，所述检测时段被划分为：第一区间，其用于对紧接着主驱动脉冲的驱动之后由于转子的旋转而至少在第二象限中产生的感应信号进行检测；第二区间，其位于所述第一区间之后，用于检测第三象限中的感应信号；以及第三区间，其位于所述第二区间之后，并且在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元利用能量不小于最大能量的、预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

将所述检测时段划分为：第一区间，其用于对紧接着主驱动脉冲的驱动之后由于转子的旋转而至少在第二象限中产生的感应信号进行检测；第二区间，其位于所述第一区间之后，用于检测第三象限中的感应信号；以及第三区间，其位于所述第二区间之后，并且在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元利用能量不小于最大能量的、预定的固定主驱动脉冲进行驱动。

优选的是，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中连续预定次数没有检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元利用能量不小于最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

优选的是，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的感应信号而在所述第三区间中检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元利用能量不小于最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机，而不执行所述校正驱动脉冲的驱动。

优选的是，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间以及所述第三区间中均没有检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元在执行了所述校正驱动脉冲的驱动之后，利用能量不小于最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

优选的是，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

优选的是，在通过所述预定的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中连续预定次数检测到超过所述基准阈值电压的感应信号时，所述控制单元在将所述主驱动脉冲改变为所述预定的主驱动脉冲之后执行所述脉冲驱动控制。

优选的是，在通过将所述主驱动脉冲固定为能量不小于最大能量的预定的主驱动脉冲来执行驱动时，所述控制单元减小所述第二区间的时间宽度来执行旋转检测。

根据本发明的另一个方面，提供了一种模拟电子计时装置，该模拟电子计时装置具有被配置为驱动时刻指针旋转的步进电机、以及被配置为对所述步进电机进行控制的步进电机控制电路，其中，将上述步进电机控制电路中的任何一个用作所述步进电机控制电路。

根据本发明的步进电机控制电路，可以通过适当地执行脉冲下降操作来限制出现无益的功耗。

根据本发明的模拟电子计时装置，实现了限制出现无益的功耗，从而可以提供具有低功耗的模拟电子计时装置。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的模拟电子计时装置的框图；

图2是在根据本发明的该实施方式的模拟电子计时装置中使用的步进电机的结构图；

图3是用于说明根据本发明的该实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的动作的说明图；

图4是示出根据本发明的该实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的动作的流程图；以及

图5是用于说明根据本发明的另一个实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的动作的流程图。

具体实施方式

下面将介绍根据本发明的一个实施方式的步进电机控制电路以及使用该步进电机控制电路的模拟电子计时装置。在各个附图中，利用相同的附图标记来表示相同的部件。

图1是使用了根据本发明的一个实施方式的步进电机控制电路的模拟电子计时装置的框图，其示出了模拟电子手表的示例。图1是下述各个实施方式通用的框图。

在图1中，模拟电子计时装置包括：步进电机控制电路101；步进电机102，其被配置为由步进电机控制电路101控制而旋转以驱动时刻指针(未示出)等旋转；以及电源103，其由电池构成，用于向诸如步进电机控制电路101和步进电机102的之类的电路元件提供驱动功率。

步进电机控制电路101包括：振荡电路104，其被配置为产生预定频率的信号；分频电路105，其被配置为对振荡电路104中产生的信号进行分频并产生用作计时基准的时钟信号；控制电路106，其被配置为对构成电子计时装置的各个电子电路元件进行控制，或者控制驱动脉冲的变化；步进电机驱动脉冲电路107，其被配置为基于来自控制电路106的控制信号，选择用于驱动电机旋转的驱动脉冲并将该驱动脉冲输出至步进电机102；旋转检测电路108，其被配置为在预定的检测时段中对指示了步进电机102的旋转状态的感应信号进行检测；以及检测时间比较和确定电路109，其被配置为对旋转检测电路108检测到超过预定的基准阈值电压的感应信号的时刻和区间进行比较，并确定检测到该感应信号的区间。如下所述，将用于检测步进电机102是否旋转的检测时段划分为3个区间。

旋转检测电路108具有与JP-B-61-15385中描述的旋转检测电路类似的结构，并检测紧接着步进电机102的驱动之后由于自由振动而产生的感应信号是否超过基准阈值电压Vcomp，每当检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VR时，向检测时间比较和确定电路109通知该感应信号VR。

