CN102035451A - 步进电机控制电路以及模拟电子钟表 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种步进电机控制电路，在直流磁场中也能够正常驱动步进电机旋转。步进电机控制电路具有：旋转检测单元，其检测步进电机(102)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，以驱动能量彼此不同的多个主驱动脉冲(P1)中的任意一个主驱动脉冲、或者驱动能量比所述各个主驱动脉冲(P1)大的校正驱动脉冲(P2)，对所述步进电机进行驱动控制，在以最大驱动能量的主驱动脉冲(P1nmax)来驱动步进电机(102)时没有驱动余力的情况下，所述控制单元切换为固定驱动脉冲来进行驱动，该固定驱动脉冲具有最大驱动能量的主驱动脉冲(P1nmax)以上的驱动能量。

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所述步进电机控制电路的模拟电子钟表。

背景技术

以往，在模拟电子钟表等电子设备中使用两极永久磁铁(PM：Permanent Magnet)型步进电机，这种步进电机具有：定子，其具有转子收容孔以及确定转子的停止位置的定位部；转子，其被设置在所述转子收容孔内；以及线圈，向所述线圈提供交变信号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。

作为所述两极PM型步进电机的低消耗驱动方式，如下步进电机的校正驱动方式已经得到实际应用，该步进电机具有：进行通常时的驱动的多种主驱动脉冲P1；以及进行负荷变动时的驱动的、驱动能量比所述各个主驱动脉冲大的校正驱动脉冲P2。关于主驱动脉冲P1，预先准备了驱动能量彼此不同的多种驱动脉冲，主驱动脉冲P1构成为根据转子的旋转/不旋转来减小/增加能量，使驱动能量的等级变动，以便以尽可能小的能量进行驱动(例如，参照专利文献1)。

在这种校正驱动方式中，(1)将主驱动脉冲P1输出给步进电机的驱动线圈的一个极O1，检测由于紧接着的转子振动而产生于线圈的感应电压；(2)在该感应电压超过任意设定的基准阈值电压的情况下设为旋转，将保持该旋转的能量的主驱动脉冲P1输出给驱动用线圈的另一个极O2，只要旋转就反复旋转固定次数，在该次数达到固定次数(PCD)时，将驱动能量减小一个等级后的主驱动脉冲P1输出给另一个极(等级下降)，并再次反复进行该处理；(3)在感应电压不超过基准阈值电压的情况下设为不旋转，马上将驱动能量较大的校正驱动脉冲P2输出给同一个极，使其强制旋转。在下一次进行驱动时，将能量比不旋转的主驱动脉冲P1大一个等级的主驱动脉冲P1输出给另一个极(等级提高)，并反复前述(1)～(3)。

另外，在专利文献2记载的发明中，在检测所述步进电机的旋转时，在检测感应信号电平的基础上，还设置将感应信号的检测时刻与基准时刻进行比较判别的单元，在以主驱动脉冲P11驱动步进电机旋转后，在感应信号低于预定的基准阈值电压Vcomp时，输出校正驱动脉冲P2，下一个主驱动脉冲P1变更为能量比所述主驱动脉冲P11大的主驱动脉冲P12(等级提高)，并进行驱动。如果以主驱动脉冲P12进行旋转时的检测时刻比基准时间早，则从主驱动脉冲P12变更为主驱动脉冲P11(等级下降)，由此以与驱动时的负荷对应的主驱动脉冲P1进行旋转，降低了功耗。

另外，在现有的电子钟表中，有的电子钟表构成为设定为预定驱动能量的固定驱动脉冲来进行驱动，以便在检测到外部的交流(AC)磁场时稳定地旋转而不会检测为旋转错误，但是该电子钟表不能应对外部的直流(DC)磁场，当存在外部直流磁场的情况下，存在产生步进电机的旋转异常，并产生指针的运针异常等问题。

【专利文献1】日本特公昭61-15385号公报

【专利文献2】WO2005/119377号公报

发明内容

本发明正是鉴于前述问题而提出的，其课题是，在抑制功耗的同时，在直流磁场中也能够正常驱动步进电机旋转而不会检测为旋转错误。

根据本发明的第一方面提供一种步进电机控制电路，其特征在于，所述步进电机控制电路具有：旋转检测单元，其检测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，以驱动能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的任意一个主驱动脉冲、或者驱动能量比所述各个主驱动脉冲大的驱动脉冲，对所述步进电机进行驱动控制，在以最大驱动能量的主驱动脉冲来驱动所述步进电机时没有驱动余力的情况下，所述控制单元切换为固定驱动脉冲进行驱动，该固定驱动脉冲具有所述最大驱动能量的主驱动脉冲以上的驱动能量。

