CN102142804A - 步进电机控制电路和模拟电子钟表 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种步进电机控制电路和模拟电子钟表，能够在抑制功耗的同时，在直流磁场中也正常地驱动步进电机旋转。步进电机控制电路具有：旋转检测电路(109)，其检测对应于步进电机(102)的旋转状况而产生的感应信号(VRs)；以及控制单元，其根据旋转检测电路(109)的检测结果，选择能量相互不同的多个驱动脉冲中的任意一个驱动脉冲，利用极性相互不同的所述选择出的驱动脉冲交替地对步进电机(102)进行驱动控制，当在利用能量相同而极性不同的驱动脉冲进行旋转驱动时产生的感应信号(VRs)的检测时刻之差为预定时间以上的情况下，所述控制单元变更成能量比所述驱动脉冲大的驱动脉冲进行驱动。

Description

步进电机控制电路和模拟电子钟表
技术领域
本发明涉及步进电机控制电路、以及使用了所述步进电机控制电路的模拟电子钟表。
背景技术
过去，在模拟电子钟表等电子设备中使用两极PM(Permanent Magnet：永磁)式步进电机，这种步进电机具有：定子，其具有转子收容孔和确定转子的停止位置的定位部；转子，其设置在所述转子收容孔内；以及线圈，通过向所述线圈提供交变信号使所述定子产生磁通，使所述转子旋转，并且，将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式步进电机的低消耗驱动方式，已经得到实际应用的是步进电机的校正驱动方式，该方式包括承担通常时的驱动的多种主驱动脉冲P1、和承担驱动能量比所述各个主驱动脉冲大的负荷变动时的驱动的校正驱动脉冲P2。作为主驱动脉冲P1预先准备了驱动能量相互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/不旋转来减少/增加能量，并变换驱动能量的等级，以便利用尽可能少的能量进行驱动(例如参照专利文献1)。
在该校正驱动方式中，(1)向步进电机的驱动线圈的一个极O1输出主驱动脉冲P1，检测由于刚刚进行输出后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时视为旋转，向驱动用线圈的另一个极O2输出保持该能量的主驱动脉冲P1，只要在旋转就反复进行固定次数。在其次数达到固定次数(PCD)时，向另一个极输出将驱动能量减小一级的主驱动脉冲P1(降级)，再次反复进行该处理。(3)在感应电压未超过基准阈值电压时视为不旋转，马上向该极输出驱动能量较大的校正驱动脉冲P2，使其强制旋转。在下一次驱动时，向另一个极输出能量比不旋转时的主驱动脉冲P1高一级的主驱动脉冲P1(升级)。反复进行所述(1)～(3)。
另外，在专利文献2记载的发明中设置如下单元，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，将感应信号的检测时刻与基准时刻进行比较判别。利用主驱动脉冲P11驱动步进电机旋转，然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变更成能量比所述主驱动脉冲P11大的主驱动脉冲P12(升级)来进行驱动。如果利用主驱动脉冲P12进行旋转时的检测时刻比基准时间早，则从主驱动脉冲P12变更成主驱动脉冲P11(降级)，由此利用与驱动时的负荷对应的主驱动脉冲P1进行旋转，降低功耗。
另外，在过去的电子钟表中，构成为在检测外部的交流(AC)磁场时，设定为预定驱动能量的固定驱动脉冲来进行驱动，以便稳定地旋转，但是存在如下问题，即，不能应对外部的直流(DC)磁场，在存在外部直流磁场的情况下产生步进电机的旋转异常，从而产生指针的运针异常等。
【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
本发明正是鉴于上述问题而提出的，其课题是，能够在抑制功耗的同时，在直流磁场中也正常地驱动步进电机旋转。
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，该步进电机控制电路具有：旋转检测单元，其检测对应于步进电机的旋转状况而产生的感应信号；以及控制单元，其根据所述旋转检测单元的检测结果，选择能量相互不同的多个驱动脉冲中的任意一个驱动脉冲，利用所述选择出的驱动脉冲交替地以不同的极性对所述步进电机进行驱动控制，当在利用能量相同而极性不同的驱动脉冲进行旋转驱动时产生的所述感应信号的检测时刻之差为预定时间以上的情况下，所述控制单元变更成能量比所述驱动脉冲大的驱动脉冲进行驱动。
并且，根据本发明的第二方面提供一种模拟电子钟表，该模拟电子钟表具有驱动时刻指针旋转的步进电机、和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，能够在抑制功耗的同时，在直流磁场中也正常地驱动步进电机旋转。