振荡电路104和分频电路105构成了信号产生单元。旋转检测电路108以及检测时间比较和确定电路109构成了旋转检测单元。振荡电路104、分频电路105、控制电路106和步进电机驱动脉冲电路107构成了控制单元。

旋转检测单元能够在预定的检测时段中检测由于步进电机102的旋转而产生的感应信号是否超过预定的基准阈值电压。

控制单元能够根据旋转检测单元的检测结果，通过能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的任何一个、或者通过能量比各主驱动脉冲的能量更大的校正驱动脉冲进行控制以驱动步进电机102。当旋转检测单元在由具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动时，在检测时段的第二区间中没有检测到超过基准阈值电压的感应信号时，控制单元能够利用能量不小于最大能量的、预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机102。

图2是步进电机的结构图，其示出了通常在模拟电子计时装置中使用的计时装置的步进电机的示例。

在图2中，步进电机108包括：具有转子收纳通孔203的定子201；以能够在转子收纳通孔203中旋转的方式设置于转子收纳通孔203的转子202；与定子201接合的磁芯208；以及围绕磁芯208缠绕的线圈209。当将步进电机108用在模拟电子计时装置中时，定子201和磁芯208被利用螺钉等(未示出)固定到基板(未示出)并且彼此接合。线圈209具有第一端子OUT1和第二端子OUT2。

将步进电机102的转子202在其中旋转的空间区域围绕转子202的旋转轴而划分为第一象限I至第四象限IV。

转子202被磁化为两个磁极(S极和N极)。在由磁性材料形成的定子201的外端部上转子收纳通孔203介于其间的彼此相对的位置处，设置有多个(该实施方式中为2个)切口部(外切口)206和207。在各个切口部206、207与转子收纳通孔203之间设置有可饱和部210和211。

可饱和部210和211被设置成不会由于转子202的磁通量而磁性饱和，并且当线圈209被激励而使得磁阻增大时磁性饱和。转子收纳通孔203被形成为圆孔形状，该圆孔形状具有在圆形轮廓通孔的相对部分处一体形成的多个(此实施方式中为2个)半圆形的切口部(内切口)204、205。

切口部204和205构成了用于对转子202的停止位置进行定位的定位部。在线圈209不被激励的状态下，转子202稳定地停止在与上述定位部对应的位置处，换言之，转子202稳定地停止在转子202的磁极轴A的方向与连接切口部204和205的线段垂直地延伸的位置处(如图2所示)。换言之，转子202稳定地停止在相对于磁通量的流的方向X成角度θ0的位置处。

当步进电机驱动脉冲电路107在线圈209的端子OUT1与OUT2之间提供矩形波驱动脉冲(例如，第一端子OUT1侧是正极，而第二端子OUT2侧是负极)，并使得电流i按照图2中的箭头所示方向流动时，在定子201中产生沿虚线箭头方向的磁通量。因此，可饱和部210和211饱和且磁阻增大，然后，由于定子201中产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用，转子202沿着图2中箭头所示方向旋转180°，并且稳定地停止在角度位置θ1处。

接着，当步进电机驱动脉冲电路107向线圈209的端子OUT1和OUT2提供具有相反极性的矩形波驱动脉冲(第一端子OUT1侧为负极，第二端子OUT2侧为正极，使得极性与上述的驱动相反)，并使得电流沿着与图2中的箭头所示方向相反的方向流动时，在定子201中产生与虚线箭头所示方向相反方向的磁通量。因此，可饱和部210和211首先饱和，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沿着与上述方向相同的方向旋转180°，并且稳定地停止在角度位置θ1处。

如此，通过向线圈209提供具有不同极性(交变信号)的信号，重复地执行该操作，使得转子202沿着箭头所示方向每次连续旋转180°。在该实施方式中，如下所述，将能量彼此不同的多个主驱动脉冲P1和校正驱动脉冲P2用作驱动脉冲。

图3是示出当通过主驱动脉冲P1来驱动步进电机102旋转时，转子202的旋转状态、感应信号VR出现的定时、以及驱动脉冲的控制模式的说明图。

在图3中，附图标记Vcomp表示作为电压基准而与步进电机102产生的感应信号进行比较的基准阈值电压。

将步进电机102的转子202在其中旋转的空间区域围绕转子202的旋转轴而划分为第一象限I至第四象限IV(参见图2)，并将用于检测步进电机102的旋转状态的旋转检测时段T划分为：第一区间T1，其用于对紧接着主驱动脉冲的驱动之后由于转子202的旋转而至少在第二象限II中产生的感应信号VR进行检测；第二区间T2，其位于所述第一区间T1之后，用于检测第三象限III中的感应信号VR；以及第三区间T3，其位于第二区间T2之后。通过这种方式，整个旋转检测时段T被划分为多个区间(在该实施方式中为3个区间T1至T3)。在该实施方式中，没有设置掩蔽(mask)区间，该掩蔽区间是没有检测到感应信号的区间。