并且，根据本发明的第二方面提供一种模拟电子钟表，所述模拟电子钟表具有驱动时刻指针旋转的步进电机、以及控制所述步进电机的步进电机控制电路，其特征在于，作为所述步进电机控制电路，采用本发明的第一方面所述的步进电机控制电路。

根据本发明的步进电机控制电路，在抑制功耗的同时，在直流磁场中也能够正常驱动步进电机旋转。

并且，根据本发明的模拟电子钟表，在抑制功耗的同时，在直流磁场中也能够正常驱动步进电机旋转，能够进行准确的运针。

附图说明

图1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框图。

图2是在本发明的实施方式的模拟电子钟表中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是表示本发明的第1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流程图。

图6是表示本发明的第2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流程图。

标号说明

101步进电机控制电路；102步进电机；103电源；104振荡电路；105分频电路；106控制电路；107步进电机驱动脉冲电路；108存储电路；109旋转检测电路；110检测时间比较判别电路；201定子；202转子；203转子收容用贯通孔；204、205缺口部(内凹口)；206、207缺口部(外凹口)；208磁心；209驱动线圈；210、211可饱和部；OUT1第1端子；OUT2第2端子。

具体实施方式

图1是使用本发明的实施方式的步进电机控制电路的模拟电子钟表的框图，表示模拟电子手表的示例。

在图1中，模拟电子钟表具有：步进电机控制电路101；步进电机102，其由步进电机控制电路101控制旋转，并驱动时刻指针和日历机构(未图示)等旋转；以及电池等电源103，其向步进电机控制电路101和步进电机102等电路单元提供驱动电力。

步进电机控制电路101具有：振荡电路104，其产生预定频率的信号；分频电路105，其对在振荡电路104中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106，其进行构成电子钟表的各个电子电路单元的控制和驱动脉冲的变更控制等控制；步进电机驱动脉冲电路107，其根据来自控制电路106的控制信号，选择电机旋转驱动用的驱动脉冲并输出给步进电机102；旋转检测电路109，其在预定的检测期间检测表示步进电机102的旋转状况的感应信号；检测时间比较判别电路110，其将旋转检测电路109检测到超过预定的基准阈值电压的感应信号的时刻和构成检测期间的区间进行比较，并判别所述感应信号是在哪个区间产生的；以及存储电路108，其存储主驱动脉冲P1和校正驱动脉冲P2、旋转检测的信息。

旋转检测电路109的原理与前述专利文献1记载的旋转检测电路相同，在预定的检测期间中，检测由于驱动步进电机102后紧接着的自由振动而产生的感应信号VRs是否超过预定的基准阈值电压Vcomp，每当检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，通知给检测时间比较判别电路110。

检测时间比较判别电路110将旋转检测电路109检测到超过预定的基准阈值电压的感应信号的时刻和构成检测期间的区间进行比较，判别所述感应信号是在哪个区间产生的。控制电路106按照后面所述，根据从由检测时间比较判别电路110判定的结果而得到的VRs模式，进行驱动脉冲的切换控制(脉冲控制)。

在存储电路108中存储有该步进电机控制电路101预先具有的多种脉冲等级的主驱动脉冲、校正驱动脉冲、固定脉冲及旋转检测的信息。

另外，振荡电路104和分频电路105构成信号产生单元。存储电路108构成存储单元。旋转检测电路109和检测时间比较判别电路110构成旋转检测单元。并且，振荡电路104、分频电路105、控制电路106、步进电机驱动脉冲电路107和存储电路108构成控制单元。

图2是在本发明的实施方式中使用的步进电机102的结构图，表示在模拟电子钟表中通常使用的两极PM型步进电机的示例。

在图2中，步进电机102具有：定子201，其具有转子收容用贯通孔203；转子202，其以能够旋转的方式设置在转子收容用贯通孔203中；磁心208，其与定子201接合；以及驱动线圈209，其卷绕在磁心208上。在模拟电子钟表使用步进电机102的情况下，定子201和磁心208利用螺钉或铆钉(未图示)固定在底板(未图示)上，并且相互接合。驱动线圈209具有第1端子OUT1和第2端子OUT2。