并且，根据本发明的模拟电子钟表，能够在抑制功耗的同时，在直流磁场中也正常地驱动步进电机旋转，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和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和模拟电子钟表的动作的时序图。
图4是表示本发明的实施方式的步进电机控制电路和模拟电子钟表的动作的流程图。
图5是表示本发明的实施方式的步进电机控制电路和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检测时刻判别电路；201定子；202转子；203转子收容用贯通孔；204、205缺口部(外凸)；206、207缺口部(内凹)；208磁芯；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是使用了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，驱动时刻指针和日历机构(未图示)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等电路要素提供驱动电力。
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，其对由振荡电路104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要素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从步进电机102检测表示其旋转状况的感应信号VRs；检测时刻判别电路110，其判别旋转检测电路109检测到第一次超过预定的基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的时刻；以及存储电路108，其存储由检测时刻判别电路110判别出的时刻的信息等。
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，旋转检测电路109在预定的检测期间，检测由于步进电机102刚刚驱动后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，通知给检测时刻判别电路110。
检测时刻判别电路110判别旋转检测电路109检测到第一次超过预定的基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的时刻。控制电路106按照后面所述，根据由检测时刻判别电路110判别而得到的、有无产生第一次超过预定的基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs和产生时刻，进行驱动脉冲的切换控制(脉冲控制)。
在存储电路108中预先存储有在该步进电机控制电路101预先设置的能量相互不同的多种脉冲等级的主驱动脉冲、校正驱动脉冲、固定脉冲的信息，并且存储有由检测时刻判别电路110判别出的超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的产生时刻的信息。
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和检测时刻判别电路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、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，表示通常在模拟电子钟表中采用的两极PM式步进电机的示例。
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，其设置在转子收容用贯通孔203中而能够旋转；磁芯208，其与定子201接合；驱动线圈209，其被卷绕在磁芯208上。在将步进电机102应用于模拟电子钟表的情况下，定子201和磁芯208通过螺钉或者铆钉(未图示)固定在表盘(未图示)上并相互接合。驱动线圈209具有第1端子OUT1和第2端子OUT2。
转子202被磁化成两极(S极和N极)。在由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(内凹)206、207。在各个内凹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构成为不会由于转子202的磁通达到磁饱和，而在驱动线圈209被励磁时达到磁饱和，并且磁阻增大。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半月状的缺口部(外凸)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没有被励磁的状态下，转子202如图2所示，稳定地停止在与所述定位部对应的位置，换言之，转子202稳定地停止在转子202的磁极轴A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，第1端子OUT1侧为正极，第2端子OUT2侧为负极)的驱动脉冲，在使电流i沿图2的箭头方向流过时，在定子201沿虚线箭头方向产生磁通。由此，可饱和部210、211饱和，磁阻增大，然后由于在定子201产生的磁极与转子202的磁极的相互作用，转子202沿图2的箭头方向旋转180度，磁极轴A稳定地停止在角度θ1位置。另外，把通过驱动步进电机102旋转而使其进行通常动作(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中是逆时针方向)设为正向，把相反的方向(顺时针方向)设为反向。