在图3中，当将主驱动脉冲P1驱动的范围表示为范围P1时，第一区间T1是对紧接着主驱动脉冲P1的驱动之后至少在第二象限II中的感应信号VR进行检测的区间。第二区间和第三区间是用于检测第三象限III中的感应信号VR的区间。用“1”来表示感应信号VR超过基准阈值电压Vcomp的情况，而用“0”表示其它情况。

在利用不具有最大能量的主驱动脉冲P10至P1max-1来驱动步进电机102的情况下，当作为检测结果而获得的检测时段(第一区间T1、第二区间T2和第三区间T3)的检测模式是(0/1，1，0/1)(“0/1”表示“0和1中的任何一个”)时，确定为实现了适当的旋转，并且不执行由校正驱动脉冲P2进行的驱动，而保持主驱动脉冲P1不变地进行后续的驱动。

在利用不具有最大能量的主驱动脉冲P10至P1max-1来驱动步进电机102的情况下，当检测模式是(0/1，0，1)时，确定步进电机102正在旋转但是主驱动脉冲P1的驱动能量不足(临界旋转)，从而在后续的驱动中可能会出现不旋转的状态，因此，在后续驱动时将主驱动脉冲P1提升一级(pulse up：脉冲提升)而不通过校正驱动脉冲P2进行驱动。

在利用不具有最大能量的主驱动脉冲P10至P1max-1来驱动步进电机102的情况下，当检测模式是(0/1，0，0)时，确定步进电机102不旋转(非旋转)，从而通过校正驱动脉冲P2来驱动步进电机102，然后，在后续驱动时对主驱动脉冲P1执行脉冲提升操作。

相反，在利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机102的情况下，当检测模式是(0/1，1，0/1)时，确定步进电机102有余量地旋转，从而不执行通过校正驱动脉冲P2进行的驱动，保持主驱动脉冲P1不变地进行后续驱动。

在利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机102的情况下，当检测模式是(0/1，0，1)时，确定旋转是临界旋转，从而在后续的驱动中可能会出现不旋转的状态，因此，在后续驱动时，对主驱动脉冲P1执行脉冲提升从而使之成为能量不小于具有最大能量的主驱动脉冲P1max的主驱动脉冲P1A，而不通过校正驱动脉冲P2进行驱动，并且对于此后的驱动来说主驱动脉冲P1A是固定的。主驱动脉冲P1A是能量等于或大于具有最大能量的主驱动脉冲P1max的能量的主驱动脉冲，并且是能量小于校正驱动脉冲P2的驱动脉冲。

在利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机102的情况下，当检测模式是(0/1，0，0)时，确定为不旋转，然后通过校正驱动脉冲P2进行驱动，然后，在后续驱动时，对主驱动脉冲P1执行脉冲提升而使之成为能量不小于具有最大能量的主驱动脉冲P1max的主驱动脉冲P1A，并且对于此后的驱动来说主驱动脉冲P1A是固定的。

图4是示出根据本发明的实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的操作的流程图，并且是主要示出了控制电路106的处理的流程图。

在图4中，附图标记L表示利用相同的主驱动脉冲P1进行驱动的连续的重复次数(从最小值“0”至最大值“PCDL”的正整数)，附图标记N表示利用相同的主驱动脉冲P1进行驱动的连续的重复次数(从最小值“0”至最大值“PCDN”的正整数)，附图标记n表示主驱动脉冲P1的等级号(即与主驱动脉冲P1的能量等级相对应的数字，该数字是从最小值“0”至最大值“nmax”的正整数)，附图标记Vcomp表示用于确定感应信号VR的幅度的基准阈值电压，附图标记Vmax表示感应信号VR的最大值，附图标记ΔP1表示脉冲减少的宽度，附图标记T1、T2、T3分别表示在用于检测感应信号VR的检测时段中的第一区间、第二区间和第三区间。在该实施方式中，将L的最大数量“PCDL”设为600，将N的最大数量“PCDN”设为60。

下面，参照图1至图4来对根据本发明的实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的操作进行详细说明。