转子202被磁化为两极(S极和N极)。在利用磁性材料形成的定子201的外端部，在隔着转子收容用贯通孔203相对的位置设有多个(在本实施方式中为两个)缺口部(外凹口)206、207。在各个外凹口206、207与转子收容用贯通孔203之间设有可饱和部210、211。

可饱和部210、211构成为不会因转子202的磁通而磁饱和，而是在驱动线圈209被励磁时磁饱和，而且磁阻增大。转子收容用贯通孔203构成为圆孔形状，在轮廓为圆形的贯通孔的相对部分一体形成多个(在本实施方式中为两个)半月状的缺口部(内凹口)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。在驱动线圈209未被励磁的状态下，转子202稳定地停止在图2所示与所述定位部对应的位置，换言之，转子202的磁极轴A稳定地停止在与连接缺口部204、205的线段正交的位置(角度θ0位置)。把以转子202的旋转轴为中心的XY坐标空间划分为4个象限(第1象限～第4象限)。

现在，从步进电机驱动脉冲电路107向驱动线圈209的端子OUT1、OUT2之间提供矩形波的第1极性(例如把第1端子OUT1侧设为正极，把第2端子OUT2侧设为负极)的驱动脉冲，在图2的箭头方向流过电流i时，在定子201产生虚线箭头方向所示的磁通。由此，可饱和部210、211饱和，磁阻增大，然后根据在定子201产生的磁极与转子202的磁极的相互作用，转子202沿图2中的箭头方向旋转180度，并且磁极轴A稳定地停止在角度θ1的位置。另外，把用于通过驱动步进电机102旋转而进行通常动作(在本实施方式中是模拟电子钟表因而是运针动作)的旋转方向(在图2中指逆时针旋转方向)设为正方向，把相反的方向(顺时针方向)设为反方向。

然后，从步进电机驱动脉冲电路107向驱动线圈209的端子OUT1、OUT2之间提供与所述第1极性不同的第2极性(与前述驱动为相反极性，把第1端子OUT1侧设为负极，把第2端子OUT2侧设为正极)的矩形波的驱动脉冲，在图2的箭头方向反向流过电流i时，在定子201产生方向与虚线箭头方向相反的磁通。由此，可饱和部210、211首先饱和，然后根据在定子201产生的磁极与转子202的磁极的相互作用，转子202沿与前述方向相同的方向(正方向)旋转180度，并且磁极轴A稳定地停止在角度θ0的位置。

以后，通过这样向驱动线圈209提供极性不同的信号(交变信号)，反复进行前述动作，能够使转子202沿箭头方向每次180度地连续旋转。

另外，在本实施方式中，驱动脉冲采用如后面所述的驱动能量彼此不同的多个主驱动脉冲P11～P1nmax、具有主驱动脉冲P1nmax以上的驱动能量的不检测为旋转错误的固定驱动脉冲、具有所述固定驱动脉冲以上的驱动能量的校正驱动脉冲P2。主驱动脉冲P1的驱动能量的大小(脉冲等级)是P11最小，P1nmax最大。校正驱动脉冲P2是在由于负荷变动而成为较大负荷的情况下，也能够强制使步进电机旋转的驱动能量的驱动脉冲。并且，把所述校正驱动脉冲P2兼用作所述固定驱动脉冲。

图3表示在本实施方式中以主驱动脉冲P1驱动步进电机102时的时序图，示出了表示旋转状况的VRs模式、转子202的旋转位置、主驱动脉冲P1的脉冲等级变更、基于校正驱动脉冲P2的驱动、以及在持续预定次数的情况下是否进行脉冲下降的脉冲控制动作。

在图3中，P1表示主驱动脉冲P1，同时表示转子202被以主驱动脉冲P1驱动旋转的区间。a～d是表示基于主驱动脉冲P1的驱动停止后的自由振动的转子202的旋转位置的区域。

将以主驱动脉冲P1驱动后紧接着的预定时间设为第1区间T1，将第1区间T1之后的预定时间设为第2区间T2，将第2区间T2之后的预定时间设为第3区间T3。这样，将从以主驱动脉冲P1驱动后紧接着开始的整个检测期间T划分为多个区间(在本实施方式中是3个区间T1～T3)。

另外，由于把从基于主驱动脉冲P1的驱动结束到检测期间T的开始设定为固定时间，所以在除脉冲等级最大的主驱动脉冲P1nmax之外的主驱动脉冲的情况下，在主驱动脉冲P1和第1区间T1之间形成空白时间，但在脉冲等级最大的主驱动脉冲P1nmax时，主驱动脉冲P1和第1区间T1是连续的。