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提供与所述第1极性不同的第2极性(极性与前述驱动相反，第1端子OUT1侧为负极，第2端子OUT2侧为正极)的矩形波的驱动脉冲，在使电流i沿图2的箭头方向的反向流过时，在定子201沿虚线箭头方向的反向产生磁通。由此，可饱和部210、211首先饱和，然后，由于在定子201产生的磁极与转子202的磁极的相互作用，转子202沿与前述相同的方向(正向)旋转180度，磁极轴A稳定地停止在角度θ0位置。
以后，如此向驱动线圈209交替提供极性不同的信号(交变信号)，由此反复进行前述动作，能够使转子202每次180度地沿箭头方向连续旋转。
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相互不同的多种主驱动脉冲P11～P1nmax、驱动能量比最大驱动能量的主驱动脉冲P1nmax大的固定驱动脉冲P3。其中，固定驱动脉冲P3采用在不能利用主驱动脉冲P1使步进电机102旋转的情况下强制使步进电机102旋转的驱动脉冲即校正驱动脉冲P2。通过把校正驱动脉冲P2用作固定驱动脉冲P3，能够减少驱动脉冲的类型。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。
图3是说明在本实施方式中利用主驱动脉冲P1来驱动步进电机102时的直流磁场H的影响的定时图，一并示出了直流磁场H的状况、转子202的旋转轨迹、利用主驱动脉冲P1进行驱动时的感应信号VRs输出定时、在利用主驱动脉冲P1刚刚进行驱动后有无利用校正驱动脉冲P2的驱动、在利用主驱动脉冲P1的驱动之后的驱动脉冲的变更控制(脉冲控制)、在利用同一能量的主驱动脉冲连续驱动预定次数(PCD次数)时将主驱动脉冲P1的能量变更成较小能量等级的主驱动脉冲(降级)的脉冲控制。
P1表示主驱动脉冲P1，并且，表示利用主驱动脉冲P1驱动转子202旋转的期间。a～d是表示在主驱动脉冲P1的驱动停止后基于自由振动的转子202的旋转位置的区域。
把利用主驱动脉冲P1刚刚进行驱动后的预定时间设为标记期间T1，把继标记期间T1之后的预定时间设为检测期间T2。标记期间T1是旋转检测电路109不检测感应信号VRs的期间，检测期间T2是旋转检测电路109检测超过预定的基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的期间。标记期间T1是能够准确地检测感应信号VRs，使得由于步进电机102的旋转而产生的噪声不会对感应信号VRs的检测造成不良影响的期间。
在以转子202为中心，把随着转子202的旋转，转子202的主磁极A所处的XY坐标空间划分为第1象限～第4象限的情况下，步进电机102的旋转自由振动区域即区域a～d能够表示如下。即，区域a是指转子202在第2象限中沿正向旋转的区域，区域b是指转子202在第3象限中沿正向第一次旋转的区域，区域c是指转子202在第3象限中沿反向旋转的区域，区域d是指转子202在第3象限中沿正向第二次旋转的区域。
基准阈值电压Vcomp是指判定在步进电机102产生的感应信号VRs的电压电平的基准阈值电压，用于判定步进电机102的旋转状况，基准阈值电压Vcomp被设定成为，在诸如步进电机102已旋转等、转子202进行固定的快速动作的情况下，使感应信号VRs超过基准阈值电压Vcomp，在诸如步进电机102不旋转等、转子202不进行固定的快速动作的情况下，使感应信号VRs不超过基准阈值电压Vcomp。
在下面的说明中，把检测期间T2中的感应信号VRsmax超过基准阈值电压Vcomp的情况表示为“1”，把检测期间T2中的感应信号VRsmax不超过基准阈值电压Vcomp的情况表示为“0”。并且，标记期间T1是在判别旋转状况时不使用的期间，因此，在标记期间T1内产生的感应信号VRsmax是否超过基准阈值电压Vcomp，与旋转状况没有关系，可以是“1”也可以是“0”，因此将其表示为“1/0”。
另外，当在利用最大驱动能量的主驱动脉冲P1nmax的驱动中驱动能量没有余裕的情况下，切换成具有超过主驱动脉冲P1nmax的驱动能量的固定驱动脉冲P3进行驱动，但在图3的示例中如前面所述，为了不增加驱动脉冲的类型，把校正驱动脉冲P2用作所述固定驱动脉冲P3。如果固定驱动脉冲采用驱动能量比主驱动脉冲P1nmax大、且比校正驱动脉冲P2小的固定驱动脉冲P3，则能够实现节能。
