CN102377383A - 步进电机控制电路和模拟电子钟表 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种步进电机控制电路和模拟电子钟表，不需设置电压检测电路即可检测电源电压，并且在电源电压降低到预定电压以下时，能够在保有正确的驱动脉冲的信息的状态下停止驱动。将检测步进电机(105)的旋转状况的检测区间(T)划分为多个区间(T1～T3)，当在各个区间中检测到的感应信号(MRs)的模式是表示二次电池(113)降低到预定电压以下的模式时，控制电路(103)将最后进行驱动的驱动脉冲的极性存储在极性存储部(103a)中，停止驱动步进电机(105)。在二次电池(113)的电压恢复到预定电压以上时，利用极性与存储在极性存储部(103a)中的极性相反的主驱动脉冲开始驱动。

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，在模拟电子钟表等中使用的步进电机具有：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，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。

作为所述步进电机的控制方式采用下述的校正驱动方式(例如，参照专利文献1)，在利用主驱动脉冲P1驱动步进电机时，通过检测在所述步进电机产生的感应信号来检测是否已旋转，根据是否已旋转，变更成脉宽不同的主驱动脉冲P1进行驱动，或者利用脉宽比主驱动脉冲P1大的校正驱动脉冲P2强制使其旋转。

另外，在专利文献2中设置如下单元，该单元在检测所述步进电机的旋转时，在检测感应信号的基础上，将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，然后在检测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(脉冲升级)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(脉冲降级)，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。

另一方面，在专利文献3记载的发明中具有如下单元，在被用作电源的二次电池的电压降低的情况下，该单元以每2秒的运针周期进行运针(使秒针每2秒一并连续运针2次)，通知使用者充电不足，在步进电机驱动停止时存储驱动脉冲的信息。

但是，由于使用电压检测电路，因而存在结构变复杂的问题。并且，在诸如以太阳光钟表为代表的将二次电池作为电源的电子钟表中，存在如下情况，即在由于表芯的偏差而使得运针不稳定的状态下进行因表芯的电源电压降低而导致的运针停止，在运针停止时有可能错误地存储驱动脉冲的信息。在存储了错误的驱动脉冲的信息的情况下，在由于电源电压降低而暂且停止运针后，当电源恢复并再次进行驱动时，有可能不能进行正常的驱动。

【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

【专利文献3】日本特开昭62-194484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，不需设置电压检测电路即可检测电源电压，并且，能够在电源电压降低到预定电压以下时，在保有正确的驱动脉冲的信息的状态下停止驱动。

根据本发明，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：电源；旋转检测单元，其检测由于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区间内是否超过预定的基准阈值电压，检测所述步进电机的旋转状况；以及驱动控制单元，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驱动脉冲中的任意一个，按照预定的极性对所述步进电机进行驱动控制，所述检测区间被划分为多个区间，所述驱动控制单元进行如下控制，即，在根据利用预定能量的驱动脉冲驱动所述步进电机时的、所述旋转检测单元检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的区间的模式，判定为所述电源降低到预定电压值以下时，在判断出当所述电源恢复到超过预定电压的电压后驱动再次开始时进行驱动的驱动脉冲的极性的状态下，停止驱动所述步进电机。

并且，根据本发明，提供一种模拟电子钟表，该模拟电子钟表具有：步进电机，其驱动时刻指针旋转；以及步进电机控制电路，其控制所述步进电机，其特征在于，作为所述步进电机控制电路，采用本发明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，不需设置电压检测电路即可检测电源电压，并且，能够在电源电压降低到预定电压以下时，在保有正确的驱动脉冲的信息的状态下停止驱动。

并且，根据本发明的模拟电子钟表，不需设置电压检测电路即可检测电源电压，并且，能够在电源电压降低到预定电压以下时，在保有正确的驱动脉冲的信息的状态下停止驱动，因而在电源电压恢复时能够利用正确的驱动脉冲开始驱动，运针变得准确。

附图说明

图1是本发明的第1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是在本发明的各个实施方式中使用的步进电机的结构图。

图3是用于说明本发明的各个实施方式的动作的时序图。

图4是用于说明本发明的各个实施方式的动作的判定图表。

图5是表示本发明的第1实施方式的动作的流程图。

图6是本发明的第2实施方式的步进电机控制电路和模拟电子钟表的框图。

图7是表示本发明的第2实施方式的动作的流程图。

图8是本发明的第3实施方式的步进电机控制电路和模拟电子钟表的框图。

图9是表示本发明的第3实施方式的动作的流程图。

图10是本发明的第4实施方式的步进电机控制电路和模拟电子钟表的框图。

图11是表示本发明的第4实施方式的动作的流程图。

标号说明

101振荡电路；102分频电路；103控制电路；103a极性存储部；103b极性判别部；103c反常规运针控制部；104驱动脉冲选择电路；105步进电机；106模拟显示部；107时针；108分针；109秒针；110旋转检测电路；111检测区间判别电路；112太阳光发电元件；113二次电池；201定子；202转子；203转子收容用贯通孔；204、205切口部(外凸)；206、207切口部(内凹)；208磁芯；209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是本发明的第1实施方式的使用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：振荡电路101，其产生预定频率的信号；分频电路102，其对由振荡电路101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103，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；驱动脉冲选择电路104，其根据来自控制电路103的控制信号，选择并输出电机旋转驱动用的驱动脉冲；步进电机105，其被来自驱动脉冲选择电路104的驱动脉冲驱动进行旋转；以及模拟显示部106，其具有被步进电机105驱动进行旋转，用于显示时刻的时刻指针(在图1的示例中是指时针107、分针108、秒针109这三种)。