在把转子202作为中心，将在转子202的旋转时转子202的主磁极A所在的XY坐标空间划分为第1象限～第4象限的情况下，第1区间T1～第3区间T3能够表示如下。即，第1区间T1是在第2象限中判定转子202的正方向的旋转(区域a)的区间，第2区间T2和第3区间T3是在第3象限中判定转子202的反方向的旋转(区域c)的区间。

基准阈值电压Vcomp是为了判定步进电机102的旋转状况而判定在步进电机102产生的感应信号VRs的电压电平的基准阈值电压，基准阈值电压Vcomp被设定为，在诸如步进电机102旋转等时转子202进行固定的快速动作的情况下，感应信号VRs超过基准阈值电压Vcomp，在诸如步进电机102不旋转等时转子202不进行固定的快速动作的情况下，感应信号VRs不超过基准阈值电压Vcomp。

通过步进电机102的旋转自由振动而产生的感应信号VRs，例如在通常负荷(在通常时被驱动的负荷，在本实施方式中指驱动时刻显示用的时刻指针(时针、分针、秒针)时的负荷)的情况下，主驱动脉冲P1切断后的转子202的旋转角超过第2象限，因而超过旋转检测用基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs不会出现在第1区间T1，而是出现在第2区间T2以后。在具有旋转余力的情况下，转子202快速旋转而出现在第2区间T2，在没有旋转余力的情况下，转子202慢速旋转而出现在第3区间T3。

并且，在转子202的旋转驱动不具有余力的情况下，主驱动脉冲P1切断后的转子旋转振动出现在第2象限的区域(区域a)中，同时感应信号VRs出现在第1区间T1，表示旋转余力减小的状态。

在这种特征的基础上，准确判别驱动能量余力，实施脉冲控制，使得进行基于合适的驱动脉冲的驱动控制。

例如，在图3所示的余量旋转的状态下，在区域a中产生的感应信号VRs产生于第1区间T1中，在区域c中产生的感应信号VRs产生于第2区间T2和第3区间T3中。另外，在区域b、d中产生的感应信号VRs是跨越第1区间T1和第2区间T2产生的，但由于是以与基准阈值电压Vcomp相反的极性产生的，所以不会被检测到。

感应信号VRs的模式(VRs模式)用于在各个区间T1～T3中组合表示感应信号VRs是否超过了基准阈值电压Vcomp的判定值，并表示为(第1区间T1的判定值，第2区间T2的判定值，第3区间T3的判定值)。把感应信号VRs超过基准阈值电压Vcomp的情况表示为判定值“1”，把感应信号VRs未超过基准阈值电压Vcomp的情况表示为判定值“0”，把判定值可以是“1”和“0”的任意一方的情况表示为“1/0”。

例如，在图3中基于主驱动脉冲P1的驱动结果的VRs模式为(0，1，1/0)的情况下，控制电路106判定是驱动能量具有余量的旋转(余量旋转)，不进行基于校正驱动脉冲P2的驱动，并且保持主驱动脉冲P1的等级不进行变更。但是，在模式(0，1，1/0)连续产生预定次数(PCD次数)的情况下，控制电路106判定为驱动能量具有余量，使主驱动脉冲P1下降一级(脉冲下降)。

在VRs模式为(1，1，1/0)的情况下，控制电路106判定是驱动能量没有余量的旋转(无余量旋转)，进行脉冲控制，使得不进行基于校正驱动脉冲P2的驱动，并且保持主驱动脉冲P1的等级不进行变更。

在VRs模式为(1/0，0，1)的情况下，控制电路106判定是驱动能量完全没有余量的旋转(勉强旋转)，事先尽快使主驱动脉冲P1上升一级(脉冲提高)，并且不进行基于校正驱动脉冲P2的驱动，以使下一次驱动时不至于不旋转。

在VRs模式为(1/0，0，0)的情况下，控制电路106判定为步进电机102没有旋转(不旋转)，在进行基于校正驱动脉冲P2的驱动后，使主驱动脉冲P1上升一级。

图4是用于说明在本实施方式中，在以最大驱动能量的主驱动脉冲P1nmax进行驱动时的直流磁场H的影响的时序图，一并示出了表示旋转状况的VRs模式、转子202的旋转状态、基于校正驱动脉冲P2的驱动、是否保持主驱动脉冲的等级、以及在持续预定次数(PCD)的情况下是否进行脉冲下降的脉冲控制动作。