在图3中按照从上到下的顺序表示(1)不存在直流磁场H，利用具有余裕的驱动能量进行旋转的情况(没有磁场)，(2)在与向第1端子OUT1(O1)和第2端子OUT2(O2)之间提供驱动脉冲而产生的驱动磁场相反的方向，存在外部直流磁场H的情况(直流磁场，相反方向)，(3)在与向第1端子OUT1(O1)和第2端子OUT2(O2)之间提供驱动脉冲而产生的驱动磁场相同的方向，存在外部直流磁场H的情况(直流磁场，相同方向)。
直流磁场H产生诸如使感应信号VRs的电平变小(变弱)、使其产生时刻偏移的影响。例如，如图3所示，在直流磁场H与驱动磁场为相同方向的情况下，感应信号VRs以与没有直流磁场H时相比更快产生的方式错位。并且，在直流磁场H与驱动磁场为相反方向的情况下，感应信号VRs以与没有直流磁场H时相比更慢产生的方式错位。在本实施方式中，利用感应信号VRs的产生时刻根据直流磁场H与驱动磁场的方向而变化的现象，检测直流磁场H的存在，进行脉冲控制。
检测时刻判别电路110判别在检测期间T2中第一次超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的检测时刻。
在向端子OUT1、OUT2提供第1极性的驱动脉冲进行驱动时的所述感应信号VRs的检测时刻、与随后向端子OUT1、OUT2提供极性与所述第1极性相反的第2极性的驱动脉冲进行驱动时的所述感应信号VRs的检测时刻之差超过预定值的情况下，控制电路106判定为存在对步进电机102的驱动造成影响的预定电平以上的直流磁场H，进行驱动脉冲的脉冲控制。
例如，在判定为所述检测时刻之差超过预定值的情况下，在此时的驱动脉冲是除了最大能量的主驱动脉冲P1nmax以外的主驱动脉冲P1时，控制电路106变更成主驱动脉冲P1nmax来驱动步进电机102旋转。并且，在判定为所述检测时刻之差超过预定值的情况下，在此时的驱动脉冲是主驱动脉冲P1nmax时，控制电路106变更成固定驱动脉冲P3(在本实施方式中是校正驱动脉冲P2)来驱动步进电机102旋转。
图4和图5是表示本发明的实施方式的步进电机控制电路和模拟电子钟表的动作的流程图。
图4和图5中的各个符号的意思如下所述。即，P1是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。
通常校正驱动时的主驱动脉冲P1是通过后面叙述的驱动脉冲选择处理，从多种主驱动脉冲P11～P1nmax中选择出的主驱动脉冲。N是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namx的多种等级。
P2是通常校正驱动时的校正驱动脉冲，具有比最大能量的主驱动脉冲P1nmax大的驱动能量。在本实施方式中，把校正驱动脉冲P2兼作固定驱动脉冲P3。
主驱动脉冲P11～P1nmax、校正驱动脉冲P2和固定驱动脉冲P3的信息存储在存储电路108中。
N是利用相同能量的驱动脉冲连续驱动的重复次数，取从最小值1到预定值(PCD)的值。
下面，参照图1～图5详细说明本发明的实施方式的步进电机控制电路和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对由振荡电路104产生的所述信号进行分频，向控制电路106输出作为计时基准的时钟信号。
控制电路106计数所述时钟信号而进行计时动作，并且，首先将主驱动脉冲P1的等级n设定为最小等级1并将驱动脉冲的重复次数N设定为1，以便按照脉冲等级从小到大的主驱动脉冲P1的顺序来进行脉冲选择处理(图4中的步骤S401)，输出控制信号，以便利用最小能量的主驱动脉冲P11来驱动步进电机102旋转(图4中的步骤S402、S403)。
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，利用主驱动脉冲P11驱动步进电机102旋转。利用主驱动脉冲P11驱动步进电机102旋转，从而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。
每当在利用驱动脉冲刚刚进行驱动后的检测期间T2中检测到超过预定的基准阈值电压Vcomp的步进电机102的感应信号VRs时，旋转检测电路109向检测时刻判别电路110输出检测信号。检测时刻判别电路110根据来自旋转检测电路109的检测信号，判别在检测期间T2中第一次超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRsmax的检测时刻，将检测期间T2中的判定值“1”或者“0”以及所述检测时刻通知给控制电路106。
控制电路106根据来自检测时刻判别电路110的所述判定值，判定步进电机是否进行了旋转的旋转状况(步骤S404)。
当在处理步骤S404中检测期间T2的判定值为“1”的情况下，即感应信号VRs模式(T1、T2)为(1/0，1)的情况下，控制电路106判定为步进电机102进行了旋转。
当在处理步骤S404中检测期间T2的判定值为“1”的情况下，控制电路106将该感应信号VRs的检测时刻TN存储在存储电路108中(图5的步骤S405)。