并且，模拟电子钟表具有：旋转检测电路110，其在预定的检测区间中，检测表示步进电机105的旋转状况的感应信号VRs；以及检测区间判别电路111，其将旋转检测电路110检测到超过预定的基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的时刻与检测区间进行比较，判别所述感应信号VRs是在哪个区间中被检测到的。另外，如后所述，将检测步进电机105是否已旋转的检测区间划分为3个区间。

并且，模拟电子钟表具有：太阳光(solar)发电元件112，其接受光进行发电；以及作为电源的二次电池113，其利用太阳光发电元件112进行充电，并且向模拟电子钟表的各个电子电路要素101～105、110、111供给驱动电力。

控制电路103进行如下控制，在步进电机105正常旋转的状态下，利用不同极性的主驱动脉冲P1交替驱动步进电机105，控制电路103具有极性存储部103a，每当驱动步进电机105时，该极性存储部103a存储驱动步进电机105的极性作为用于确定下一次进行驱动的极性的极性信息。控制电路103在下一次利用主驱动脉冲P1进行驱动时，利用与在极性存储部103a中存储的极性相反的极性的主驱动脉冲P1进行驱动，并且，将此时进行驱动的主驱动脉冲P1的极性作为极性信息存储在极性存储部103a中。

另外，也可以存储下一次进行驱动的极性的信息作为用于确定下一次进行驱动的极性的极性信息。在这种情况下，控制电路103进行如下控制，在下一次进行驱动时，利用在极性存储部103a中存储的极性的主驱动脉冲P1来驱动步进电机105，并且，将其下一次进行驱动的极性的信息作为极性信息存储在极性存储部103a中。

旋转检测电路110利用与前述专利文献1记述的旋转检测电路相同的原理来检测感应信号VRs，该旋转检测电路110将基准阈值电压Vcomp设定如下：在诸如步进电机105已旋转时等旋转动作较快的情况下，产生超过预定的基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs，在诸如步进电机105没有旋转时等旋转动作较慢的情况下，使感应信号VRs不超过基准阈值电压Vcomp。

在此，振荡电路101和分频电路102构成信号产生单元，模拟显示部106构成时刻显示单元。旋转检测电路110构成旋转检测单元，控制电路103、驱动脉冲选择电路104、旋转检测电路110以及检测区间判别电路111构成驱动控制单元。并且，极性存储部103a构成极性信息存储单元。

图2是在本发明的各个实施方式中共同使用的步进电机105的结构图，表示通常在模拟电子钟表中采用的钟表用步进电机的示例。

在图2中，步进电机105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；磁芯208，其与定子201接合；以及线圈209，其卷绕在磁芯208上。在将步进电机105应用于模拟电子钟表的情况下，定子201和磁芯208通过螺钉(未图示)固定在表盘(未图示)上并相互接合。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)切口部(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多个(在本实施方式中为两个)半月状的切口部(外凸)204、205。

切口部204、205构成用于确定转子202的停止位置的定位部。在线圈209没有被励磁的状态下，如图2所示，转子202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与连接切口部204、205的线段正交的位置(角度θ0位置)。把以转子202的旋转轴(旋转中心)为中心的XY坐标空间划分为4个象限(第1象限I～第4象限IV)。

现在，从驱动脉冲选择电路104向线圈209的端子OUT1、OUT2之间提供矩形波的驱动脉冲(例如，第1端子OUT1侧为正极，第2端子OUT2侧为负极)，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，磁极轴稳定地停止在角度θ1位置。另外，把通过驱动步进电机105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，从驱动脉冲选择电路104向线圈209的端子OUT1、OUT2提供相反极性的矩形波的驱动脉冲(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)，在使电流沿图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，磁极轴稳定地停止在角度θ0位置。

以后，如此向线圈209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。在本实施方式中，驱动脉冲采用如后所述的能量相互不同的多种主驱动脉冲P10～P1n以及能量比所述各个主驱动脉冲P1大的校正驱动脉冲P2。

控制电路103基本上利用极性相互不同的主驱动脉冲P1交替进行驱动，由此驱动步进电机105旋转，在不能利用主驱动脉冲P1进行旋转的情况下，利用与该主驱动脉冲P1相同极性的校正驱动脉冲P2进行旋转驱动。但是，在本发明的各个实施方式中如后所述还进行不同方式的驱动。