另外，在基于主驱动脉冲P1nmax的驱动下驱动能量没有余量的情况下，切换为具有主驱动脉冲P1nmax以上的驱动能量的固定驱动脉冲进行驱动，但在图4的示例中，关于所述固定驱动脉冲采用校正驱动脉冲P2，以便不增加驱动脉冲的种类。如果采用驱动能量比校正驱动脉冲P2小的固定驱动脉冲，则能够实现节能。

在图4中按照从上到下的顺序示出了：(1)不存在直流磁场H，以具有余量的驱动能量进行旋转的情况，(2)在与驱动磁场相反的方向上存在直流磁场H，驱动能量没有余量的情况，(3)在与驱动磁场相同的方向上存在直流磁场H，驱动能量具有余量的情况，(4)在与驱动磁场相同的方向上存在比所述(3)强的直流中磁场H，驱动能量具有余量的情况，(5)在与驱动磁场相同的方向上存在比所述(4)强的直流强磁场H，虽然转子旋转，但由于基于直流磁场H的制动较大，没有检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况(具有不好兆头的情况)。

直流磁场H产生如图4所示的影响，使感应信号VRs产生阴影，或者使其产生时刻错开。例如，在直流磁场H的方向与通过驱动在定子201产生的磁场为相同方向的情况下，感应信号VRs与没有直流磁场的情况相比错位而提前产生，在直流磁场H的方向与通过驱动在定子201产生的磁场为相反方向的情况下，感应信号VRs与没有直流磁场的情况相比错位而滞后产生。

在以主驱动脉冲P1nmax进行驱动时的VRs模式是除(1/0，1，1/0)之外的模式的情况下(例如，第2区间T2为“0”、第3区间T3为“1”的情况等)，控制电路106判定为由于直流磁场H的影响，即使是主驱动脉冲P1nmax也没有驱动余量，有可能不能正常进行驱动旋转，并变更为主驱动脉冲P1nmax以上的固定驱动能量的驱动脉冲(固定驱动脉冲)进行驱动。固定驱动脉冲只要是主驱动脉冲P1nmax以上的固定驱动能量的驱动脉冲即可，在本实施方式中，如前面叙述的那样，采用校正驱动脉冲P2作为固定驱动脉冲。

在以固定驱动脉冲进行PCD次数驱动后，能够以主驱动脉冲P1nmax进行具有余量的驱动的情况下，切换为主驱动脉冲P1nmax进行驱动。

图5是表示本发明的第1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流程图，主要表示当存在图4所示的直流磁场H时的处理。

图5中的各个符号的意思如下所述。即，P1表示在通常的驱动动作时(通常校正驱动时)驱动步进电机102的主驱动脉冲。

通常校正驱动用的主驱动脉冲P1是指通过后面叙述的驱动脉冲选择处理从主驱动脉冲P1中选择出的主驱动脉冲。n表示通常校正驱动时的主驱动脉冲P1的脉冲等级，包括从最小驱动能量的等级1到最大驱动能量的等级nmax的多种等级。

P2表示通常驱动时的校正驱动脉冲，具有步进电机控制电路预先具备的最大能量的主驱动脉冲P1nmax以上的驱动能量。在本实施方式中，把校正驱动脉冲P2一并用作固定驱动脉冲。

主驱动脉冲P1、校正驱动脉冲P2以及固定驱动脉冲的信息被存储在存储电路108中。

N表示基于同一驱动脉冲的驱动的反复次数，取从最小值1到预定值(PCD)的值。

下面，参照图1～图5详细说明本发明的第1实施方式的步进电机控制电路以及模拟电子钟表的动作。

振荡电路104产生预定频率的基准时钟信号，分频电路105对在振荡电路104中产生的所述信号进行分频，并向控制电路106输出作为计时基准的钟表信号。

控制电路106计数所述时间信号而进行计时动作，并且先把主驱动脉冲P1的等级n设定为最小等级的1，同时把驱动脉冲的反复次数N设定为1，以便按照脉冲等级从小到大的主驱动脉冲P1的顺序进行脉冲选择处理(步骤S501)，控制电路106输出控制信号，以便以最小脉宽的主驱动脉冲P11驱动步进电机102旋转(步骤S502、S503)。