然后，在此时的重复次数N为2以上的情况下(步骤S406)，由于利用驱动能量相同而极性不同的驱动脉冲交替进行驱动时的所述检测时刻在存储电路108中至少存储有两个以上，因此，控制电路106从存储电路108中读出此次得到的检测时刻TN与前次得到的检测时刻TN-1，计算检测时刻TN与检测时刻TN-1之差(TN-TN-1)。
在所述检测时刻之差(TN-TN-1)为预定时间ΔT(例如3ms)以下的情况下(步骤S407)，在重复次数N为预定次数(PCD次数)时(步骤S408)，控制电路106将重复次数N重设为1(步骤S409)，在主驱动脉冲P1的等级n是1时，由于不能将主驱动脉冲P1降级，因此不变更主驱动脉冲P1而返回到处理步骤S402(步骤S410)。
当在处理步骤S410中主驱动脉冲P1的等级n不是1时，控制电路106将主驱动脉冲P1降一级，然后返回到处理步骤S402(步骤S411)。
当在处理步骤S408中重复次数N不是预定次数(PCD次数)时，控制电路106将重复次数N加1，然后返回到处理步骤S402(步骤S412)。
当在处理步骤S404中检测期间T2的判定值不是“1”的情况下，控制电路106判定为已不能使步进电机102旋转，控制步进电机驱动脉冲电路107，以便利用校正驱动脉冲P2强制使步进电机102旋转(步骤S431)。步进电机驱动脉冲电路107响应控制电路106的控制，利用校正驱动脉冲P2来驱动步进电机102，由此步进电机102旋转。
然后，在此时的主驱动脉冲P1的等级n是最大等级nmax时(步骤S432)，控制电路106将重复次数N重设为1(步骤S433)，并且，不变更主驱动脉冲P1而返回到处理步骤S402。当在处理步骤S432中主驱动脉冲P1的等级n不是最大等级nmax时，控制电路106将主驱动脉冲P1的等级升一级，然后进入处理步骤S433(步骤S434)。按照以上所述，进行不存在预定强度以上的直流磁场H时的脉冲控制。
另一方面，当在处理步骤S407中检测时刻之差(TN-TN-1)不在预定时间ΔT以下的情况下，控制电路106判定为存在预定强度以上的外部直流磁场H，在主驱动脉冲P1的等级n是最大等级nmax时(步骤S413)，控制电路106将重复次数N重设为1(步骤S414)，控制步进电机驱动脉冲电路107，以便将驱动脉冲变更成固定驱动脉冲即校正驱动脉冲P2进行驱动(步骤S415、S416)。
这样，在向端子OUT1、OUT2提供能量相同而极性不同的驱动脉冲进行驱动时的感应信号VRs的检测时刻之差(TN-TN-1)超过预定时间ΔT的情况下，变更成较大能量的驱动脉冲进行驱动。步进电机驱动脉冲电路107响应控制电路106的控制，利用校正驱动脉冲P2来驱动步进电机102，由此步进电机102旋转。
在重复次数N为预定次数(PCD次数)时(步骤S417)，控制电路106将重复次数N重设为1(步骤S418)，然后控制步进电机驱动脉冲电路107，以便利用最大等级的主驱动脉冲P1nmax以及极性与所述主驱动脉冲P1nmax相同的校正驱动脉冲P2进行连续驱动(步骤S419、S420)。步进电机驱动脉冲电路107响应控制电路106的控制，利用主驱动脉冲P1nmax来驱动步进电机102，然后利用极性与主驱动脉冲P1nmax相同的校正驱动脉冲P2来驱动步进电机102。由此，当从固定驱动脉冲变更成主驱动脉冲P1nmax时不能使步进电机102旋转的情况下，也能够利用校正驱动脉冲P2使步进电机102旋转，因此，能够防止在变更成能量较小的驱动脉冲时不旋转。
旋转检测电路109在处理步骤S420中检测利用主驱动脉冲P1nmax进行驱动的步进电机102产生的感应信号VRs，检测时刻判别电路110判别所述感应信号VRs的检测时刻。
在判定为旋转检测电路109在检测期间T2内检测到判定值“1”的感应信号VRs(即，模式为(1/0，1))的情况下(步骤S421)，控制电路106将所述第一次的感应信号VRs的检测时刻TN存储在存储电路108中(步骤S422)。
在重复次数N为2的情况下(步骤S423)，控制电路106将重复次数N重设为1(步骤S424)，然后，当存储在存储电路108中的此次的检测时刻TN与前次的检测时刻TN-1之差为预定时间ΔT以下时，控制电路106判定为即使降级后也能够稳定地驱动步进电机102旋转，返回到处理步骤S402进行通常校正驱动(步骤S425)。这样，在向端子OUT1、OUT2提供第1极性的驱动脉冲进行驱动时的所述感应信号VRs的检测时刻、与随后向端子OUT1、OUT2提供极性与所述第1极性相反的第2极性的驱动脉冲进行驱动时的所述感应信号VRs的检测时刻之差为预定值ΔT以下的情况下，判定为能够进行稳定的驱动，返回到通常的校正驱动。
这样，在从作为一种固定驱动脉冲的校正驱动脉冲P2降级为主驱动脉冲P1的情况下，利用第1极性的驱动脉冲的一次驱动和所述第1极性的驱动之后的利用第2极性的驱动脉冲的一次驱动，分别利用最大的主驱动脉冲P1nmax以及极性与其相同的校正驱动脉冲P2进行驱动，如果通过利用所述第1极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动和利用第2极性的主驱动脉冲P1nmax的驱动而检测到的、超过基准阈值电压Vcomp的第一次的感应信号VRs的检测时刻之差恢复到预定时间ΔT以内，则将驱动脉冲从作为固定驱动脉冲的校正驱动脉冲P2恢复到主驱动脉冲P1nmax。由此，能够在防止产生步进电机102由于驱动脉冲的变更而不旋转的情况的同时，变更驱动脉冲。