在图1中，振荡电路104产生预定频率的基准时钟信号，而分频电路105对振荡电路104产生的信号进行分频以产生作为计时基准的时钟信号，并将该时钟信号输出到控制电路106。

控制电路106对时钟信号进行计数并执行计时动作，首先，将主驱动脉冲P1n的等级n和次数N设置为0(图5中的步骤S501)，并输出控制信号以利用具有最小脉冲宽度(能量)的主驱动脉冲P10来驱动步进电机102旋转(步骤S502和S503)。

步进电机驱动脉冲电路107响应于来自控制电路106的控制信号，通过主驱动脉冲P10驱动步进电机102旋转。步进电机102由主驱动脉冲P10驱动而旋转并驱动时刻指针等(未示出)旋转。因此，当步进电机102正常旋转时，实现了时刻指针的当前时间显示等。

当确定旋转检测电路108检测到步进电机102的感应信号Vmax超过预定的基准阈值电压Vcomp(步骤S504)，并且主驱动脉冲P1的能量等级n小于能量等级nmax时(步骤S505)时，控制电路106使连续的重复次数N递增1(步骤S506)。当连续的重复次数N达到重复次数的最大值PCDN时，确定主驱动脉冲的能量过大，并将连续的重复次数N复位为0，将主驱动脉冲P1的能量等级n下降一级(脉冲下降操作)，然后，过程返回至步骤S502(步骤S507，S508)。

当在处理步骤S505中确定主驱动脉冲P1的能量等级n对应于最大能量等级nmax时，如果在检测时段(第一区间T1，第二区间T2和第三区间T3)中第一区间T2是检测模式中的“1”，则控制电路106确定通过能量有余量的主驱动脉冲P1来进行旋转驱动，过程进入处理步骤S506(处理步骤S512)。

当在处理步骤S504中确定旋转检测电路108在旋转检测时段中没有检测到超过预定基准阈值电压Vcomp的步进电机102的感应信号Vmax时，控制电路106通过校正驱动脉冲P2来驱动步进电机102(步骤S509)，将连续的重复次数N复位为0，并将主驱动脉冲P1的能量等级n提升一级(脉冲提升操作)，然后，过程进入处理步骤S507(步骤S510)。

相反，当在处理步骤S512中第二区段T2不是“1”时，控制电路106将主驱动脉冲P1的重复次数L复位为0(步骤S516)，将主驱动脉冲P1改变为能量不小于具有最大能量的主驱动脉冲P1max的主驱动脉冲P1A(步骤S517)，将驱动脉冲固定为主驱动脉冲P1A，并驱动步进电机102(步骤S518)。

当确定了旋转检测电路108检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号Vmax时(步骤S519)，并且至少当检测模式的区间T2是“1”时(步骤S520)，控制电路106使连续的重复次数递增1(步骤S521)。

当重复次数L达到预定次数时(重复次数的最大值PCDL)，控制电路106对重复次数L进行复位，并且过程进入处理步骤S502(步骤S522，S523)。当在处理步骤S522中重复次数L没有达到预定的次数PCDL时，控制电路106使过程返回至处理步骤S518。

当在处理步骤S519中确定没有检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号Vmax时，控制电路106通过校正驱动脉冲P2来进行驱动(步骤S524)，并将重复次数L复位为0，然后过程返回处理步骤S522(步骤S525)。当在处理步骤S520中区间T2为“0”时，控制电路106使过程前进至处理步骤S525。

如上所述，根据本实施方式，将检测时段T划分为：第一区间T1，其用于检测紧接着主驱动脉冲P1的驱动之后由于转子202的旋转而至少在第二象限II中产生的感应信号VR；第二区间T2，其位于该第一区间T1之后，用于检测第三象限III中的感应信号；以及第三区间T3，其位于第二区间T2之后，即使在通过具有最大能量(能量等级nmax)的主驱动脉冲P1max进行旋转驱动的情况下旋转检测电路108在第二区间T2中一次都没有检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VR时，将驱动脉冲固定为能量不小于最大能量的主驱动脉冲P1A来进行驱动(步骤S505，S512，S516，S517)。

因此，根据本实施方式的步进电机控制电路，可以通过适当地执行脉冲下降操作来限制出现无益的功耗。此外，能够可靠且稳定地执行步进电机102的校正驱动控制。

根据本实施方式的模拟电子计时装置，实现了限制出现无益驱动能量的情况，从而提供了具有低功耗的模拟电子计时装置。此外，优点在于可以通过电子计时装置的相同运动来支持各种类型的指针，而不改变集成电路(IC)或电机的规格。