步进电机驱动脉冲电路107响应来自控制电路106的所述控制信号，以主驱动脉冲P11驱动步进电机102旋转。步进电机102被以主驱动脉冲P11驱动旋转，驱动未图示的时刻指针等旋转。由此，在步进电机102正常旋转的情况下，进行基于所述时刻指针的当前时刻显示等。

旋转检测电路109每当检测超过基准阈值电压Vcomp的步进电机102的感应信号VRs时，向检测时间比较判别电路110输出检测信号。检测时间比较判别电路110根据来自旋转检测电路109的检测信号，判定检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的区间T1～T3，将各个区间T1～T3中的判定值“1”或“0”通知给控制电路106。

控制电路106根据来自检测时间比较判别电路110的所述判定值，判定表示旋转状况的VRs模式(第1区间T1中的判定值，第2区间T2中的判定值，第3区间T3中的判定值)。

在以主驱动脉冲P11进行驱动的结果为VRs模式的第1区间T1和第2区间T2的判定值是“1”的情况下，即VRs模式是(1，1，1/0)的情况下(步骤S504、S505)，控制电路106判定是没有余量的旋转，保持主驱动脉冲P1的等级不进行变更，同时将次数N设定为1，然后返回到处理步骤S502(步骤S506)。

当控制电路106在处理步骤S505中判定为第2区间T2中的感应信号VRs未超过基准阈值电压Vcomp的情况下(区间T1、T2的判定值是(1，0)的情况下)，转入处理步骤S512。

当在处理步骤S504中第1区间T1的判定值是“0”、在处理步骤S507中第2区间T2的判定值是“1”的情况下，即具有驱动余力的情况下，在脉冲等级n是“1”时，控制电路106转入处理步骤S506(步骤S507、S508)。

当在处理步骤S508中脉冲等级n不是“1”的情况下，控制电路106对反复次数N加1(步骤S509)，在反复次数N达到预定次数(PCD次数)时，将反复次数N设为1，同时将脉冲等级n下降一级，然后返回到处理步骤S502(步骤S510、S511)。控制电路106在处理步骤S510中，在反复次数N没有达到PCD次数时，马上返回到处理步骤S502。

当在处理步骤S507中第2区间T2的判定值是“0”的情况下，控制电路106转入处理步骤S512。

当在处理步骤S512中第3区间T3的判定值是“1”的情况下，即判定为驱动能量没有驱动余力的情况下，控制电路106判定主驱动脉冲P1的脉冲等级n是否是最大值nmax(步骤S513)。

处理步骤S513是这样一种处理，即判定主驱动脉冲P1是否是最大脉冲等级的P1nmax，在主驱动脉冲P1是最大脉冲等级的P1nmax时，以作为固定驱动脉冲的校正驱动脉冲P2进行驱动，在反复次数N为PCD次数时，通过基于VRs模式的判定来确定是对主驱动脉冲P1的等级进行可变控制、还是进行基于固定驱动脉冲的驱动。

控制电路106在处理步骤S513中判定为主驱动脉冲P1是最大脉冲等级的P1nmax时，将反复次数N重设为“1”(步骤S514)，并选择校正驱动脉冲P2作为固定驱动脉冲(步骤S515)，以所述固定驱动脉冲进行驱动(步骤S516)。

然后，控制电路106对反复次数N加1(步骤S517)，并判定反复次数N是否达到PCD次数(步骤S518)。

控制电路106在处理步骤S518中判定为反复次数N达到PCD次数时，判定是否继续进行基于固定驱动脉冲的驱动，或者是否转移为变更主驱动脉冲的脉冲等级的脉冲控制动作。即，控制电路106在处理步骤S518中判定为反复次数N达到PCD次数的情况下，确认驱动是否还有余力，以备在以最大驱动能量的主驱动脉冲P1nmax来取代固定驱动脉冲进行驱动后，不能以主驱动脉冲P1nmax进行旋转的情况下，以作为固定驱动脉冲的校正驱动脉冲P2进行驱动(步骤S519)。

控制电路106判定处理步骤S519的主驱动脉冲P1nmax驱动时的旋转状况，在判定为VRs模式中的第2区间T2的判定值是“1”时(步骤S520)，驱动能量还有余力，因而判定为可以转入脉冲控制动作，将反复次数N重设为1，然后返回到处理步骤S502，开始基于主驱动脉冲P1nmax的驱动(步骤S521)。控制电路106在处理步骤S520中判定为第2区间T2的判定值不是“1”时，判定为需要基于固定驱动脉冲的驱动，返回到处理步骤S514。