图3是在本发明的各个实施方式中利用主驱动脉冲P1驱动步进电机105时的定时图，一并示出了表示负荷的大小、转子202的旋转位置、旋转状况的模式和脉冲控制动作。

在图3中，P1表示主驱动脉冲P1，同时表示利用主驱动脉冲P1来驱动转子202旋转的区间，a～e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。

将紧接在利用主驱动脉冲P1进行驱动后的预定时间设为第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区间之后的预定时间设为第3区间T3。这样，将从紧接在利用主驱动脉冲P1进行驱动后开始的检测区间T整体划分为多个区间(在本实施方式中是指3个区间T1～T3)。另外，在本实施方式中，没有设置不检测感应信号VRs的期间即屏蔽区间。

在以转子202为中心，将转子202的主磁极由于转子202的旋转而所处的XY坐标空间划分为第1象限I～第4象限IV的情况下，第1区间T1～第3区间T3能够表示如下。

即，在通常负荷的状态下，第1区间T1是在以转子202为中心的空间的第3象限III中判定转子202的正向旋转状况的区间、和判定转子202的第一次逆向旋转状况的区间，第2区间T2是在第3象限III中判定转子202的第一次逆向旋转状况的区间，第3区间T3是在第3象限III中判定转子202的第一次逆向旋转后的旋转状况的区间。在此，通常负荷是在通常驱动时施加的负荷，在本实施方式中，将驱动时刻指针(时针107、分针108、秒针109)时的负荷设为通常负荷。

并且，在相对于通常负荷增加了微小负荷的状态下(负荷增量极小)，第1区间T1是在第2象限II中判定转子202的正向旋转状况的区间、和在第3象限III中判定转子202的第一次正向旋转状况的区间，第2区间T2是在第3象限III中判定转子202的第一次正向旋转状况和第一次逆向旋转状况的区间，第3区间T3是在第3象限III中判定转子202的第一次逆向旋转后的旋转状况的区间。

Vcomp是判定在步进电机105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被设定如下：在诸如步进电机105已旋转时等转子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105不旋转时等转子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。

例如，在图3中，在本实施方式的步进电机控制电路中，在通常负荷的状态下，在第1区间T1中检测在区域b产生的感应信号VRs，在第1区间T1和第2区间T2中检测在区域c产生的感应信号VRs，在第3区间T3中检测在区域c之后产生的感应信号VRs。

将旋转检测电路110检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况表示为判定值“1”，将旋转检测电路110未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况表示为判定值“0”，在图3的通常负荷驱动的示例中，作为表示旋转状况的模式(第1区间的判定值，第2区间的判定值，第3区间的判定值)得到(0，1，0)，控制电路103判定为驱动能量过大(有余力的旋转)，进行脉冲控制以将主驱动脉冲P1的驱动能量降一级(脉冲降级)。

并且，在负荷增量极小的状态下，在第1区间T1中检测在区域a产生的感应信号VRs，在第1区间T1和第2区间T2中检测在区域b产生的感应信号，在第2区间T2和第3区间T3中检测在区域c产生的感应信号。在图3的示例中得到模式(0，1，1)，控制电路103与前述相同地判定为有余力的旋转，进行脉冲控制以将主驱动脉冲P1的驱动能量降一级。

图4是将本发明的各个实施方式的动作进行汇总的判定图表。在图4中，如前面所述，将检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况表示为判定值“1”，将未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况表示为判定值“0”。并且，“1/0”表示判定值是“1”还是“0”均可的情况。

如图4所示，旋转检测电路110检测有无超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs，根据检测区间判别电路111判定所述感应信号VRs的检测时期而得到的模式，参照存储在控制电路103内部的图4所示的判定图表，控制电路103和驱动脉冲选择电路104进行主驱动脉冲P1的脉冲升级或脉冲降级、或者利用校正驱动脉冲P2进行驱动等后述的驱动脉冲控制，由此控制步进电机105旋转。

例如，在模式为(1/0，0，0)的情况下，控制电路103判定为步进电机105没有旋转(不旋转)，控制驱动脉冲选择电路104，使得利用校正驱动脉冲P2驱动步进电机105，然后控制驱动脉冲选择电路104，使得在下一次驱动时变更成升一级后的主驱动脉冲P1进行驱动。

在模式为(1/0，0，1)的情况下，控制电路103判定为步进电机105已旋转，然而是相对于通常负荷增加了较大负荷的状态(负荷增量大)，在下一次驱动时有可能成为不旋转(勉强旋转)，控制电路103控制驱动脉冲选择电路104，使得不利用校正驱动脉冲P2进行驱动，而是事前在下一次驱动时变更成升一级后的主驱动脉冲P1进行驱动。

在模式为(1，1，1/0)的情况下，控制电路103判定为步进电机105旋转，并且负荷是负荷增量中，驱动能量适当(没有余力的旋转)，控制电路103控制驱动脉冲选择电路104，使得在下一次驱动时不变更主驱动脉冲P1即进行驱动。

在模式为(0，1，1/0)的情况下，控制电路103判定为步进电机105旋转，并且负荷是通常负荷或者负荷增量极小，驱动能量有余力(有余力的旋转)，控制驱动脉冲选择电路104，使得在下一次驱动时变更成降一级后的主驱动脉冲P1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和模拟电子钟表的动作的流程图，是主要表示控制电路103的处理的流程图。