在由主驱动脉冲P1A进行旋转驱动的情况下当旋转检测电路108在第二区间T2中连续预定次数检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VR(在本实施方式中，重复次数为L)时，控制电路106将驱动脉冲改变为预定的主驱动脉冲(本实施方式中为P1max)，然后再次执行正常的脉冲控制驱动动作。因此，能够降低功耗。

图5是示出根据本发明的另一个实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的动作的流程图，并且是主要示出了控制电路106的处理的流程图。

图5中，附图标记L表示利用相同的主驱动脉冲P1进行驱动的连续的重复次数(从最小值“0”至最大值“PCDL”的正整数)，附图标记M和N表示利用相同的主驱动脉冲P1进行驱动的连续的重复次数(从最小值“0”至最大值“PCDM”和最大值“PCDN”的正整数)，附图标记n表示主驱动脉冲P1的等级号(即与主驱动脉冲P1的能量等级相对应的数字，该数字是从最小值“0”至最大值“nmax”的正整数)，附图标记Vcomp表示用于确定感应信号VR的幅度的基准阈值电压，附图标记Vmax表示感应信号VR的最大值，附图标记ΔP1表示脉冲减少的宽度，附图标记T1、T2、T3表示在检测时段中用于检测感应信号VR的第一区间、第二区间和第三区间。在该实施方式中，将L的最大数量“PCDL”设为600，将M和N的最大数量“PCDM”和“PCDN”分别设为60。

根据图4中所示的实施方式，在利用具有最大能量的主驱动脉冲P1max进行旋转驱动的情况下，当旋转检测电路108在第二区间T2中一次都没有检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VR时，紧接着将主驱动脉冲固定为能量不小于最大能量的预定的主驱动脉冲P1A来进行驱动。相反，在另一个实施方式中，当在第二区间T2中连续多次没有检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VR时，将驱动脉冲固定为能量不小于最大能量的主驱动脉冲P1A来进行驱动。

参照图1至图3和图5，对根据本发明的另一个实施方式的步进电机控制电路和模拟电子计时装置的动作中与上述实施方式不同的部分进行说明。

在图5中，控制电路106将主驱动脉冲P1n的等级n以及次数M和N分别设置为0(步骤S501)。

当在处理步骤S512中区间T2为“1”时，控制电路106将重复次数M复位为0，然后使得过程返回至处理步骤S506(步骤S513)。

当在处理步骤S512中区间T2是“0”时，控制电路106将主驱动脉冲P1的重复次数M递增1(步骤S514)，并确定重复次数M是否达到最大重复次数PCDM(步骤S515)。

当在处理步骤S515中重复次数M没有达到最大重复次数PCDM时，控制电路106使得过程返回至处理步骤S503，并且当重复次数M达到最大重复次数PCDM时，控制电路106将主驱动脉冲P1的重复次数M和L分别复位为0(步骤S516)，将主驱动脉冲P1该变为能量不小于具有最大能量的主驱动脉冲P1max的主驱动脉冲P1A(步骤S517)，并利用主驱动脉冲P1A来驱动步进电机102(步骤S518)。此后，执行与上述实施方式相同的处理。

如上所述，根据另一个实施方式，将检测时段T划分为：第一区间T1，其用于对紧接着主驱动脉冲P1的驱动之后由于转子202的旋转而至少在第二象限II中产生的感应信号VR进行检测；第二区间T2，其位于该第一区间T1之后，用于检测第三象限III中的感应信号；以及第三区间T3，其位于第二区间T2之后，在通过具有最大能量(能量等级nmax)的主驱动脉冲P1max进行旋转驱动的情况下，当旋转检测电路108在第二区间T2中连续预定次数没有检测到超过所述基准阈值电压Vcomp的感应信号VR(在另一个实施方式中为多次M)时，将驱动脉冲固定为能量不小于最大能量的主驱动脉冲P1A来进行驱动(步骤S505，S512，S514至S517)。

因此，根据另一个实施方式中的步进电机控制电路，可以通过适当地执行脉冲下降操作来限制出现无益功耗的情况。根据另一个实施方式中的模拟电子计时装置，限制了出现无益驱动能量的情况，从而可以提供具有低功耗的模拟电子计时装置。