控制电路106在处理步骤S518中判定位反复次数N没有达到PCD次数时，返回到处理步骤S515。控制电路106在处理步骤S513中判定为主驱动脉冲P1不是最大脉冲等级的P1nmax时，将反复次数N重设为“1”，同时使脉冲等级上升一级，返回到步骤S502(步骤S523)。并且，当在处理步骤S512中第3区间T3的判定值是“0”的情况下，控制电路106以用于使其强制旋转的校正驱动脉冲P2进行驱动，然后转入处理步骤S513(步骤S522)。

如上所述，根据本第1实施方式，具有：旋转检测单元，其检测步进电机102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，以驱动能量彼此不同的多个主驱动脉冲P1中的任意一个主驱动脉冲、或者具有所述各个主驱动脉冲P1以上的驱动能量的驱动脉冲，控制驱动所述步进电机，在以最大驱动能量的主驱动脉冲P1nmax来驱动所述步进电机102时没有驱动余力的情况下，所述控制单元切换为固定驱动脉冲来进行驱动，该固定驱动脉冲具有所述最大驱动能量的主驱动脉冲P1nmax以上的驱动能量。

因此，在由于受到直流磁场H的影响，第2区间T2不是“1”的情况下，判定为即使是主驱动脉冲P1nmax也不具有余量，以能量更大的固定驱动脉冲进行驱动，由此在存在直流磁场H的情况下也能够进行稳定驱动。

并且，在以固定驱动脉冲进行了预定次数的稳定驱动的情况下，在能够以主驱动脉冲P1nmax进行具有余量的驱动时，使驱动脉冲从固定驱动脉冲等级下降为主驱动脉冲P1nmax，开始脉冲控制动作，由此能够实现驱动动作的稳定性及节能。

并且，不需要设计复杂的检测电路，结构简单。

图6是表示本发明的第2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流程图，对进行与图5相同的处理的部分标注相同的标号。

在本第2实施方式中，考虑两个极性的驱动结果，控制向固定驱动脉冲的切换驱动和从固定驱动脉冲向主驱动脉冲P1nmax的切换驱动等，框图和使用的步进电机的结构与图1、图2相同。

下面，针对与所述第1实施方式不同的部分，说明本第2实施方式的动作。

控制电路106以一个极性的主驱动脉冲P1nmax进行驱动(步骤S503)，并判定第3区间T3的判定值是否是“1”(步骤S512)，然后在判定为主驱动脉冲P1的脉冲等级n是最大值nmax时(步骤S513)，以另一个极性的主驱动脉冲P1nmax进行驱动(步骤S601)。

当在VRs模式中第2区间T2是“1”的情况下，控制电路106进行从处理步骤S514开始的处理。

这样，在基于一个极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动下，第2区间T2是“0”、第3区间T3是“1”(步骤S507、S512)，在基于另一个极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动下，第2区间T2是“1”(步骤S602)，此时判定位存在直流磁场H，把主驱动脉冲P1nmax切换为作为固定驱动脉冲的校正驱动脉冲P2进行驱动(步骤S515)。

控制电路106在处理步骤S520中，当在一个极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动时判定为第2区间T2的判定值是“1”、在另一个极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动时(步骤S605)判定为第2区间T2的判定值是“1”的情况下(步骤S606)，由于驱动能量具有余力，所以判定为可以转入脉冲控制动作，将反复次数N重设为1，然后返回到处理步骤S502，开始基于主驱动脉冲P1nmax的驱动(步骤S521)。

当在处理步骤S606中判定为第2区间T2的判定值是“0”的情况下，控制电路106返回到处理步骤S514。

当在处理步骤S602中第2区间T2是“0”的情况下，控制电路106判定VRs模式的第3区间T3是否是“1”(步骤S603)。当在处理步骤S603中第3区间T3是“1”的情况下，控制电路106返回到处理步骤S502，在第3区间T3是“0”的情况下，以用于强制进行旋转驱动的校正驱动脉冲P2进行驱动，返回到处理步骤S502(步骤S604)。

根据本第2实施方式，不仅发挥与前述第1实施方式相同的效果，尤其是根据两个极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动结果来判定是否存在直流磁场H，当至少一个极性在第2区间T2不是“1”的情况下，判定为存在直流磁场H，将主驱动脉冲P1nmax切换为固定驱动脉冲进行驱动。或者，在两个极性的驱动时的旋转余量不同的情况下，判定为存在直流磁场H，将主驱动脉冲P1nmax切换为固定驱动脉冲进行驱动。