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和模拟电子钟表的动作。

在图1中，振荡电路101产生预定频率的基准时钟信号，分频电路102对由振荡电路101产生的所述信号进行分频，产生作为计时基准的时钟信号，输出给控制电路103。

控制电路103计数所述时间信号而进行计时动作，首先将主驱动脉冲P1n的能量等级n和次数N设为0(图5的步骤S501)，输出控制信号，使得利用最小脉宽的主驱动脉冲P10来驱动步进电机105旋转(步骤S502、S503)。

此时，控制电路103输出所述控制信号，使得利用极性与存储在极性存储部103a中的极性信息的极性相反的主驱动脉冲P10进行驱动，并且，将所述相反极性的信息作为极性信息存储在极性存储部103a中。由此，极性存储部103a将已存储的极性信息从前一次驱动时的旧的极性信息改写为本次驱动的极性(所述相反极性)的极性信息进行存储。

驱动脉冲选择电路104响应来自控制电路103的控制信号，利用根据所述控制信号指定的极性的主驱动脉冲P10来驱动步进电机105旋转。通过利用主驱动脉冲P10来驱动步进电机105旋转，步进电机105驱动时刻指针107、108、109旋转。由此，在步进电机105正常旋转的情况下，在显示部106中利用时刻指针107、108、109随时显示当前时刻。

控制电路103判定主驱动脉冲P1的能量等级n是否是最大等级m的主驱动脉冲P1max(步骤S602)。

当在处理步骤S602中不是最大等级m的主驱动脉冲P1max的情况下，控制电路103进行旋转检测电路110是否检测到超过预定的基准阈值电压Vcomp的步进电机105的感应信号VRs的判定、以及检测区间判别电路111是否将所述感应信号VRs的检测时刻t判定为区间T1内的判定(即，是否在第1区间T1内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的判定)(步骤S504)。

当在处理步骤S504中判定为在区间T1内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，x，x)的情况。其中，判定值“x”意味着判定值是“1”还是“0”均可)，与前述相同，控制电路103判定是否在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S505)。

当在处理步骤S505中判定为在区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，0，x)的情况)，与前述相同，控制电路103判定是否在区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S506)。

当在处理步骤S506中判定为在区间T3内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(x，0，0)的情况，图3的不旋转的情况)，控制电路103利用与处理步骤S503的主驱动脉冲P1相同极性的校正驱动脉冲P2驱动步进电机105(步骤S507)，然后在该主驱动脉冲P1的等级n不是最大等级m的情况下，将主驱动脉冲P1升一级，变更成主驱动脉冲P1(n+1)，然后返回到处理步骤S502，在下一次的驱动中利用该主驱动脉冲P1(n+1)进行驱动(步骤S508、S510)。

当在处理步骤S508中该主驱动脉冲P1的等级n是最大等级m的情况下，控制电路103将主驱动脉冲P1变更成能量小预定量的主驱动脉冲P1(n-a)，返回到处理步骤S502，在下一次的驱动中利用该主驱动脉冲P1(n-a)进行驱动(步骤S509)。在该情况下，由于是即使利用主驱动脉冲P1中的最大能量等级m的主驱动脉冲P1max也不能旋转的状态，因此能够减小在下一次驱动时利用最大能量等级m的主驱动脉冲P1max进行驱动时的能量的浪费。另外，此时为了得到较大的节能效果，也可以变更成最小能量的主驱动脉冲P10。

当在处理步骤S506中判定为在区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(x，0，1)的情况)，在该主驱动脉冲P1的等级n不是最大等级m的情况下，控制电路103将主驱动脉冲P1升一级，变更成主驱动脉冲P1(n+1)，返回到处理步骤S502，在下一次的驱动中利用该主驱动脉冲P1进行驱动(步骤S511、S510；图3的负荷增量大的情况)。

当在处理步骤S511中该主驱动脉冲P1的等级n是最大等级m的情况下，控制电路103不进行等级变更，因而不变更主驱动脉冲P1而返回到处理步骤S502，在下一次的驱动中利用该主驱动脉冲P1进行驱动(步骤S513)。

当在处理步骤S504中判定为在区间T1内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，x，x)的情况)，与前述相同，控制电路103判定是否在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S512)。

当在处理步骤S512中判定为在区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，x)的情况)，控制电路103进入到处理步骤S506进行前述处理。

当在处理步骤S512中判定为在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，1，x)的情况)，控制电路103进入到处理步骤S513。

当在处理步骤S505中判定为在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，1，x)的情况)，在主驱动脉冲P1的等级n是最低等级0时不能降低等级，因而控制电路103保持等级不进行变更，返回到处理步骤S502(步骤S514、S518)。