当在处理步骤S425中此次的检测时刻TN与前次的检测时刻TN-1之差不在预定时间ΔT以下的情况下，控制电路106判定为如果降级就不能稳定地驱动步进电机102旋转，返回到处理步骤S415。
当在处理步骤S423中重复次数N不是2以上的情况下，控制电路106将重复次数N加1，然后返回到处理步骤S420(步骤S426)。
在处理步骤S421中判定为检测期间T2的判定值不是“1”的情况下，控制电路106返回到处理步骤S415。
在处理步骤S417中判定为重复次数N未达到预定次数(PCD次数)时，控制电路106将重复次数N加1(步骤S427)，然后返回到处理步骤S415。这样，在主驱动脉冲P1是主驱动脉冲P1nmax的情况下，在预定次数(PCD次数)的期间利用固定驱动脉冲进行驱动。
并且，当在处理步骤S413中主驱动脉冲P1的等级n不是最大等级nmax的情况下，控制电路106将等级n设定为最大等级nmax(步骤S428)，将重复次数N重设为1(步骤S429)，然后返回到处理步骤S402。这样，在主驱动脉冲P1不是最大等级的主驱动脉冲P1nmax的情况下，通过一次性地向主驱动脉冲P1nmax升级，即使存在直流磁场H，也能够进行稳定的驱动。
并且，当在处理步骤S406中重复次数N不是2以上的情况下，控制电路106将重复次数N加1(步骤S430)，然后返回到处理步骤S402。
以上所述的本实施方式的步进电机控制电路构成为具有：旋转检测电路109，其检测对应于步进电机102的旋转状况而产生的感应信号VRs；以及控制单元，其根据旋转检测电路109的检测结果，选择能量相互不同的多个驱动脉冲中的任意一个驱动脉冲，利用极性相互不同的所述选择出的驱动脉冲交替地对步进电机102进行驱动控制，当在利用能量相同而极性不同的驱动脉冲进行旋转驱动时产生的感应信号VRs的检测时刻之差为预定时间以上的情况下，所述控制单元变更成能量比所述驱动脉冲大的驱动脉冲进行驱动。
因此，能够在抑制功耗的同时，在预定电平以上的直流磁场H中也能够正常且稳定地驱动步进电机102旋转。并且，不需要设计复杂的检测电路，能够发挥结构简单等效果。
并且，根据本实施方式的模拟电子钟表，能够在抑制功耗的同时，在直流磁场中也能够正常地驱动步进电机旋转，能够进行准确的运针。
另外，在前述实施方式中构成为使用一个区间T2作为检测期间，但也可以构成为将检测期间划分为多个区间，根据在所述多个区间中检测到的超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的模式来进行脉冲控制。
并且，在前述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，并通过改变其ON/OFF占空比、改变脉冲电压等，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，但也能够适用于使用电机的电子设备。
产业上的可利用性
本发明的步进电机控制电路能够适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适用于以带日历功能模拟电子钟表、计时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，该步进电机控制电路具有：
旋转检测单元，其检测对应于步进电机的旋转状况而产生的感应信号；以及
控制单元，其根据所述旋转检测单元的检测结果，选择能量相互不同的多个驱动脉冲中的任意一个驱动脉冲，利用所述选择出的驱动脉冲交替地以不同的极性对所述步进电机进行驱动控制，
当在利用能量相同而极性不同的驱动脉冲进行旋转驱动时产生的所述感应信号的检测时刻之差为预定时间以上的情况下，所述控制单元变更成能量比所述驱动脉冲大的驱动脉冲进行驱动。
2.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，在变更前的所述驱动脉冲是主驱动脉冲的情况下，所述控制单元变更成能量比所述主驱动脉冲大的主驱动脉冲进行驱动。
3.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，在变更前的所述驱动脉冲是主驱动脉冲的情况下，所述控制单元变更成最大能量的主驱动脉冲进行驱动。
4.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其特征在于，在变更前的所述驱动脉冲是主驱动脉冲的情况下，所述控制单元变更成最大能量的主驱动脉冲进行驱动。
5.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，在变更前的所述驱动脉冲是最大能量的主驱动脉冲的情况下，所述控制单元变更成能量比所述主驱动脉冲大的预定能量的固定驱动脉冲进行驱动。