这样，在判定为受到直流磁场H的影响的情况下，判定为即使是主驱动脉冲P1nmax也没有余量，以能量更大的固定驱动脉冲进行驱动，由此在存在直流磁场H的情况下也能够进行稳定驱动。

并且，根据前述各个实施方式的模拟电子钟表，在存在直流磁场H的情况下，也能够进行准确的运针。

另外，在前述各个实施方式中构成为使矩形波的脉宽不同，以便改变各个主驱动脉冲的能量，但也可以将脉冲自身设为梳齿波，通过改变其通/断占空比，或者改变脉冲电压等，来改变驱动能量。

并且，作为步进电机的应用示例说明了电子钟表的示例，但也能够应用于使用电动机的电子设备。

产业上的可利用性

本发明的步进电机控制电路能够应用于使用步进电机的各种电子设备。

并且，本发明的电子钟表能够应用于以带日历功能的模拟电子钟表、计时图钟表为代表的各种模拟电子钟表。

Claims (10)

1.一种步进电机控制电路，其特征在于，所述步进电机控制电路具有：

旋转检测单元，其检测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，以驱动能量彼此不同的多个主驱动脉冲中的任意一个主驱动脉冲、或者驱动能量比各个所述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，

在以最大驱动能量的主驱动脉冲来驱动所述步进电机时没有驱动余力的情况下，所述控制单元切换为固定驱动脉冲进行驱动，该固定驱动脉冲具有所述最大驱动能量的主驱动脉冲以上的驱动能量。

2.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，

所述旋转检测单元检测通过所述步进电机的转子的旋转而产生的感应信号，根据所述感应信号在预定的检测期间内是否超过预定的基准阈值电压，来检测所述步进电机的旋转状况，

将所述检测期间划分为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、以及所述第2区间之后的第3区间，所述第1区间是在以所述转子为中心的第2象限中判定转子的正方向旋转的区间，所述第2区间和第3区间是在第3象限中判定转子的反方向旋转的区间，

在以最大驱动能量的主驱动脉冲进行驱动时，所述旋转检测单元在所述第2区间中未检测到超过基准阈值电压的感应信号的情况下，所述控制单元判定为没有驱动余力，切换为所述固定驱动脉冲进行驱动。

3.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，在以极性不同的最大驱动能量的主驱动脉冲交替进行驱动时一个极性没有驱动余力的情况下，所述控制单元切换为所述固定驱动脉冲进行驱动。

4.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其特征在于，在以极性不同的最大驱动能量的主驱动脉冲交替进行驱动时一个极性没有驱动余力的情况下，所述控制单元切换为所述固定驱动脉冲进行驱动。

5.根据权利要求3所述的步进电机控制电路，其特征在于，在以极性不同的最大驱动能量的主驱动脉冲交替进行驱动时，所述旋转检测单元针对一个极性在所述第2区间中检测到超过所述基准阈值电压的感应信号，并且针对另一个极性在所述第3区间中检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的情况下，所述控制单元切换为所述固定驱动脉冲进行驱动。

6.根据权利要求4所述的步进电机控制电路，其特征在于，在以极性不同的最大驱动能量的主驱动脉冲交替进行驱动时，所述旋转检测单元针对一个极性在所述第2区间中检测到超过所述基准阈值电压的感应信号，并且针对另一个极性在所述第3区间中检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的情况下，所述控制单元切换为所述固定驱动脉冲进行驱动。

7.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，在以所述固定驱动脉冲连续驱动预定次数后，以所述最大驱动能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的结果是具有旋转余裕的情况下，所述控制单元从所述固定驱动脉冲切换为所述最大驱动能量的主驱动脉冲进行驱动。

8.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其特征在于，在以所述固定驱动脉冲连续驱动预定次数后，以所述最大驱动能量的主驱动脉冲进行旋转驱动的结果是具有旋转余裕的情况下，所述控制单元从所述固定驱动脉冲切换为所述最大驱动能量的主驱动脉冲进行驱动。

9.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述固定驱动脉冲是所述校正驱动脉冲。

10.一种模拟电子钟表，所述模拟电子钟表具有对时刻指针进行旋转驱动的步进电机、以及控制所述步进电机的步进电机控制电路，其特征在于，

作为所述步进电机控制电路，采用权利要求1所述的步进电机控制电路。

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