当在处理步骤S514中判定为主驱动脉冲P1的等级n不是最低等级0的情况下，控制电路103对连续产生次数N加1(步骤S515)，并判定次数N是否达到预定次数(在本实施方式中是80次)(步骤S516)，在未达到所述预定次数的情况下，不变更主驱动脉冲P1的等级而返回到处理步骤S502(S518)，在达到所述预定次数的情况下，将主驱动脉冲P1的等级降一级，并且将连续产生次数N重设为0，返回到处理步骤S502(S517)。

另一方面，当在处理步骤S602中判定为主驱动脉冲P1是预定能量的主驱动脉冲(在本实施方式中是指能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max)时，控制电路103判定是否在第1区间T1内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(S603)。

当在处理步骤S603中判定为在区间T1内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，x，x)的情况)，控制电路103判定是否在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S604)。

当在处理步骤S604中判定为在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs时，控制电路103进入到处理步骤S514。

当在处理步骤S604中判定为在区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，0，x)的情况)，控制电路103判定为二次电池113的电压降低到预定值以下，利用校正驱动脉冲P2(与本次进行驱动的主驱动脉冲P1(处理步骤S503的主驱动脉冲P1)相同极性的校正驱动脉冲P2)驱动步进电机105，使步进电机105旋转(步骤S605)。由此，即使是由于二次电池113的电压较低使得在处理步骤S503中步进电机105不旋转的情况下，也能够可靠地进行旋转。

然后，控制电路103将本次进行驱动的校正驱动脉冲P2的极性(与本次进行驱动的主驱动脉冲P1的极性相同)作为极性信息存储在极性存储部103a中(步骤S606)，停止驱动步进电机105，从而停止运针(步骤S607)。由此，进入到待机状态。

并且，当在处理步骤S603中判定为在区间T1内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，x，x)的情况)，控制电路103判定为二次电池113的电源电压降低到预定值以下，与前述相同地进行处理步骤S605以后的处理，将本次进行驱动的校正驱动脉冲P2的极性作为极性信息存储在极性存储部103a中(步骤S606)，停止驱动步进电机105，从而停止运针(步骤S607)。由此，进入到待机状态。

控制电路103利用太阳光发电元件112对二次电池113进行充电，在判定为二次电池113的电压达到能够稳定驱动的预定电压以上时，参照存储在极性存储部103a中的极性信息，利用与极性信息相反极性的主驱动脉冲P1再次开始驱动。

如上所述，根据本发明的第1实施方式的步进电机控制电路，其特征在于，该步进电机控制电路具有：电源(在本实施方式中是指二次电池113)；旋转检测单元，其检测由于步进电机105的转子202的旋转而产生的感应信号VRs，根据感应信号VRs在预定的检测区间T内是否超过预定的基准阈值电压Vcomp，检测步进电机105的旋转状况；以及驱动控制单元，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驱动脉冲P1、P2中的任意一个，按照预定的极性对步进电机105进行驱动控制，检测区间T被划分为多个区间(在本实施方式中是指3个区间T1～T3)，所述驱动控制单元进行如下控制，即，在根据利用预定能量(在本实施方式中是指最大能量等级m的主驱动脉冲P1max)的驱动脉冲驱动步进电机105时的、所述旋转检测单元检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的区间的模式，判定为所述电源降低到预定电压值以下时，在判断出当所述电源恢复到超过预定电压的电压后驱动再次开始时进行驱动的驱动脉冲的极性的状态下，停止驱动步进电机105。

并且，所述驱动控制单元进行如下控制，在判定为所述电源的电压降低到预定值以下时，将确定在电源电压恢复后驱动再次开始时进行驱动的驱动脉冲的极性的极性信息存储在极性存储部103a中，在电源电压恢复后驱动再次开始时利用使用所述极性信息而确定的极性的驱动脉冲，开始驱动步进电机105。

并且，在利用所述预定能量的驱动脉冲进行驱动的情况下，在判定为电源的电压达到稳定驱动变得困难的预定电压值以下时，即在感应信号VRs的模式成为预定模式(在本实施方式中是指模式(1，x，x)或者(0，0，x))时，判定为电源的电压达到所述预定电压值以下，在存储极性信息后停止驱动。

因此，本第1实施方式的步进电机控制电路不需设置电压检测电路即可检测电源电压，因而结构简单，并且在二次电池113的电压降低到预定电压值以下时，能够在保有正确的驱动脉冲的信息的状态下停止驱动。

并且，在利用所述预定能量的驱动脉冲进行驱动的情况下，在判定为电源的电压达到稳定驱动变得困难的预定电压值以下时，利用校正驱动脉冲P2使其可靠地进行旋转，然后存储极性信息，因而能够存储正确的极性信息，在驱动再次开始时能够利用准确极性的驱动脉冲开始驱动。

并且，根据本第1实施方式的模拟电子钟表，不需设置电压检测电路即可检测电源电压，因而结构简单，并且在二次电池113的电压降低到预定电压值以下时，能够在保有正确的驱动脉冲的信息的状态下停止驱动，因此在二次电池113的电压恢复时能够利用正确的驱动脉冲开始驱动，发挥运针变得准确这样的效果。

图6是本发明的第2实施方式的使用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，对与图1相同的部分标注相同标号。