按照与上述实施方式相同的方式，在通过主驱动脉冲P1A进行旋转驱动的情况下，当旋转检测电路108在第二区间T2中连续预定次数检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VR(在另一个实施方式中重复次数为L)时，控制电路106将驱动脉冲改变为预定的主驱动脉冲(在另一个实施方式中为P1max)，然后执行脉冲控制。因此，实现了省电。

在上述各个实施方式中，通过区分脉冲宽度来改变主驱动脉冲P1的能量。然而，也可以通过改变脉冲电压等来改变驱动能量。

控制电路106可以被配置为，当主驱动脉冲P1固定为P1A时，减小第二区间T2相对于第一区间和第三区间的时间宽度，并且，当在这种条件下也实现了稳定的驱动时(当检测模式为(0/1，1，0/1)时)，执行用于改变主驱动脉冲P1的控制(PCD控制)。按照这种方式，通过减小第二区间T2的宽度，进入稳定驱动的条件变得更严格，从而仅当在这种严格条件下实现了稳定驱动时，才恢复用于改变主驱动脉冲P1的控制，由此，避免了无益地利用校正驱动脉冲来执行驱动，从而实现省电。

本发明也适用于对日历等(作为时刻指针的替代)进行驱动的步进电机。

并且，虽然作为步进电机的应用的示例而描述了电子计时装置，但是还可适用于使用电机的电子仪器。

根据本发明的步进电机控制电路可适用于使用步进电机的各种电子仪器。

根据本发明的电子计时装置适用于具有日历功能的各种模拟电子钟，诸如具有日历功能的模拟电子座钟，或者具有日历功能的模拟电子计时装置以及各种模拟电子钟。

Claims (19)

1.一种步进电机控制电路，该步进电机控制电路包括：

旋转检测单元，其被配置为对由于步进电机的转子的旋转而产生的感应信号进行检测，并在预定的检测时段中检测所述感应信号是否超过预定的基准阈值电压；以及控制单元，其被配置为，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一个主驱动脉冲、或者能量比各主驱动脉冲大的校正驱动脉冲，来执行用于对步进电机的驱动进行控制的脉冲驱动控制，其中，

所述检测时段被划分为：第一区间，其用于对紧接着主驱动脉冲的驱动之后由于转子的旋转而至少在第二象限中产生的所述感应信号进行检测；第二区间，其位于所述第一区间之后，用于检测第三象限中的所述感应信号；以及第三区间，其位于所述第二区间之后，并且

在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元利用能量不小于所述最大能量的、预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

2.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中连续预定次数没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

3.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号而在所述第三区间中检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机，而不执行所述校正驱动脉冲的驱动。

4.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号而在所述第三区间中检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机，而不执行所述校正驱动脉冲的驱动。

5.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间以及所述第三区间中均没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元在执行了所述校正驱动脉冲的驱动之后，利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

6.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间以及所述第三区间中均没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元在执行了所述校正驱动脉冲的驱动之后，利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

7.根据权利要求3所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间以及所述第三区间中均没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元在执行了所述校正驱动脉冲的驱动之后，利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

8.根据权利要求4所述的步进电机控制电路，其中，在通过具有最大能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间以及所述第三区间中均没有检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元在执行了所述校正驱动脉冲的驱动之后，利用能量不小于所述最大能量的、所述预定的固定主驱动脉冲来驱动步进电机。

9.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

10.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

11.根据权利要求3所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

12.根据权利要求4所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

13.根据权利要求5所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

14.根据权利要求6所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

15.根据权利要求7所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

16.根据权利要求8所述的步进电机控制电路，其中，所述预定的主驱动脉冲的能量大于具有最大能量的主驱动脉冲的能量。

17.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其中，在通过所述预定的主驱动脉冲进行旋转驱动的情况下，当所述旋转检测单元在所述第二区间中连续预定次数检测到超过所述基准阈值电压的所述感应信号时，所述控制单元在将所述主驱动脉冲改变为所述预定的主驱动脉冲之后执行脉冲驱动控制。

18.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其中，在通过将所述主驱动脉冲固定为能量不小于所述最大能量的预定的主驱动脉冲来执行驱动时，所述控制单元减小所述第二区间的时间宽度来执行旋转检测。

19.一种模拟电子计时装置，该模拟电子计时装置具有被配置为驱动时刻指针旋转的步进电机、以及被配置为对所述步进电机进行控制的步进电机控制电路，其中，

将根据权利要求1所述的步进电机控制电路用作所述步进电机控制电路。

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