6.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其特征在于，在变更前的所述驱动脉冲是最大能量的主驱动脉冲的情况下，所述控制单元变更成能量比所述主驱动脉冲大的预定能量的固定驱动脉冲进行驱动。
7.根据权利要求5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校正驱动脉冲。
8.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，在变更前的所述驱动脉冲是校正驱动脉冲的情况下，所述控制单元不变更驱动脉冲。
9.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述控制单元在利用比最大能量的主驱动脉冲大的预定能量的固定驱动脉冲使所述步进电机连续旋转预定次数之后，变更成最大能量的主驱动脉冲和校正驱动脉冲以不同的极性进行多次驱动，当在利用所述最大能量的主驱动脉冲以不同的极性进行多次驱动时检测到的感应信号的检测时刻之差在预定时间以内的情况下，将所述固定驱动脉冲变更成所述最大能量的主驱动脉冲进行驱动。
10.一种模拟电子钟表，该模拟电子钟表具有驱动时刻指针旋转的步进电机、和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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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103812405A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 精工时钟有限公司 电动机装置、电动机的驱动装置与驱动方法、以及钟
CN105334717A (zh) * 2015-11-10 2016-02-17 福建上润精密仪器有限公司 一种利用电路波形驱动石英手表顺逆时针行针的方法
CN111464092A (zh) * 2019-01-11 2020-07-28 精工电子有限公司 模拟电子钟表及其控制方法、以及步进马达控制装置
CN111736448A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 精工爱普生株式会社 电子钟表以及电机控制装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6515454B2 (ja) * 2013-09-20 2019-05-22 カシオ計算機株式会社 ステッピングモータ及び時計
JP6978972B2 (ja) * 2018-03-26 2021-12-08 シチズン時計株式会社 ステップモータ駆動機構

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53132384A (en) * 1977-04-23 1978-11-18 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic watch
CN100538559C (zh) * 2004-06-04 2009-09-09 精工电子有限公司 模拟电子时钟和电动机控制电路
JP2010145106A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Seiko Instruments Inc ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計
JP5363269B2 (ja) * 2008-12-25 2013-12-11 セイコーインスツル株式会社 ステッピングモータ制御回路及びアナログ電子時計

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103812405A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 精工时钟有限公司 电动机装置、电动机的驱动装置与驱动方法、以及钟
CN105334717A (zh) * 2015-11-10 2016-02-17 福建上润精密仪器有限公司 一种利用电路波形驱动石英手表顺逆时针行针的方法
CN111464092A (zh) * 2019-01-11 2020-07-28 精工电子有限公司 模拟电子钟表及其控制方法、以及步进马达控制装置
CN111736448A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 精工爱普生株式会社 电子钟表以及电机控制装置
CN111736448B (zh) * 2019-03-25 2022-08-23 精工爱普生株式会社 电子钟表以及电机控制装置

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