在图6中，控制电路103具有构成极性判别单元的极性判别部103b。极性判别部103b具有判别在利用校正驱动脉冲P2进行驱动时的该校正驱动脉冲P2的极性的功能。在由于二次电池113的电压降低而使得驱动停止时，控制电路103进行控制，使得在利用预先设定的预定极性的驱动脉冲进行步进电机105的驱动后强制停止驱动。

图7是本发明的第2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，是主要表示控制电路103的处理的流程图，对与图5相同的部分标注相同标号。

下面，使用图6、图7、图2～图4，针对与前述第1实施方式不同的部分来说明本第2实施方式的动作。

在图7中，控制电路103通过处理步骤S603、S604的模式判定处理，判定为二次电池113的电压降低到预定电压以下，并进行控制使得在处理步骤S605中利用与处理步骤S603的主驱动脉冲P1相同极性的校正驱动脉冲P2进行驱动，然后极性判别部103b判定该校正驱动脉冲P2的极性是否是预定的极性OUT1(步骤S701)。

在处理步骤S701中极性判别部103b判定为该校正驱动脉冲P2的极性是预定的极性OUT1的情况下，控制电路103停止步进电机105的驱动控制，从而停止运针(步骤S607)。由此，进入到待机状态。

另一方面，在处理步骤S701中极性判别部103b判定为该校正驱动脉冲P2的极性不是预定的极性OUT1的情况下(换言之，是所述预定极性的相反极性OUT2)，控制电路103进行控制使得利用所述预定的极性OUT1的校正驱动脉冲P2驱动步进电机105(步骤S702)，然后停止驱动控制，从而停止运针(步骤S607)。由此，进入到待机状态。

控制电路103利用太阳光发电元件112对二次电池113进行充电，在判定为二次电池113的电压达到能够稳定驱动的预定电压以上时，利用与所述预定极性OUT1相反的极性OUT2的主驱动脉冲P1再次开始驱动。

如上所述，根据本发明的第2实施方式，与前述第1实施方式相同，根据感应信号VRs的模式来判别电源是否降低到预定电压值以下，因而不需要电压检测电路，结构变简单。

并且，根据本发明的第2实施方式，驱动控制单元在判定为电源降低到预定值以下时进行如下控制，即，在利用预定极性OUT1的驱动脉冲进行驱动后强制停止驱动，在电源电压恢复后驱动再次开始时利用与所述预定极性OUT1相反的极性OUT2的驱动脉冲开始驱动步进电机105，因而在驱动再次开始时能够可靠地进行旋转，能够进行可靠的运针。

并且，由于采用校正驱动脉冲P2作为所述预定极性OUT1的驱动脉冲，因而能够通过所述预定极性OUT1的驱动使步进电机105可靠地旋转，在驱动再次开始时能够可靠地进行旋转。

图8是本发明的第3实施方式的使用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，对与图1相同的部分标注相同标号。

在图8中，控制电路103具有构成反常规运针控制单元的反常规运针控制部103c。反常规运针控制部103c的详细情况将在后面进行说明，反常规运针控制部103c具有如下功能：在步进电机105的旋转状况成为预定状态等的预定条件成立时，以与通常驱动时的方式不同的方式对步进电机105进行驱动控制。在此，通常驱动是指按照固定的预定周期驱动步进电机105旋转的动作，用于通过按照固定的预定周期(例如1秒周期)驱动时刻指针107～109运针来进行时刻显示。通过以与所述通常驱动时的方式不同的方式驱动步进电机105，以与通常驱动时不同的方式驱动时刻指针107～109运针。由此，进行二次电池113的充电通知等通知动作。

图9是表示本发明的第3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，是主要表示控制电路103的处理的流程图，对与图5相同的部分标注相同标号。

下面，使用图8、图9、图2～图4，针对与前述第1实施方式不同的部分来说明本发明的第3实施方式的动作。

在图9的处理步骤S602中，在控制电路103判定为主驱动脉冲P1的能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max的情况下，反常规运针控制部103c向驱动脉冲选择电路104输出控制信号，使得以与通常驱动时的方式不同的第1通知运针周期的驱动方式(第1方式)驱动步进电机105旋转(步骤S608)。

所述第1通知运针周期的驱动方式是指与通常驱动时的方式不同的方式的驱动动作，在本实施方式中是指每2秒驱动步进电机105一并旋转2秒量的驱动方式(2秒运针)。驱动脉冲选择电路104响应来自反常规运针控制部103c的所述控制信号，按照2秒周期驱动步进电机105一并旋转2秒量。由此，通知用户虽然不一定紧急但是需要预定的应对处理(例如充电)。另外，在此时的驱动中使用的主驱动脉冲P1是能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max。

当在处理步骤S603中判定为在区间T1内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，x，x)的情况)，控制电路103进入到处理步骤S604。

当在处理步骤S603中判定为在区间T1内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，x，x)的情况)，控制电路103判定是否在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S609)。

当在处理步骤S609中判定为在区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，x)的情况)，控制电路103判定是否在区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S610)。

当在处理步骤S610中判定为在区间T3内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，0)的情况)，控制电路103进行处理步骤S605～S607的处理。由此，即使是步进电机105由于二次电池113的电压较低而在处理步骤S608中不旋转的情况下，也能够利用校正驱动脉冲P2使其可靠地旋转(步骤S605)。并且，控制电路103将本次进行驱动的校正驱动脉冲P2的极性(与本次进行驱动的主驱动脉冲P1的极性相同)作为极性信息存储在极性存储部103a中(步骤S606)，停止驱动步进电机105，从而停止运针(步骤S607)。由此，进入到待机状态。

当控制电路103在处理步骤S610中判定为在区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，1)的“勉强旋转”的情况)，反常规运针控制部103c向驱动脉冲选择电路104输出控制信号，使得以第2通知运针周期的驱动方式(第2方式)驱动步进电机105旋转，然后进入到处理步骤S518(步骤S611)。

所述第2通知运针周期是指与通常驱动时的方式以及所述第1通知运针周期的驱动方式(第1方式)不同的方式的驱动动作，在本第3实施方式中是指每3秒驱动步进电机105一并旋转3秒量的驱动方式(3秒运针)。由此，通知用户需要紧急应对处理(二次电池113的电压降低较大，需要上进行充电等应对处理)。另外，在此时的驱动中使用的主驱动脉冲P1是能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max。

当在处理步骤S609中判定为在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，1，x)的情况)，控制电路103进入到处理步骤S518。

如上所述，根据本发明的第3实施方式，不仅发挥与前述第1实施方式相同的效果，在选择最大能量等级m的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机105的情况下，在进行稳定的旋转状态的期间，以与通常驱动时的方式不同的第1方式驱动步进电机105，因而能够通知用户虽然不紧急但是需要充电。

并且，驱动控制单元在利用最大能量等级m的主驱动脉冲P1max驱动步进电机105的情况下，在得到了仅在第1区间T1和第3区间T3检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的模式时，以与通常驱动时的方式以及第1方式不同的第2方式驱动步进电机105，因而能够通知用户二次电池113的电压大幅降低时的紧急性。

图10是本发明的第4实施方式的使用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，对与图6、图8相同的部分标注相同标号。

在图10中，控制电路103具有构成反常规运针控制单元的反常规运针控制部103c。反常规运针控制部103c具有与前述第3实施方式相同的如下功能：在步进电机105的旋转状况成为预定状态等的预定条件成立时，以与通常驱动时的方式不同的前述第1方式或者前述第2方式对步进电机105进行驱动控制。通过以与通常驱动时的方式不同的方式驱动步进电机105，以前述第1方式或者前述第2方式驱动时刻指针107～109运针。由此，进行二次电池113的充电通知等通知动作。

图11是表示本发明的第4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，是主要表示控制电路103的处理的流程图，对与图7、图9相同的部分标注相同标号。

下面，使用图10、图11、图2～图4，针对与前述第2实施方式不同的部分来说明本发明的第4实施方式的动作。

在图11的处理步骤S602中控制电路103判定为主驱动脉冲P1的能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max的情况下，反常规运针控制部103c向驱动脉冲选择电路104输出控制信号，使得以与通常驱动时的方式不同的第1通知运针周期的驱动方式(第1方式)驱动步进电机105旋转(步骤S608)。

所述第1通知运针周期与前述第3实施方式相同地是指与通常驱动时的方式不同的方式的驱动动作，在本实施方式中是指每2秒驱动步进电机105一并旋转2秒量的驱动方式(2秒运针)。驱动脉冲选择电路104响应来自反常规运针控制部103c的所述控制信号，按照2秒周期驱动步进电机105一并旋转2秒量。由此，通知用户虽然不一定紧急但是需要预定的应对处理(例如充电)。

另外，在此时的驱动中使用的主驱动脉冲P1是能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max。

当在处理步骤S603中判定为在区间T1内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(0，x，x)的情况)，控制电路103进入到处理步骤S604。

当在处理步骤S603中判定为在区间T1内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，x，x)的情况)，控制电路103判定是否在区间T2内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S609)。

当在处理步骤S609中判定为在区间T2内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，x)的情况)，控制电路103判定是否在区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs(步骤S610)。

当在处理步骤S610中判定为在区间T3内未检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，0)的情况)，控制电路103进行处理步骤S605、S607、S701、S702的处理。

由此，与前述第2实施方式相同地利用预定极性OUT1的校正驱动脉冲P2进行旋转驱动，然后停止运针并进入到待机状态。

当在处理步骤S610中判定为在区间T3内检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的情况下(模式为(1，0，1)的“勉强旋转”的情况)，控制电路103向驱动脉冲选择电路104输出控制信号，使得以第2通知运针周期的驱动方式(第2方式)驱动步进电机105旋转，然后进入到处理步骤S518(步骤S611)。

所述第2通知运针周期与前述第3实施方式相同地是指与通常驱动时的方式以及所述第1通知运针周期的驱动方式(第1方式)不同的方式的驱动动作，是指每3秒驱动步进电机105一并旋转3秒量的驱动方式(3秒运针)。由此，通知用户需要紧急应对处理(二次电池113的电压降低较大，需要马上进行充电等应对处理)。另外，在此时的驱动中使用的主驱动脉冲P1是能量等级n为最大等级m的主驱动脉冲P1max。

如上所述，根据本发明的第4实施方式，与前述第3实施方式一样，在选择最大能量等级m的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机105的情况下，在进行稳定的旋转状态的期间，以与通常驱动时的方式不同的第1方式驱动步进电机105，因而能够通知用户虽然不紧急但是需要应对处理。

并且，驱动控制单元在利用最大能量等级m的主驱动脉冲P1max来驱动步进电机105的情况下，在得到了仅在第1区间T1和第3区间T3检测到超过基准阈值电压Vcomp的感应信号VRs的模式时，以与通常驱动时的方式以及第1方式不同的第2方式驱动步进电机105，因而发挥如下效果：能够在二次电池113的电压大幅降低时将紧急性通知给用户。

另外，在前述各个实施方式中，作为判定二次电池113是否降低到预定电压值以下时的驱动脉冲，采用了最大能量等级m的主驱动脉冲P1max，但也可以采用其它预定能量的驱动脉冲。

并且，在前述各个实施方式中，作为电源说明了二次电池113的示例，但也可以是一次电池。

并且，在前述各个实施方式中，通过改变脉宽来改变各个驱动脉冲的能量，但也可以通过改变梳齿状脉冲的个数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的模拟电子手表、计时钟表为代表的各种模拟电子钟表。

Claims (12)

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：

电源；

旋转检测单元，其检测由于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区间内是否超过预定的基准阈值电压，检测所述步进电机的旋转状况；以及

驱动控制单元，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驱动脉冲中的任意一个，按照预定的极性对所述步进电机进行驱动控制，

所述检测区间被划分为多个区间，

所述驱动控制单元进行如下控制，即，在根据利用预定能量的驱动脉冲驱动所述步进电机时的、所述旋转检测单元检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的区间的模式，判定为所述电源降低到预定电压值以下时，在判断出当所述电源恢复到超过预定电压的电压后驱动再次开始时进行驱动的驱动脉冲的极性的状态下，停止驱动所述步进电机。

2.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述驱动控制单元进行如下控制，即，在判定为所述电源的电压降低到预定值以下时，将确定在电源电压恢复后驱动再次开始时进行驱动的驱动脉冲的极性的极性信息存储在极性信息存储单元中，在电源电压恢复后驱动再次开始时利用使用所述极性信息而确定的极性的驱动脉冲，开始驱动所述步进电机。

3.根据权利要求2所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述驱动控制单元在判定为所述电源的电压降低到预定值以下时，利用极性与所述预定能量的驱动脉冲相同的校正驱动脉冲进行驱动，然后将所述校正驱动脉冲的极性作为所述极性信息存储在所述极性信息存储单元中。

4.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述驱动控制单元进行如下控制，即，在判定为所述电源的电压降低到预定值以下时，在利用预定极性的驱动脉冲进行驱动后停止驱动，在电源电压恢复后驱动再次开始时利用极性与所述预定极性相反的驱动脉冲开始驱动所述步进电机。

5.根据权利要求4所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述预定极性的驱动脉冲是预定极性的校正驱动脉冲。

6.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述预定能量的驱动脉冲是最大能量等级的主驱动脉冲。

7.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述电源是二次电池。

8.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，

将所述检测区间划分为紧接在利用主驱动脉冲进行驱动后的第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，在通常负荷的状态下，所述第1区间是在以所述转子为中心的空间的第3象限中判定所述转子的正向旋转状况的区间、和判定所述转子的第一次逆向旋转状况的区间，所述第2区间是在所述第3象限中判定所述转子的第一次逆向旋转状况的区间，所述第3区间是在所述第3象限中判定所述转子的第一次逆向旋转后的旋转状况的区间，

所述驱动控制单元根据所述旋转检测单元检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的区间的模式，判定所述电源是否降低到预定电压值以下。

9.根据权利要求8所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述驱动控制单元在利用最大能量等级的主驱动脉冲驱动所述步进电机的情况下，在得到了在所述第1区间检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的模式、或者在所述第1区间和第2区间未检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的模式时，判定为所述电源降低到预定电压值以下。

10.根据权利要求1所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述驱动控制单元在选择最大能量等级的主驱动脉冲驱动所述步进电机的情况下，以与通常驱动时的方式不同的第1方式驱动所述步进电机。

11.根据权利要求10所述的步进电机控制电路，其特征在于，所述驱动控制单元在利用最大能量等级的主驱动脉冲驱动所述步进电机的情况下，在得到了仅在所述第1区间和第3区间检测到超过所述基准阈值电压的感应信号的模式时，以与所述通常驱动时的方式以及所述第1方式不同的第2方式驱动所述步进电机。

12.一种模拟电子钟表，该模拟电子钟表具有驱动时刻指针旋转的步进电机、以及对所述步进电机进行驱动控制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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